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Vielleicht kann mir ein netter Mensch helfen: Ich will mit meinem Sohn ein ferngesteuertes Solarboot bauen. Da ich wenig Ahnung von Elektronik habe, verwenden wir ein fertiges ferngesteuertes Carrera-Boot als Basis und haben einen Katamaran-Rumpf aus Balsaholz darüber gebaut, der zwei Solarzellen mit sechs Volt und drei mit zwei Volt, die in Reihe geschaltet sind, trägt. Das Carrera-Boot arbeitet mit einem Lithium-Ionen Akku mit 3,7V (AA-Zelle). Zum Laden steckt man diesen an ein Steckernetzteil, das 4,2V liefert. Die Solarzellen liefern bei voller Sonneneinstrahlung gemessen 7,3V. Gesucht ist nun eine kleine Schaltung zur Spannungsbegrenzung. Meine Vorstellung ist, die Solarzellen einfach zum Akku und der Elektronik des Bootes parallel zu schalten, um das Boot anzutreiben und gleichzeitig den Akku zu laden. Geht das überhaupt? Wenn ja, brauche ich wahrscheinlich mindestens eine Z-Diode und einen Vorwiderstand. Wie berechne ich das und welche Spannung sollte ich wählen? (3,7V? 4,2V?). Vielen herzlichen Dank für eure Hilfe schon mal

Lieber olit,
Vielen Dank für die Antwort!
Könnte die Lösung sein, dass ich ein ähnliches Laderegler-Modul suche, nur ohne Unterspannungsschutz? Da ohne das Modul alles funktioniert, dürfte das der Akku eigentlich nicht übelnehmen, oder?

»
» Die Motore Ziehen soviel Strom aus dem Akku, das die Spannung soweit
» einbricht, dass die Unterspannungsabschaltung wirksam wird. Erst bei einer
» wiederkehrenden, bestimmten Spannung wird der Ausgang wieder freigegeben.»

» Das Modellboot läuft, ABER: wenn die Geschwindigkeit zu schnell
» hochgeregelt wird, d.h. ruckartig, bricht die Verbindung ab und nichts tut
» sich mehr.
» Mit dem Messgerät ist zu sehen, dass die Spannung am Ausgang des
» Ladereglers in diesem Moment auf 0,5V zusammenbricht. Erst wenn der
» Empfänger ein paar Sekunden lang ausgeschaltet wird, geht die Spannung
» wieder hoch und nach Ein- und Ausschalten der Fernbedienung läuft der Motor
» wieder - bis die Verbindung wieder abbricht.
»
» Hat jemand eine Idee, woran das liegen könnte???
» Vielen herzlichen Dank für alle Tipps!

Die Motore Ziehen soviel Strom aus dem Akku, das die Spannung soweit einbricht, dass die Unterspannungsabschaltung wirksam wird. Erst bei einer wiederkehrenden, bestimmten Spannung wird der Ausgang wieder freigegeben.»

» Wenn das keine riesigen Solarpanele sind, sollte sowas parallel ausreichen
» https://www.ebay.de/itm/Balancer-Balance-Board-Lastmodul-fur-Li-ion-Lipo-Akkupacks-4-20V/323031199712?hash=item4b3628efe0:g:vA0AAOSwE7JaawQK

Danke vielmals bigdie!!!

Bin durch deinen Tipp darauf gekommen, dass ich einen Laderegler ähnlich wie diesen brauche, nur, dass neben Input (in diesem Fall Solarzellen) und Akku gleichzeitig der Verbraucher (hier Modellboot) anschließbar sein muss.

Ich habe den hier eingebaut: https://www.ebay.de/itm/172292823518
Technische Daten:
Eingang: 5…8 V
Ladeschlussspannung: 4,2 V
Niederspannungsschutz: 2,5 V (Tiefentladeschutz)
Kurzschlussschutz: 3A
Ladestrom: max. 1000 mA (bei 5 V- Eingangsspannung)
Lade-IC: TP4056 Datenblatt: http://dlnmh9ip6v2uc.cloudfront.net/datasheets/Prototyping/TP4056.pdf

Das Laden des Akkus funktioniert (um es reproduzierbar zu machen, habe ich ein Regelnetzteil verwendet und mit 4,5 - 7 V geladen). Planmäßig wird die Spannung auf der Akkuseite auf 4,2 V begrenzt und wenn die LED grün wird, gibt der Akku 4,0 V ab. Diese Spannung liegt auch auf der Output-Seite des Ladereglers an.
Das Modellboot läuft, ABER: wenn die Geschwindigkeit zu schnell hochgeregelt wird, d.h. ruckartig, bricht die Verbindung ab und nichts tut sich mehr.
Mit dem Messgerät ist zu sehen, dass die Spannung am Ausgang des Ladereglers in diesem Moment auf 0,5V zusammenbricht. Erst wenn der Empfänger ein paar Sekunden lang ausgeschaltet wird, geht die Spannung wieder hoch und nach Ein- und Ausschalten der Fernbedienung läuft der Motor wieder - bis die Verbindung wieder abbricht.

Hat jemand eine Idee, woran das liegen könnte???
Vielen herzlichen Dank für alle Tipps!

Wenn das keine riesigen Solarpanele sind, sollte sowas parallel ausreichen
https://www.ebay.de/itm/Balancer-Balance-Board-Lastmodul-fur-Li-ion-Lipo-Akkupacks-4-20V/323031199712?hash=item4b3628efe0:g:vA0AAOSwE7JaawQK

Vielen Dank für die Antworten bisher!

Der Kurzschlussstrom ist gemessen ca. 700mA. Also leider zu hoch für den TLP431CP
Gibt es nicht eine ganz simple Kombination aus Z-Diode und Vorwiderstand, um die Spannung zu begrenzen?
Funktioniert das überhaupt so einfach, dass der 3,7V LiIon-Akku geladen wird, wenn ich 4,2V aus den parallel geschalteten Solarzellen anlege und gleichzeitig der Motor angetrieben wird?
Ehrlich gesagt haben mich die Diskussionen um Schwingungen etc. etwas überfordert.

Ganz vielen Dank nochmal für eure Hilfe, ich komme da als Anfänger allein nicht weiter....

Viele Grüße,
Tobias

Hier nochmal die Ausgangsfrage:
Vielleicht kann mir ein netter Mensch helfen: Ich will mit meinem Sohn ein ferngesteuertes Solarboot bauen. Da ich wenig Ahnung von Elektronik habe, verwenden wir ein fertiges ferngesteuertes Carrera-Boot als Basis und haben einen Katamaran-Rumpf aus Balsaholz darüber gebaut, der zwei Solarzellen mit sechs Volt und drei mit zwei Volt, die in Reihe geschaltet sind, trägt. Das Carrera-Boot arbeitet mit einem Lithium-Ionen Akku mit 3,7V (AA-Zelle). Zum Laden steckt man diesen an ein Steckernetzteil, das 4,2V liefert. Die Solarzellen liefern bei voller Sonneneinstrahlung gemessen 7,3V. Gesucht ist nun eine kleine Schaltung zur Spannungsbegrenzung. Meine Vorstellung ist, die Solarzellen einfach zum Akku und der Elektronik des Bootes parallel zu schalten, um das Boot anzutreiben und gleichzeitig den Akku zu laden. Geht das überhaupt? Wenn ja, brauche ich wahrscheinlich mindestens eine Z-Diode und einen Vorwiderstand. Wie berechne ich das und welche Spannung sollte ich wählen? (3,7V? 4,2V?). Vielen herzlichen Dank für eure Hilfe schon mal

» » Die Kosmos-Schaltungen waren alle mit 4,5V betrieben.
»
» Ich erinnere mich noch an diesen Kosmos-Baukasten:
» . . .
» https://www.sarganserland-walensee.ch/radio_tv_historisch/radiomann/radiomann0.htm
»
» Es hiess:
» "Vom Gebirg zum Ozean, alles hört der Radiomann."

Das war vor meiner Zeit. Ich habe so Ende 1979 angefangen mich für Elektronik zu interessieren. Ich hatte den "Radio+Elektronik 1" als erstes, dann den E100 und den E101, und später auch den E200.

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes

» Die Kosmos-Schaltungen waren alle mit 4,5V betrieben.

Ich erinnere mich noch an diesen Kosmos-Baukasten:
. . . https://www.sarganserland-walensee.ch/radio_tv_historisch/radiomann/radiomann0.htm

Es hiess:
"Vom Gebirg zum Ozean, alles hört der Radiomann."

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» » Da ist ja auch so ein süßes kleines Glühbirnchen drin, mit 3,8V/0,07A,
» das
» » kenne ich noch aus meinen Kosmos Elektronik-Baukästen. Habe ich auch
» noch
» » ein duzend solcher Glühbirnchen hier
»
» 3,8V / 0,07A , das sind ja nur 0.25 W, eigentlich recht dunkel.

Beim Kosmos-Elektronik-Baukasten stand in der Beschreibung einer Schaltung drin, dass die 0,07 A den BC238 noch nicht erwärmen. War auch so, während ein 3,5V/0,1A-Birnchen (oder hatte das 0,3A?) den Transistor schon sehr heiß werden ließ.

Da dienten die Glühbirnchen nicht zur Beleuchtung von irgendwas, sondern nur als ... als optischer Indikator. Es war als Kind sehr interessant, dass man mit einer Darlington-Schaltung z.B. so ein kleines Glühbirnchen allein nur mit Berührung zweier Kontakte anmachen kann.
»
» Für Taschenlampen gibt (gab) es zwei Sorten:
» 3.5V / 0.3A = 1W
» 3.8V / 0.3A = 1,1W
»
» Der Einsatz von 3.8V- an Stelle von 3.5V-Birnchen mit einer
» 4.5V-Flachbatterie bedeutet eine deutlich längere Lebensdauer des
» Birnchen.

Die Kosmos-Schaltungen waren alle mit 4,5V betrieben.
»
» Birnchen 3.8V / 0.3A habe ich kürzlich, solange wie an Lager, noch beim
» CH-Distributor GRIEDER-BAUTEILE entdeckt. Ich kaufte sogleich 20 Stück als
» Reserve für Spielzeuge die ich vor Jahrzehnten baute. Diese werden in
» wenigen Jahren erneut aktuell, mit einer Enkelin die demnächst das Licht
» der Welt erblickt und den Grosspapi erfreut.

Herzlichen Glühstrumpf!!

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes

» Da ist ja auch so ein süßes kleines Glühbirnchen drin, mit 3,8V/0,07A, das
» kenne ich noch aus meinen Kosmos Elektronik-Baukästen. Habe ich auch noch
» ein duzend solcher Glühbirnchen hier

3,8V / 0,07A , das sind ja nur 0.25 W, eigentlich recht dunkel.

Für Taschenlampen gibt (gab) es zwei Sorten:
3.5V / 0.3A = 1W
3.8V / 0.3A = 1,1W

Der Einsatz von 3.8V- an Stelle von 3.5V-Birnchen mit einer 4.5V-Flachbatterie bedeutet eine deutlich längere Lebensdauer des Birnchen.

Birnchen 3.8V / 0.3A habe ich kürzlich, solange wie an Lager, noch beim CH-Distributor GRIEDER-BAUTEILE entdeckt. Ich kaufte sogleich 20 Stück als Reserve für Spielzeuge die ich vor Jahrzehnten baute. Diese werden in wenigen Jahren erneut aktuell, mit einer Enkelin die demnächst das Licht der Welt erblickt und den Grosspapi erfreut.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» » » Die Solarzellen liefern bei voller Sonneneinstrahlung gemessen 7,3V.
» »
» » Und wieviel Kurzschlusstrom?
»
» Bei max. 100mA sollte dann nämlich der nackte TLP431CP (29 Ct. bei
» Reichelt) mit Spannungsteiler ausreichen.
» Das käme dem Fragesteller sicher entgegen (entnehme ich jedenfalls dem 3.
» Satz seiner Frage).
»
» Oder irre ich mich da?

Hast du richtig erkannt.

» » Die Solarzellen liefern bei voller Sonneneinstrahlung gemessen 7,3V.
»
» Und wieviel Kurzschlusstrom?

Bei max. 100mA sollte dann nämlich der nackte TLP431CP (29 Ct. bei Reichelt) mit Spannungsteiler ausreichen.
Das käme dem Fragesteller sicher entgegen (entnehme ich jedenfalls dem 3. Satz seiner Frage).

Oder irre ich mich da?

»
» Da ist ja auch so ein süßes kleines Glühbirnchen drin, mit 3,8V/0,07A, das
» kenne ich noch aus meinen Kosmos Elektronik-Baukästen. Habe ich auch noch
» ein duzend solcher Glühbirnchen hier
»
Und Das Birnchen ist, nach paar Jahren, bei starkem Sonnenschein, schon einmal durchgebrannt. Da haben die vier parallelen Dioden deren Funktion übernommen. So, dass kein weiterer Schaden entstand.
» » »

» » Wenn nichts schwingt, weiss man trotzdem noch nicht, wir kritisch das
» » rückgekoppelte System ist. Dann muss man es "reizen" und schauen ob am
» Oszi
» » eine gedämpfte Schwingung zu sehen ist.
» »
» » Man könnte das mal mit einem NPN-Transi versuchen, parallel zum
» 68-Ohm-R.
» » Kollektor an Basis und Emitter an Emitter von BD135. An die Basis des
» » zusätzlichen NPN-Transi ein Widerstand und zwischen Widerstand und GND
» » (blauer Ring) ein steuerbarer Rechteckgenerator schalten und mit der
» » Grequenz spielen.
» »
» » Ich denke, das wäre ein Versuch wert.... »
» »
» » » 220nF am Ausgang gesteckt und es schwingt!!!
» »
» » Probier mal, weil ein niederohmiges System, parallel dazu ein Elko, z.B.
» 10
» » µF oder auch mehr.
» »
» » BTW: Es wäre nützlich für die Diskussion, wenn die Bauteile bezeichnet
» » wären...
»
» Die Zeichnung entstand nicht fürs Forum. Darum waren die Bauelemente nicht
» nummeriert.
»
» Die Schwingungen entstanden durch den 220nF Kondensator und die Diode.
» Dadurch wurde der TL431 zu lange aufgeregelt, bis sich die Spannung am
» Kondensator über den Spannungsteiler entladen hat. Jetzt musste der TL431
» schnell wieder Zuregeln.
» Ein dicker Elko hatte daran nichts geändert, nur das der Vorgang langsamer
» von Statten ging.
» Wenn eine Last am Ausgang war (Akku), gab es ja keine Schwingungen.
» Für die 220nF habe ich die Wirkung der Diode mit den 4,7µF, für so kurze
» Frequenzen, überbrückt.
» Die Speisung mit dem stromgeregelten Netzteil kann bestimmt auch dazu
» beitragen, dass die beiden Systeme sich gegenseitig hochschaukeln. Ich
» habe nicht getestet ob die Schaltung mit der Solarzelle auch zum Schwingen
» neigte. Hätte ich alles auf den Balkon schleppen müssen.
» Ich war zufrieden wenn es unter unrealistischen Bedingungen nicht schwingt
» und damit sicher, dass es mit der Solarzelle erst recht nicht zum schwingen
» neigt.
»
» »

Da ist ja auch so ein süßes kleines Glühbirnchen drin, mit 3,8V/0,07A, das kenne ich noch aus meinen Kosmos Elektronik-Baukästen. Habe ich auch noch ein duzend solcher Glühbirnchen hier

» edit.:
» Das Schaltungsprinzip hatte ich bei Solarspielerein schon mehrfach
» angewendet. Da gab es keine Neigung zum Schwingen.
» »

--
greets from aix-la-chapelle

Matthes

» Wenn nichts schwingt, weiss man trotzdem noch nicht, wir kritisch das
» rückgekoppelte System ist. Dann muss man es "reizen" und schauen ob am Oszi
» eine gedämpfte Schwingung zu sehen ist.
»
» Man könnte das mal mit einem NPN-Transi versuchen, parallel zum 68-Ohm-R.
» Kollektor an Basis und Emitter an Emitter von BD135. An die Basis des
» zusätzlichen NPN-Transi ein Widerstand und zwischen Widerstand und GND
» (blauer Ring) ein steuerbarer Rechteckgenerator schalten und mit der
» Grequenz spielen.
»
» Ich denke, das wäre ein Versuch wert.... »
»
» » 220nF am Ausgang gesteckt und es schwingt!!!
»
» Probier mal, weil ein niederohmiges System, parallel dazu ein Elko, z.B. 10
» µF oder auch mehr.
»
» BTW: Es wäre nützlich für die Diskussion, wenn die Bauteile bezeichnet
» wären...

Die Zeichnung entstand nicht fürs Forum. Darum waren die Bauelemente nicht nummeriert.

Die Schwingungen entstanden durch den 220nF Kondensator und die Diode. Dadurch wurde der TL431 zu lange aufgeregelt, bis sich die Spannung am Kondensator über den Spannungsteiler entladen hat. Jetzt musste der TL431 schnell wieder Zuregeln.
Ein dicker Elko hatte daran nichts geändert, nur das der Vorgang langsamer von Statten ging.
Wenn eine Last am Ausgang war (Akku), gab es ja keine Schwingungen.
Für die 220nF habe ich die Wirkung der Diode mit den 4,7µF, für so kurze Frequenzen, überbrückt.
Die Speisung mit dem stromgeregelten Netzteil kann bestimmt auch dazu beitragen, dass die beiden Systeme sich gegenseitig hochschaukeln. Ich habe nicht getestet ob die Schaltung mit der Solarzelle auch zum Schwingen neigte. Hätte ich alles auf den Balkon schleppen müssen.
Ich war zufrieden wenn es unter unrealistischen Bedingungen nicht schwingt und damit sicher, dass es mit der Solarzelle erst recht nicht zum schwingen neigt.

»
edit.:
Das Schaltungsprinzip hatte ich bei Solarspielerein schon mehrfach angewendet. Da gab es keine Neigung zum Schwingen.
»

» Ich habe die Schaltung noch mal zusammengesteckt.
» Der Kondensator über der Diode war eine unnötige Installation
»
» Ohne 4,7µF über Diode.
» Ohne 220µF Eingangselko.
» Ohne 220nF am Ausgang!!
» Es schwingt nichts!

Wenn nichts schwingt, weiss man trotzdem noch nicht, wir kritisch das rückgekoppelte System ist. Dann muss man es "reizen" und schauen ob am Oszi eine gedämpfte Schwingung zu sehen ist.

Man könnte das mal mit einem NPN-Transi versuchen, parallel zum 68-Ohm-R. Kollektor an Basis und Emitter an Emitter von BD135. An die Basis des zusätzlichen NPN-Transi ein Widerstand und zwischen Widerstand und GND (blauer Ring) ein steuerbarer Rechteckgenerator schalten und mit der Grequenz spielen.

Ich denke, das wäre ein Versuch wert.... »

» 220nF am Ausgang gesteckt und es schwingt!!!

Probier mal, weil ein niederohmiges System, parallel dazu ein Elko, z.B. 10 µF oder auch mehr.

BTW: Es wäre nützlich für die Diskussion, wenn die Bauteile bezeichnet wären...

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9