18V Akku von Bohrmaschiene und Schaltung

  • Hallo Leute,


    ich möchte einen 18 V Akku (18V 1,5 A/h - NI-CD) als Stromquelle für eine Schaltung nutzen.
    Und zwar will ich meinen Wohnzimmertisch etwas aufmotzen. Es ist ein Holztisch, der hier und da Plexiglas-Elemente eingebaut kriegen soll, welche dann von dem 18V Akku gespeist werden .... weil wer will denn schon n Kabel zu seinem Wohnzimmertisch legen 8|


    Nun würde ich gerne eine KSQ nutzen, damit ich immer schön gleichmäßiges Licht habe, und der Akku so lange wie möglich leistung gibt.


    Tiefenentladung dürfte kein Problem sein, weil ja bei einem Akkuschrauber von Haus aus der Akku leer georgelt wird.


    Welche Schaltung könnte ich nun nehmen, um den Akku so gut wie möglich zu nutzen.


    PS: Ggf wäre es auch gut, wenn die Spannung abnimmt, das sich dann einzelne Stränge abschalten, und dann - beislielsweise - nur bei 12V dann nur noch 3, bei 8V nur noch 2 Stränge leuchten.


    Habt Ihr ne Idee, wie ich das hinbekommen kann?


    PS: Fotos folgen natürlich entsprechend dem Projektfortschritt :-) :thumbup:

  • Also: 1.: Einen Akku Tiefentladen ist immer schlecht, auch bei nem Akkuschrauber, die verlierne auch an Leistung, teuere Modelle habe sogar eine Abschaltung.
    2.: Um den Akku am besten zu nutzen brauchst du eine Schaltregler KSQ, für die Abschaltung bräuchte man einen uC, oder eine geschickte Logic mit Zehnerdioden.
    3.: Wäre eventuell ein billiger Bleiakku besser, da man diesen einfacher laden kann.





    Gruß Matze1992

    :led: 0815 - Mit der Lizenz zum Löten :led:
    Wer Rechtschreibfehler findet darf sie behalten oder in Ebay verkaufen.

  • Den 18V Akku nehme ich, weil ich hier noch welche rumfliegen habe, von einer Akkubohrmaschiene, die den Geist aufgegegeben hat. :thumbsup:


    Wieder zur Lösung.


    Du schreibst, eine KSQ soll ich für konstante spannung nehmen. Kannst du mir da behilflich sein bei der Auswahl, welche KSQ ich nehmen soll? Im idealfall möchte ich die auch selbst bauen.
    Für die Abschaltung ein µC oder Zehnerdiodenschaltung.... hast du da einen Tipp für mich an der Hand, welchen µC ich nehmen soll, oder welche Schaltung sich anbietet?

  • Eine KSQ ist eine KonstantSTROMquelle. Die benutzt man um die LEDs mit einem konstanten Strom = konstante Helligkeit zu betreiben.


    Da es KSQs in allen erdenklichen Formen, Farben und Stromstärken gibt, solltest du vielleicht mal deine geplante Anzahl und Schaltungsweise der LEDs mitteilen.
    Wenn ich dir sonst eine KSQ mit 1A für ne Highpower LED empfehle, du aber 5mm Standard LEDs mit einem maximal zulässigem Strom von 20mA verwenden willst, wird das nicht funktionieren. ;)

  • Also, ich nutze 5mm Standard LEDs.
    Geplant habe ich ca. 30 LEDs unterm (rechteckigen) Tisch zu verarbeiten. 5 je Ecke (an den Seiten), + jeweils 5 für die Kopfseiten des Tisches.


    Knapp unter der Tischplatte möchte ich 5mm hohe Aussparungen aussägen, in die dann Plexiglas eingepasst wird. Dieses Plexiglas wird dann von hinten durchleuchtet.
    Bei der Farbe bin ich mir noch nicht sicher. Rot, oder Blau (vielleicht auch beides umschaltbar).


    Ach ja, bei einer KSQ wäre super, wenn die nicht zuviel Wärme produzieren würde, damit der Kühlkörper nicht zu groß ausfällt.



    Das was mir halt am meisten Kopfzerbrechen bereitet ist: Wie nutze ich die Akku-Ladung am effizientesten aus, und schütze den Akku gleichzeitig vor einer tiefenentladeung.


    PS: Im Akkus sind 15 NI-CD Akkus a 1,2 V drin.


    PPS: Hier hab ich nu wieder was ganz anderes zur tiefenentladung eines NI-CD Akkus gelesen: http://www.akkufit.de/index.php?id=31#nicd



    Zitat:

    Zitat

    NiCd-Akkus können im Gegensatz zu Blei-Akkus in der Regel tiefentladen werden. Das gilt allerdings nur für Einzelzellen. Da durch leichte Kapazitätsunterschiede von in Serie geschalteter Zellen z. B. in Akku-Packs nicht alle Zellen gleich leer sind, kann es vorkommen, dass manche Zellen dadurch durch Tiefentladung umgepolt werden, was sich negativ auf die Lebensdauer der Zellen auswirkt.

    Wird ein NiCd-Akku mehrfach vor dem Wiederaufladen nicht vollkommen entladen, so kann es zu einem "Gedächtniseffekt" oder auch "Memory Effekt" kommen. Jedes Mal, wenn der Akku zu früh nachgeladen wird, bzw. zu lange mit einer Erhaltungsladung (Ladung von ca. C/20 zur Kompensation der Selbstentladung) beauftragt wird, verliert er etwas an Kapazität. Dieser Defekt kann durch mehrmaliges vollständiges Entladen und Laden des Akkus wieder behoben werden.

    Also kann ich das NI-CD-Akkupack nicht komplett entladen?!


    WikiPedia schreibt:

    Zitat

    NiCd-Akkus müssen bei einer Restspannung (Entladeschlussspannung) von 0,85 - 0,9 Volt wieder aufgeladen werden, eine weitergehende Entladung führt zu Tiefentladung, die in ihren Auswirkungen mit dem (bei mit modernen Ladegeräten aufgeladenen, handelsüblichen NiCd-Akkus kaum vorhandenen) Memory-Effekt verwechselt wird.

    Also ergibt sich rechnerisch 0,9 x 15 = 13,5 V


    Demnach dürfte der Akku nicht unter 13,5 V entladen werden. Wie stelle ich das sicher?

  • Ok, danke für den Hinweis.
    Ich möchte soweit es geht alles selbst bauen, damit ich besser in die Materie eindringen kann.


    Hier hab ich eine Seite gefunden, die sehr ausführlich aufgebaut ist, wo auch der LM317 beschreiben wird: http://www.led-treiber.de/html/lineare_treiber.html


    Nun schreibt er hier (http://www.led-treiber.de/html/lineare_treiber.html#LM317), dass die schaltung für 10-12V sei, und ergänzt:

    Zitat

    Falls man diese Schaltung im Auto bei 14V betreiben möchte, benötigt man auf jeden Fall einen ausreichenden Kühlkörper!
    Zur Not könnte man dann auch 3 der genannten LEDs anschließen, (in Reihe geschaltet) benötigt dann aber immer einen vollen Akku.

    Nun hab ich ja einen 18V Akku. Wie sieht es da aus? Ich möchte eigentlich ungern einen riesen Kühlkörper unterm Tisch schrauben.


    Und wie berechne ich jetzt den Wiederstand für ADJ am LM317?

  • Nen Riesenkühlkörper wirste nicht brauchen. Aber eine Basiskühlung sollte der LM schon kriegen. Es ist halt immer die Frage mit wieviel Strom du den LM belasten willst. Bei 20mA (5mm LED) braucht man bedeutend weniger Kühlung als bei 350mA (1W HP LED).
    Bei deinem 18V Akku kannst du 4 LEDs in Reihe anschließen. Dann ist die Verlustleistung schonmal geringer. Gegen Entladeschluß, geht die Schaltung dann in die Knie, so dass sich der Strom schon reduziert.


    Den Widerstand berechnet man:

    R = U / I


    R = dein gewünschter Widerstand
    U = 1,25V das ist die Regelspannung des LM (fester Wert)
    I = dein gewünschter LED-Strom

  • Was aber meinst du mit Basiskühlung? Wie sieht das in der Praxis aus?


    Scheinbar gibt es so nen LM217 in unterschiedlihen Ausführungen. Bei Google in der Bildersuche eingegeben, erhalte ich folgende beiden Bauformen:
    [Blockierte Grafik: http://www.spaceflakes.de/grafiken/modding/modtuts/luefterpoti/lu_011.jpg] [Blockierte Grafik: http://www2.westfalia.de/medien/scaled_pix/250/180/000/000/000/000/000/094/95.jpg]


    Welchen nehm ich, und wie sorge ich für Kühlung?

  • Nimm den im To 220 Gehäuse der ist billiger. Der kann 1,5A, das sollte dir reichen ;)


    Mit einem Kühlkörper :!:


    Im Einfachsten Fall mit nem Blechstreifen an der Metalllasche des LM.
    Es gibt aber auch passende Kühlkörper für die To 220 Gehäuse.
    Z.B.:http://www.conrad.de/goto.php?artikel=187950
    Zum testen und als Basiskühlung reicht so was aus.

  • Ok, also wenn ich eine Alublech oben an die Metall-Lasche löte, sollte das für die Kühlung ausreichen?! Unterm Tisch kann man es ja flach anschrauben. Da könnte ich dann sogar Fläschen bis zu 20cm wählen... bringt das was?


    Ist es ok, wennich das Blech oben anlöte, oder ist das Bauteil dann (aufgrund der Hitze des Lötkolbens hin)?


    Bei einigen LM317 Schaltungen sieht man noch 2 Kondensatoren mit ja 1 µF paralell geschaltet. Das ist lediglich für die Entstorung, oder? Brauch ich sowas?

  • *hust* .. es gibt doch vom lm317 mehrere varianten. so wie ich das oben gelesen habe willst du 5mm leds verwenden oder? dann wäre das mit dem lm317, den du da vorgeschlagen hast ein riesen mist weil der viel zu heiß wird.
    es gibt aber bei pollin so tolle kleine lm317lz, die schaffen maximal 100ma und werden definitiv nicht so heiß und die kühlung entfällt.... ist genau das gleiche wie der große nur schafft der halt net so viel strom. hab davon schon einige verbaut, die teile sind etwas größer als ein transistor und lassen sich gut verbauen.
    Best.Nr. 170 012


    das wars schon, wird dir sicherlich helfen! viel spaß damit ;)

  • Ist es ok, wennich das Blech oben anlöte, oder ist das Bauteil dann (aufgrund der Hitze des Lötkolbens hin)?


    Das kann passieren, wenn du solch rüde Montagemethoden wählst.


    Das Bauteil hat eigentlich für Montagezwecke eine Bohrung in der Kühllasche.
    Aber Vorsicht, die Kühllasche führt das Potenzial des mittleren Pins. Also möglichst mit geeignetem Isoliermaterial (Glimmerscheibe zwischen Kühllasche und Kühlblech + Isolierbuchse für die Schraube) montieren.


    ... es gibt aber bei pollin so tolle kleine lm317lz, die schaffen maximal 100ma und werden definitiv nicht so heiß und die kühlung entfällt...


    Da liegst du aber vollkommen daneben.
    In ein und der selben Schaltung entsteht - egal welche Gehäuseform du einsetzt - die gleiche Verlustwärme (Strom x Spannung).
    Möglich, dass die kleine Gehäusebauform genügt bei 4 LEDs und 20 mA an 18 V, dann aber je Zweig eine separate KSQ aufbauen.

  • Aber Vorsicht, die Kühllasche führt das Potenzial des mittleren Pins. Also möglichst mit geeignetem Isoliermaterial (Glimmerscheibe zwischen Kühllasche und Kühlblech + Isolierbuchse für die Schraube) montieren.


    Will heißen, dass auf dem Kühlblech, wenn ich es nicht isoliere, die entsprechende Spannung anliegt, die am mittleren Pin anliegt?
    Was ich mich Frage... diese Isolierbuchse für die Schraube, oder Glimmerscheibe... entsteht da nicht ein wäremstau... oder sind die aus elekt. nicht leitendem material, welches jedoch hitze gut leitet?

  • Will heißen, dass auf dem Kühlblech, wenn ich es nicht isoliere, die entsprechende Spannung anliegt, die am mittleren Pin anliegt?


    Genau.


    Zitat

    Was ich mich Frage... diese Isolierbuchse für die Schraube, oder Glimmerscheibe... entsteht da nicht ein wäremstau... oder sind die aus elekt. nicht leitendem material, welches jedoch hitze gut leitet?


    Richtig, die sind ja für eben diesen Zweck entwickelt worden. Wobei die Isolierbuchse nix leiten muss, wichtig ist der Wärmeübergang von der Rückseite des TO220-Gehäuses zum Kühlblech.
    Nur, bei 20 mA brauchst du sicherlich keine Kühlung.
    Einfach mal ausprobieren, dem LM317 "passiert" dabei nix, der hat eine integrierte Schutzschaltung gegen eine zu hohe Chiptemperatur.

  • Nur, bei 20 mA brauchst du sicherlich keine Kühlung.

    Was ich nicht so ganz verstehe, Ihr redet oft von 20mA. Wenn ich nun 5 Reihenschaltungen á 20mA habe, summiert sich doch der Strom (da ich diese parallell an den Akku hänge).


    Oder sprichst du jetzt von einem LM317 pro Reihenschaltung?


    Wäre es nicht am besten, wenn ich nur einen LM317 für die gesamte Schaltung nutze? Da sich die Spannung und der Strom durch reihen und parallelschaltung (ist ja aus sicht des akkus gemicht) summiert, müsste doch dann auch die Wärmeentwicklung geringer sein, oder?

  • Die Parallelschaltung von mehreren Reihenschaltung ist nicht empfehlenswert, da sich die Ströme niemals genau gleich aufteilen.
    (Wird aber trotzdem gern gemacht ... ;( )


    Zur Not kann man das machen, sollte aber in jede Reihenschaltung noch einen Widerstand mit einbauen, der der Symmetrierung der Ströme dient.
    Hast aber dadurch nochmal extra Spannungsabfall, was nicht immer gewollt ist.


    Die Wärmeentwicklung ist im einzelnen LM317 größer, da der Strom das fünffache beträgt (bei 5 parallelen Strängen).


    Thermisch günstiger ist die Bestromung jedes Stranges mit einer separaten KSQ, dafür kannst du auch sehr vorteilhaft den LM317 im TO-39-Gehäuse einsetzen, nennt sich bei NSC z.B. LM317H. Der Aufwand hält sich in Grenzen, sind ja jeweils nur zwei Bauelemente.

  • Was ist denn dieses TO39 Gehäuse. Ist das oben das 2. Foto mit dieser vollverkleidung?
    Brauch ich da dann keinen Kühlköper... oder warum meinst du dass die vorteilhaft sind?


    Bei Pollin hab ich folgendes PDF gefunden, in der eine KSQ beschrieben wird, die allerdings mit zwei BC548 aufgebaut sind. Idt die besser, schlechter, oder nur anders? PDF-Datei


    So, da ich dies nun geschnallt habe, nun nochmal zur Frag des Tiefenentladungsschutz (Kompensatorschaltuing?!)


    Was kann ich denn da nehmen, das der Akku nicht tiefenentladen wird?

  • Was ist denn dieses TO39 Gehäuse. Ist das oben das 2. Foto mit dieser vollverkleidung?


    Nee, das ist das kleine Plastikgehäuse, wie auch bei Transistoren üblich. Das heißt aber TO-92, sorry, hab' mich da leicht geirrt.
    Die Bezeichnung des IC ist, wie von sonic beschrieben, LM317LZ.


    Zitat

    Brauch ich da dann keinen Kühlköper... oder warum meinst du dass die vorteilhaft sind?


    Ja, wenn du jeden Zweig einzeln speist, sollte sich der KK erübrigen.


    Zitat

    Was kann ich denn da nehmen, das der Akku nicht tiefenentladen wird?


    Ich würde sagen, dass du da gar nix unternehmen brauchst, da die Schaltung bei Unterschreiten einer bestimmten Spannung von alleine aus geht.
    4 x (LED_Spannung) + Drop_Spannung + 1,25V, also etwa 4 x (3,3V) + 2V + 1,25V ergibt etwa 16,5V