Stromnotversorgung mit KfZ-Ladegerät und KfZ-Batterie

  • Hallo,

    derzeit habe ich eine Kemo-Alarmanlage, die bei zu hohem Grundwasserspiegel eine 12V-Sirene anschlägt.
    Wichtig ist, dass sie auf alle Fälle anschlägt, auch wenn mal der Strom ausfällt. Das habe ich bisher so realisiert, dass ich den Waterswitch an ein ein KfZ-Batterie-Ladegerät (12V) gehangen habe. Gleichzeitig zieht das Ladegerät ein 12V-KfZ-Relais (Öffner), das einen parallelen Stromkreis mit einer 12V-KfZ-Batterie trennt.
    Wenn also der Strom, und damit das Ladegerät, ausfällt, wird die Stromversorgung von einer potenten Batterie (Akku) übernommen. Das Ganze war vor ca. 3 Jahren aus der Not geboren und hat sich seither als robust und krisenfest bewährt.

    Nun möchte ich in räumlicher Nähe einen Raspberry für eine völlig andere Aufgabe installieren, der aber auch auf keinem Fall bei Stromausfall ausfallen darf. Darum überlege ich, ob ich ihn über ein KISS auch mit dem bestehenden System betreiben kann. Allerdings hat es einen entscheidenden Nachteil. Zwischen dem Ausfall des Stromes und dem Verbindungsaufbau mit der Batterie wird wohl ein Bruchteil einer Sekunde kein Strom fließen, was den Raspberry resetten würde.
    Vermutlich lässt sich das nicht mit einem Kondensator "buffern".

    Darum habe ich folgende Idee und bitte um eure fachkundige Meinung.

    Könnte man dauerhaft das KfZ-Ladegerät an die KfZ-Batterie hängen und gleichzeitig über einen KISS den Raspberry betreiben? Wenn der Strom ausfällt, wird halt nur nicht mehr die Batterie geladen, aber es gibt keine Unterbrechung.

    Das System hätte 4 Vorteile:
    - es gibt keine Unterbrechung der Stromversorgung bei Wechsel vom Netzteil zur Batterie und wieder umgekehrt
    - es ist eine starke Batterie, die auch längere Zeit (mindestens 2h) durchhält
    - alle Verbraucher nutzen 12V: das Waterswitch, die Sirene, einige LEDs und über ein KISS der RasPi, außer dem KISS ist alles vorhanden
    - ich muss nicht mehr ständig kontrollieren, ob die Batterie noch genügend geladen ist, weil sie permanent geladen wird.

    Beim letzten Punkt kommen aber auch Fragen. Ich weiß nicht, wie sich das ständige Laden der Batterie auf deren Fünktionstüchtigkeit und Lebensdauer auswirkt. Es ist zwar ein sogenanntes "intelligentes" Ladegerät, aber weiß mans?

    Und gibt es noch andere wichtige Einwände gegen diese Konstruktion?

    Ich komme nicht vom Fach, darum ist das Ganze vielleicht nicht zu Ende gedacht. Was meint ihr dazu?

    Viele Grüße
    DocAdams

    1x RaspberryPi 2, 1x RaspberryPi 3, 1x OpenELEC, 1x RaspberryPi 4 mit ioBroker ,

  • Stromnotversorgung mit KfZ-Ladegerät und KfZ-Batterie? Schau mal ob du hier fündig wirst!


  • Könnte man dauerhaft das KfZ-Ladegerät an die KfZ-Batterie hängen und gleichzeitig über einen KISS den Raspberry betreiben? Wenn der Strom ausfällt, wird halt nur nicht mehr die Batterie geladen, aber es gibt keine Unterbrechung.

    http://www.ctek.de/de/de/chargers

    kann Erhaltungsladung automatisch, ist um Boote oder Motorräder über den Winter zu bringen.....

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)


  • Könnte man dauerhaft das KfZ-Ladegerät an die KfZ-Batterie hängen und gleichzeitig über einen KISS den Raspberry betreiben? Wenn der Strom ausfällt, wird halt nur nicht mehr die Batterie geladen, aber es gibt keine Unterbrechung.

    Wird halt problematisch, wenn Du mit dem Auto wegfahren willst! :lol:

    Aber Spaß beiseite - das kann man machen, aber eine schöne Lösung ist es nicht, alles ziemlich überdimensioniert. Ein viel kleinerer Gel-Akku mit entsprechender Ladeschaltung täte es auch, denn tagelang wird der Strom vermutlich nicht ausfallen. Möglicherweise genügt ja schon ein Powerpack mit Lipo-Zellen.

    Gruß, mmi


  • Ein viel kleinerer Gel-Akku mit entsprechender Ladeschaltung täte es auch, denn tagelang wird der Strom vermutlich nicht ausfallen.

    müsst halt kalkuliert werden, Vorteil Bleigelakku wartungsarm und lageunabhängig !
    Ladetechnik ist einfach, Konstantspannung, strombegrenzt !

    Möglicherweise genügt ja schon ein Powerpack mit Lipo-Zellen.

    ist halt die Ladetechnik anspruchsvoller, würde ich eher weniger wählen.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
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  • ich denke das ist eine durchaus brauchbare Lösung!

    da ja ohnehin schon bis auf KISS alles vorhanden ist.

    eventuell kann man hier noch über einen Spannungsteiler und AD-Wandler die Akku-Spannung überwachen...

    und mit dieser Info das Ladegerät über Relais schalten (falls das Teil automatisch startet)
    oder eine Warn-Email über den RasPi verschicken wenn die Spannung unter einen Sollwert fällt..

    Suche Gleichgesinnte für mein Projekt!
    jamesmatik_200.png
    soll ein Baukasten (Software und Hardwaremodule) für Temperatur-Logging, kleine Steuerungsaufgaben und Smart-Home werden.

  • Vielen Dank für eure rege Diskussion.

    Es ist sicher etwas überdimensioniert, aber bei dieser Aufgabenstellung bin ich eher für eine Überdimensionierung, als für eine Optimierung, die womöglich im Ernstfall doch zu knapp bemessen war ;)

    Es sind ja schon fast alle Teile vorhanden, nur ist es doch eine Art Systemwechsel für die Kfz-Batterie:
    Jetzt wird sie einmalig (bzw. bei Bedarf) geladen, dann vom Ladegerät abgeklemmt und wartet auf den Einsatz. Der kommt selten (Stromausfall), war aber schon dreimal da und einmal dauerte er 2 Tage (im Winter und das war gar nicht lustig). Allerdings ist der Strombedarf des Waterswitches und der Sirene relativ gering.

    Zukünftig bleibt die Batterie permanent am Ladegerät und der zum Waterswitch zusätzliche Strombedarf durch den RasPi ist deutlich höher.

    Die Fragen sind halt,
    - hat es negative Auswirkungen auf die Batterie (habt ihr ausgeräumt) und
    - könnte es Schaden am RasPi geben, der ist ja nun etwas empfindlicher als die bisherige Technik.
    Wenn ich das richtig verstanden habe, nimmt der RasPi auch keinen Schaden, wenn alles korrekt installiert ist.
    Also werde ich es so machen.

    Zitat

    eventuell kann man hier noch über einen Spannungsteiler und AD-Wandler die Akku-Spannung überwachen...
    und mit dieser Info das Ladegerät über Relais schalten (falls das Teil automatisch startet)


    Das habe ich jetzt nicht ganz verstanden. Das wäre für die eigentliche Aufgabe nicht notwendig, sondern liefert nur Zusatzfunktionen, oder?

    Viele Grüße
    DocAdams

    1x RaspberryPi 2, 1x RaspberryPi 3, 1x OpenELEC, 1x RaspberryPi 4 mit ioBroker ,


  • Zukünftig bleibt die Batterie permanent am Ladegerät und der zum Waterswitch zusätzliche Strombedarf durch den RasPi ist deutlich höher.

    mit dem richtigen Ladegerät kein Problem


    Das habe ich jetzt nicht ganz verstanden. Das wäre für die eigentliche Aufgabe nicht notwendig, sondern liefert nur Zusatzfunktionen, oder?

    Zusatzinfo über die Batteriespannung, ggffs. noch Überwachung ob Stromausfall und wie die Batteriespannung sinkt

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
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  • Zitat

    Zusatzinfo über die Batteriespannung, ggffs. noch Überwachung ob Stromausfall und wie die Batteriespannung sinkt


    OK, das könnte evtl. später noch dazu kommen, ist aber für die jetzt geforderte Grundfunktion erst mal noch nicht nötig. (Aber die Idee bleibt im Hinterkopf)

    Inzwischen habe ich gelernt, dass die KISS eigentlich Step-Down-Supply-Module heißen, derer es mal wieder viele gibt. Könnte dieses Teil [Anzeige]für den RasPi passen? Ich hatte es vor allem wegen der flexiblen Steckerverbindung ausgesucht.

    Dann habe ich noch eine fachliche Frage. Vermutlich sind die "12V" des Ladegerätes und die "12V" der Batterie nicht hundertprozentig gleich. Wenn ich nun das Step-Down-Modul auf die 5V-Ausgang für den RasPi einstelle, sind es bei den unterschiedlichen Quellen nicht immer unbedingt die geforderten 5V. Ist das noch in der Toleranzgrenze?
    Oder was passiert dem RasPi, wenn wegen zu langem Stromausfall auch die Kfz-Batterie schwach wird?

    Viele Grüße
    DocAdams

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  • Inzwischen habe ich gelernt, dass die KISS eigentlich Step-Down-Supply-Module heißen, derer es mal wieder viele gibt. Könnte dieses Teil [Anzeige]für den RasPi passen? Ich hatte es vor allem wegen der flexiblen Steckerverbindung ausgesucht.

    geht auch


    ....Wenn ich nun das Step-Down-Modul auf die 5V-Ausgang für den RasPi einstelle, sind es bei den unterschiedlichen Quellen nicht immer unbedingt die geforderten 5V. Ist das noch in der Toleranzgrenze?

    ne ein Regler ist ein Regler der hält die beispielsweise 5V solange der Eingang den max Wert nicht überschreitet hier wohl 40V und den min Wert nicht unterschreitet geschätzt 1,5V mehr als 5V


    Oder was passiert dem RasPi, wenn wegen zu langem Stromausfall auch die Kfz-Batterie schwach wird?

    kommt auf das OS an, oft nix, nur wenn gerade auf die SD geschrieben werden soll geht das Dateisystem hopps, deswegen ja der Vorschlag Spannung der Batterie im Auge behalten und vor Absturz runterfahren.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Hallo Jedo, und natürlich auch die Anderen ;)

    die Idee mit dem Pico-PSU hat mir so gefallen, dass ich mir eine gekauft habe. Blicke aber nicht ganz durch, wie ich da die Kfz-Batterie anschließe.
    Ebenfalls parallel zum Netzteil?
    Ich hatte erst gedacht, das schwarz-gelbe Kabelpaar direkt neben dem schwarz-weißen Kabelpaar (das man mit dem Netzteil verbindet), ist für die Batterie zuständig. Aber das ist ja ein ATX-Anschluss.

    Dann noch eine Frage, bei der vermutlich bei den Fachleuten die Haare zu Berge stehen. Ich habe mal am PATA-Anschluss mein Voltmeter angeschlossen. Da baute sich zwischen schwarz-rot langsam eine Spannung von ca. 3V auf, und zwischen schwarz-gelb tat sich gar nichts.
    Vermute ich richtig, dass das aber nur so ist, weil keine Last dran hängt?

    Viele Grüße
    DocAdams

    1x RaspberryPi 2, 1x RaspberryPi 3, 1x OpenELEC, 1x RaspberryPi 4 mit ioBroker ,


  • Dann noch eine Frage, bei der vermutlich bei den Fachleuten die Haare zu Berge stehen. Ich habe mal am PATA-Anschluss mein Voltmeter angeschlossen. Da baute sich zwischen schwarz-rot langsam eine Spannung von ca. 3V auf, und zwischen schwarz-gelb tat sich gar nichts.
    Vermute ich richtig, dass das aber nur so ist, weil keine Last dran hängt?

    da können wir ebenfalls nur raten und besser schweigen.......


    die Idee mit dem Pico-PSU hat mir so gefallen, dass ich mir eine gekauft habe.

    wieso, zuviel Geld vorhanden ? :mad_GREEN:

    Zitat


    Das Umschalten zwischen den zwei Stromquellen (Akku und DC-Versorgung mit 13-18V) geschieht unterbrechungsfrei.

    wow, was zwei simple Dioden so alles können :lol:

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (2. Juli 2014 um 14:57)

  • Hallo,
    ich weiß, du stehst voll im Stoff und ich müsste mich eigentlich für die allermeisten Fragen hier schämen. Tue ich aber nicht. Als ich Elektronik in der Schule hatte, waren gerade Leuchtdioden sauteure kleine rote Lämpchen, die uns stolz der Lehrer zeigte. Seither gehörte das nicht zu meinem Lebensmittelpunkt und mein Geld habe ich auch mit was anderem verdient.

    Also, welche meiner Fragen kann ich aus deiner Antwort lösen?
    Dass sich beim Anschließen eines Voltmeters die die Anzeige in 0,01-Schritten innerhalb von etwa 45s von 0V auf 3V so sehr langsam aufbaut, habe ich so noch nicht erlebt. Ich hätte jetzt etwas über 12V erwartet, wie sie aus dem Netzteil kommen. Deshalb die Frage, ob das normal ist und ich hoffte, dass vielleicht meine Erklärung richtig ist.

    OK, zu viel Geld vorhanden, der Punkt geht an dich.


    Zitat:
    Das Umschalten zwischen den zwei Stromquellen (Akku und DC-Versorgung mit 13-18V) geschieht unterbrechungsfrei.

    wow, was zwei simple Dioden so alles können Icon_lol

    Die Antwort mit den 2 Dioden kann ich jetzt nicht deuten, allerdings führte mich dein Zitat z.B. zu dieser picoUPS. Habe ich da jetzt einen falschen Typ picoUPS [Anzeige] ?

    Viele Grüße
    DocAdams

    1x RaspberryPi 2, 1x RaspberryPi 3, 1x OpenELEC, 1x RaspberryPi 4 mit ioBroker ,


  • ich weiß, du stehst voll im Stoff und ich müsste mich eigentlich für die allermeisten Fragen hier schämen. Tue ich aber nicht.

    musst du auch nicht, aber wir helfen ja hier wo wir können, von daher dachte ich diese pico USV war ein übereilter Kauf obwohl ich nicht genau weiss was du damit vor hast. Ich dachte ja die vorher skizzierte Lösung passt. Warum nun picoUSV erschliesst sich mir nicht ausser die Brieftasche drückt :D


    OK, zu viel Geld vorhanden, der Punkt geht an dich.

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  • Na wieder Frieden. Ich bin immer wieder froh, dass mir hier geholfen wird. :thumbs1:
    Ohne dem Forum mit seinen fleißigen Bewohnern würde ich nicht mal wissen, was möglich ist. Und wenn ich meinen Leuten über die guten Seiten des Internets berichte, berichte ich immer von dem was und wie ich hier erfahren habe.

    Zurück zum Thema.
    Ich glaubte nur, mit der PicoPSU bin ich auf der noch sichereren Seite, was die Belastung und Lebensdauer der Batterie betrifft.

    Es ist als der falsche Typ picoPSU ???
    Wenn ja, Mist. Vielleicht baue ich mir vor Weihnachten einen HTPC, dann hätte ich zumindest schon mal die Stromversorgung, wenn auch etwas stark überdimensioniert...

    Viele Grüße
    DocAdams

    1x RaspberryPi 2, 1x RaspberryPi 3, 1x OpenELEC, 1x RaspberryPi 4 mit ioBroker ,

  • Mein Projekt geht aus zeitlichen Gründen nur sehr schleppend voran, darum melde ich mich erst heute wieder. Also die Unterbrechungsfreie Stromversorgung mit Batterie, Netzteil und PicoUPS funktioniert inzwischen. Daran hängt inzwischen meine Grundwasseralarmanlage (erstes Post), ist auf alle Fälle nicht mehr so eine abenteuerliche Konstruktion wie bisher.
    Außerdem werden bereits einige Dekorations-LEDs damit mit 12V versorgt, was ein weiteres Netzteil einspart.
    Nun möchte ich endlich damit auch den Raspi damit versorgen, den eigentlichen Grund für den Aufwand.
    Zum Umwandeln in die 5V für den RasPi und die Relaiskarte habe ich derzeit diesen Gleichspannungswandler, mit dem man recht genau die Ausgangsspannung von 5V einstellen kann.
    Und genau da setzt meine laienhafte Frage an: an dem Wandler kann ich die 5V einstellen. Das messe ich mit meinem einfachen Voltmeter am Ausgang. Allerdings ist das dann ja ohne Last.
    Sind das dann immer noch die genau geforderten 5V, wenn ich den Raspi dran hänge? Ich denke ja, aber ich möchte sicher gehen.
    Ich möchte den Raspi über die Pins 2 (5V) und 6 (GND) versorgen, wie es hier mit Variante 3 beschrieben wird.

    Viele Grüße
    DocAdams

    1x RaspberryPi 2, 1x RaspberryPi 3, 1x OpenELEC, 1x RaspberryPi 4 mit ioBroker ,


  • .....Und genau da setzt meine laienhafte Frage an: an dem Wandler kann ich die 5V einstellen. Das messe ich mit meinem einfachen Voltmeter am Ausgang. Allerdings ist das dann ja ohne Last.
    Sind das dann immer noch die genau geforderten 5V, wenn ich den Raspi dran hänge? Ich denke ja, aber ich möchte sicher gehen.
    Ich möchte den Raspi über die Pins 2 (5V) und 6 (GND) versorgen, wie es hier mit Variante 3 beschrieben wird.

    1. +-5% Toleranz muss (sollte) der PI abkönnen die Regler sind auch nicht genauer.
    2. Unter Last kann die Spannung steigen oder fallen, völlig normal, kommt auf die Regelschaltung an.

    Wer es genauer mag sollte die Last anschalten nach dem voreinstellen und nachjustieren.

    +3% also 5,15V sollte dem PI besser gefallen !

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    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (21. Juli 2014 um 12:42)

  • Das intressiert mich jetzt auch nen Raspberry sicher versorgen könnte man nen 12v Bleigelakku laden und gleichzeitig an diesen nen Raspberry über nen stepdown Wandler betreiben???
    Hatte erst die Idee dieses mit Kondensatoren zu verwirklichen.(Hab ich nen thread hier zu eröffnet)
    Folgendes Problem ich möchte ein makita baustellenradio mit internetRadio usb buchse eventuell DAB pimpen und wollte dazu den Raspberry verwenden .Das Problem ist auf de Baustelle wird da zum ausschaten einfach der Stecker gezogen,was doof für den PI ist,darum war meine Idee der PI fährt automatisch runter bei Netzspannungswegfall und das gepuffert per Kondensator.
    Jetzt hab ich festgestellt das ist nicht ganz so einfach ,und nachdem ich mal drüber nachgedacht habe .................
    Das Radio hat ne Akkuaufnahme 10-24v und wohl nen internen stepDOWN wandler........auch hat das Radio ne Netzspannungsversorgung über ein Steckernetzteil -ist doof- vile zu klobig,das Radio hat keine ladefunktion.
    Jetzt meine Idee ich baue nen Bleiakku ein mit nen Ladegerät das per richtigem Netzkabel versorgt wird ,und dieser Bleiakku versorgt das Radio und den PI mit Spannung ,so hat der Pi genug Zeit runterzu fahren bei Netzausfall oder SPannungsabfall des Akkus.......
    Was meint Ihr dazu ? Und habt Ihr Ideen zu der realisierung???

    Einmal editiert, zuletzt von peterbocholt (27. April 2016 um 10:52)

  • Hallo,
    also ich habe mein System seit fast 2 Jahren zum Laufen. Inzwischen in zweifacher Ausführung.
    Einmal zur Steuerung der Rolläden und Überwachung der Fensterkontakte. Und zum Anderen zum Betreiben eines anderen Raspberrys und der Fritzbox 7490. Somit ist (hoffentlich) gewährleistet, dass bei Stromausfall trotzdem die Alarmsirene und eine Meldung auf das Handy kommt, wenn sich einer am Fenster zu schaffen machen sollte.

    Während dieser Zeit gab es einmal einen mehrstündigen Stromausfall. Die Raspis und die Fritzbox haben nichts davon mitbekommen. Insofern bin ich ganz zufrieden mit dem System.

    Viele Grüße
    DocAdams

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