LED Solarlampen         

von Gerd Sinning                
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Kürzlich hatte eine meiner 1 Euro Solarlampen den Geist aufgegeben, ein Akku hielt immer nur 2 Tage, dann war er wieder leer. Also wird das aufgeschraubt, um den Fehler zu finden.

Das ist die Innenansicht der Solarlampe, sehr minimalistisch, ein Akku mit einem IC und einer Induktivität mit einer weißen LED.

Das Problem war das Solarpanel, das war defekt, der Rest funktioniert noch. Auf dem IC mit 4 Beinchen steht YX1818. Dann kann man im Internet suchen, eine gute und ausführliche Beschreibung ist in [1] zu finden. Dort gibt es auch den Schaltplan, bei [2] sogar in chinesisch.

Das ist so ähnlich wie ein PR4401 mit einem weiteren Eingang für die Solarzelle, darüber wird die Batterie geladen und Licht detektiert. Sobald kein Strom von der Solarzelle kommt, wenn es dunkel ist, wird die Led eingeschaltet. Einfacher geht es nicht.

Hier ein kleiner Rückblick in die dunklen Zeiten vor den 1 Euro Lampen. Da musste man schon selber bauen, mit einem Solarpanel für viele Euros (oder DM) und einer Schaltung mit Transistoren.

Die Lampe wurde dann auch schnell ersetzt durch eine rote Led, der Akku bestand aus 2 Batterien für insgesamt 2,4 Volt und die Led leuchtet. Der FET muss dann schalten können und nicht jeder tut das bei der niedrigen Spannung, mit einem IRFR3607PbF (der auch 56 A schalten könnte) geht das aber. Das Solarpanel zieht über Q2 das Gate vom FET Q1 an Masse solange Licht vorhanden ist, wenn Q2 sperrt geht die Led an. Dann kamen jedoch neue Leds auf den Markt, weisse und grüne und blaue, die brauchten wenigstens 3 Volt um zu leuchten. Da kam dann die geniale Schaltug mit dem blocking oscillator, dem Joule-Thief zum Einsatz[4]. Das habe ich vor langen Jahren auf der Seite von bigclive [3] gefunden, dort sind noch viele andere verrückte Projekte, lesenswert.

Ein kleiner Nachteil ist zu bemerken: wenn man die Led über das Solarpanel steuert, dann schaltet sie ein, wenn es noch ziemlich hell ist. Mit der obigen Schaltung mit einem LDR kann man das vermeiden.

Die Spule ist auf einem Toroid aus z.B einer defekten Energiesparlampe, einfach so viel wie draufpasst. Den Draht habe ich verdrillt, weil es dann leichter durch den Toroid geht, obwohl andere Quellen sagen man soll das parallel wickeln. Beides geht sicher und es funktioniert praktisch immer.

Hier ist ein Beispiel mit einer Wicklung auf einem Ferrit Lochkern, auch das geht, und es ist miniaturisiert. Für eine 1.5 Volt Taschenlampe.

und wieder die klassische Variante.

Das ist mit einem alten Batterieladegerät gebaut und leuchtet blau in den Garten.

Vor den dunklen Zeiten der 1 Euro Lampe musste man noch viel basteln, hier sind ein paar Beispiele wie es damals ging. Nun ist das Leben einfacher. :-)

[1] https://ez.analog.com/community/university-program/blog/2014/11/14/hacking-an-led-solar-garden-light
[2] https://github.com/mcauser/YX8018-solar-led-driver
[3] http://www.bigclive.com/joule.htm
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief


Design-Lichtobjekt SOLEUKA von Günther Zöppel


Einer meiner Bekannten bot mir dieses ziemlich verrostete Solar-Blechkätzchen mit dem Hinweis an, dass ich doch sowieso alles an Alt-Elektronik sammele – vielleicht könne ich noch was davon verwerten. Es sei ein Windspiel gewesen, welches über eine Messerkante und ein Glaskugel-Gegengewicht auf einem in die Erde steckbaren Formteil Schaukelbewegungen ausführte. Der starke Wind hätte es jedoch ständig umgeworfen, und Regen, Rost und der Zahn der Zeit hätten auch dran genagt. Nach ersten Untersuchungen stellten sich eine defekte LED (Anschlussbeinchen weggerostet)  und eine korrodierte NiMh-Zelle als Übeltäter heraus. Zum Glück waren die Solarzelle und die restliche Elektronik intakt.

Um die Windspiel-Problematik zu umgehen, habe ich Messerkante und Gegengewichtshalter abgesägt und das in die Erde steckbare Formteil entsorgt. Das ganze habe ich dann auf einem kräftigen braun gebeizten Holzklotz befestigt, der jetzt dem stärksten Wind trotzt. Die ehemalige Glaskugel fand auch noch als Lichtspender auf dem Klotz mit Platz, indem eine zweite LED in einem Stück Rohr, innen mit Reflexfolie ausgekleidet, angebaut wurde.

Der Rost wurde z.T. aus dekorativen Gründen belassen, an einigen Stellen jedoch mit Silberbronze „aufgewertet“.Jedenfalls ist das Ding nachts eine Augenweide, zumal die zahlreich am Katzenkörper vorhandenen bunten Glasperlen und die Katzenaugen von den LEDs angestrahlt werden und farbige Reflexe verursachen. Das veranlasste einen meiner Nachbarn zu der Frage, was sich denn für ein seltener Leuchtkäfer auf meiner Terrasse angesiedelt hätte…

Bei der Gelegenheit habe ich gleich mal die minimalistische Schaltung aufgenommen . Durch das Anbauen einer zweiten LED war die Lichtausbeute etwas geringer, was ich durch Optimieren der Drossel (jetzt 10µH) korrigiert habe. Allerdings ist die Stromaufnahme jetzt etwas höher , gemessen 55mA. Das sollte aber beim verwendeten Akku (NiMh 1,2V/1000mAh)  für theoretisch ca. 18h reichen, danach muss die Sonne nachladen.

Der hier verbaute IC ZE003 ist wahrscheinlich ähnlich den in den bekannten 1Euro-Solarlampen verwendeten 4-Beinern  PR4401/02 oder YX8018 organisiert, man braucht als externe Beschaltung nur noch eine Drossel. 

Und zum Schluss noch die Taufe des Objekts:  SOLEUKA = Solare Leuchtkatze.
Man beachte den Schwanz der Katze, dort steckt noch der Korken des verwendeten „Taufwassers“. Die beste aller Ehefrauen hat das Objekt mit abgesegnet.



Hocheffiziente LEDs, Nachtrag von B.Kainka

Kürzlich kam eine Anfrage per Email, wie es denn sein kann, dass eine LED aus einem Franzis-Lernpaket mit einem Vorwiderstand von 10 k oder sogar 100 k immer noch leuchtet, wo doch ihr Strom mit 20 mA angegeben wird. Das entspricht auch meiner Erfahrung. Sogar ein Strom von einem Mikroampere reicht bei hocheffizienten LEDs aus, um gut sichtbares Licht zu erzeugen. Das sind ideale Voraussetzungen für Solarlampen, wo ja die Energie immer etwas knapp ist, z.B. in einer Solarlampe mit Speicherkondensator. Dazu kommt noch, dass unsere Augen sich in der Dunkelheit mit extrem wenig Licht zufrieden geben. Nach langer Gewöhnung an eine absolute Dunkelheit können wir schon einzelne Photonen wahrnehmen. Und eine LED erzeugt prinzipiell ein Photon pro Elektron, wobei allerdings einige Photonen absorbiert werden können, bevor sie aus dem Kristall austreten. Einzelne hocheffiziente LEDs, sowohl bedrahtet als auch als SMD sowie eine Vielzahl von LED Leuchten findet man bei LED1.de.  Allgemein geht der Trend hin zu immer mehr LED-Beleuchtungen, was auch dem Energiesparen geschuldet ist. Wenn es nach der EU geht, sollen möglichst bald sogar alle Straßenlaternen mit LEDs arbeiten. Da muss allerdings noch viel getan werden, bis das Licht an die heute üblichen Natriumdampf-Lampen herankommt.


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