Kurbellampe

[TipFox]

Liebe Bastelfreunde,

ein Kondensator ist eigentlich wenig geeignet, um Geräte mit Energie zu versorgen.
Es gibt zwar unbestreitbare Vorteile:

- sehr schneller Ladevorgang möglich
- langsames Ansammeln von Ladung möglich
- bei guten Typen geringe Selbstentladung
- preiswert

Dem stehen aber leider auch Nachteile entgegen:

- relativ geringe Kapazität/Volumen
- sehr ungünstige Entladekurve

Besonders der letzte Punkt führt meist zum Ausschluss des Kondensators als "Akkuersatz".
Kurz zur Erinnerung:

ein Kondensator ist nach ein er Zeit von 5 Tau entladen, wobei Tau das Produkt aus Ladespannung und Entladewiderstand darstellt. Das bedeutet, dass am Anfang die Spannung (und damit der Strom) sehr schnell abnehmen - nach 1 Tau ist die Spannung bereits um ca. 63% abgesunken.
Nun mag man einwenden, dass es ja mit "Goldcaps" und "Supercaps" Alternativen gibt. Richtig - aber da gibt es wieder andere - ganz spezielle - Probleme. Es sei hier nur die sehr geringe Spannungfestigkeit - bei absoluter Untoleranz, d.h. sie gehen bei Überspannung schlagartig und unabwendbar kaputt - erwähnt!

Wenn man also überhaupt einen Kondensator sinnvoll als Energiespender nutzen will, sollte die Ladespannung deutlich über der Verbraucherspannung liegen. Das widerum bringt andere Probleme. Als Beispiel nenne ich hier eine LED mit Vorwiderstand - der Widerstand müsste auf die volle Ladespannung berechnet werden - d.h. die Helligkeit nimmt dann in einer E-Funktion ab. Das ist schlicht unbrauchbar für die meisten Anwendungen.

Ganz anders wird die Lage, wenn man den Vorwiderstand durch eine Konstantstromquelle mit geringem Offset ersetzt - die Entladung wird über einen grossen Bereich linearisiert!

Als kleines "Proof of Concept" habe ich hier mal eine kleine "Kurbellampe" gebaut.
Ein alter Steppermotor aus einem Drucker wird durch eine Handkurbel angetrieben und lädt nach Gleichrichtung einen Elko mit 30000µF (2 * 15000µF parallel) auf maximal ca. 25V auf. Damit werden 2 hintereinander geschaltete ultrahelle, blaue Leds über eine Konstantstromquelle mit ca. 13mA "befeuert". (Die LEDs vertragen zwar auch 20mA - werden dabei aber kaum noch heller... )
Schon nach 1-2 Umdrehungen der Kurbel bleibt die Helligkeit stabil.Wenn man fleissig kurbelt - so ca. 30 Umdrehungen- dann leuchten die LEDs locker bis über 1 Minute. Wer braucht schon länger eine Taschenlampe?

Man kann auch einfach ganz gemütlich - sogar mit Pausen - vor sich hinkurbeln. Zum Lesen reicht das alle mal ...
Ganz erstaunlich: unterhalb der normalen Betriebsspannung der LEDs "glimmen" sie weiter vor sich hin - bis zu einer halben Stunde!

Hier die Minischaltung:

Der aufgebaute Prototyp besteht bis auf die LEDs und den Regler ausschließlich aus Ausschlachtmaterial und Teilen von alten Druckern. Als Taschenlampe wohl etwas zu klobig - aber eben ein Prototyp

Ein mechanisch geschickter Mensch (ich zähle leider nicht dazu) könnte so etwas sicher auch an eine (Kühl)schranktür koppeln - eine Schrankbeleuchtung ohne Stromverbrauch.

Also ich für meinen Teil bin schon froh, dass die Zahnräder ohne Langlöcher zusammen passten ... ::

Es gibt aber auch z.B. kleine Radios, die bei recht konstanten Stromverbrauch schon mit einer 1,5 Volt-Zelle (also bis hinunter zu 1V) laufen, Taschenrechner + + +
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Gruß TipFox

[Nils]

Das ist ja Klasse

Spontan erinnert mich das Teil irgendwie an die altbekannten Dynamo-Taschenlampen... zumindest wäre das doch eine gute Modernisierung für so ein Teil.

[TipFox]

Hallo Nils,

ja - in die Richtung sollte es gehen.
Mittlerweile ist mir aber klar geworden, dass ich da eine "Millionenidee" verschenke ::
Stell Dir mal vor, wie viele Bewegungsvorgänge man so zur Energiegewinnung ausnutzen könnte. Hinsetzen, aufstehen, Tür öffnen, Tür schließen, (auch bei Autos) usw. usw.

Die erzeugte Energie muss ja auch nicht gleich in Licht umgesetzt werden. Statt der LED könnte man auch einen kleinen Akku mit Konstantstrom laden - der dann wiederum ein Nachtlich die ganze Nacht versorgen könnte. Vor allem wenn auch ein echter Generator verwendet würde...

Als Nebeneffekt erhält man noch eine "sahnige", geschwindigkeitsabhängige Bedämpfung des jeweiligen "Scharniers"
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Gruß TipFox

[Nils]

Rischtig

Mein Vorschlag: laß das Ding in die künstlichen Gelenke unserer Senioren einbauen !

Herzschrittmacherbatterien völlig überflüssig

Und abends schließt sich die Elektro-Oma an die Heizdecke oder den Fernseh an

[snzgl]

Anders kennt man es ja auch nicht von unserem Jürgen, der sich wieder mal was einfallen lassen hat.

Unabhängig davon ist mir gestern im Penny-Laden bei uns eine Kurbeltaschenlampe begegnet. Wenn ich mich nicht versehen habe, soll sie 21 Teuro kosten. Sie war auf einem Blister verpackt. An der Rückseite konnte man eine Kurbel ausklappen und nach ein paar Drehungen und Druck auf einen Knopf leuchteten auch blaue LEDs. Ob diese Lampe nun nach dem gleichen Prinzip arbeitet kann ich nicht sagen, ich habe sie nicht gekauft.
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[19null5]

Erst mal sei Jürgen wieder Hochachtung für seine Bastelideen ausgesprochen!

So eine Taschenlampe habe ich neulich als Werbegeschenk bekommen:

Die ist als Energiequelle für einen Herzschrittmacher sicherlich zu groß

Aber vor einiger Zeit habe ich im TV gesehen, wie durch Hüpfen auf der Tanzfläche diese mit Licht versorgt wurde: In den Boden waren Stromerzeuger eingelassen, die nach diesem Prinzip arbeiteten.
Vielleicht sollte die dort gewonnene Energie auch für die Beschallung genutzt werden. Das könnte viele Gehörsch?den vermeiden helfen


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Hajo

[snzgl]

Hajo, dann wird ja jede Disco zur Hüpfburg.
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[TipFox]

Hallo Hajo,

da sind aber kleine Akkus drin, also ein anderer Ansatz. Da muss man aber ganz schön pumpen, bis die voll sind...
Allerdings würden sich Gehäuse und Generator bestens für meine Schaltung eignen - uuhps, da hab' ich wohl die Elkos vergessen ::

Hm - da sind ja bei Dir auch 2 kleine Elkos drin - ist da noch eine Blinkschaltung dabei? Andernfalls wüsste ich nicht, wofür die sein sollen ...
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Gruß TipFox

[TipFox]

Eure Berichte über die kommerziellen Handlampen haben mich dazu bewogen, eine "enhanced Version" zu kreieren:

2 Handy-Akkus und 2 Schalter zusätzlich ...

Mit den Schaltern kann man jetzt verschiedene Modi verwenden:

- reiner Kurbelbetrieb mit Kondensatorpuffer
- Kurbelbetrieb mit Akkuladung und anschließend Betrieb mit Akku
- reiner Akkubetrieb
- "Schlummerbetrieb", der C wird nur kurz mit dem Akku geladen - für Kurbelfaule

Es ist aber so, wie ich schon vermutet hatte: bei vollständig leerem Akku rührt sich da kaum etwas. Aber mit teilgeladenem Akku erreicht man ganz erstaunliche Zeiten ...

Oder anders gesagt: die kommerziellen Geräte werden bald genau so sinnlos sein, wie die übrigen, ständig leeren Taschenlampen: im Notfall gehen sie nicht.

Da ist der C haushoch überlegen!
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Gruß TipFox

[Nils]

Bau doch mal so eine Billiglampe wie vorgestellt etwas um <

[TipFox]

Hallo Nils,

ich bin nicht so wichtig, dass mir einer so ein Werbegeschenk macht ::
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Gruß TipFox

[19null5]

[TipFox]

Hallo Hajo,
was für ein "Mumpitz" ! Parallel zu einem Akku gibt es nichts zu "glätten", der hat ein paar Faräder

"Vor der Gleichrichterdiode in Reihe" würde bedeuten, dass da auch noch mit Ladungspumpe gearbeitet wird - nicht sehr effektiv ...vor allem, wenn der "Ladekondensator" gigantische 22µF hat, dazu dann der Akku (vermutlich parallel) - ich glaube, da hat man den Akku erst später dazu "designed", weil die 22µF natürlich nicht reichten.
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Gruß TipFox

[TipFox]

Als kleiner Nachschlag hier noch eine andere Verwendung der gleichen Elektronik - diese Lampe muss man nur noch schütteln, um Licht zu erhalten (erklären muss ich sie ja sicher nicht ? )

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Gruß TipFox

[Nils]

Wie sie funktioniert weiß ich nicht

Aber Deine neueste Kreation erinnert mich irgendwie an die alten Flash Gordon-Filme oder zumindest an die Raumpatrouille Orion