Kleingerät: Wie berechne ich die korrekte Spannung um die Batterien durch ein Netzteil zu ersetzen?
Ich habe eine Frage an Hobby-Elektroniker:
Wir haben eine Katze, welche sich tagsüber im Hof befindet. Die Nacht verbringt sie immer bei uns in der Wohnung. Dazu wartet die Katze abends unter einem unserer Fenster und wenn wir sie zufällig sehen lassen wir sie wieder in unsere Wohnung.
Damit die Katze nicht zu lange warten muss haben wir uns einen Katzen-Sensor geholt, der das alles erleichtern soll ("Karlie Kitty Phone Deluxe 65129 Das Katzenmeldesystem"). Ein Sender befindet sich am Halsband und ein Empfänger in der Wohnung meldet uns per akustischem Signal wenn sich die Katze in der Nähe befindet (ca. 10 Meter Reichweite). Das alles funktioniert für unsere Situation ausgesprochen gut, mit einer Ausnahme: Die Batterien an der Empfänger-Station müssen recht häufig gewechselt werden.
Nun habe ich im Keller ein altes Universal-Netzteil wiedergefunden (siehe Foto unten). Das Netzteil funktioniert noch und hat einen Output von 3V bei 250mA. Da ich handwerklich einigermaßen zurechtkomme möchte ich die Empfänger-Station nun ohne Batterien betreiben und stattdessen direkt über das Netzteil speisen (Kabel anlöten).
Hierzu möchte die Betriebsspannung des Gerätes herausfinden, sodass ich das Netzteil korrekt einstellen kann. Leider ist die Spannung weder auf der Empfänger-Station noch in der mitgelieferten Bedienungsanleitung vermerkt. Ein Voltmeter bzw. Multimeter habe ich leider nicht parat.
In das Gerät müssen 4x Batterien vom Typ AA 1,5V (siehe Foto).
Soweit ich die Anordnung der Batterien verstehe liegt hier eine Mischung aus Reihen- und Parallelschaltung vor: Zwei AA-Batterien sind parallel geschaltet ("Batterie Block 1"). Zwei weitere AA-Batterien sind ebenfalls parallel geschaltet ("Batterie Block 2"). Abschließend sind Block 1 und Block 2 in Reihe geschaltet.
Hier versuche ich den Schaltplan darzustellen und ein genaueres Bild des Batteriefachs:
Hier meine Berechnung für die Spannung (V):
Schritt 1) Batterie Block 1: 2x 1,5V 1000mA parallel geschaltet = 1,5V 2000mA
Schritt 2) Batterie Block 2: identisch mit Batterie Block 1
Schritt 3) Batterie Block 1 und Batterie Block 2 in Reihe geschaltet = 3,0V 2000mA.
Ist das Endergebnis 3.0V 2000mA korrekt oder habe ich einen Fehler gemacht?
Kann ich das Netzteil mit der Einstellung "3V Output" (bei 250mA) verwenden oder seht ihr Probleme?
Für Hinweise wäre ich sehr dankbar und freue mich auf euer Feedback!
Danke,
Thomas
Fotos:
Empfänger-Station
Universalnetzteil:
5 Antworten
Ja, das ist korrekt.
Bis auf einen Patzer in der Einheit: 3.0V 2000mAh
Die Parallelschaltung im Batteriefach ist ja mit dem bloßen Auge zu erkennen.
Denn die Parallelschaltung wird gemacht, um die Kapazität der Batterien zu erhöhen (eine dirty-Lösung, um D-Zellen zu umgehen).
Das heißt: Das Gerät benötigt vermutlich recht viel Strom. Daher solltest du ein Netzteil besorgen, welches etwas mehr als 250mA aufbringt.
Musst jetzt herausfinden, welche Seite vom Batteriefach die "heiße" ist und dort Plus und Minus korrekt gepolt anlegen.
Vom Löten rate ich allerdings ab! Du müsstest an die Kontaktfedern löten, was folgende Folgen hätte:
- Du zerstörst die Kontakte, so dass es nicht rückgängig gemacht werden kann
- Du musst recht stark "braten", damit die Lötung auf Temperatur kommt. Dabei schmilzt dir a) das Gehäuse weg und b) lötest du sehr wahrscheinlich auch die Kontaktfläche von der Platine herunter.
Mache es lieber folgednermaßen: Besorge dir im Baumarkt Holzstäbe und säge daraus ein Stück, das sich wie eine Batterie in das Batteriefach einlegen lässt. Auf jedes Ende machst du eine blanke Reißzwecke. An jede Reißzwecke lötest du jeweils eine Ader des Netzteils und anschließend legst du die "Batterie" (richtig herum!) ein.
In das zweite Fach legst du einfach irgendwas leitfähiges ein (z.B. Eisennagel), damit der Stromkreis geschlossen ist.
Genau diese Info ist falsch. Du brauchst kein anderes Netztteil zu suchen, so lange die Stromaufnahme des Gerätes unbekannt ist. Warum mißt du diese nicht im Batteriebetrieb?
Die Parallelschaltung im Batteriefach ist ja mit dem bloßen Auge zu erkennen.
Wie erkennst du das, ohne sehen zu können, wie die Kontakte verbunden sind?
Es wäre unsinnig, parallelgeschaltete Batterien gegenpolig ins Batteriefach einsetzen zu müsen.
Das heißt: Das Gerät benötigt vermutlich recht viel Strom.
Ob 4 Batterie in Reihe oder jeweils 2 davon parallel geschaltet sind, hat auf die Leistung keinen Einfluß. Die Wh bleiben die gleichen.
In das zweite Fach legst du einfach irgendwas leitfähiges ein (z.B. Eisennagel), damit der Stromkreis geschlossen ist.
In einer angeblichen Parallelschaltung hätte es keinen Einfluß auf die Funktion, wenn einer der beiden Batterieschächte nicht angeschlossen wäre. Das Verbinden der Kontakte mit etwas Leitfähigen, wie du es vorgeschlagen hast, führt allerdings zu einem Kurzschluß der Versorgungsspannung.
Zum Glück führt dein falscher Ratschlag, das Gerät mit 3V zu betreiben, nicht zu dessen Zerstörung. Das unstabilisierte Netzteil würde das allerdings nicht überleben.
- Das ist leicht zu erkennen, dass pro Seite zwei Batterien übereinander eingesetzt werden. Links zwei gleichsinnige rein, rechts auch.
- Ich habe von Strom (A) gesprochen, nicht Wh!
- Bitte Fotos genau(!) ansehen und Kommentar nochmal überdenken....
Bist du sicher dass jeweils 2 Batterien parallel geschaltet sind? (Durchgangstester Kontakte prüfen, oder sieht man eindeutig dass die gleichen Kontakte verbunden sind?) dann würde 3V passen. Kommt zwar selten vor, kann aber wg. hohem Stromverbrauch so sein. Sonst wären es 6V
Die eine seite des Batteriefachs ist Verbunden, sodass die beiden oberen Batterien (parallel geschaltet) mit den beiden unteren Batterien (auch parallel geschaltet) zusammen in Reihe geschaltet sind. Ich habe versucht nachträglich noch ein besseres Bild vom Batteriefach in meine Frage einzufügen. Aber GuteFrage.net erlaubt mir das nicht. Danke für deinen Hinweis!
Das siehst du falsch. Die beiden oberen und die beiden unteren Batterien können nicht parallel geschaltet sein, weil plus mit minus verbunden ist.
Ich bin mir sicher: Die 4 Batterien sind in Reihe geschaltet.
Wenn welche parallel geschaltet sein könnten, dann höchstens jeweils die obere und untere auf einer Seite, und links und rechts in Serie. Sieht zumindest an Foto so aus. Aber schraub das Gehäuse auf und schau ob da nicht Querverbindungen sind, oder sind z.B. die Federn oben und unten auf einer Metallplatte montiert? Wie schon geschrieben, es ist keine übliche Lösung, Batterien so parallelzuschalten, aber möglich wäre es.
An den Batterien ist nicht der Strom sondern die Kapazität angegeben. Wenn das Ding unter 250mA zieht, dürdte alles funktionieren.
Oh, Tschuldigung für die Verwechslung von Strom und Kapazität - bin leider kein Fachmann, aber für solche Hinweise immer dankbar! Leider weiß ich nicht wieviel Ampere das Gerät benötigt. Auf der Rückseite des Geräts steht "nur" die Angabe "4x Batterien 1,5V AA". Die mA-Angaben in meiner Beispielrechnung habe ich geschätzt (laut Google haben die meisten AA-Batterien 2000-3000 mAh).
Ich sehe keine Parallschaltung der Batterien. Das würde auch keinen Sinn ergeben. Vermutlich sind alle in Reihe geschaltet.
Das kannst du festellen, in du ausprobierst, welche der Kontaktfedern mit einander verbunden sind. Vermutlich sind es nur die beiden Oberen oder die beiden Unteren.
Wenn du das herausgefunden hast, kannst du dich wieder melden.
Wie kommst du bei Batterien auf eine Kapazitätsangabe?
Die vier Batterien sind nicht alle hintereinander in Reihe geschaltet. Ich habe versucht ein besseres Bild vom Batteriefach hochzuladen, aber GuteFrage.net weigert sich meinen Beitrag zu aktualisieren ("Spam-Verdacht").
Falls die 4x Batterien in Reihe geschaltet wären müsste ich ja 6 Volt zum Betrieb nehmen. Und wenn es dann wirklich nur 3 Volt sind zerschieße ich mir das Gerät, stimmts?
Das stimmt. An welche beiden der 4 Kontake willst du das Netzteil anschliessen?
Was hat meine vorgeschlagene Messung ergeben, um festzustellen, welche Kontakte miteinander verbunden sind?
Die Kapazitätsangabe habe ich "nur geschätzt". AA-Batterien sollen durchscnittlich 2500 mAh haben und ich habe für meine Beispielrechnung einfach 1000 mA pro AA-Batterie anberaumt. Anscheinend sind die 250 mA (bzw. mAh) nicht ausreichend für einen längerfristigen Betrieb.
Die Kapazität einer Batterie hat nichts mit der Stromaufnahme des Gerätes zu tun.
So wie Du das beschreibst, stimmt Deine Rechnung, dann brauchst Du 3 V. Mich wundert nur, dass sich die Katze nicht selbst lauthals bemerkbar macht über 10 m wie normale Katzen. Ich habe schon einen stummen Hund kenngelernt, aber noch keine stumme Katze.
Danke Franky12345678! Genau die Info die ich gebraucht hatte! Ich werde mich nach einem besseren Netzteil umsehen. :)