Superkondensator - Supercapacitor als "Kurzzeit-USV"

[Berndd]

Hallo,
bei uns sind die Spannungsausetzer im Netz eher kurz, so dass mir - auch als ich das Nachleuchten meines neuen Fahrradrücklichts sah - der Gedanke kam, einen Kondensator zum Abpuffern kurzzeitiger Aussetzer einzusetzen.

Jetzt fiel mit gerade das
http://www.bustatech.com/supercapacitor-usb-light/
in den Browser... von mir aus könnte der Kondensator auch eine Nummer grösser sein.
Meine Vorstellung: Einen derartigen Kondensator parallel zum Eingang und gut is.
? Was meint Ihr?

Gruss,
Berndd
     

[JoWiemann]

Hallo,
bei uns sind die Spannungsausetzer im Netz eher kurz, so dass

Hallo Berndd,

Du bist wirklich sicher, dass Du Spannungsaussetzer im 230V Niederspannungsnetz in Deinem Haus/Wohnung hast. Und wenn nachvollziebar ja, hast Du mit Deinem Netzbetreiber schon mal gesprochen?

Grüße Jörg

[micomat]

ich hab ne usv. bei uns auf dem Land kann schon mal n paar sek das Licht ausgehen bei Sturm oder Gewitter... und die Welt kosten die auch nicht. hat den Vorteil das das WLAN auch gleich an bleibt

[Dr. Boris Neubert]

Hallo,

die Kondensatoren im Farad-Bereich sind mir als GoldCap bekannt. Ich hatte sowas mal an einer 1wire-Komponente, um deren flüchtigen Speicher bei Spannungsausfall auf dem Bus zu erhalten.

Kennt jemand den Innenwiderstand von den Dingern? Ich habe ein wenig Angst vor dem Ladestrom.

Meine APC-UPS habe ich vor drei Jahren in Rente geschickt, weil sie sich 20W gönnte. Für Raspis gibt es Klein-USVen wie die Pius.

Grüße
Boris

[Berndd]

ok ich sehe schon, Ihr seid nicht so begeistert. Das ist für mich auch eher eine prophylaktische Massnahme, weil alle anderen Computer (im Gegensatz zu früher) Batterien haben, früher kam es schon vor, dass es Aussetzer gab (ich wohnte auf dem Lande und hatte eine USV). Der Raspi ist einfach so am Netz, das ist man nicht mehr gewohnt.
Machts gut,
Bernd

[Berndd]

Hallo,

die Kondensatoren im Farad-Bereich sind mir als GoldCap bekannt. Ich hatte sowas mal an einer 1wire-Komponente, um deren flüchtigen Speicher bei Spannungsausfall auf dem Bus zu erhalten.

Kennt jemand den Innenwiderstand von den Dingern? Ich habe ein wenig Angst vor dem Ladestrom.

Meine APC-UPS habe ich vor drei Jahren in Rente geschickt, weil sie sich 20W gönnte. Für Raspis gibt es Klein-USVen wie die Pius.

Grüße
Boris

Hallo Boris,
Bin zwar kein Elektrotechniker, stelle mir aber laienhaft vor, dass man den Ladestrom per R begrenzen könnte falls  der Innenwiderstand des Kondensators nicht ausreicht, da quasi unendlich viel Zeit zu Laden zur Verfügung steht.

Gruss,
Bernd

[Zrrronggg!]

Genau: Ladeschaltungen per Wiederstand und einer Diode. Kein Voodoo. Irgendwo im Netz gibt's dazu Rechenformulare.

Ist z.b. gängiges Thema bei Modelleisenbahnen, da werden die Loks über Kondensatoren gepuffert, damit die nicht bei jedem kleinen Kontaktproblemchen gleich stehen bleiben. Und wenn einer seine Modelleisenbahnanlage einschaltet und da stehen 30 Loks drauf, dann braucht's auch ne Ladeschaltung, sonst brät die Booster Endstufe ab.

Meine Vorstellung: Einen derartigen Kondensator parallel zum Eingang und gut is.

Parallel zu was für einem Eingang? Von was?

[Pf@nne]

Moin Bernd,

im innerstädtischen Bereich sind Versorgungsunterbrechungen eher selten, wenn dann aber eher >10 Minuten.
Auf dem Land gibt es noch viele Freileitungen, diese werden bei einem Fehler kurz unterbrochen (KU) um den Lichtbogen zu löschen.
Die Unterbrechungszeit liegt hier bei <1 Sekunde. Hier könnte man durchaus kleinere Elektronikkomponenten mit einem, entsprechend großem, Kondensator am Leben halten.

Allerdings reicht es nicht, einfach einen Kondensator parallel an die z.B. 5V-Seite anzuschließen.
Durch die Entladung sinkt die Kondensatorspannung stetig und der Arbeitsbereich der Schaltung wird schnell verlassen.

Nehmen wir mal an, deine Schaltung benötigt 200mA und du nimmst den von dir vorgeschlagenen Kondensator mit 0,1uF.
Dann dürfte deine Schaltung spätestens bei 4,5V das Zicken anfangen.

Überbrückungszeit = (U - Umin) × C / I = 0,5V × 0,1F / 0,2A = 0,25 Sekunden

Was funktionieren könnte, ist ein Kondensator den du mit 12V pufferst und dann deine benötigte Spannung mit einem StepDown - Regler auf 5V bringst. Auch die Größe des Kondensators müsste erhöht werden.
Bei größeren Kondensatoren ist allerdings zwingend ein Laderegler erforderlich, da ein Kondensator im Einschaltmoment quasi einen Kurzschluss darstellt. Der Strom wird dann nur noch vom Innenwiderstand des Kondensators begrenzt
und dieser ist bei größeren Kondensatoren (Goldcap oder Elko) besonders klein.
Das gibt beim Zuschalten im entladenen Zustand einen schönen Rums....

Der hier wird im Auto als kurzzeitige Energiequelle für die HiFi-Anlage genutzt und hat bereits einen Laderegler oben drauf.
http://www.voelkner.de/products/164354/Power-Kondensator-2-Farad.html?ref=43&products_model=Y45689&gclid=Cj0KEQiA5dK0BRCr49qDzILe74UBEiQA_6gA-sPqSUgb1DR5Dks10_D2jLh7_Bt0fliXVZ843P2YLEsaAr-p8P8HAQ

Der StepDown-Regler braucht auch ein Delta zum Arbeiten, daher würde ich das delta U mal mit 12V - 7V = 5V annehmen.
Daraus würde sich eine Überbrückungszeit von:

   5V × 2F / 0,2A = 50 Sekunden

errechnen.


Dafür bekommst du aber schon eine "richtige" USV mit 500W......
https://www.conrad.de/de/usv-500-va-apc-by-schneider-electric-back-ups-bx500ci-1164081.html?gclid=Cj0KEQiAiNi0BRDaobaq3dKJhrwBEiQAyVThzRVGRHRXKippyC5WacgbhS-MGcNyzZ_dhTBUeTowHtwaAgLI8P8HAQ&insert_kz=VQ&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&s_kwcid=AL!222!3!48259314777!!!g!!&ef_id=U-fAHgAAAHBG22n@:20160113083018:s

Gruß
Pf@nne

[Berndd]

Genau: Ladeschaltungen per Wiederstand und einer Diode. Kein Voodoo. Irgendwo im Netz gibt's dazu Rechenformulare.

Ist z.b. gängiges Thema bei Modelleisenbahnen, da werden die Loks über Kondensatoren gepuffert, damit die nicht bei jedem kleinen Kontaktproblemchen gleich stehen bleiben. Und wenn einer seine Modelleisenbahnanlage einschaltet und da stehen 30 Loks drauf, dann braucht's auch ne Ladeschaltung, sonst brät die Booster Endstufe ab.
Parallel zu was für einem Eingang? Von was?

Kodensator+Diode+R zwischen Phase und Masse am Raspberry Eingang der Speisespannnung.

[Berndd]

Moin Bernd,

im innerstädtischen Bereich sind Versorgungsunterbrechungen eher selten, wenn dann aber eher >10 Minuten.
Auf dem Land gibt es noch viele Freileitungen, diese werden bei einem Fehler kurz unterbrochen (KU) um den Lichtbogen zu löschen.
Die Unterbrechungszeit liegt hier bei <1 Sekunde. Hier könnte man durchaus kleinere Elektronikkomponenten mit einem, entsprechend großem, Kondensator am Leben halten.

Allerdings reicht es nicht, einfach einen Kondensator parallel an die z.B. 5V-Seite anzuschließen.
Durch die Entladung sinkt die Kondensatorspannung stetig und der Arbeitsbereich der Schaltung wird schnell verlassen.

Nehmen wir mal an, deine Schaltung benötigt 200mA und du nimmst den von dir vorgeschlagenen Kondensator mit 0,1uF.
Dann dürfte deine Schaltung spätestens bei 4,5V das Zicken anfangen.

Überbrückungszeit = (U - Umin) × C / I = 0,5V × 0,1F / 0,2A = 0,25 Sekunden

Was funktionieren könnte, ist ein Kondensator den du mit 12V pufferst und dann deine benötigte Spannung mit einem StepDown - Regler auf 5V bringst. Auch die Größe des Kondensators müsste erhöht werden.
Bei größeren Kondensatoren ist allerdings zwingend ein Laderegler erforderlich, da ein Kondensator im Einschaltmoment quasi einen Kurzschluss darstellt. Der Strom wird dann nur noch vom Innenwiderstand des Kondensators begrenzt
und dieser ist bei größeren Kondensatoren (Goldcap oder Elko) besonders klein.
Das gibt beim Zuschalten im entladenen Zustand einen schönen Rums....

Der hier wird im Auto als kurzzeitige Energiequelle für die HiFi-Anlage genutzt und hat bereits einen Laderegler oben drauf.
http://www.voelkner.de/products/164354/Power-Kondensator-2-Farad.html?ref=43&products_model=Y45689&gclid=Cj0KEQiA5dK0BRCr49qDzILe74UBEiQA_6gA-sPqSUgb1DR5Dks10_D2jLh7_Bt0fliXVZ843P2YLEsaAr-p8P8HAQ

Der StepDown-Regler braucht auch ein Delta zum Arbeiten, daher würde ich das delta U mal mit 12V - 7V = 5V annehmen.
Daraus würde sich eine Überbrückungszeit von:

   5V × 2F / 0,2A = 50 Sekunden

errechnen.


Dafür bekommst du aber schon eine "richtige" USV mit 500W......
https://www.conrad.de/de/usv-500-va-apc-by-schneider-electric-back-ups-bx500ci-1164081.html?gclid=Cj0KEQiAiNi0BRDaobaq3dKJhrwBEiQAyVThzRVGRHRXKippyC5WacgbhS-MGcNyzZ_dhTBUeTowHtwaAgLI8P8HAQ&insert_kz=VQ&hk=SEM&WT.srch=1&WT.mc_id=google_pla&s_kwcid=AL!222!3!48259314777!!!g!!&ef_id=U-fAHgAAAHBG22n@:20160113083018:s

Gruß
Pf@nne

DAnke Pf@anne, das hört sich sehr schlüssig an.
Bernd

[Hollo]

...Meine APC-UPS habe ich vor drei Jahren in Rente geschickt, weil sie sich 20W gönnte...

Hab ich auch so gemacht. Die hatte 2kW und hätte mein gesamtes Rack im Keller mehrere Stunden am Leben gehalten.
Da war mir dann aber die Verlustleistung doch zu hoch.

Ein Widerstand zum Begrenzen des Ladestromes muss/sollte man unbedingt vorsehen.
Ein entladener Elko wirkt im Einschaltmoment wie ein Kurzschluss, da sollte man begrenzen.

Andererseits ist z.B. der Raspi ja nicht die einzige Systemkomponente, die da wichtig ist.
Ohne z.B. den HMLAN funkt da dann trotzdem nichts.
Evtl. wäre es interessant statt mehrerer Steckernetzteile ein "potentes" hochwertiges Netzteil zu nutzen, und dieses dann zu puffern.
Wenn man z.B. ein 12V-Netzteil hat, kann das leicht durch einen kleinen Akku gepuffert werden. Dahinter dann für Raspi etc. einen entsprechenden DC/DC-Wandler und das Ganze sieht schon anders aus.

[AxelSchweiss]

Lässt sich so ein SuperCAP auch für die reguläre Stromversorgung von Sensoren verwenden?

Konkret habe/hätte ich vor den Sensor meiner Wetterstation mit einer Solarzelle und einem SuperCAP zu versehen sodass die Energie für ca. zwei/drei Tage ausreicht.
Der Sender der Wetterstation hat 2xAA Batterien.
Warum kein Akku?
Bedingt dadurch das die Wetterstation ja im Freien und somit Minus-Graden ausgesetzt ist wird das mit der Lebensdauer von Akkus schwierig.

Daher dachte ich das ich mit dem normalen Tageslicht den SuperCAP auflade und der Sender dann über den SuperCAP mit Strom versorgt wird.

Hat sowas schon mal jemand gemacht?

[ext23]

Naja dann brauchst du aber ein dicken GoldCap, sonst wird das nichts. Und der ist dann so teuer, dass du dir 10 mal im Jahr neue Akkus kaufen kannst.

Wenn du 100 Farad hast bei 5V und sagst bis 4 Volt arbeitet deine Schaltung noch bist du vermutlich irgendwo im Bereich von 30mAh.

/Daniel

[AxelSchweiss]

Naja dann brauchst du aber ein dicken GoldCap, sonst wird das nichts. Und der ist dann so teuer, dass du dir 10 mal im Jahr neue Akkus kaufen kannst.

Wenn du 100 Farad hast bei 5V und sagst bis 4 Volt arbeitet deine Schaltung noch bist du vermutlich irgendwo im Bereich von 30mAh.

Ich glaube jetzt nicht das der Sender viel Strom braucht .. er soll ja mit den zwei AA mindestens ein Jahr laufen .... laut Hersteller.

[Benni]

Evtl. wäre es interessant statt mehrerer Steckernetzteile ein "potentes" hochwertiges Netzteil zu nutzen,

Da wäre ich übrigens mal für einen guten Tipp dankbar.