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www.elektormagazine.de September/Oktober 2017 61
binden (eventuell genügt eine 1,5-V-Bat-
terie AA). An den Anschlüssen des Ven-
tilators müssen dann bei geschlossenem
Schiebeschalter 3,3 V liegen. Zwischen
TEG+ und TEG– muss abhängig von der
Belastung der Ausgangsspannung min-
destens 1 V messbar sein. Dies ist ein
Zeichen dafür, dass die MPPT-Funktion
des DC/DC-Wandlers arbeitet.
Die nächste Aktion ist die Montage des
thermoelektrischen Generators. Schrau-
ben Sie die langen Gewindestangen mit
Akku tatsächlich geladen wird.
Aufbau und Betrieb
Der erste Schritt ist der Aufbau der Pla-
tine, Bild 4 und Bild 5 zeigen die Details.
Montieren Sie zuerst die SMD-Bauele-
mente, danach folgen die USB-Buchse,
der Schiebeschalter und die Kabel-
schraubklemmen. Um die aufgebaute Pla-
tine zu testen, können Sie die Anschlüsse
TEG+ und TEG– über einen Widerstand
10 Ω mit einer Spannungsquelle 2 V ver-
auf den Vasenboden, es kann jedoch
weniger Wasser hinzu gegossen wer-
den. Der Effekt ist nicht vernachlässig-
bar, die Kapazität sinkt bei 3,3 V bereits
um rund 20 %. Aus diesem Grund wurde
die Kapazität des Ausgangskondensators
C4 von zuerst 10 µF auf 22 µF erhöht.
Der Wert 22 µF ist nur in der Bauform
1206 erhältlich.
Die Stromaufnahme der LED-Lampe, die
hier zum Einsatz kommt, beträgt 55 mA
bei der Spannung 5 V, was der Leistung
0,275 W entspricht. Damit liegt sie deut-
lich über der Leistung 0,15 W, die im
Produktdatenblatt angegeben ist. Unser
thermoelektrischer Generator kann diese
Leistung nicht liefern. Bei 3,3 V sinkt die
Stromaufnahme der Lampe auf 39 mA,
die Leistung beträgt nur noch 130 mW.
Die Lichtintensität wird um 30 % redu-
ziert, sie reicht jedoch noch aus, um ein
Buch zu lesen. Aus den vorstehenden
Gründen haben wir die Ausgangsspan-
nung des DC/DC-Wandlers auf 3,3 V
begrenzt. Bei Spannungen im Bereich
3,0...3,3 V entfällt auf den Lüfter eine
Leistung von etwa 95...120 mW. Unser
thermoelektrischer Generator ist folg-
lich den Anforderungen gewachsen, auch
wenn bei schwacher Kerzenflamme die
Ausgangsspannung auf etwa 3,0 V sinkt.
Der Lüfter lässt sich mit einem Schiebe-
schalter abschalten. Das kann von Vorteil
sein, wenn bei schwacher Kerzenflamme
kurzzeitig eine höhere Lichtintensität
erwünscht ist. Die zuvor vom Lüfter auf-
genommene Energie ist dann für die LED-
Lampe verfügbar. Dieser Effekt ist aller-
dings von nur kurzer Dauer, denn ohne
Lüfter steigt die Temperatur des oberen
Kühlkörpers an. Die Temperaturdifferenz
zwischen den Seiten der Peltier-Elemente
sinkt, so dass die entnehmbare Leistung
ebenfalls sinkt. Wenn der Lüfter längere
Zeit abgeschaltet bleibt, muss unbedingt
dafür gesorgt werden, dass sich die Pel-
tier-Elemente nicht überhitzen. Das kann
durch Erhöhen des Abstands zwischen
der Kerzenflamme und dem unteren
Kühlkörper geschehen.
Unser thermoelektrischer Generator ist
zum Laden von Mobiltelefon-Akkus, auch
nach Erhöhen der Spannung auf 5 V, aus-
drücklich nicht geeignet, weil die Leis-
tung nicht ausreicht. Das Laden würde
mehrere Tage dauern, natürlich voraus-
gesetzt, dass das Mobiltelefon vollstän-
dig abgeschaltet ist. Auf YouTube wird in
mehreren Clips demonstriert, dass die
Ladeanzeige eines Mobiltelefons reagiert.
Doch das bedeutet noch nicht, dass der
Romantisches Kerzenlicht und helle
LED-Beleuchtung reichen sich die Hand
Thermisches Verhalten
Wir haben den Candle 2 LED Booster
mit einer Wärmebildkamera FLIR
Modell E40 während des Betriebs
aufgenommen, das Ergebnis zeigen
die Fotos (oben: Infrarot, unten:
Normallicht). Das Infrarot-Foto
lässt das Temperaturgefälle vom
unteren zum oberen Kühlkörper,
zwischen denen die Peltier-Elemente
eingeklemmt sind, deutlich erkennen.
Der laufende Lüfter trägt nicht
unwesentlich dazu bei. Weniger
deutlich ist sichtbar, dass auch
die Außenseite des Gehäuses auf
Temperatur ist, was eine (vorsichtige!)
Fingerprobe bestätigen kann.