3.6v lithium batterij in een wandklok, goed idee?

[Narc]

Mijn vraag
Ik heb een wandklok waar een AA batterijtje van 1.5v in gaat. Dat ding is helaas best snel leeg. Nu heb ik ook nog een paar 3.6v lithium AA batterijen liggen. Kan ik daar het beste een kleine omvormer/regulator tussen solderen? Zou ja, kan iemand me op weg helpen welk onderdeeltje ik daar het beste voor kan gebruiken? Ik kom op een goedkope Chinese site, zal de naam niet noemen, van alles tegen. Maar voor de hobby Tweaker is dit waarschijnlijk kinderspel

Relevante software en hardware die ik gebruik
n.v.t.

Wat ik al gevonden of geprobeerd heb
Ik heb me er in ieder geval van weerhouden om de batterij gewoon te proberen. Zou misschien met het Quartz klokje nog kunnen ook.

[Onbekend]

Wat voor klok is dat wat zoveel stroom nodig heeft? Een normale wandklok verbruikt maar 1 a 2 batterijen per jaar.

Een schakeling bouwen kost ook weer wat geld, en voor datzelfde geld zou je ook nieuwe batterijen van kunnen kopen.

[Voor 34% gewijzigd door Onbekend op 13-07-2020 20:14]

[Narc]

Heb zo eentje besteld voor een paar euro. Gewoon om te proberen, een "Buck Converter Adjustable Step Down".

[Voor 4% gewijzigd door Narc op 14-07-2020 10:09]

[theuser]

Denk niet dat dat gaat werken!
De LM2596 heeft een spanning van 4.5 tot 40V als ingang nodig (volgens data sheet), dat gaat dus niet werken met 3-4.2V!
Je zou een buck moeten zoeken met een ingangsspanning van 3-xxxV , vaak doen die het ook op 2V (maar dan erg onstabiel ) dus zou je ook een BMS nodig hebben om te zorgen dat je accu niet onder de 3V komt!

[Springuin]

Zonde van de energie. De ruststroom van zo'n buck converter is meestal hoger dan het verbruik van de klok zelf...

[Tom-Z]

Springuin schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 10:54:
Zonde van de energie. De ruststroom van zo'n buck converter is meestal hoger dan het verbruik van de klok zelf...

Dit. Volgens het datasheet gebruikt de LM2596 zo'n 5mA aan ruststroom. Dus die batterij is binnen een paar dagen leeg.

[NESFreak]

Lijkt te gaan om deze controller die op je converter zit:

https://www.ti.com/product/LM2596

De datasheet spect: Operating quiescent current: 5mA.

Een fatsoendelijke 18650 cell van 2500mAh zal dus na 2500/(5*24) ~= 20 dagen al leeg zijn. En dat is enkel door die controller.

Afgezien van waarom ik niet snap waarom je een wandklok met een lipo wilt voeden, zou een LDO met extreem lage lekstroom dan een betere optie zijn? Step down converters zijn doorgaans niet efficient bij zulke lage stromen. (met uitzondering misschien van de wat recentere controllers als de https://www.ti.com/product/TPS62840 )

[Voor 37% gewijzigd door NESFreak op 14-07-2020 11:06]

[memphis]

Ik zou de spanning gewoon met een paar diodes omlaag brengen, verbruikt geen stroom en zeker geen vermogen.

Maar is het echt zoveel? Een goede alkaline batterij heeft al snel een capaciteit van 2500mAh, een 18650 accu niet veel meer.....

[DataGhost]

memphis schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 12:38:
Ik zou de spanning gewoon met een paar diodes omlaag brengen, verbruikt geen stroom en zeker geen vermogen.

Ik zat net ook al aan een simpel weerstandje te denken, maar je verstookt alles gewoon als hitte. Als je een 1.5V 2000mAh batterij hebt en die vervangt voor een 3.6V 2000mAh heb je uiteindelijk geen winst, omdat de klok nog steeds evenveel stroom verbruikt en dat in je hele circuit hetzelfde is. Het geheel wordt alleen iets warmer maar zal niet langer blijven werken.

Over een diode heb je vaak iets van 0.7 spanningsval inderdaad, maar met de basisformules kan je uitrekenen dat dat impliceert dat die diode in die opzet gewoon een weerstand is en ook warm zal worden. Anders zou elke spanningsregelaar wel bestaan uit enkel diodes

[Yucon]

Als je ruimte hebt kun je natuurlijk ook gewoon de AA door D cell batterijen vervangen. Of C als tussenweg. Dat gaat ook al veel langer mee.

[memphis]

DataGhost schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 12:45:
[...]

Ik zat net ook al aan een simpel weerstandje te denken, maar je verstookt alles gewoon als hitte. Als je een 1.5V 2000mAh batterij hebt en die vervangt voor een 3.6V 2000mAh heb je uiteindelijk geen winst, omdat de klok nog steeds evenveel stroom verbruikt en dat in je hele circuit hetzelfde is. Het geheel wordt alleen iets warmer maar zal niet langer blijven werken.

Over een diode heb je vaak iets van 0.7 spanningsval inderdaad, maar met de basisformules kan je uitrekenen dat dat impliceert dat die diode in die opzet gewoon een weerstand is en ook warm zal worden. Anders zou elke spanningsregelaar wel bestaan uit enkel diodes

Een weerstand geeft geen stabiele spanning, de spanning is afhankelijk van welke stroom er wordt getrokken en die varieert. Diodes daartegen zorgen wel voor een constante spanning.
Natuurlijk zal een buck converter op een lagere uitgangspanning meer capaciteit kunnen verbruiken uit de accu maar weegt het eigen verbruik van de buck converter op tegen het verlies door een paar diodes? Ik kan met zekerheid wel zeggen dat een buck converter meer zal verbruiken.

[DataGhost]

memphis schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 14:00:
[...]


Een weerstand geeft geen stabiele spanning, de spanning is afhankelijk van welke stroom er wordt getrokken en die varieert. Diodes daartegen zorgen wel voor een constante spanning.
Natuurlijk zal een buck converter op een lagere uitgangspanning meer capaciteit kunnen verbruiken uit de accu maar weegt het eigen verbruik van de buck converter op tegen het verlies door een paar diodes? Ik kan met zekerheid wel zeggen dat een buck converter meer zal verbruiken.

Een diode is dus een variabele weerstand, afhankelijk van de stroom die er doorheen loopt. U = I*R geldt ook gewoon voor een diode. Als U grotendeels constant is en I wordt hoger, wordt R dus lager en vice versa. Waar kan je anders de spanningsval mee verklaren?

Uiteindelijk is de stroom door de klok hetzelfde, en dus ook de stroom door het circuit. Als je er net zoveel meuk tussen zet totdat de klok op dezelfde spanning draait als 'ie hoort te draaien, maar de stroom nog hetzelfde is, ben je spanningsverschil * stroom aan vermogen weg aan het stoken buiten de klok. De spanning van de bron valt dan weg, en alleen de capaciteit (in mAh) telt. Dus als je een accu met een hogere spanning pakt maar hetzelfde aantal mAh heb je netto geen enkel verschil, behalve dat je totaal verbruikte vermogen hoger is gaat de klok niet langer werken. Met diodes kom je dus net als met weerstanden (aangenomen dat de klok constant dezelfde stroom trekt) op zo'n 40% efficiency.

Een buck converter is op deze spanningen en stromen ook gewoon lastig, maar is in vrijwel alle andere gevallen een veel efficiëntere oplossing. Die werkt namelijk niet door het overschot af te fikken als warmte, maar door de energie in een inductor en condensator op te slaan en middels wat feedback de spanningsbron te PWM-en zodat de batterij (bij 3.6V naar 1.5V) effectief maar 0,4 seconden per seconde gebruikt wordt. In een ideale wereld gaat dit op 100%, in de praktijk zeker in de 9x% maar met zo'n lage spanning en stroom zal het lager liggen.

Ik zou in dit geval twee of meer batterijen parallel schakelen, als er toch al geknutseld gaat worden. Dan heb je 0 extra elektronica nodig.

[Mike2k]

Tom-Z schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 10:58:
[...]

Dit. Volgens het datasheet gebruikt de LM2596 zo'n 5mA aan ruststroom. Dus die batterij is binnen een paar dagen leeg.

Daarom is de batterij ook oplaadbaar

[borft]

memphis schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 14:00:
[...]


Een weerstand geeft geen stabiele spanning, de spanning is afhankelijk van welke stroom er wordt getrokken en die varieert. Diodes daartegen zorgen wel voor een constante spanning.
Natuurlijk zal een buck converter op een lagere uitgangspanning meer capaciteit kunnen verbruiken uit de accu maar weegt het eigen verbruik van de buck converter op tegen het verlies door een paar diodes? Ik kan met zekerheid wel zeggen dat een buck converter meer zal verbruiken.

een weerstand geeft helemaal geen spanning, een diode ook niet. Een voedingsbron daarentegen.... of een buck converter meer dissipeert hangt zeer waarschijnlijk van het spannigsverschil af. Hoe groter dat wordt, hoe ineffcienter een weerstand/diode-achtige oplossing gaat zijn.

Ik denk eigenlijk dat elke oplossing waarbij je de spanning moet aanpassen icm een oplaadbare accu/batterij het probleem neit gaat oplossen. Gewone batterijen hebben doorgaans een veel lagere zelfontlading. Ik denk dat de gemiddelde oplaadbare batterij, zonder belasting, al eerder leeg is dan een gewone niet-oplaadbare batterij in de klok

[Mike2k]

theuser schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 10:47:
Denk niet dat dat gaat werken!
De LM2596 heeft een spanning van 4.5 tot 40V als ingang nodig (volgens data sheet), dat gaat dus niet werken met 3-4.2V!
Je zou een buck moeten zoeken met een ingangsspanning van 3-xxxV , vaak doen die het ook op 2V (maar dan erg onstabiel ) dus zou je ook een BMS nodig hebben om te zorgen dat je accu niet onder de 3V komt!

Wat ik van de 18650 cellen weet is dat Vn = 3.7V. Naarmate de cell leeg raakt zakt de spanning naar 3.2/3.0V maar niet daar onder aangezien dat zo'n beetje gelijk staat aan diep ontladen = cell dood.

Ik kan me niet voorstellen dat je deze cellen tot 2V kunt ontladen.

Als je zoiets met een diode wilt doen zou ik een zener diode gebruiken.
Bij een gewone diode verandert de forward voltage drop bij een hogere stroom. je zou dan precies moeten weten wat de klok aan stroom trekt.

[WCA]

Er zijn ook 1,5v lithiumbatterijen op de markt (niet oplaadbaar). Zijn wat duurder, maar hebben een stuk hogere capaciteit. Laatste keer volgens mij bij de action gekocht, 2 euro voor 2 stuks. Hebben mijn controller voor een jaar lang van prik voorzien.

[DataGhost]

borft schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 15:01:
[...]

Ik denk eigenlijk dat elke oplossing waarbij je de spanning moet aanpassen icm een oplaadbare accu/batterij het probleem neit gaat oplossen. Gewone batterijen hebben doorgaans een veel lagere zelfontlading. Ik denk dat de gemiddelde oplaadbare batterij, zonder belasting, al eerder leeg is dan een gewone niet-oplaadbare batterij in de klok

Dat is ook een optie, ik heb niet langs zien komen of TS oplaadbare batterijen gebruikt. Die ontladen vaak inderdaad behoorlijk snel, dus zijn onoplaadbare batterijen aan te raden. Of oplaadbare batterijen met een lage zelfontlading, zoals Eneloops ofzo. Die heb ik ook een aantal die zelfs na 3-4 jaar liggen nog steeds prima werkten in een LED-lamp zonder dat ik ze hoefde op te laden.

[Voor 14% gewijzigd door DataGhost op 14-07-2020 15:12]

[salipander]

Geen goede oplossing. Pak een oplaadbare 1.2v Eneloop AA en je klok loopt er maanden op. En dan laad je 'm weer op.

[ManIkWeet]

Heren jullie doen allemaal veel te moeilijk.

De beste man moet gewoon twee wandklokken in serie op die lithium batterij zetten!

[DataGhost]

ManIkWeet schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 16:30:
Heren jullie doen allemaal veel te moeilijk.

De beste man moet gewoon twee wandklokken in serie op die lithium batterij zetten!

Dan heeft 'ie tenminste twee keer zoveel tijd voordat ze leeg zijn

[Mike2k]

ManIkWeet schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 16:30:
Heren jullie doen allemaal veel te moeilijk.

De beste man moet gewoon twee wandklokken in serie op die lithium batterij zetten!

Dan klopt de tijd toch niet meer ? Het zou dan nu 32:72 zijn...

[memphis]

DataGhost schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 14:50:
[...]

Een diode is dus een variabele weerstand, afhankelijk van de stroom die er doorheen loopt. U = I*R geldt ook gewoon voor een diode. Als U grotendeels constant is en I wordt hoger, wordt R dus lager en vice versa. Waar kan je anders de spanningsval mee verklaren?

Uiteindelijk is de stroom door de klok hetzelfde, en dus ook de stroom door het circuit.

Is de stroom door de klok hetzelfde? Er kunnen 2 soorten mechanieken in zitten, een motor die bij een te slappe veer de veer weer opspant of een stukje elektronica die dmv pulsen het mechaniek in werking houdt. In beide gevallen is er geen sprake van een constante stroom is is een weerstand de meest slechtste optie.

DataGhost schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 14:50:
Ik zou in dit geval twee of meer batterijen parallel schakelen, als er toch al geknutseld gaat worden. Dan heb je 0 extra elektronica nodig.

Helaas, 2 batterijen parallel is vragen om sneller leeg te zijn omdat ze elkaar dwars zitten. Helaas zelf mogen ondervinden in een digitale lineaal aan mijn freesbank waar 2x een CR2035 in zit en iedere keer na een paar weken geen gebruik leeg, blijkt dat ze parallel staan. Nu 1 in zitten en hoppa, gaat veel langer mee.

borft schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 15:01:
[...]


een weerstand geeft helemaal geen spanning, een diode ook niet. Een voedingsbron daarentegen.... of een buck converter meer dissipeert hangt zeer waarschijnlijk van het spannigsverschil af. Hoe groter dat wordt, hoe ineffcienter een weerstand/diode-achtige oplossing gaat zijn.

Ik denk eigenlijk dat elke oplossing waarbij je de spanning moet aanpassen icm een oplaadbare accu/batterij het probleem neit gaat oplossen. Gewone batterijen hebben doorgaans een veel lagere zelfontlading. Ik denk dat de gemiddelde oplaadbare batterij, zonder belasting, al eerder leeg is dan een gewone niet-oplaadbare batterij in de klok

Uiteraard bedoel ik de spanning na de weerstand onder belasting....

Maar misschien gewoon een simpele 2 euro tuinlamp slopen? Daar zit een Nicad accu en een zonnecel in.

[DataGhost]

memphis schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 16:43:
[...]


Is de stroom door de klok hetzelfde? Er kunnen 2 soorten mechanieken in zitten, een motor die bij een te slappe veer de veer weer opspant of een stukje elektronica die dmv pulsen het mechaniek in werking houdt. In beide gevallen is er geen sprake van een constante stroom is is een weerstand de meest slechtste optie.

Ik bedoel niet constant, maar hetzelfde. Aangezien je aan de klok zelf niks verandert zal de stroom(grafiek) daarvan ook niet veranderen. In een serie-circuit is de stroom door elk component hetzelfde, dus als de klok X A trekt, gaat er ook X A door de diodes. De diodes hebben een spanningsval Y, dus volgens R = U / I een weerstand Y / X die groter is dan 0 en volgens P = U*I een opgenomen vermogen Y*X ook groter dan 0. Ik snap dat een weerstand een (grotendeels) constante weerstand heeft, daarom zei ik ook dat het alleen werkt "aangenomen dat de klok constant dezelfde stroom trekt". En ik heb ook gezegd dat ik dat idee al snel had afgeschoten vanwege nul voordeel. Een diode is in deze situatie dus een variabele, stroomafhankelijke weerstand, maar uiteindelijk dus wel gewoon een weerstand waardoor je er niks mee wint qua efficiency. Bovendien is er in het geval van constante stroom effectief geen verschil met een normale weerstand van eenzelfde waarde. Jij probeert te stellen dat een diode een spanningsval heeft zonder weerstand ("verbruikt geen stroom en zeker geen vermogen"), dus een efficiency van 100%, en ik probeer duidelijk te maken dat dat niet klopt/kan.

[...]

Helaas, 2 batterijen parallel is vragen om sneller leeg te zijn omdat ze elkaar dwars zitten. Helaas zelf mogen ondervinden in een digitale lineaal aan mijn freesbank waar 2x een CR2035 in zit en iedere keer na een paar weken geen gebruik leeg, blijkt dat ze parallel staan. Nu 1 in zitten en hoppa, gaat veel langer mee.

Dan moeten er een paar ideale diodes (spanningsval 0V) bij

[Voor 5% gewijzigd door DataGhost op 14-07-2020 17:18]

[Narc]

Haha, ik heb in ieder geval een discussie teweeg gebracht! Ik begrijp dat er betere oplossingen zijn en dat je ook gewoon het batterijtje kan vervangen. De lithium batterij is niet oplaadbaar en heeft volgens de specsheet 2,6 ah. Normaal gebruik ik oplaadbare GP ReCyko batterijen (die ontladen minder over tijd). Ik dacht dat de lithium batterij veel meer energie bevatte en dat een beetje verlies met conversie naar 1.5v de moeite waard was. Vandaar de vraag aan jullie!

De suggestie om een D cell in te bouwen, of twee klokken in serie te zetten zijn ook goede

De buck converter heeft de volgende specs:
Input voltage 3.2V ~ 40V
Output voltage 1.25V ~ 35V
Output current 3A (max)
Conversion efficiency of 92% (maximum)

[Voor 11% gewijzigd door Narc op 14-07-2020 17:51]

[Wildfire]

Stop er dan gewoon een 1.5V AA lithium batterij in. Prijstechnisch niet echt interessant voor een klok, maar wel een hogere capaciteit dan een normale alkaline batterij of NiMH batterij.



Oplaadbare batterijen zakken trouwens qua spanning veel sneller in wanneer ze leeg beginnen te raken, je haalt dan nooit het meeste uit zo'n batterij. Vandaar dat voor o.a. klokken gewoon alkalines worden aangeraden. Sowieso zijn NiMH's ca. 1.2V tov 1.5V van een alkaline.

[Voor 51% gewijzigd door Wildfire op 14-07-2020 17:54]

[GlowMouse]

De spanning van een NiMH batterij is geen 1.5V, en het kan zijn dat de spanning al snel te laag is voor de klok. Als de batterij nog nagenoeg vol is als de klok stopt, kun je toch winst halen met een spanningsomvormer.

[Bart2005]

Wat is het voor klok? Ik zou zeggen: koop een nieuwe want een normale klok doet het minstens een jaar op 1 AA batterij. Wat is overigens "best snel leeg" in jouw optiek?

[DataGhost]

Narc schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 17:48:
De buck converter heeft de volgende specs:
Input voltage 3.2V ~ 40V
Output voltage 1.25V ~ 35V
Output current 3A (max)
Conversion efficiency of 92% (maximum)

Ziet eruit alsof het kan gaan werken, maar de efficiency geldt alleen onder de aanname dat het verbruik van de buck converter verwaarloosbaar is ten opzichte van de load (ook te zien aan de 3A max output current). Je klok zou, zoals al gezegd, best wel eens minder kunnen verbruiken dan de converter zelf waardoor je efficiency behoorlijk hard keldert (onder 50%). Onder de 40% efficiency, aangenomen dat de 1.5V en 3.6V batterijen een gelijke mAh-rating hebben, zal je huidige situatie gunstiger zijn. Ook zou het zo kunnen zijn dat de load te laag is voor goeie regeling, maar daar kom je dan wel achter. Volgens deze specs zou het theoretisch moeten kunnen werken maar YMMV.

[Mr.Nonflex]

Nog zo een wandklok kopen, dan kun je ze in serie zetten.

[salipander]

Bij heel lage belasting heeft een Li batterij niet meer capaciteit dan een goede alkaline, zo'n 3000 mAh. Zonde van het geld dus om een Li in een klok te stoppen. Eneloops houden hun spanning lang hoog en doen het goed in mijn Ikea klokje!

[Basilange]

DataGhost schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 14:50:
[...]

Een diode is dus een variabele weerstand, afhankelijk van de stroom die er doorheen loopt. U = I*R geldt ook gewoon voor een diode. Als U grotendeels constant is en I wordt hoger, wordt R dus lager en vice versa. Waar kan je anders de spanningsval mee verklaren?

Uiteindelijk is de stroom door de klok hetzelfde, en dus ook de stroom door het circuit. Als je er net zoveel meuk tussen zet totdat de klok op dezelfde spanning draait als 'ie hoort te draaien, maar de stroom nog hetzelfde is, ben je spanningsverschil * stroom aan vermogen weg aan het stoken buiten de klok. De spanning van de bron valt dan weg, en alleen de capaciteit (in mAh) telt. Dus als je een accu met een hogere spanning pakt maar hetzelfde aantal mAh heb je netto geen enkel verschil, behalve dat je totaal verbruikte vermogen hoger is gaat de klok niet langer werken. Met diodes kom je dus net als met weerstanden (aangenomen dat de klok constant dezelfde stroom trekt) op zo'n 40% efficiency.

Een buck converter is op deze spanningen en stromen ook gewoon lastig, maar is in vrijwel alle andere gevallen een veel efficiëntere oplossing. Die werkt namelijk niet door het overschot af te fikken als warmte, maar door de energie in een inductor en condensator op te slaan en middels wat feedback de spanningsbron te PWM-en zodat de batterij (bij 3.6V naar 1.5V) effectief maar 0,4 seconden per seconde gebruikt wordt. In een ideale wereld gaat dit op 100%, in de praktijk zeker in de 9x% maar met zo'n lage spanning en stroom zal het lager liggen.

Ik zou in dit geval twee of meer batterijen parallel schakelen, als er toch al geknutseld gaat worden. Dan heb je 0 extra elektronica nodig.

Bedankt voor de heldere uitleg hier heb ik veel van geleerd. Weet je toevallig ook iets over 400v/960v D geschakelde motoren of waar je daarover iets kan vinden? Ben net begonnen met de cursus tot elektricien maar alles is in het Zweeds en de deuren van de school staan niet bepaald open.

[memphis]

Basilange schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 23:38:
[...]


Bedankt voor de heldere uitleg hier heb ik veel van geleerd. Weet je toevallig ook iets over 400v/960v D geschakelde motoren of waar je daarover iets kan vinden? Ben net begonnen met de cursus tot elektricien maar alles is in het Zweeds en de deuren van de school staan niet bepaald open.

Die vraag hoort in dit topic niet thuis en de forumregels zijn ook erg duidelijk over schoolvragen.....

[Flake]

Onbekend schreef op maandag 13 juli 2020 @ 20:13:
Wat voor klok is dat wat zoveel stroom nodig heeft? Een normale wandklok verbruikt maar 1 a 2 batterijen per jaar.

Dit is de juiste vraag. Ik denk dat je contactweerstand hebt in je batterijcontacten, of dat er iets in het loopwerkje niet goed zit en teveel frictie heeft. Zoek de oorzaak, probeer er niet omheen te werken.

[Tadango]

Ik zou eerder een stuk of 4 parallel zetten. Anders goede D cellen nemen. Alles wat je er aan electronica tussen gooit verbruikt stroom en zo'n klok zelf verbruikt al enorm weinig, dus het rendement gaat compleet onderuit. Of anders een nieuw goed mechaniek erin? Normaal gaat een AA een paar jaar mee in een simpel mechaniek.