9 Volt Block-Batterie mit "vernüftiger" Kapazität

hi! wennst mit 5 v auch leben könntest, wären so handy- powerbanks eine alternative? ich hab eine mit 6 Ah, die kann 10W ...
lg
wolfi

Hi Rolf,

9V LiIon Akku Block 500mAh

Benötigt aber wohl ein eigenes Ladegerät und ist teuer. [:0]

Gruß
Stefan

hi!
wie gesagt, 5 Volt, aber mit 2.4 A ausgang, mitm handyladegerät ladbar und erschwinglich: https://www.amazon.de/Varta-Po…werbank&tag=astrotreff-21
lg
wolfi

hi!
ganz kurz und ohne besserwisserei:
U=R*I ... weniger spannung bedeutet mehr strom um die gleiche leistung zu erhalten, weil leistung (das, was den spiegel heizt) ist U*I also strom mal spannung. bei den varta teilen kriegst also 12 W maximal raus. das reicht. versuchs halt einfach einmal mit einer 4.5 V batterie ...
lg
wolfi

Hi Rolf,

ich kenne ja nicht die von dir gewünschte Heizleistung, aber ich mach einfach mal ein Beispiel.

Annahme: bei 9V lässt du einen Strom von 0,15A fließen, ergibt eine Leistung von 1,35W. Der für den Fall eingesetzte Heizwiderstand hätte für diesen Strom einen Wert von 60 Ohm.

Nimmst du jetzt den Block mir lediglich 7,4V fließt ein geringerer Strom, der Wert des Widerstands ist ja vorgegeben.

Strom bei 7,4V und einem Widerstand von 60 Ohm: 0,123A, die sich daraus ergebende Leistung liegt dann bei 0,92W.

<font color="orange">Nimmt man dabei eine <b>ideale Batterie</b> an</font id="orange">, würde im ersten Fall ein 350mAh Block also für 3h Dauerbetrieb reichen. Im zweiten Fall mit dem 500mAh LiIonen Block würde das dann für gut 4h ausreichen.

Hi Wolfi,

ich vermute mal, Rolf hat den 9V Block direkt vor der FS-Halterung angebracht, steckt den also auf einen passenden Anshcluss direkt auf. Bei deinem Vorschlag müsste er Strippen entlang einer FS-Strebe ziehen. Dazu würde die Heizleistung bei 5V auf nur noch 0,4W verringert. Ein Umbau mit anderen Widerständen wäre also wohl nötig.

Gruß
Stefan

hi!
naja, wenns bauartbedingt ein 9V block sein muss, dann muss man eh so akkus nehmen.
(==&gt;)stefan: naja, wenn du deinen akku/deine batterie davon ueberzeugen kannst, dass sie neben einer konstanten spannung auch einen konstanten strom abgibt, dann hast sogar recht
lg
wolfi

Hallo

Ich möchte gleich zu Beginn vorausschicken: ich habe noch nie eine
Fangspiegelheizung gebaut. Ich möchte hier nur ein paar einfache Formeln
vorstellen, die vielleicht helfen, die Zusammenhänge klarer zu machen
und eine möglichst optimale Lösung zu finden.

Zuerst muß ich zwei Festlegungen treffen:
- welche Heizleistung brauche ich? (Formelbuchstabe P; Einheit "Watt" [W])
- welche Spannung habe ich zur Verfügung? (Formelbuchstabe U; Einheit "Volt" [ V])

Damit ergibt sich der benötigte Heizwiderstand (Formelbuchstabe R;
Einheit "Ohm" [&lt;großes griech. Omega&gt;]) zu:
- R = (U * U) / P
und es fließt ein Strom (Formelbuchstabe I; Einheit "Ampere" [A]) von
- I = P / U

Beispiel: benötigte Heizleistung sei 0,6W; Spannungsquelle sei 9V-Akku
-benötigter Heizwiderstand: R = (9*9)/0,6 = 135 Ohm
-es fließt ein Strom von: I = 0,6 / 9 = 0,067 A = 67 mA

Die Kapazität des Akkus (Formelbuchstabe C; Einheit "Amperestunden" [Ah])
wird mit dem Produkt aus Strom und der Zeit (Formelbuchstabe t; Einheit
"Sekunde" [s] bzw. hier "Stunde" [h]), die dieser fließen kann, angegeben.
Denn die Ladung des Akku wird durch einen hohen Strom schnell, durch
einen niedrigen Strom langsam "verbraucht".
- C = I * t

Beispiel: der bereits genannte 9V-Akku habe eine Kapazität von 250 mAh = 0.25 Ah
der Strom von 0,067A kann dann: t = C / I = 0,25 / 0,067 = 3,75 h fließen

Wichtig ist, daß die Kapazität "unausgesprochen" für die Nennspannung
des Akku gilt und deshalb nicht mit der gespeicherten Energie
(Formelbuchstabe E; Einheit "Wattstunden" [Wh]) gleichgesetzt werden darf.
- E = U * C

Beispiel:
a) ein Mignon-Akku mit 1,2 V und 1800 mAh hat einen Energieinhalt von
E = 1,2 * 1,8 = 2,16 Wh
b) ein 9V-Akku mit 9 V und 250 mAh hat einen Energieinhalt von
E = 9 * 0,25 = 2,25 Wh

Hier hat man übrigens einen 2. Weg, die "Heizdauer" zu berechnen, indem
man einfach die gespeicherte Energie durch die benötigte Leistung teilt:
- t = E / P

unser Beispiel: 9V Akku mit 250mAh (Beispiel (b)); 0,6W Heizleistung
- t = 2,25 / 0,6 = 3,75 h

In der Praxis verändert sich die Akkuspannung während der Entladung. Da
der Heizwiderstand konstant bleibt, hängen Spannung und abgegebene
Leistung wie folgt zusammen:
- P = (U * U) / R
Die Heizleistung fällt also quadratisch mit der abnehmenden Spannung.

Beispiel:
- Abfall auf 70% der Nennspannung: nur noch die halbe Leistung (49%)
- Abfall auf 50% der Nennspannung: nur noch ein Viertel der Leistung (25%)

Auch die Kapazität ist in der Praxis ein variabler Wert: je höher der
Strom, desto geringer ist sie in der Regel. Außerdem nimmt sie leider
auch bei tiefen Temperaturen ab.

Zum Schluß noch eine Anregung: im Netz habe ich Bauvorschläge gesehen,
bei denen der Widerstand (bzw. Widerstandsdraht) einfach auf den
Fangspiegel geklebt wurde. Das führt dazu, daß ein großer Teil der Wärme
einfach in die Luft abgegeben wird. Würde man den Wärmeübergang zum
Spiegel möglichst gut gestalten (möglichst große Fläche; Wärmeleitpaste,...)
und zur Luft möglichst isolieren, käme man mit einer geringeren
Heizleistung aus. Dadurch würde sich unmittelbar die mögliche Heizdauer
verlängern.
Es wäre sozusagen der gleiche Effekt wie der Einsatz eines Akkus mit
höherer Kapazität.

CS,
Stefan

Rolf,
hast du die 3 á 33 Ohm in Reihe gelötet, also 100 Ohm zusammen?
Das ergibt dann folgende Rechnung:
Bei 9V fließen 9/100= 0,09A = 90 Milliampere. 90mA bei 9V ergeben 0,8 Watt. Bei einer Ladungskapazität von 250mAh, hält die Batterie gerade mal ~2,5h

Wenn die Widerstände parallel geschaltet sind:
1/3*33 = 10 Ohm ... -&gt; 8 Watt ... wobei der 9V kaum dauerhaft 1 Ampere liefern dürfte. Der würde selbst warm werden - so kurz vorm Kurzschluss.
Ich schließe das mal - weil unplausibel - aus.

Mein Vorschlag:
Isoliere die Rückseite mit etwas Neopren oder anderen Schaumstoff (so eine 3mm-Lage reicht da, einfach wie ein Handschuh). Dann kann man die Leistung runterfahren, so dass auch 4,5V oder 3V mehr als ausreichen. Und mit einem "18650-Lipo" bei 3,7V hättest du ausreichend Saft für eine Nacht. Die haben die Größe von etwa drei AAA-Batterien (im Dreieck umwickelt), sind also in der Größenordnung des 9V-Block. Aber halt nur 40% der Leistungsfreisetzung bei 3,7V und die Kapazität dieser Zellen liegt eher bei 1500 mAh.

Wobei, mit Isolierung würde es mich nicht wundern, wenn eine 1,5V-AA-Batterie schon ausreicht. Da fließt dann nur noch 1/6 des Stroms und die Batterie hält da die ganze Nacht.
Letztlich musst Du es mal ausprobieren. Probeweise einfach mal mit Panzertape kontaktieren. Wenn's passt, für 1,50 Euro einen Batteriehalter besorgen.

(==&gt;)Stefan: Wärmeleitpaste zum Wärmeeintrag in einen Glaskörper? Das ist so sinnvoll wie Seife als Streugut bei Glatteis. [:D]

Hallo Kalle,

... wenn die Seife bei der Kälte spröde und bröselig genug wird?[:)]
Wie gesagt: ich habe noch nie eine Fangspiegelheizung gebaut.

CS, Stefan

Eine LiIo-Batterie ohne interne Schutzschaltung würde ich an dieser Stelle nicht einsetzen, würde sonst ein teurer Spaß. Lieber ein paar der 250mAh Blöcke dabei haben und nach 2h einfach wechseln. Die verkraften auch mal eine Tiefstentladung.
Oder die Kapazität der Batterie so groß wählen, daß sie die ganze Nacht durchhält und dabei noch ca. 30% Reserve bleiben.
Bleiben wir jetzt im Format der 9V Blockbatterie, wäre ein 2SLipo mit ca, 800mAh ungefähr gleich groß. Der hat 3,7-4,2V (je nach Ladetzustand) pro Zelle, das sollte locker für die Fangspiegelheizung reichen. Der benötigt auch ein spezielles Ladegerät, der Kram ist aber billig, wird in vielen Spielzeugen eingesetzt.

Z.B. Lader: https://www.amazon.de/XciteRC-…polader&tag=astrotreff-21
Akku: https://www.amazon.de/Turnigy-…Ah+lipo&tag=astrotreff-21

Hallo Rolf,

ja, das ist offenbar eine Reihenschaltung. Dein Heizwiderstand von ~100Ohm ist sozusagen in 3 Teile aufgesplittet.

Wenn Du die Widerstände unverändert läßt, aber die Spannung auf 4,5V absenkst, hast Du nur noch 0,2W Heizleistung und bei 1.5V nur noch 0,02W. Die Batterien halten lange, weil Du (fast) nicht mehr heizt.

Die Schwierigkeit ist, zu bestimmen, welche Heizleistung Du tatsächlich brauchst. Dann kannst Du Wert des Heizwiderstandes und Spannung entsprechend wählen.

In meinen Augen wesentlich ist es, die Heizleistung möglichst vollständig in den Fangspiegel hineinzubekommen, statt die Luft um den Heizwiderstand zu erwärmen.

CS,
Stefan

Hi Rolf,
die Leistung steigt oder fällt im Quadrat zur Spannung, die du anlegst. Wenn Du also statt 9V nur 3V anlegst, dann hast du nur noch 1/9 (~10%) der Leistung. Das sollte mit Isolierung vermutlich ausreichen. Die 1,2V-Akkus würden zu zweit 2,4V bringen, also 1/14 (~7%) der 9V-Leistung (könnte mit Isolierung auch noch ausreichen).

Und ohne jetzt groß auf die Kapazitätsangaben der Batterien einzugehen - einfach nach Volumen/Gewicht ... dann hat ein 9V-Block ähnlich viel Energiekapazität wie 2 AA-Batterien. Die brauchen auch ähnlich viel Platz. Ganz sicher passen AAA-Typen aber räumlich.

Fazit: Wird die Leistung reduziert, verlängert sich die Einsatzdauer der Batterien grob entsprechend. Eine Kalkulation auf die Minute interessiert dabei ja nicht wirklich. Hauptsache sie halten statt 2h dann die 5-fach oder 9-fache Zeit. Und dann tun's auch die Einwegbatterien. [;)]

Hallo Rolf,

Mich wundert es immer wieder, warum 9V Blockbatterien für die Fangspiegelheizung verwendet werden.
Sie haben weniger Kapazität pro Masse als andere Stromquellen. Eine einzelne 1,2V AA Zelle ("Mignonzelle") hat etwa gleich viel Energie-Kapazität wie ein 9V Block.
Den einzigen Vorteil sehe ich bei geregelten Heizungen, wo die Elektronik eine gewisse Spannung zum Arbeiten benötigt.

Wenn man keinen Tiefentladeschutz einbaut, ist die Lebensdauer der 9V Blöcke deutlich verringert. Auf 0V entladen darf man NiMH Akkus, das schadet ihnen nicht. Bei mehreren Zellen in einer Batterie in Reihenschaltung wird aber immer eine der Zellen zuerst leer, weil nie alle genau gleich sind. Wenn die anderen Zellen noch Strom liefern, polt sich die leere Zelle aber igendwann um, und wird dadurch dauerhaft geschädigt (weiter verringerte Kapazität).
30-50 Ladezyklen sollten aber trotzden gehen, bevor die Kapazität deutlich nachlässt. Wenn dir das reicht, sind die 9V Blöcke schon ok.

Vorteil höherer Spannung ist, man kann den Strom ohne größere Verluste von außen zum Fangspiegel führen. Das macht bei sehr kleinen Teleskopen Sinn, wo der Fangspiegel nicht groß genug ist, um dort die Stromquelle zu "verstecken".

Ich persönlich würde entweder eine einzelne NiMH Rundzelle Typ AA oder C oder mehrere <i>parallel</i> geschaltete vom Typ AA direkt beim Fangspiegel anbringen. Bei Parallelschaltung haben alle Zellen die gleiche Spannung, und komplette Entladung ist unschädlich. Natürlich müssen die Heizwiderstände entsprechend niederohmig sein, aber mit bekannter Spannung U in Volt und Leistung P in Watt sowie der Formel R=U²/P kann das wirklich jeder ausrechnen, der das hier liest.

Alternativ finde ich die Idee nicht schlecht, eine 5V Powerbank zu verwenden. Die sollte einen Tiefentladeschutz eingebaut haben, hat normalerweise eine LED-Funktionsanzeige (eventuell abkleben oder abdecken) und lässt sich sehr leicht wieder aufladen. LiIonZellen haben bei niedrigen Temperaturen auch noch eine erträgliche Spannungslage, so lange der Strom nicht zu groß wird.

Auf gar keinen Fall sollten LiIon Akkuzellen ohne Tiefentladeschutz verwendet werden! Beim Versuch des Wiederaufladens könnte es sonst <i>SEHR</i> warm werden!

Gruß,
Martin