Versuch: Regenmesserheizung ohne Netzanschluß

So, jetzt habe ich auch eine: eine Regenmesserheizung.
Das Problem in meinem Fall: weit und breit kein Netzanschluß - auch nachträgliche Kabelverlegung (z.B. im Erdreich) geht nicht.

Daher habe ich mich für einen Akkubetrieb entschieden.
Die Akkus sind bereits vorhanden (Gartenbeleuchtung über Solartechnik). Im Winter sitzt man selten im Garten, also lag es nahe die Akkus für andere Sachen einzusetzen.
Nun speißt ein 12V/60Ah-Akku die Heizung für meinen Regenmesser.
Die Heizung besteht (wie bei den meisten) aus Halogenlampen. Im Moment sind sie ohne weitere Elektronik direkt an den Akku angeschlossen (=Dauerbetrieb). Das ändert sich am WE - wollte aber den jetzigen Schneefall für "erste Erkenntnisse" nutzen.
Den Stromverbrauch habe ich mit 0,67 A gemessen (eigentlich hatte ich bei 4x5-W-Lampen um 1,7 A berechnet, aber wenn es weniger ist und alles funktioniert - um so besser). Somit reicht der Akku theoretisch für ca. 3 Tage (ohne Nachladen und bei einer temperaturbedingten verringerten Kapazität von etwa 80%). Obwohl die Akkus einen eingebauten Tiefenentladungsschutz haben, werde ich eine Überwachung für eine zu geringe Spannung einbauen. Den Akku habe ich in einer Transportbox untergebracht, welche mit Styrodur ausgekleidet ist. Das soll vor tiefen Aussentemperatur schützen - ob es klaptt wird sich zeigen ...
Ich habe vor die Trichteraussenwände zu isolieren und erhoffe mir davon, dass ich die Heizleistung reduzieren kann.

Am WE werde ich die Arbeiten abschließen und auch ein paar Bilder machen.

Interessante Sache. Bin gespannt ob es so funktioniert wie es soll. Ich Drück Dir aber die Daumen !

Heute Nacht hat es funktioniert
*freuwieeinkindzuweihnachten*
Werde nach 24 Betriebsstunden mal die Leerlaufspannung messen ...

So die ersten 24 Stunden sind um.
Da mir das mit dem Stromwert keine Ruhe gelassen hat, habe ich direkt am Versuchsaufbau nochmal nachgemessen und siehe da es sind die berechneten 1,7 A. Also haben mich meine Physikkenntnisse doch nicht im Stich gelassen (nur meine Kenntnisse der Messtechnik ).
Die Spannung ist nach 24 Stunden auf 11,4 V gesunken. Somit dürfte ich mit meiner Annahme der Kapazitätsreduzierung ziemlich richtig liegen.
Jetzt fahre ich die Heizung mit halber Leistung (10W) und nicht isoliertem Trichter. Bin mal auf das Ergebnis gespannt ...

Bernhard:
Danke für den Tipp.
Die Heizung soll über einen Regensensor ein- bzw. ausgeschaltet werden.
Der Akku wird nur bei wahrscheinlich auftretenden Schneefall angeschlossen. Den Rest der Zeit verbringt das gute Stück am Laderegler.
Je nach dem wie die Versuchsergebnisse ausfallen, werde ich vielleicht einen temperaturabhängigen Schalter zur Steuerung der Heizung verwenden.

Zitat von Bernhard

Du kannst die Sache ja mal testen

Würde ich gerne - im Moment kommt aber alles andere von oben, nur kein trockener Schnee

WE ist fast rum und es hat sich wieder etwas getan:
10 W bei (nicht isoliertem Trichter) haben auch gereicht. Als es am Samstag heftig anfing zu schneien, war die verringerte Heizleistung aber deutlich sichtbar. Der Schnee wurde nicht sofort getaut und hat sich angesammelt. Dank Dauerbetrieb wurde aber dennoch alles getaut. Stellt sich die Frage, ob es mit dem Regensensor zeitlich auch noch reicht (angesammelten Schnee zeitverzögert zu schmelzen).

Der Regensensor wurde angeschlossen und in Betrieb genommen. Dabei ist mir aufgefallen, dass er bei leichtem "Geflöckel" nicht eingeschaltet hat. Muss ich mal weiter beobachten.
Der Trichter wurde mit Kork (2mm stark) doppelt ausgekleidet (Gesamtstärke: 4mm). Das habe ich gemacht, um die Stöße zu überdecken (ein Stoß in Nordrichtung, ein Stoß in Südrichtung). Zusätzlich habe ich die Innenseite des Korks mit Folie (Rettungsfolie eines abgelaufenen Erste-Hilfe-Kastens) bespannt. Hauptsächlich deswegen, da Kork auf Kork schlecht gleitet und sich somit der Einbau leichter gestaltet. Auch die zweite Korkschicht (also zum inneren hin) bekam eine Folienschicht (silberne Seite nach Innen). Ob es mehr bringt, weiß ich nicht. Aber ich hatte die Schablone und war eh gerade dabei ...
(Falls Interesse an der Schablone besteht, kann ich ja ein bemaßtes Bild einstellen.)

Mit der Reduzierung der Heizleitung habe ich ein kleines Problem: es gibt keine 2,5-W-Lampen . Vielleicht funktionieren die Lampen auch, wenn ich sie in Reihe schalte. Nach meinen Physikkenntnissen müsste sich die Spannung an der einzelnen Lampe halbieren und somit auch die Leistung, da der Stromverbrauch ja gleich bleibt, oder mache ich da einen Denkfehler?
Eine andere Möglichkeit der Reduzierung, wäre das Ein-/Ausschalten über eine Temperaturmessung im Inneren des Trichters (in Anlehung von Bernhards Vorschlag). Diese Schaltung würde aber wieder Strom brauchen und könnte bei "ungünstigen" Schaltzeitpunkten (im Zusammenhang mit Regensensor) dazu führen, dass Schnee nicht mehr getaut wird. Aus diesen Gründen favorisiere ich die erste Variante.

Bei den Akkus habe ich ein hausgemachtes Problem:
Die Ladestation befindet sich im Gartenhaus, welches nur eine Innentemperatur von ca. 5°C hat. Die elektrische Aufladung ist dabei nicht das Problem (der Laferegler erkennt die Temp. und kompensiert), sondern eher die "thermische" Aufladung. Obwohl gut eingepackt, wird der Akku im Garten logischerweise kalt (gemessene Oberflächentemperatur: 5,7°C nach 24 Stunden und Außentemperaturen um -3°C). Im kalten Gartenhaus wird er sich bei den genannten Bedingungen kaum "aufwärmen". Ich hoffe darauf, dass sich eine messbare Erwärmung während des Ladevorgangs einstellt und somit der Akku zumindest in den Bereich von ca. 15°C kommt. Mal schauen ...

Heute war zum Teil heftiger Schneefall mit ordentlich Wind. Der Regensensor hat nicht reagiert. Zuerst dachte ich, dass der Wind die Schneeflocken vom Sensor geweht hat. Als ich nach Hause kam, sah ich aber ein schönes Schneehäubchen auf dem Sensor. EIn kurzes antippen mit nassem Finger hat dann ausgelöst -> Sensor arbeitet korrekt.
Vielleicht habe ich ihn zu steil montiert - werde den Winkel mal abändern. Morgen soll es nochmal Schnee geben, wenn er dann ebenfalls nicht auslöst, werde ich den Fertigregensensor gegen den anderen austauschen. Dort kann man die Heizung auf Dauerbetrieb schalten, was beim Fertiggerät nicht geht, da es komplett vergossen ist.
Oder kennt jemand einen Trick, wie man die Masse (sieht wie Silicon aus) wieder rausbekommt?

Zitat von Olivier

Oder kennt jemand einen Trick, wie man die Masse (sieht wie Silicon aus) wieder rausbekommt?

Also soweit ich das weiß müsste das irgend ein Kunstharz sein. Ich glaube nicht das man das ohne Beschädigung raus bekommt.
Der Winkel ist in der Tat sehr wichtig. Ich hatte meinen am Anfang auch ein wenig zu steil montiert. Dachte das so das Wasser besser ablaufen kann, aber dann hat der Sensor nicht immer eingeschaltet.
Habe nun den Sensor fast Waagerecht mit einer leichten Neigung nach vorne und siehe da er funktioniert viel besser.
Was mir auch schon aufgefallen ist das sich mit der Zeit ein Fettfilm auf den Kontakten bilden kann, was dann die Funktion beeinträchtigt. (Sensor löst nicht immer aus)
Von Zeit zu Zeit ein wenig Wasser und ein Baumwolltuch helfen da Wunder.

Ansonsten bin ich mit meinem Sensor sehr zufrieden. Auch jetzt bei Schneefall hat er ausgelöst.

Zitat von Wetterstation Lorch

...
Habe nun den Sensor fast Waagerecht mit einer leichten Neigung nach vorne und siehe da er funktioniert viel besser.

Ok, habe ich gerade gemacht. Die Neigung dürfte jetzt gerdae mal 5-10° betragen.

EDIT:
Im Moment fällt leichter Schneegriesel und der Sensor hat geschaltet.
Also streiche Vorgabe ca. 45° Neigung der Bedienungsanleitung und setze ca. 5° Neigung
@ Andi:
Danke für den Tipp

Regensensor hat wieder nicht ausgelöst - weder gestern mit schönen dicken Schneeflocken noch heute mit Pulverschnee
Werde das Fertiggerät austauschen und den Aufbau des Systems abändern. Schade, dadurch wird der Stromverbrauch im Ruhezustand mindestens um den Faktor 10 erhöht.
Vielleicht sollte ich etwas Salz auf den Sensor streuen - ach, geht ja nicht: das Salz ist ausgegangen

Zitat von Olivier

Regensensor hat wieder nicht ausgelöst - weder gestern mit schönen dicken Schneeflocken noch heute mit Pulverschnee

Hat sich auf der Sensorfläche vielleicht ein Fettfilm oder dergleichen gebildet?

@Andi:
Hatte den Sensor vorsorglich gereinigt. Da man Fett mit Wasser alleine nicht wegbekommt, habe ich Sprititus-Glasreiniger verwendet und mit Wasser nachgewischt.

@Manfred:
Hey, es hat funktioniert. Habe den Pfeffer verstreut und musste dann niesen - der Sensor ist sofort angesprungen
*duckundweg*

Hallo Oliver,

da bei Dir der Sensor ja ab und zu nicht richtig auslöst hab ich mir nochmals Gedanken darüber gemacht.
Dann ist mir was eingefallen!

Ich betreibe den Sensor an einer Spannung von rund 14 / 15 Volt.
Zwar steht auf den Gerät 12 Volt, aber diese 2 - 3 Volt mehr machen dem Sensor nichts aus. (Es gehen sogar 18 Volt aber das war nur ein Test von mir)

Da Du ja alles an einem Akku hängen hast der maximal 12 Volt bringt, bei Belastung sicherlich etwas weniger, habe ich mein System auch mal nur auf 12 Volt (genauer 11,8 Volt) eingestellt.
Und siehe da der Sensor schaltet in der Tat nicht immer zuverlässig ein.

Ich kann mir das nur so erklären das sich die Spannung schwer tut, den Bereich zwischen zwei Linien zu überbrücken, wenn etwas zu wenig Feuchtigkeit vorhanden ist.
Bei einer etwas höheren Spannung haben es die Elektronen wohl etwas leichter den richtigen Weg zu finden

Vielleicht ist das der Grund warum es bei dir im Grenzbereich ab und zu nicht richtig funktioniert. Kaputt ist er sicherlich nicht, da er ja reagiert wenn die Voraussetzungen ausreichen.

Zitat von Wetterstation Lorch

...Vielleicht ist das der Grund warum es bei dir im Grenzbereich ab und zu nicht richtig funktioniert. Kaputt ist er sicherlich nicht, da er ja reagiert wenn die Voraussetzungen ausreichen...

Genau genommen wird der Sensor außerhalb des Arbeitsbereichs verwendet. Laut Beschreibung erfasst der Sensor "Regen und nassen Schnee".
Das mit der Spannung hört sich plausibel an. Aber ein Solarakku bringt leider höchstens eine Spannung von 12,5 -12,8 V. Also muss der Schnee getaut werden, damit der Niederschlag erfasst wird.

Nachtrag:
Die 10-W-Heizung (=2 x5-W-Lampen, diagonal angeordnet) hat zusammen mit der Isolierung des Trichters einwandfrei ihren Dienst verrichtet. Der Akku hat zuläßt vier Tage durchgehalten, wobei es nicht durchgehend geschneit hat. (Nach den vier Tagen hat der Schneefall aufgehört).
Beim letzten Schneefall hat der Regensensor wieder ausgelöst. Unterschied zum vorherigen Schneefall: der Akku war voll geladen (im Leerlauf über 13 V). Demnach wäre wirklich die Höhe der Akkuspannung das Problem.
Da ich keine andere Lösung sehe, werde ich den Regensensor austauschen und den neuen über eine Temperaturschaltung aktivieren/deaktivieren.

Neuer Winter - neuer Versuch:
Beim Schneefall von gestern hat der Sensor wieder nicht ausgelöst und das bei vollem Akku. Also gleich mal den neuen "alten" Regensensor bei CONRAD bestellt. Bei diesem kann man nicht nur die Heizung manuell zu-/abschalten, sondern man kann auch die Empfindlichkeit einstellen (der Sensor soll sogar bei Nebel ansprechen).

Der Aufbau wird ebenfalls geändert:
Wie bei Bernhard, soll die Trichtertemperatur gemessen werden.
Temp. < 3°C: Heizung des Regenmessers wird eingeschaltet
Temp. > 6°C: Heizung des Regenmessers wird ausgeschaltet

Der Strombedarf liegt dann bei max. 1,87 A (entspricht einer Laufzeit von ca. 32 Stunden)
und min. bei 0,2 A (entspricht einer Laufzeit von ca. 300 Stunden)

Nachdem der Akku mit der alten Schaltung das letzte Mal vier Tage durchgehalten hat, erhoffe ich mir eine Steigerung von min. 50% - sprich sechs Tage Laufzeit.
Wie sich die Selbstentladung dabei bemerkbar macht, wird sich zeigen ...