[ERLEDIGT] Solar oder induktiv ? (Solarzahnbürste fertig)

Solar oder induktiv ? (Solarzahnbürste fertig)

Hallo!

Es ist nur ein Thema zur Diskussion, aber vielleicht kommt etwas brauchbares raus.

Ich habe vorgestern meine elektrische Zahnbürste ausgesteckt, weil ich mit Steckernetzteil ein paar Fotos gemacht habe, und vergessen sie wieder einzustecken.

Heute nach wenigen Sekunden ist der Elektromotor stehen geblieben obwohl der Akku fast neu ist (Mignon 1,2 V, 500 mAh), weil ich ihn vor kurzem ausgewechselt habe. Ich habe gedacht, dass er voll ist, weil die Zahnburste permanent unter Strom steht.

Das hat bei mir ein Gedanken ausgelöst, dass ich die ganze, ziemlich große originale Ladestation in die Mülltone werfen könnte und an die Zahnburste ein entsprechend kleines Solarpanel anbringen könnte.

Laut meinen bisherigen Erkentnissen und Experimenten scheint mir so aus, dass ein Solarpanel effektiver als die bisherige induktive Energieübertragung sein sollte und wenn man jemanden für längere Zeit besuchen möchte, hat auch leichtere Reisetasche... :)

Wenn ich die Ladestation und ein kleines Solarpannel daneben sehe, dann denke ich ...

Was denkt ihr darüber ? Hat schon jemand Erfahrungen damit ?

MfG
.

Ich denk das sollte klappen hast ja mein projekt mit dem RP6 gesehen das klappt auch Super

Hallo _|Alex|_

Vielen Dank für deine Erfahrungsinformation ! :)

Ich glaube auch und werde das hoffentlich noch heute schaffen.

MfG

meins klappt aber nur in der Sonne am besten wenn das Fenster Offen ist und die Sonne direkt drauf scheint durchs Fenster gibt es kaum Spannung

Ich habe schon ein bißchen mit verschiedenen kleinen Solarpanelen experimentiert, weil mein Kunstier (BEAMer) sollte sich ursprünglich selber mit Sonnenstrahlung "ernähren".

Leider liegt meine Wohnung ungünstig und die boshafte Sonne, strahlt auf meine Ladestation im Badezimmer anstatt auf meinen Artan im Wohnzimmer.

Bisher habe ich durch Messungen festgestellt, dass ein Solarpanel aus Gartenleuchten von Pollin (2 Stück 6x6 cm für 4,50 €! :) ) durch Fensterscheibe einen 1,2 Akku per Schottky Diode mit über 25 mA lädt.

Aber wenn ich kleineres Panel nehme (z.B. 3,5x5 cm aus Steinleuchte von Pollin), dann sollte es auch während ein paar Stunden so viel Energie in den Akku reinbringen, dass ich ca. 3 Minuten meine Zähne putzen kann, oder ? :)

Weil die Zahnbürste oval ist, kann ich das Solarpanel so drauf befestigen, dass es immer mit um 45° gegen Erdebene zur Sonne gerichtet wird, was optimal für nicht bewegliche Objekte ohne Nachführung ist.

Und wenn ich meine restlichen Zähne, so wie heute, mit "normaler" Zahnbürste putzen werden muss, dann reinige ich zuerst meine Fensterscheibe im Bad... :)

MfG

Btw: Wie hast du die Zahnbürste geöffnet (so dass man damit hinterher noch vernünftig putzen kann). Meine von Braun braucht auch mal einen neuen Aku, das Gehäuse sieht aber ziemlich verschweißt aus.

was für eine Shotky Diode nimmste den ich such auch noch eine passende für meinen RP6

@ Tido

Du bist, zum Glück, nicht der erste, der das Problem hat. Ich habe auch beim ersten mal ziemlich lange denken müssen... :)

Ganz unten müsste sich ein Schlitz befinden. Wenn man in ihn eine passende Münze reinsteckt, sollte sich ohne Probleme ein rundes Teil ausdrehen lassen. Der Originalakku ist zwar mit Lötfannen, ich habe es aber geschafft, die zwei "Drähte" an üblichen Akku anzulöten.

@ _|Alex|_

Ich habe schon im Gartenleuchte sich befindliche genommen. Sie ist in der größe von 1N400X und sollte auch höhere Ströme abkönnen, habe ich aber nicht gemessen. Ich denke, dass solche Schottky, wahrscheinlich Gleichrichterdioden am besten sind, da sie kleineren Dürchflussspannung bei gleichem Strom haben, als die kleine BATXXX.

MfG

kommst ja gut voran bringt mich nur nich weiter :wink: weis dadurch leider nich welche ich nehmen sollte^^

Die von mir benutzte waren schon dabei und es steht nur drauf 1N5819.
Beim Diodentest mit einem DMM haben sie Spannungsabfal unter 0,17 V und BAT42 über 0,26 V. Mehr darüber weiß ich nicht.

Bei Pollin gibt es z.B. 1N5818 (Best.Nr. 140 623, 10 Stück, 0,35 €), die sogar deutlich kleiner sind.

MfG

Hallo!

Wie auch immer, bevor ich etwas mache, mache ich zuerst eine Schätzungrechnung um mir Arbeit um sonst zu ersparen.

Dafür habe ich zuerst nötige Messungen und danach Berechnungen gemacht.

Wenn die Zahnbürste, wie üblich im Badezimmer permanent liegt kann ich annehmen, dass sie mit der Sonne durch Fenster ca. 1,16(6) Stunden am sonnigen Tag Solarenergie aufnehmen kann (sehe Skizze im Code). Zur Vereinfachung werde ich mich mit der Spannung des Akkus nicht beschäftigen, da es nur eine Shätzungrechnung ist.

Der gemessene Energiebedarf für 3 Minuten beträgt ca. 0,05 Std * 300 mA = 15 mAh

Weil der Motor mit einem NiCd Mignon Akku versorgt wird, muss ich in den Akku ca. 15 mA * 1,4 = 21 mAh reinbringen um die 15 mAh rausholen zu können.

Bereits vorhandene Solarzelle aus Gartenleuchte von Pollin kann durch Fensterscheibe bei 45° Neigung den Akku mit ca. 30 mA laden, also ich kann in 1,16(6) Stunden mit ca. 30 * 1,16(6) = 35 mAh rechnen (reserve um 66,(6) %)

Es sieht also realistisch aus. Ich muss nur eine kleine extra solare Ladestation basteln, da die Solarzelle zu groß ist (ca. 6x6 cm) um sie auf der Zahnbürste zu befestigen und die Zahnbürste noch wie üblich benutzen können.

Das ist nicht schlecht, weil wenn die Sonne mal vergessen sollte sich einzuschalten (ist sogar älter als ich), kann ich die Zahnbürste, wie bisher Laden. Für "worst case" habe ich als reserve auch noch eine "traditionelle"... :)

Weil das meine erste Solarberechnung ist, bin ich sehr dankbar fürs Anschauen und Korriegieren. :)

MfG

Code:

2 m |< - - - - - - >| | | - - - | | A | | | | | | | _| | | | 60 cm breiter Solarpanel |_|---------------| | | Fenster | | | | | | | | | | | V - - -

Das eigentliche Problem bei den Zahnbürsten ist nicht die Energieübertragung, sondern die Ladeschaltung. Die besteht ja oft nur aus einer Diode, und dem Innenwiderstand der Sekundärwicklung. Daher dürften die Akkus deutlich länger leben, wenn man eine ordentliche Schaltung einbaut, die den Akku nicht mit primitiver Dauerladung quält...

Hallo uwegw!

Danke für deine Informaton ! :)

Das habe ich übersehen, dass so eine einfache Ladestation mit Solarzelle und Schottky Diode sogar besser als induktive mit ziemlich komplizierter Elektronik ist, da sie bei mir nur ca. 1 Stunde am Tag (wenn überhaupt) laden würde.

Meinst du dass deswegen man die Akkus ziemlich oft wechseln muss, das denke ich auch... :)

Wenn ich den Strom von Motor gemessen habe, habe ich den Akku mit der Hand als wärmer als die Umgebung empfunden. Zum Glück explodieren die NiCd Akkus nicht so gerne wie LiPos.

MfG

Vielleicht wäre ein LiPo sogar die bessere Wahl. Denn die werden mit Konstantspannung geladen, man muss also nur die Spannung auf 4,2V begrenzen, und der Strom geht bei vollem Akku von selbst zurück. Also genau wie bei einem Bleiakku, die ja auch mit Dauerspannung relativ gut klar kommen.

Jetzt beschäftige mich mit Akkus gar nicht, weil das Finden eines Mignonartiges Lipos sicher nicht so einfach ist. Momentan habe ich auf dem Tisch die zerlegte Ladestation und möchte mir die Ströme messen und Spannungen mit Oszi anschauen.

Die Sendespule mt 1 mH wird von einem Darlington mit 32,5 V / 22,5 mA mit ca. 2kHz angespeißt. Aus der innerer Spule mit 82 µH durch eine 1N4148 fließt permanent durch vollgeladener Akku mit 1,335 V ein Strom 44 mA. Die Effizinz ist somit gleich 8,2 %

Als Nachteil sehe ich zu großen für den 500 mA Mignon Akku permanenten Ladestrom, wie der uwegw schon geschrieben hat. Die davon entstehende Wärme ist für den Akku sicher schädlich und verkurzt sein Leben.

Deswegen werde ich den NiCd Akku gleich auf einen NiMH 2000 mAh wechseln, da er die 44 mA länger aushalten soll. Laut meinen bisherigen Erfahrungen mit permanentem Ladestrom bei NiMH Akkus, die ständig am Netzteil (z.B. im Radios) hängen, sollte der Ladestromm nicht größer als 1/50 C sein. Angeblich ist der NiCd sowieso schon hin und deswegen hält er nur ein paar Sekunden.

MfG

Bzgl. Mignon Li-akkus: gibt es z.B. von Ultrafire:
http://www.batteryjunction.com/14500.html
Inwieweit die 900mAh Kapazitaet tatsaechlich stimmt weiss ich nicht, ich habe da keine Erfahrungswerte.

Aber 3.6V waere ja heikel wenn der Motor fuer 1.2V ausgelegt ist...

Hallo nflatjor555!

Vielen Dank für dein interessantes Info. :)

Ich habe meine "verrückte" Idee realistisch überlegt und zum Schluß entschieden, dass ich warten muss, bis ich, wie ein blinder Huhn, ein leistungsstarkes und sehr kleines Solarpanel zufällig finde, das sich in meine Zahnbürste einbauen lässt.

Momentan werde ich dami nicht weitermachen, habe aber zumindest praktische, simple und sehr effiziente Schaltung zum kontaktloser Übertragung elektrischer Energie (z.B. bei sich drehenden Teilen) genauer kennengelernt.

Die mir bisher unbekannte Akkus eignen sich optimal für meine "Spielzeuge" die für bürstenlose DC Motoren min. 5V brauchen und für den 1,2 V Motor könnte man ein Multivibrator (2 SMD Transistoren) mit Tastverhältnis 1:2 als quasi PWM verwenden. Dann zieht der Motor von dem 3,7 V 900 mAh Akku bloß 100 mA (Mittelwert) und der Akku hat für ca. 1,23(3) V theoretisch virtuelle Kapazität von 2700 mAh.

MfG

Hi PICture,

falls du dir die LiIon-akkus benutzen wuerdest, teile mir gerne mit wie gut die
funktionieren! Ich kenne die schon seit laenger und finde die sehr interessant,
habe die aber nie gekauft oder benutzt. Daher bin ich sehr neugierig ob die was
taugen...

Du koenntest ja evt. ein Spiegel/Linsensystem machen um die Leistung des Solarpanels
zu erhoehen, frei nach der Raumsonde "Deep Space 1"...

Die Leistungsuebertragung ist ja sehr interessant, vor allem fuer Sachen die sich
drehen, wie du sagtest. Ich hatte einen Wirkungsgrad von max. 20% geschaetzt, 80%
ist ja hammer! Aber hast du da nicht einen Kommafehler irgendwo?
Mit 32.5V rein komme ich auf etwa 8%, mit 3.25V auf etwa 80%...
Hast du zufaelligerweise einen Foto gemacht? Man wuerde ja einiges an Eisen erwarten
um die magnetische Kopplung zu verbessern...

Du koenntest ja uebrigens in deine Zahnbuerste einen kleinen uC
(z.B. PIC10F202, PIC12F675) einbauen fuer Ladeabschaltung, richtiger PWM usw.
Meine Zahnbuerste "vibriert" auch kurz alle 30s ("Zahnreihe wechseln") und lang
nach 2 min ("Zaehneputzen fertig").

Viele Ideen wie du siehst aber man muss es ja nicht gleich (so wie ich es oft mache)
Sachen ueberkomplizieren! ;-)

Hallo nflatjor555!

Ich suche momentan günstigste Möglichkeit die Akkus von USA zu kriegen, aber es ist für mich nicht so wichtig. Wenn ich sie irgendwan hätte, würde ich dich per PN benachrichtigen und dir gewünschte Informationen liefern.

Du hast recht, bei der schnelen Rechnerei ist mir Komma um eine Stelle gerutscht und meine Erwartung mitgenommen.

So wie es aussieht, du bist der einzige, der meinen vorletzten Beitrag wirklich aufmerksam gelesen hat. Danke schön und sorry, angeblich habe ich mich zu stark gefreut...

Die Effizienz ist eben nur 8,2 % was mir besser passt aber weniger freut... :(

Als sehr positiv finde ich aber, das die simple Solarlösung bei Übertragung der elektrischen Energie vom Solarpanel zum Akku mehrfach effizienter ist. Das hat mich ursprünglich inspiriert den Tread zu öffnen.

Man hat zwei Möglichkeiten: bei Kernloser Übertragung die Frequnz zu erhöhen (in MHz Bereich) oder bei niedriger Frequenz bleiben und (wie du schon geschrieben hast) eine Eisene Achse als Kern benutzen.

Ich leide auf eine wahrscheilich eigeborene und unheilbare Krankheit: alle Bestandteile Reihe nach zu entfernen bis es aufhört zu funktionieren. Erst dann weiß ich, dass es die einfachste Lösung ist und kann mich freuen. Deswegen weiß ich schon lange, dass meine "verrückte" Ideen durch Fachmänner nicht immer verstanden und akzeptiert werden... ;)

Vielleicht wird es irgendwan billige solare Zahnbürsten zu kaufen geben, schauen wir mal...

MfG

Hi PICture,

naja, das hat auch bei mir laenger gedauert als es sollte bevor es mir klar wuerde das da was nicht stimmt!
Alleine die 1N4148 macht etwa 30% verluste bei den Spannungen...
Vereinfachung bis auf Kern zur Verstaendnis und Optimalisierung ist schon was gutes, das musst du nicht
schlechtreden! Da kann man auch an ueberraschenden Sachen stossen! ;-)

Hast du uebrigens im Betracht gezogen ein kleines Solarpanel (z.B. 2x4 cm) zu nehmen und dann mit LEDs zu beleuchten?
Solarpanel z.B. von Pollin, bestellnummer 861 568.

Genau, das war meine erste Idee eine "virtuelle" Sonne zu kreieren um bessere Effizienz zu erreichen. Zuerst habe ich aber das vorhandene untersucht um mich eventuell spater damit zu beschäftigen.

Momentan habe ich nur ein Solarpanel aus nicht wiederaufladbaren Solar-Schlüsselanhänger von Pollin, der nach austauschen der 3 V Lithiumbatterie (Entwicklungfehler ?) mit zerlegtem NiMh Speicherakku (3x1,2 V, 60 mAh) einwandfrei sich von der Sonne lädt und ca. 2 Std sehr hell leuchtet. Insgesamt mit sinkender Helligkeit leuchtet es ca. 50 Stunden, bis die drei weisse LEDs ganz erlischen.

Dieser Fehler scheint schon behoben zu sein, weil in den zuletzt bei Pollin gekauften Solar Schlüsselanhänger sind schon rechargable, runde ca. 20 mm große und ca. 3 mm dicke "Batterien" LIR2032 mit 3,6 V eigebaut, was sie wegen schon vorhandener Solarzele für mikro-BEAM-er Fans sehr interressant macht.

Daraus stammendes Solarpanel (22x37 mm) hat eine Leerlaufspannung um 7 V und Kurzschlussstrom um 5 mA. Das passt für meine Zahnbürste optimal, aber nur mit einem ca. 3,6 V Akku. Laut meiner Schätzungrechnug bei 3 solchen kleinen Solarpanelen, die sich auf die Zahnbürste noch anbringen lassen, sollte die "natürliche" Sonne knapp ausreichen. Mann könnte auch versuchen nur ein Mignon Akku (wie bisher) mit den 3 kleinen Solarpanelen zu laden. Diese Lösung hat aber den Nachteil, dass 2/3 der Solarenergie verloren geht.

Meine neuste und einfachste Idee ist drei 1,2 V, 900 mA Micro-Akkus im adaptierten fertigen Gehause einer LED Taschenlampe mit Schalter (MS) zu verwenden und sie seriell zum Laden und paralell (mit seriellen Schottky-Dioden) für den Motor per 6-fachen Schiebeumschalter (SW) von Pollin zu verbinden. Die Umschaltung sollte stromlos erfolgen und erst danach mit dem Hautschalter (original von der Taschenlampe) der Motor eingeschaltet werden soll.

Wenn man nicht unbedingt den Schalter von Taschenlampe verwenden möchte und hat einen Umschalter 4x2, dann ist die Schaltung einfacher, weil man auch den Batteriebehälter von der Taschenlampe verwenden kann und muss ihn nicht selber basteln (siehe Code unten). Einfacher und ganz ohne Elektronik geht es sicher nicht. So werde ich es machen. :)

Die Akkus kann man auch ab und zu mit einem Ladegerät laden, wenn die Solarenergie (z.B. im Winter) unausreichend ist, damit die Zahnbürste immer einsatzbereit ist. In jedem Fall die uneffiziente und schädliche für den Akku originale Ladestation wird von mir nicht mehr benutzt.

MfG

Code:

A Laden SW | V Betrieb .+-----+-----+-----------------------o | | | __--o-+ | | | +-|<-o |+ | | | | - D1 - D2 - D3 - | D4 A1 --- 1,2 V ^ ^ ^ | +-o |- | | | | | __--o-+ .---. .---. .---. +-------------|--|-o | | | | | | | | | | | | | | | | MS _ | +-o |SP1| |SP2| |SP3| | _/ / \ | __--o-+ | | | | | | +-o/ o-( M )-+-|<-o |+ | | | | | | | \_/ | - '---' '---' '---' | | D5 A2 --- 1,2 V | | | | | +-o |- +-----+-----+--+ | | | __--o-+ | +-------------|----o A = 900 mAh AAA | | | | | | | +-o D = Schottky Diode| | | __--o-+ | | +-|<-o |+ M = Motor | | - | | D6 A3 --- 1,2 V SP = Solar Panel +-|------------------o |- | __--o-+ MS = Hauptschalter +------------------o SW = Umschalter SW .+-----+-----+-------+-------o<-| o<--| | | | | + | | | | | | - +--|---+ | | | | A1 --- 1,2V | | | D1 - D2 - D3 - | - | | | ^ ^ ^ +-------o | o | | | | | + | | | .---. .---. .---. - +--|---+ | | | | | | | A2 --- 1,2V | | | | | | | | | | - | | | |SP1| |SP2| |SP3| +-------o | o | | | | | | | | + | | | | | | | | | - +--|---+ | '---' '---' '---' A3 --- 1,2V | | | | | | | - | | | +-----+-----+-------+-------o | o | | | A = 900 mAh AAA | _ | | / \ | D = Schottky Diode +-( M )-+ \_/ M = Motor SP = Solar Panel SW = Umschalter 4x2

Hallo!

Ich habe heute meine Zahnbürste nach der unterer Skizze im Code aufgebaut und getestet. Letztendlich habe ich nur den Batteriebehälter und Deckel aus LED Taschenlampe und in meinem "Kram" gefundenenen Umschalter verwendet. Sie funktioniert einwandfrei und für mich sehr zufriedenstellend, da ich mir immer den "stärksten" Akku wählen kann. Weil die alte und von mir "verletzte" Zahnbürste nicht mehr schön ist, werde ich kein Foto posten.

Wenn die elektrische Zahnbürste mit Solarpanelen nicht meine Erwartungen erfüllt, werde ich sie ab jetzt mit einem Ladegerät mit delta U Erkennung benutzen, genauso wie z.B. mein MP3 Player. Dank den drei auswälbaren Microakkus mit jeweils 900 mA werde ich hoffentlich meine Zähne immer putzen können, weil mein zwar nicht mehr so gutes Gedächtnis, wie früher, lässt mir hofenntlich nicht vergessen die Akkus zu laden, wenn ich schon den letzten benutze.

In jedem fall kann ich die uneffiziente originale Ladestation entsorgen und glauben, dass die Akkus in meiner Zahnbürste durch ständich fliessenden Ladestrom nicht mehr unnötig "gequelt" und "getötet" werden.

Momentan denke noch an eine Version mit einem ca. 3x5 cm Solarmodul am Ende der Zahnbürste, der für ein 1,2 Akku ausgelegt ist, weil dann ausser einer Schottky Diode keine Änderungen an der Zahrbürste nötig würden. Eine um ca 5 cm längere Zahnbürste kann ich auch noch problemlos benutzen und so werde ich wahrscheinlichst meine zukünftige, neue elektrische Zahnbürste nachrüsten... :)

Überlegungswert wäre auch eine elektronische Ladungspumpe die am effizientesten die elektrische Solarenergie vom ca. 7 V Solarpanel in ein ca. 1,2 V Akku übertragen kann. Momentan möchte ich mich jedoch damit nicht beschäftigen.

MfG

Hallo!

Obwohl meine Solarzahnbürste eiwandfrei funktioniert hat, war ich nur solange damit zufrieden, bis ich festgestellt habe, dass es noch einfacher geht (sehe Code).

Momentan baue ich mir ein neues Gehäuse, weil ich für die bisherigen 3 kleinen Solarpanelen zu großes Loch für derzeitigen Solarpanel im Gehäuse schon ausgeschnitten habe.

Jetzt wird es nur ein Solarpanel 31x54 mm von Solarlampe "Stein" geben (Pollin, Bestellnummer: 531 161, 5,45 €). Das Panel lädt ein 1,2 V Akku mit ca. 20 mA. Als Akku habe ich ein NiMH Mignon 2500 mAh, also mit Kapazität fast gleich 3xMicro 900 mAh genommen. Das reicht theoretisch für über 5 Monate sogar ohne Solarladen. Ich bin gespannt, wann der Akku leer wird, dass ich ihn mit Ladegerät laden werden muß... ;)

Sobald meine Solarzahnbürste fertig ist, werde ich sie fotografieren.

MfG

Code:

.+-------+----+ | | | D - | o ^ | '\ | +| SW \ .---. - o \ | | A --- | | |1,2V | | |SP | -| | | | | / \ | | | ( M ) '---' | \ / | | | +-------+----+ A = Mignon Akku D = Schottky Diode M = Motor SP = Solar Panel SW = Schalter

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Hallo!

Meine Solarzahnbürste ist schon einsatzbereit. Ich habe bei Inbetriebnahme festgestellt, dass sie sogar besser als die gekaufte ist.

Der Schalter wird mit der Hand, in der man die Bürste hält, nicht berührt und die Bürste wird durch Drucken nicht unbeabsichtlich abgeschaltet. Dank der Abflächung mit dem Solarpanel lässt sich die Bürste mit weniger Kraft im Mund drehen.

Jetzt bin ich sicher, dass ich nichts mehr vereinfachen kann und bin "happy". :)

Weil ich kein "body scanner" habe, gibt es nur Skizze von Innereien (siehe Code).

Letztendlich habe ich in meine Zahnbürste einen NiMH Mignon mit 2000 mAh eingelötet, weil ich mehr von solchen Akkus habe.

Bisheriges Benutzen der Zahnbürste hat ergeben, dass mit dem Querschnitt der Letungen vom Akku durch Schalter zum Motor, man der Stromverbrauch und damit die "Stärke" des Motors varieren kann.

Damit ist für mich das Thema beendet und ich möchte mich bei allen Diskutanten, vor allem uwegw und nflatjor555 für ihre sehr hilfreiche Beiträge bedanken. Ich würde mich immer auf eure Erfahrungsberichte, konkrete Fragen und einfache Ideen sehr freuen... :)

MfG

Code:

+-------------------+ |+-----------------+| || || ||||| || || _____________ | |_______________| ||| solar Panel | |_____________________| Mechanik |+---------------+ || | +-----------++-|\ || | | Akku || | ) <--- |+-----------------+ +-----------++-|/ Schalter +-----------------------------------+