Wie macht man 5V 650 mA in einem Sommercamp?

In unserem Pfadfinderlager im Sommer muss ich ein Tablet mit Strom versorgen (es simuliert den Computer aus The Lost, und die Kinder müssen es alle 108 Minuten aktivieren). Es benötigt 4,3 - 5,3 V und ca. 650 mA. Ich muss es 6 Tage lang mit Strom versorgen, aber das Problem ist, dass es keine Steckdose oder ähnliches in der Nähe gibt. Also im Grunde müssen wir den Strom erzeugen oder Batterien verwenden. Und damit es noch schwieriger wird, liegt das finanzielle Limit für dieses Projekt bei 18 EUR (20 USD), was offensichtlich nicht viel ist. Ich möchte auch darauf hinweisen, dass wir einen 1000-W-Stromgenerator haben, der jedoch nur etwa 2-3 Stunden/Tag laufen kann.

Also habe ich mir zwei Lösungen ausgedacht, wie man das Tablet mit Strom versorgt:

Lösung 1: Verwenden Sie Batterien

Ich kann einen Haufen Batterien kaufen und verwenden. Probleme:

  1. Kapazität - Ich brauche 15,6 Ah/Tag, was für Batterien und diese finanzielle Grenze viel ist.
  2. Aufladen - Ich kann den Stromgenerator verwenden, aber kann ich eine Batterie in 2 Stunden aufladen?

Lösung 2: Ad-hoc Strom erzeugen

Ich habe einen Dynamo aus einem alten tschechischen Auto, der (laut Internet) 12 V 55 A ausgeben kann (ist das möglich?) und ihn vielleicht an ein stationäres Fahrrad anschließen kann, und Kinder müssen das Fahrrad verwenden, um 18650 Lithiumbatterien aufzuladen wird dann das Tablet mit Strom versorgen.

Ich mag die zweite Option mehr. Was denken Sie? Hast du noch mehr Lösungen? Jeder Rat geschätzt. Oder fragen Sie nach weiteren Details. Ist es überhaupt möglich?

Anmerkungen:

  • Mein Kenntnisstand in Elektronik ist niedrig bis mittel, aber ich habe nicht viel praktische Erfahrung.
  • Ich habe eine praktische Prüfung gemacht. 4 AA NiMH 2300 mAh Akkus laden das Tablet 8 Stunden lang auf. Diese Zahlen ergeben keinen Sinn, theoretisch müssten es 15 Stunden gewesen sein!
Dies ist eine hervorragend gestellte Frage. (Ich korrigiere den Kommentar zu deinem Englisch, weil es vollkommen in Ordnung ist. :) )
Muss das Tablet die ganze Zeit eingeschaltet sein? Es sollte in Ordnung sein, den Timer bei ausgeschaltetem Bildschirm laufen zu lassen, und das wird Ihren Stromverbrauch drastisch reduzieren. Hast du auch mal den Stromverbrauch gemessen? Wenn diese Zahl vom Adapter stammt, ist es möglich, dass es sich um die Worst-Case-Auslosung handelt, und der Leerlauf mit eingeschaltetem Bildschirm ist viel niedriger.
Ich kann glauben, dass der Dynamo 55 A leisten kann, aber nicht, wenn er mit dem Pedal betrieben wird. Sie sollten jedoch immer noch in der Lage sein, einen nutzbaren Strom daraus zu ziehen (2 A wären eine großzügige Menge zum Laden).
Das Tablet muss eingeschaltet sein, denn wenn ich es in den Ruhezustand versetze, wird auch der Timer angehalten. Ja, ich habe einen speziellen USB "Unterbrechung" gelötet, der mit Multimeter verbunden ist und der Spannung und Strom misst. Wenn der Akku voll aufgeladen ist, zieht er 650 mA bei 5 V, wenn er leer ist, zieht er etwa 950 mAh. (Es war ein sehr billiges Tablet, ungefähr 40 USD, und es ist ungefähr 2 Jahre alt.)
Der Originaladapter ist für 2A @ 5V zertifiziert, aber da ich WLAN ausgeschaltet und die Helligkeit heruntergedreht habe, bekomme ich nur 650 mA.
Der an das Fahrrad angeschlossene Dynamo klingt nach einem lustigen Projekt, aber die Ausgangsspannung variiert mit der Geschwindigkeit und die Ausgangsleistung ist proportional zur Geschwindigkeit multipliziert mit dem aufgebrachten Drehmoment. Ein erwachsener Radfahrer kann leicht eine Dauerleistung von 100-200 W abgeben, manche können Spitzen von 400 W oder mehr abgeben. Das Problem ist, dass Sie etwas Elektronik benötigen, um die variable Leistung des Dynamos in etwas umzuwandeln, mit dem Sie eine Reservoirbatterie (oder die Geräte direkt) aufladen können, und ich glaube nicht, dass Sie dort für 18 Euro hinkommen.
Ich würde ein Schwungrad zwischen dem Fahrrad und dem Dynamo verwenden, aber das wird definitiv außerhalb Ihres Budgets liegen.
Nun, der Dynamo gibt 12 V aus, aber ich brauche 5 V. Ich werde einen Spannungsregler (wie 78S05) verwenden, um 12 VDC in 5 VDC umzuwandeln. Und das sollte die Probleme mit der Variablenausgabe beseitigen, oder nicht? Außerdem habe ich einen alten Laptop-Akku. Darin habe ich 3 18650 gefunden. Kann ich diese als "Puffer" verwenden?
Sie wollen einen Buck-Boost-Wandler, keinen Linearregler. Die Batterien helfen bis zu einem gewissen Grad, aber dann würden Sie zwei Konverter und ein Ladegerät benötigen.
Der Dynamo ist für 12 V ausgelegt, unabhängig von der Leerlaufdrehzahl, mit der der Originalmotor lief. (800 U/min oder so?). Ein Radfahrer dreht sich im Allgemeinen mit etwa 90-100 U / min, sodass Sie sich nicht unbedingt darauf verlassen können, dass der Dynamo 12 V ausgibt. Außerdem ist ein Linearregler nicht sehr effizient, selbst wenn Sie 12 V hätten. Bei 1 A würde es 7 Watt verbrauchen, was einen großen Kühlkörper erfordern würde. Ein Buck-Boost-Wandler wäre besser geeignet, aber vielleicht außerhalb Ihrer Preisklasse.
Nun, Buck-Boost-Wandler liegen etwas außerhalb des Budgets, aber darf ich fragen, was der praktische Unterschied zwischen Buck-Boost-Wandler und Linearregler ist? Ich habe im Wiki darüber gelesen, aber der einzige Unterschied, den ich bisher gefunden habe, ist die Effizienz.
Ein Abwärts-/Aufwärtswandler kann Ihnen eine konstante Spannung aus einer variablen Eingangsspannung liefern. Ein Linearregler muss mit einer Spannung beginnen, die um einen gewissen Betrag höher ist als die Ausgangsspannung (im Allgemeinen mindestens 1 V).
@EricGunnerson hat Recht, ein Buck-Boost kann eine konstante Spannung mit einer Eingangsspannung entweder über ODER unter der Ausgangsspannung ausgeben. Der Linearregler muss eine Eingangsspannung haben, die etwas über der Ausgangsspannung liegt, um zu funktionieren.
Das erscheint lächerlich. Programmieren Sie einen Hintergrunddienst für den Timer. Es sollte auch laufen, wenn das Tablet im Ruhezustand ist. So funktioniert jede Uhr-App.

Antworten (1)

Zunächst einmal, wie lange muss der Computer eingeschaltet sein? Sie erwähnen, dass es alle 108 Minuten aktiviert werden muss, und ich nehme an, das bedeutet, dass es alle 108 Minuten eingeschaltet werden muss. Wie lange wird es dann eingeschaltet? Bei einer Rate von 650 mA würden Sie alle 108 Minuten nur 325 mA verbrauchen, wenn es nur etwa 1/2 Stunde lang alle 108 Minuten eingeschaltet ist.

Angenommen, Sie befolgen die 108 Minuten 24 Stunden am Tag, dann würden Sie das Tablet innerhalb von 24 Stunden 13 Mal für 1/2 Stunde einschalten. Sie campen für 6 Tage, also insgesamt 13 x 6 = 78 - 1/2 Stunden Sitzungen (oder wie lange Sie es einschalten).

Bei 650 mA, 78 - 1/2 Stunden Sitzungen (650 mA x 78 x 1/2) = 25,35 Ampere

Ihr Nimh hat 1,2 Volt, also schalten Sie 4 in Reihe, um 4,8 Volt zu erhalten (näher an 5,6 Volt, voll aufgeladen, also seien Sie vorsichtig). Wenn in Reihe geschaltet, wird die Kapazität NICHT hinzugefügt, also haben Sie nur 2300 mAh Kapazität mit den 4 in Reihe.

25.35/2.300 = 11.02

Sie würden also 11 Sätze Batterien benötigen oder sie 11 Mal aufladen, wenn Sie das Tablet 6 Tage lang alle 108 Minuten 24 Stunden am Tag für 1/2 Stunde verwenden. Ich habe das Gefühl, dass Sie das Tablet nicht so oft benutzen werden, also müssen Sie Ihre Berechnungen entsprechend anpassen.

Ich weiß, dass Sie 18650-Batterien erwähnt haben, aber angesichts Ihres Budgets und Ihrer Optionen denke ich, dass ein Nimh von guter Qualität Ihre beste Wahl ist. Der Hauptgrund ist, dass Sie eine preiswerte Nimh AA-Batterie erhalten, die in weniger als 2 Stunden aufgeladen werden kann! Viele Lithium-Ionen-Akkus brauchen länger, um sicher aufgeladen zu werden. Außerdem entspricht die Spannung von 4 Nimh-Batterien Ihren Anforderungen. Holen Sie sich ein Schnellladegerät, das 4 auf einmal auflädt. Sie können Ladegeräte bekommen, die Nimh in nur 15 Minuten aufladen, aber das ist hart für die Batterien. Ich würde für ein 1-Stunden-Ladegerät mit dem Generator gehen.

Viel Glück!

Vielen Dank für Ihre Antwort. Das Problem ist jedoch, dass ich bei der Entwicklung der App nicht wusste, dass sie energiesparend sein muss, also habe ich sie im Game Maker Studio entwickelt, das (glaube ich) keine Hintergrundaufgaben auf Android unterstützt. Und es ist besser für Kinder, den Countdown zu sehen. Im Idealfall wäre der Bildschirm also sechs Tage lang eingeschaltet. Nun, über diesen 18650 habe ich einige alte Laptop-Akkus gefunden - der Laptop war ungefähr 10 Jahre alt. Meint ihr sie sind brauchbar? Danke.
@ user72028 - Ich habe Hunderte von 18650 von alten Laptops gerettet und manchmal sind die Batterien in großartigem Zustand, manchmal sind sie leer. Meiner Erfahrung nach ist jede Laptop-Batterie, die älter als 5 oder 6 Jahre ist, wahrscheinlich leer. Lithium-Ionen sterben genauso oft an Altersschwäche wie durch zu viele Zyklen. Führen Sie Ihre Tests erneut durch, um zu sehen, ob Sie das Tablet dazu bringen können, weniger als 650 mA zu verbrauchen, indem Sie WLAN usw. ausschalten. Versuchen Sie, Nimh erneut zu testen, und vielleicht benötigen Sie 3 oder 4 Sätze davon. Das andere Problem mit Lithium-Ionen neben höheren Kosten für Sie ist, dass ihre Spannung nicht mit dem funktioniert, was Sie brauchen, wo 4 Nimh sollten.
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