Powerbank – Kapazität realistisch betrachtet

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Die Powerbank „Lüge“


Es liegt in der Natur des Menschen vernünftig zu denken und unvernünftig zu handeln.

(Unbekannter Autor)

Mir ist aufgefallen, dass ich mit meinen Powerbanken (ist das überhaupt der korrekte Plural?) weit aus weniger häufig mein Mobiltelefon oder andere Geräte laden kann als erwartet. Geworben wird oft damit wie oft man sein Mobilgerät laden kann: Man nehme die mAh Angabe der Powerbank und teile sie durch die Akkukapazität des Mobiltelefons. Ist das so einfach? Was sind eigentlich „mAh“?


Mit diesen Fragen habe ich mich beschäftigt, nachdem ich gemerkt habe, dass irgendwas nicht stimmen kann. Ich besitze mittlerweile auch so viele von diesen tragbaren Energiespeichern, dass ich mir sicher war, dass sie nicht alle defekt sein können. Was also ist da los? Zunächst einmal die gute Nachricht: Die Powerbank ist in der Regel nicht kaputt! Und das führt mich zum Thema: 


In dem kleinen Gehäuse steckt ein normaler Akku, oft sogar ein Standardakku, wie er überall nachzukaufen ist (wäre also nicht alles verschweißt, geklebt und verklipst, wäre sogar ein Zellentausch möglich).

Etwas Theorie

Was bedeutet die Angabe „mAh“ überhaupt und warum erreiche ich diese gefühlt niemals? (Schnelle Antwort: Weil wir sie realistisch nicht erreichen können), aber zunächst einmal die graue Theorie, die ich hier stark vereinfacht darstellen werde:

Grundlagen

Ein Akku hat eine Kapazität, also eine bestimmte Menge Energie, die er speichern kann. Nehmen wir als Beispiel einmal an, eine Zelle hat „3000 mAh“. Dann bedeutet das ich kann eine Stunde Lang 3000 mA (oder eben 3A) entnehmen, dann ist der Speicher leer.  Benötige ich das doppelte, also 6A, dann geht das prinzipiell auch, aber der Speicher ist eben schon nach einer halben Stunde entleert. Das ist aber nur die halbe Wahrheit… oder… eigentlich nichteinmal das!

Zunächst einmal muss man wissen, dass die Energie, die wir landläufig als „Strom“ bezeichnen immer mit 2 Parametern oder Einheiten in Verbindung steht: Das eine ist die Stromstärke, die wir in Ampere (Formelzeichen A) angeben und dann die Spannung in Volt (Formelzeichen V). Beide multipliziert ergeben die Leistung in Watt (Formelzeichen W). Beispiel: Eine 60W Glühbirne verbraucht 60W, da wir im Stromnetz eine Spannung von 220V haben ergibt sich daraus eine Stromstärke von 0,272 A oder eben 272 mA. Kling unspektakulär.. ist es auch!

Und was machen wir jetzt mit diesem Wissen?

Wir haben also jetzt erfahren, dass die Energie in dieser Powerbank irgendwie mit den Ampere und der Spannung zusammenhängt. Wenn der Akku nun also 3000mAh hat, müssen wir als nächstes einmal schauen bei welcher Spannung. Und ab jetzt wird es interessant: Die Spannung beträgt typischerweise irgendetwas um die 3,2V. 

Das war noch nicht alles…

Moment… mein Gerät hat einen USB Stecker, also reden wir doch 5V! Oha.. stimmt 😀
Also muss man anfangen zu rechnen: Die Umwandlung von 3,2V in 5V geht leider nicht ohne Verluste vonstatten (merkt man auch daran, dass das Gerät wärmer wird). Es gibt so viele verschiedene Standardschaltungen, die dann auch noch unterschiedlich gut ausgeführt sind (wird sauber verlötet, welche Bauteile werden verwendet usw…), dass man hier etwas ins Schwimmen kommt. Aber mit einem Umwandlungsverlust von 20% kann man „ruhigen Gewissens“ rechnen. 


Der nächste Punkt ist, dass man einen Akku ja niemals tiefentladen soll. Also die 0% darf man schon mal nicht ausschöpfen. Ratgeber sagen, man sollte Akkus immer bei spätestens 20% neu aufladen. Das bedeutet von den 100% (3000 mAh) darf ich maximal 80% verbrauchen. Es bleiben also 2400mAh übrig. Davon gehen dann die Umwandlungsverluste von erneut 20% „ab“. Wir kommen dann also bei einer effektiven Kapazität von 1920mAh heraus. Und jetzt wird es richtig schlimm: Der Akku im Mobilgerät läuft ja nicht wirklich auf 5V… ! Es ist wieder ein Akku bei etwa 3,x V. Also müssen wir erneut 20% Umwandlungsverluste in Kauf nehmen. Wir bekommen: 1536mAh. Das ist fast die Hälfte der angegebenen Kapazität.

Ergebnis

Die Umwandlungsverluste sind möglicherweise im Mobiltelefon geringer als in der (günstig produzierten) Powerbank. Es bleibt aber dabei: 50% …mehr sollte man nicht erwarten. Die Praxis zeigt, dass diese Erwartung nun aber ziemlich realistisch ist. 

Anmerkung zum Schluss

Noch etwas anderes sollte aber spätestens jetzt jedem klar werden: Das hin und her gewandle von Spannungen bringt immer wieder große Verluste. Es ist aus ökologischen Gesichtspunkten sowieso schon fragwürdig Akkus fest zu verbauen (220V -> 5V -> Akkuspannung), ein Ladegerät für Akkus (220V -> Akkuspannung) wäre deutlich effizienter, aber diesen Akku dann noch über eine Powerbank zu laden ist quasi der pure Wahnsinn (220V -> 5V -> 3,2V -> 5V -> Akkuspannung)!

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Kostal Wechselrichter in OpenHAB einbinden

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Warum überhaupt Wechselrichter und OpenHAB?

…weil es einfach cool ist in seiner OpenHAB App auch gleich den Ertrag zu sehen. Nein im Ernst: Es tut gut zu wissen, ob der Wechselrichter läuft oder ob es eine Fehlfunktion gibt. Zum anderen ist es immer spannend zu sehen wie der Ertrag ist, so bekommt man ein gewissen Gefühl für seine Anlage.

Den Wechselrichter kann man direkt ansurfen, da er eine interne Seite bereit stellt auf der man die Daten auslesen kann, weiter kann er automatisch seine Daten auf eine Webseite hochladen. Weiter zeigt er im Display alternierend die Werte an. Aber nur um mal eben schnell … eine meiner Lieblings (hass-)redewendungen… den Wechselrichter auszulesen ist mir das zu aufwendig. Zudem habe ich OpenHAB ja eh am Laufen, warum also sollte ich dies nicht nutzen?

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DS18B20 mit Openhab am Raspberry Pi: Von Bash zu Python

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Stand der Dinge:

Nachdem ich mittlerweile alles ziemlich gut im Griff hatte, gab es immer wieder Punkte, die mich gestört haben. Zum Beispiel hatte ich die Onewire (1-Wire)-Sensoren vom Typ DS18B20 immer über ein Shellscript aufgerufen. Der im Netz zu findende Aufruf ist im Prinzip immer ähnlich und es gibt nur feine Nuancen die sich ändern. Das „klassische“ Beispiel ist folgende onewire.sh:

#Temperatur des Sensors auslesen
INPUT=`cat /sys/bus/w1/devices/$1/w1_slave | tail -n1 | cut -d '=' -f2`
TEMP=`echo "scale=2; $INPUT / 1000" | bc`

#INPUT=$(cat "/sys/bus/w1/devices/$1/w1_slave" |tail -n1 |cut -d\"=\" -f2)
#TEMP=$(echo "scale=2; $INPUT / 1000" | bc)

# Wert ausgeben
echo $TEMP

Erläuterung des klassischen Skripts:

Dabei wird per CAT-Befehl die Datei aufgerufen, in der derDS18B20- Sensor seinen Temperaturwert ablegt. Um das Skript nicht für jeden Sensor neu auflegen zu müssen wird die Sensornummer über einen Aufrufparameter an das Skript übergeben. Da jeder Sensor sein eigenes Verzeichnis hat kann der Übergabeparameter (im Skript ‚$1‘) also einfach in den Pfad eingefügt werden, die Datei mit dem Gewünschten Inhalt ist die „w1_slave“. Mit dem „tail“ Befehl wird die letzte Zeile der Datei ausgewählt und mit „cut“ Befehl alles nach dem „=“ Zeichen Ausgeschnitten und an die Variable „Input“ übergeben. Im nächsten Schritt wird die Zahl mit „scale“ und „bc“ noch etwas zurechtgestutzt, weil sie mehrstellig ist, aber der tatsächliche °C-Wert erst durch die Division mit 1000 erzeugt wird. Mit dem Echo wird das Ergebnis letztendlich ausgegeben.

Was das Problem ist:

So weit so gut. Aber dieses Shellskript hat einen kleinen Haken: Auf vielen Installationen von Openhab, besonders auf dem Raspberry Pi oft anzutreffen, liefert dieses Skript kein Ergebnis! Warum das so ist, liegt an den Dateirechten, die man nach jedem Neustart von Openhab neu setzen müsste. Das wäre zwar mit einer Zeile Code geregelt, aber was wenn man das mal Vergisst? Oder man möchte einfach das System so einfach wie möglich halten ohne zu viele kleine Anpassungen und Skripte zu schreiben, die dann bei einer Neuinstallation neu gelernt und erinnert werden müssen?

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Textilairbrush mit Schablone Schritt-für-Schritt

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Textilairbrush: Mit eigener Schablone coole Motive auf’s Shirt bringen.. Step-by-Step

Level:
Anfänger
Zeitaufwand gesamt:
ca. 4 Stunden
Medien:
Createx Detail Sepia
Createx Detail Yellow
LiquitexInk Raw Umbra
Createx High-Performance Reducer
Createx Transparent Base
Untergrund: Baumwollstoff oder ähnliche Textilien

1. Als erstes sollte man sich für ein Textilairbrush eine geeignete Vorlage heraussuchen. Sie sollte zwar auch Details haben, aber möglichst aus einfachen geometrischen Formen bestehen. Ich habe folgendes Bild hier verwendet:

Löwenkopf Schablone
Löwenkopf Schablone

Die Grafik wird in der gewünschten Größe auf normales Papier gedruckt. Sie sollte einfarbig schwarz sein, da sie erst mal nur für die Erstellung der Schablone dient.

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Fruchtfliege unterm REM

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Die Tage habe ich schöne Aufnahmen unterm REM (Rasterelektronenmikroskop) von einer Fruchtfliege machen können. Hierfür habe ich eine Fliege „verwendet“, die schon von einer Fleischfressenden Pflanze („Fettkraut“) eingefangen wurde, es musste also kein Tier leiden 🙂

Die Fruchtfliege, auch Essigfliege genannt kommt im Haushalt sehr oft vor und wird vor allem von Kompost, Biomülltonnen, aber auch Obst angelockt. Der Name Fruchtfliege oder Essigfliege kommt daher, dass sie bevorzugt reifes und überreifes Obst anfliegt, das schon teilweise aus dem Fruchtzucker gebildeten  Alkohol, bzw. eine Oxidationsstufe weiter Essig gebildet hat.

Fruchtfliege unterm REM: Kopf der untersuchten Fliege

Kopf mit Fühler und Auge
…für’s REM eine Makroaufnahme…

Damit die Fruchtfliege untersucht werden konnte, habe ich sie auf eine Leitende Metallschicht präpariert, was an den strahlend weißen Partikeln zu sehen ist. Als erste Orientierung dient hier die „makroskopische“-Aufnahme des Kopfes.

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Überbackener „Feta“-Käse

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Überbackener „Feta“-Käse ist eine wunderbare Hauptmahlzeit. Auch wenn der Käse mittlerweile unter den verschiedensten Namen angeboten wird, weil Feta eigentlich nur die Schafsmilchvariante griechischer Art meint, schere ich das mal alles über einen Kamm. Es schmeckt hervorragend und ist sehr einfach selbst zu machen, die Vorbereitungszeit hält sich in Grenzen.

Die Zutaten:

• 2 Stück Weißer Weichkäse / Feta-Käse / „Hirten“-Käse zu je ca. 250g
• 1-2 milde bis scharfe Peperoni (grün)
• Paprika (rot, gelb, grün)
• 2-3 Knoblauchzehen
• Gewürze, vor allem Salz, Pfeffer, Kräutermischung italienisch oder provencial
• Öl (Färberdistel oder ähnliches)
• Cherry-, Herz-, Kirsch- oder ähnliche kleine Tomaten

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Access 2007: Arbeiten mit Konfigurationsdateien

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Konfigurationsdateien:

Einleitung

Wer schon mal in die Verlegenheit gekommen ist Einstellungen leicht änderbar (also auch für Laien, Nicht-Programmierer und Noops) zu sichern, ändern oder abrufbar zu machen, der weiß die Konfigurationsdateien, auch als INI-Dateien nach ihrer Dateiendung auf Microsoft Windows basierenden Betriebssystemen benannt,  zu schätzen.  Typischerweise werden solche Konfigurationsdateien bei Setup-Routinen, Sprachselektoren oder Benutzerdefinierten Einstellungen verwendet.

Aufbau von Konfigurationsdateien

Konfigurationsdateien bestehen aus normelem Text, man kann sie also mit jedem beliebigen Texteditor bearbeitet werden. Heute will ich ein Beispiel vorstellen, wie man bei Verwendung von Microsoft Access 2007  solche Dateien verwenden und komfortabel nutzen kann:

Eine Typische Konfigurationsdatei hat den folgenden Aufbau:

[Sektion]
Schlüssel = Irgendein Wert oder Text

[Sektion 2]
Schlüssel 2 = Noch ein Wert

[Kontaktperson]
Vorname = John
Nachname = Doe

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Raspberry Pi – Watchdog nutzen

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Watchdog auf dem Raspberry Pi

Was ist ein Watchdog?

Ein Watchdog ist ein Wachhund. Besser als die Übersetzung des Namens, kann man seine Aufgabe auch gar nicht beschreiben. Er passt auf und führt für vorgegebene Szenarien festgelegte Schritte aus. Somit ist er ähnlich wie ein Cronjob, der regelmäßig bestimmte Dinge prüft und Aktionen durchführt, wenn Bedingungen nicht erfüllt sind.

Wie richte ich einen Watchdog auf dem Raspberry Pi ein?

Hardwareseitig bringt der Raspberry Pi alles mit was man braucht, der Watchdog ist auf dem BCM2708 des Raspberry Pi schon verbaut. Dieser Chip – sofern er aktiviert ist, erkennt anhand von regelmäßigen Signalen des Watchdog Daemons, ob bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Ist das System überlastet, bleiben beispielsweise die Signale aus und der Chip bootet das System neu. Es kann aber auch die Temperatur oder ähnliches überwacht werden.

In diesem Beispiel werden wir einen einfachen Watchdog erstellen, der im Abstand von einer Minute checkt ob das System noch reagiert oder nicht.

sudo modprobe bcm2708_wdog
echo "bcm2708_wdog" | sudo tee -a /etc/modules
sudo apt-get install watchdog

Damit wird erstmal das Kernelmodul geladen um den Chip zu aktivieren, danach wird der deamon geladen. Diesen werden wir jetzt konfigurieren:

sudo nano /etc/watchdog.conf

Jetzt muss die Datei noch angepasst werden. Wir sehen im ersten Schritt zunächst, dass die Datei viele Einträge enthält, die mit einem Doppelkreuz (#) auskommentiert sind. Um den Wachhund in Zukunft „scharf“ zu schalten entfernen wir das Doppelkreuz vor folgenden beiden Einträgen und passen ggf. die Zeichen nach dem Gleichheitszeichen an:

watchdog-device        = /dev/watchdog
max-load-1             = 24

Mit watchdog-device wird das Watchdogziel angegeben, max-load-1 hat den Hintergrund, dass der Test im Zeitraum von 1 Minute durchgeführt wird. max-load-5 wären 5 Minuten.

Ist dieser Schritt abgeschlossen, kommen wir zum wichtigsten Schritt:

sudo /etc/init.d/watchdog restart

Jetzt wird das System automatisch neu gestartet wenn das System überlastet ist.

Eine ganz gute Übersicht findet man in den einschlägigen man-pages oder z.B. hier.

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Pfannkuchen …einfacher geht es nicht!

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Ich habe schon viel ausprobiert und auch schon ein Rezept für Pfannkuchen hier im Blog geschrieben. Wer nach „DER“ ursprünglichen Version einfachster aber absolut leckerer Pfannkuchen sucht wird jetzt auch fündig. Manchmal ist es nämlich wirklich schwer, einfach nur die Basisversion zu finden. 

Die Zutaten:

  • 3 Eier (Größe L)
  • 750 ml Milch
  • 1 Teelöffel Backpulver
  • 400g Mehl
  • 1 Prise Salz

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Klassisches Waffelrezept

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Waffelrezepte gibt es viele, aber das „klassische“ Waffelrezept ist mitunter schwer zu finden. Hier die altbewährte Variante, die es schon seit gefühlten 1000 Jahren gibt und immer noch herrlich schmeckt:

Die Zutaten:

• 500g Mehl (Typ 405)
• 200g Zucker
• 180g Butter
• 70 Färberdistelöl
• 500-600ml frische Vollmilch 3,5% (je nach Konsistenz)
• 5 Eier
• 1 Prise Salz
• 1/2 Päckchen Backpulver
• 1 Päckchen Vanillezucker

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Macht's gut und danke für den Fisch! (Douglas Adams)