230V-Zeitschaltuhr auf 12V-Betrieb umbauen

Es gab es da schon Momente, als ich eine Zeitschaltuhr im Auto hätte brauchen können. Auch für andere Anwendungen ohne Netzspannung, wäre es manchmal praktisch, bsw. bei mobiler Akku-Stromversorgung.

Diese programmierbaren 230V-China-Zeitschaltuhren mit zwanzig Schaltprogrammen gibt es für wenig Geld im Baumarkt zu kaufen. Eine solche sollte doch leicht auf 12V DC zu modifizieren sein, dachte ich und begab mich ans Werk.

Das Ding aufgeschraubt sieht man gleich den Relais-Teil mit dem Kondensator-Netzteil und einem Puffer-Akku. Alles wie erwartet! Die ganze Logik findet sich auf dem Display-Print, welcher unangetastet bleibt.

Zuerst wurde versucht, mittels Reverse Engineering den Schaltplan zu zeichnen. Einige Bauteile flogen gleich raus, da diese nicht mehr benötigt werden. So etwa das Relais, welches blöderweise ein 24V-Relais war, den Gleichrichter und Kondensator/Widerstand des Netzteiles. Die Steckdosen braucht es auch nicht mehr.
Nun sah alles schon mal ordentlicher aus. Ich speiste hinter dem (vormals) Gleichrichter nun mal 12V DC ein, lötete wo das Relais war eine LED hin und prüfte, ob diese durch das Logik-Signal aktiviert werden konnte. Es funktionierte!
Die erste Stabilisierung mit wohl einer 24V-Z-Diode hat nun keine Funktion mehr. Die zweite Z-Diode bestimmt die Ladespannung des Akkus. Ein kleiner Strom hält ihn geladen. Vielleicht könnte man nun den 4k7-Widerstand auf die Hälfte verringern, aber egal.
Für das Relais fand ich passenden 12V-Ersatz, setzte diesen ein. Die Diode an der Basis des Transistors ersetzte ich durch einen 1 kOhm-Widerstand. Das Flachkabel zum Display musste durch ein Längeres ersetzt werden, weil der Relais-Print an andere Stelle kam.

Nun klebte ich die runden Ausschnitte mit Kunststoff-Rondellen zu. Beim dritten Versuch klappte es auch endlich mit der Passform.
Links und rechts kamen eine DC-Buchse hin, einmal für den 12V-Eingang und einmal für den geschalteten 12V-Ausgang. Dazu natürlich noch eine LED als optische Schalt-Anzeige oben drauf.

Hui, das war aber eine Fricklerei! Kleine Änderung, viel Gebastel aber funktioniert nun einwandfrei. Eine programmierbare Zeitschaltuhr für KFZ, Solar-Anwendungen, portable Akku-Versorgung usw. 

Fotos zu diesem Projekt hier

Solar III - Redesign

Der Tracker mit den LED als Sensoren funktionierte zwar sehr empfindlich, jedoch fehlte eine Hysterese, welche bei dieser Schaltung nicht einfach hätte eingebaut werden können. Der Tracker sollte ja nicht alle paar Sekunden nachregeln. Es reicht völlig, wenn er gelegentlich etwas nachschwenkt.
Da der Schaltungsaufwand klein bleiben sollte, griff ich also erstmal zu LDR als Sensoren und der klassischen Fenster-Komparator-Schaltung für die Hysterese. Der Motor wird wiederum über eine Brücken-Schaltung gesteuert.
Gleichzeitig flossen noch andere Änderungen in die mechanische Konstruktion ein. Die Endschalter wurden versetzt, um den Drehwinkel zu vergrösseren. Der Motor stand dem Panel-Rahmen nun leider etwas im Weg und musste ebenfalls nach hinten versetzt werden. Die nun grössere Distanz zwischen Motor und Schwenk-Achse musste mit einem zusätzlichen Zahnrad überbrückt werden.
Die Sensoren wurden mit einem Abschatter oben am Rahmen montiert.
Nun gefiel mir die Sache besser als vorher und das Panel funktioniert so weit recht zuverlässig.

Solar II - Testlauf

Da mittlerweile wieder etwas sonnigeres Wetter war, konnte ich mein
Solarpanel testen.
Einige Mal stellte ich eine kurze Oszillation fest. Das Panel war dann in einer Position gefangen, wo es eine Weile leicht hin und her wippte. Das kann verschiedene Gründe haben. Es war zwar nur kurzzeitig der Fall und vermutlich auch nur einmal am Tag, störte mich jedoch. Ich dachte, ein Abschatter zwischen den Sensoren könne dies eventuell beheben. Offensichtlich kam das Problem jedoch eher von reflektiertem Licht, welches die Sensoren beeinflusste. Momentan bin ich mir sogar ziemlich sicher, dass dies hier der Fall war.
Also die Sensoren unten etwas abgedeckt. Nun funktionierte der Testlauf einige Tage reibungslos.

Die Elektronik ist immer noch provisorisch in Isolierband eingewickelt und am Rahmen festgeklebt. So lange es hält, bleibt dies wohl noch so.
Ferner setzte ich die Endschalter etwas zurück, damit der Drehwinkel vergrössert wird, d.h. das Panel etwas mehr ausschlagen kann.
Obwohl das Funktionsprinzip meiner Nachführung relativ simpel ist, kommt man am Experimentieren und Justieren nicht herum.  Die Ausrichtung des Standortes in Richtung Süden ergibt einen guten Wirkungsgrad. Würde das Panel nun den ganzen Tag stur in die gleiche Richtung schauen, wäre der Ertrag doch erheblich geringer. Aber es folgt nun stetig der Sonne,
bleibt über die Nacht in der letzten West-Position stehen und wenn am Morgen die ersten Sonnenstrahlen einfallen, schwenkt es sofort gegen Osten. Zum Aufladen bleibt mir momentan nur ein kleiner Blei-Akku. Denkbar wäre nun, eine sparsame LED-Beleuchtung über den Akku zu betreiben, oder vielleicht auch meine Birdcam mit Solarstrom zu versorgen. Für eine sichere Solar-Stromversorgung muss man jedoch Schlechtwetterperioden einplanen und die Akku-Kapazität entsprechend anpassen. Aber hierbei handelt es sich ja nun mehr um ein Fun- oder Experimental-Projekt. 

Elektronisch Fliegen klatschen

So eine elektronische Fliegenklatsche wünschte ich mir schon lange. Das richtige Werkzeug für den ambitionierten Fliegen-Killer!

Ich entdeckte diese zufällig in der Landi, der Laden-Kette mit Stall-Geruch. Für läppische 4.90 wurde gleich eine abgegriffen. An der Kasse kriegte ich doch tatsächlich noch einen Garantieschein dazu. Ein Jahr beträgt die Garantie!

Nun gut, ist mir eh egal für diesen Preis. Zuerst wurde das Ding mal aufgeschraubt, um zu sehen was man da für 4.90 bekommt. Die Chinesen erfinden immer wieder die kuriosesten Schaltungen um einige Bauteile einzusparen. Tatsächlich sah ich andere Fliegenklatschen-Elektroniken, wo noch richtig was drin ist. Diese hier beschränkt sich auf wenige Bauteile. Also scheinbar geht es immer etwas simpler!
Ich machte mal ein Reverse-Engineering und zeichnete das Schema raus. Scheint irgend so ein Selbst-Schwinger zu sein, klar. Die gezeichneten drei Wicklungen liegen alle auf einem Spulenkörper. Die kleinen Hilfswicklungen sind Bestandteil des Oszillators.

Die kleinen Wicklungen haben einen Widerstand von je 0,5 Ohm, die grosse Wicklung hat 267 Ohm. Daraus bestätigt sich auch etwa das Übertragungs-Verhältnis.
An der Ausgangswicklung wird die gepulste Spannung über die eine Diode gleichgerichtet und liegt am Kondensator an. Mit meinem billigsten Voltmeter (aus dem Elektroschrott gerettet und refurbished) konnte ich diese Spannung von über 1kV tatsächlich messen. Aber Achtung: Nicht jedes Voltmeter hat einen 1000V-Bereich!

Die Signale an Basis und Kollektor sieht man auf den Oszi-Bildern (Basis = blau, Kollektor = gelb). Die Schaltung schwingt mit rund 17,7 kHz

Wer selber eine (andere) Schaltung von einer E-Klatsche abgezeichnet hat, kann diese gerne hier als Ergänzung veröffentlichen lassen.

TFT-Monitor ausschlachten

Mein alter Monitor, ein Acer AL922, kostete einst ein Heidengeld. Leider hatte er nach vielen Jahren einen Defekt und wurde gleich durch einen Grösseren mit aktueller Technik (LED) ersetzt.
Eine Reparatur hätte sich nicht gelohnt, da man für wenig Geld einen gleichwertigen Ersatz vom PC-Schrott-Handel kriegt. Solche Occasionen werden einem fast nach geworfen, da im Überfluss vorhanden. So ist denn Reparatur auch kein Thema, ausser man hätte zufällig das richtige Ersatzteil rumliegen.
Nachdem er trotzdem noch lange im Keller stand, wurde er nun ausgeschlachtet. Was ich brauchen kann, verwerte ich. Der Rest landet im Elektroschrott.
Viel brauchbares gibt's da allerdings nicht. Die Licht-Streuscheibe wurde mal behalten und die Backlight-Beleuchtung bestehend aus zwei CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) samt Inverter und Netzteil. Diese Teile funktionierten zumindest noch. 

Um diese in Betrieb zu setzen, muss die Elektronik aber noch überlistet werden. Am Netzteil ist ein Stecker, wo der Power-Schalter angeschlossen war. Das ist simpel! Einfach überbrücken und das Netzteil sollte Spannung liefern.
Beim Inverter-Board war es schwieriger. Welche Anschlüsse sind nun wo? Ich fand mit Google ein passendes Service Manual. Leider fehlte das Schema des Inverters, aber wenigstens die Anschlussbelegung war zu sehen.
Am Stecker finden wir neben 12V und 5V ein Steuersignal zum Einschalten der Lampen. Wenn dieses grösser 3,3V ist, sollten die Lampen einschalten.
Da neben diesem Steuereingangs-Pin gleich der 5V-Pin zu finden war, schloss ich die beiden Kontakte einfach per Lötzinn-Brücke kurz. So hatte ich 5V am Steuereingang und die Lampen erhellten den Raum.

Die Dinger sind ganz schön hell. Man könnte damit glatt eine originelle Lampe bauen.

Aber Achtung!!! Die Lampen werden mit Hochspannung betrieben. An den Ausgängen des Inverters liegen einige 100 V Spannung! Wer also nicht weiss, was er tut, der soll solche Basteleien lassen!

Wenn man nahe des Inverter-Boards eine Glimmlampe hin hält, leuchtet diese dann auch wegen der Hochspannung.

Solar I

Solar-Panel mit elektronischer Nachführung

Mein kleines Solar-Panel. Mit gerade einmal 5W Leistung bei voller Sonneneinstrahlung kann man damit immerhin einige kleine Verbraucher versorgen z.B. eine LED-Beleuchtung.
Die Idee war folgende:

• Aufbau einer kleinen Solaranlage mit einem 5W-Panel, Batterie 4-5Ah
• Elektronische Nachführung, welche das Panel stets in die Sonne ausrichtet, um den besten Wirkungsgrad zu erreichen.
• Für den Einsatzzweck günstigste Lösung.

Die Nachführung des Panels kann auf  unterschiedlichste Arten gelöst werden:

• Timer, Zeitschaltuhr welcher das Panel kontinuierlich dreht resp. nachschwenkt
• Lösung mit Mikrocontroller
• Lösung mit Sensoren wie LDR’s, Fotodioden,LEDs, Solarzelle etc. welche über eine H-Brückenschaltung den Motor steuern
• Ferner kann das Panel über eine oder zwei Achsen nachgeführt werden

Im Einfachen liegt meistens auch das Geniale. Am simpelsten wäre wohl die Variante mit kleinen Solar-Panel als Sensoren. Diese Sensor-Panels werden Rücken an Rücken zusammengeklebt und am grossen Panel im rechten Winkel befestigt. Elektrisch sind die Hilfszellen entgegengesetzt gepolt und versorgen den Getriebemotor mit Spannung. Wenn die Sensoren in die Sonne schauen, gleicht sich die Spannung am Motor aus, er dreht nicht. Sobald die Sonne etwas wandert, kriegt das eine Panel mehr Licht als das Andere, der Motor dreht sich entsprechend bis die Spannung an den Sensoren wieder gleich gross ist. Die Hilfszellen müssen natürlich die entsprechende Betriebs-Spannung / Strom für den Antriebsmotor liefern können!

So, los geht’s! Zuerst musste ein Solar-Panel besorgt und die Mechanik konstruiert werden. Dazu gibt es, mir zwei bekannte Vorgehensweisen:

1. Man setzt sich an’s Zeichenbrett oder konstruiert mit einem CAD-Programm alles bis ins kleinste Detail durch.
2. Man fängt einfach mal an, beschränkt sich auf  Behelfs-Skizzen und schaut was dabei raus kommt.

Ich bevorzuge oft die zweite Variante, weil viel Planung auch Zeit kostet und
Konstruktionsprobleme deshalb nicht unbedingt erspart bleiben und auch weil ich ungeduldig bin. Mit Fehlern muss man rechnen und manches baut man dann eben zweimal.

Wenn das Ganze Form annimmt, kann man sich schon mehr darunter vorstellen und man fragt sich spätestens dann, ob man dies oder jenes nicht doch besser anders gemacht hätte. Mein Panel ist nicht unbedingt ein Schwergewicht, aber ich war erstaunt wie solide die Konstruktion sein muss, damit nicht alles wackelt. Zudem sollte man die Windkraft nicht vergessen. Die kann bsw. bei einem Sturm kräftig am Panel rütteln oder sogar die Ganze Halterung in Mitleidenschaft ziehen.
Folgend also meine Halterung. Alles aus Alu-Material liebevoll zusammen gefrickelt. 

Halterung aus Alu-Material

Ich beschränke die Nachführung erstmals auf die horizontale Achse, weil der Aufwand für beide Achsen doch etwas mehr ist. Na ja, für so ein kleines Panel, reicht dies eigentlich auch.
Die Neigung des Panels stellt man auf  einen guten Erfahrungswert ein. Man könnte die Neigung idealerweise viermal im Jahr an den geänderten Sonnenstand anpassen. Das ist ja nicht so viel Arbeit! Wenn man bedenkt, dass fest installierte Solaranlagen auf  Dächern meist nur suboptimal ausgerichtet sind, ein guter Kompromiss!
Auf  den Bildern sieht man die Halterung, in der Mitte drehbar gelagert (zwei Kugellager). Der Motor ist über Kunststoff-Zahnräder angekoppelt. Links und rechts des Motors sieht man die Endschalter, hier alles noch provisorisch befestigt.
Die Endschalter beenden jeweils das Schwenken in die jeweilige Richtung.
Der Motor sollte idealerweise so langsam wie möglich drehen, damit das Panel fein justiert wird, also eine entsprechende Getriebe-Untersetzung haben.

Alle Bilder hier!