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Sonntag, 3. April 2022

OmniCharge-Batterie mit Goal Zero Boulder Solarpanels laden

Kürzlich habe ich ein gebrauchtes Solarpanel Goal Zero Boulder 50W erstanden.

Leider verfügt das Panel über einen exotischen Gleichstrom-Hohlstecker („DC Out“), welcher der Hersteller mit einer Dimension von 8mm angibt.

Vermutlich handelt es sich beim Stecker aber um das noch etwas geläufigere 7.9mm–5.5mm Mass.

Wie schliesse ich das Panel nun an eine der folgenden Batterien an, welche allesamt über einen 5.5mm–2.1mm Anschluss verfügen?

Ich benötige einen Adapter, und zwar ähnlich wie auf diesem Symbolbild (anstelle 2.5mm sollten es 2.1mm sein):

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Quelle: Ubuy

So einen Adapter aufzutreiben war gar nicht so leicht, aber schlussendlich habe ich es geschafft. Gestern traf die Aliexpress-Lieferung aus China ein:

1x DC Power 7,9×5,5mm Buchse Auf 5,5×2,5mm Stecker Adapter Stecker Kabel für Lenovo IBM Laptop 12cm des UpperFu OfficialFlagship Store.

Temporärer Workaround

Das Panel hatte ich aber schon eine Weile an der Batterie angeschlossen, weil ich mir mittels Amazon eine Bastellösung besorgt hatte.

Während der Recherche realisierte ich, dass die alten, runden Lenovo-Netzteile einen Hohlstecker mit 7.9mm Durchmesser verwenden.

Dann die Lösung: Es gibt Lieferanten, die Adapter vom veralteten runden Lenovo-Stecker auf den neuen eckigen Stecker anbieten: NEUE DAWN Laptop Tipps Konverter-Adapter-Netzkabel von 7.9mm rund auf eckig für Lenovo ThinkPad X1 Carbon Ideapad Yoga11 13,2Pro Flex 14 15 Helix X240 IBM IdeaPad Flex14 Flex15 / 5 Stücke Kabel. Für mich war in diesem Fall einzig wichtig, dass der Stecker über eine weibliche 7.9mm-Seite verfügte.

Gleichzeitig kaufte ich mir auch noch einen Adapter, in welchen man Plus- und Minuspol-Drähte einführen kann: AKYGA AK-SC-16 DC Stecker 5.5 * 2.1 mm für CCTV Kamera Video

Nach der Lieferung musste einer der fünf Lenovo-Adapter daran glauben — ich schnitt ihm die eckige Seite weg, zog die Litzen aus der Plasticummantelung des Kabels, und führte sie in den Adapter ein. Bingo! Dabei stellte ich mit einem Stromprüfgerät sicher, dass ich das richtige Kabel mit dem richtigen Plus-/Minus-Eingang verknüpfte:

Sonstige Alternativen:

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Dienstag, 22. März 2022

Energiewende: It’s simple Math: Mein persönlicher Lackmustest

Ich bin nicht nur nicht vor Rechenfehlern gefeit, sondern vielleicht mache ich auch Überlegungsfehler. Bitte benutzt die Kommentarfunktion, um mich auf Probleme hinzuweisen.

Ich habe grundsätzlich nichts gegen die Energiewende, doch muss allen Betroffenen klarer Wein über die Vor- und Nachteile eingeschenkt werden. Die Grenzen der Technologien müssen aufgezeigt werden, und Zukunftsprognosen sowie Wunschdenken (Prinzip Hoffnung) müssen klar getrennt werden von dem, was heute machbar ist.

Und ich behaupte hier, dass Energiewendler allzuoft die Realität schönreden, und ich unterstelle ihnen, dass sie das (mehrheitlich) bewusst tun — das heisst sie lügen.

Mein Anwendungszweck

Wieso ich den Apologeten der Energiewende bis heute nicht traue? Ich habe meinen eigenen, persönlichen Lackmustest, der mir die (heutigen) Grenze erneuerbarer Energie (fast) tagtäglich aufzeigt. Ja, es ist ein n=1 Erfahrungswert, aber für mich reicht dieser aus, um hier zu polemisieren.

Mein Setup: Ich betreibe einen Raspberry Pi (RPi) 3B, um ADS-B Signale einzufangen. Hierzu habe ich Pi24 heruntergeladen und auf die SD-Card installiert, sowie einen RTL-SDR USB-Receiver gekauft, an welchem eine empfangsstarke ADS-B Antenne hängt.

Die Antenne muss im Freien stehen, um die Signale aus möglichst allen Himmelsrichtungen empfangen zu können. Deshalb ist sie bei uns auf unserer Terrasse platziert. Den RPi möchte ich in der Nähe, sprich ein paar Meter von der Antenne entfernt, betreiben. Die Kommunikation mit dem Internet erfolgt per WLAN. Explizit möchte ich weder Strom- noch Antennenkabel in die Wohnung ziehen (Stichwort: Kältebrücke).

Der Stromverbrauch

Der RPi benötigt ungefähr 5 bis 5.5 Watt (USB, d.h. ca. 5V mit ca. 1A). Ein lächerlich geringer Stromverbrauch, könnte man meinen (ein Zwölftel der Leistung einer 60W Glühbirne aus meiner Jugend). Aber das alleine scheint es schon in sich zu haben.

Um den RPi einen Tag lang zu betreiben, benötige ich somit 5 × 24 = 120 Watt-Stunden (Wh).

Mein grünes Vorhaben

Seit Jahren träume ich davon, den RPi rund um die Uhr autonom, d.h. ohne Anschluss an das Stromnetz, zu betreiben. Die Lösung dazu liegt auf der Hand: Ein Solarpanel lädt eine Batterie, an deren USB-Anschluss hängt der RPi. Den Tag hindurch lädt die Batterie auf, in der Nacht gibt sie ihre erneuerbar generierte Stromladung ab.

Meine grüne (?) Ausrüstung

Mittlerweile bin ich dafür bei folgender Ausrüstung angekommen:

Nebenbemerkung: Man sieht es dem Titel an — wie „grün“ dieser Fuhrpark hergestellt wurde, lasse ich mal in den Raum gestellt. Sowohl das Panel als auch die Batterie wurden in China hergestellt, und danach vermutlich mit einem dieselbetriebenen Containerfrachter (Euro 0 Norm?) um die halbe Welt geschippt. Auch die lockeren Umweltvorschriften in China muss man sich hier in Erinnerung rufen. Panel und Batterieproduktion führen meines Wissens zu toxischen, umweltschädlichen Nebenprodukten. Die CO2-Bilanz dieser Produkte ist höchstwahrscheinlich fürchterlich, wie auch die lokale Umweltverschmutzungsbilanz.

Kosten-Nutzen

Insgesamt habe ich also fast 400 CHF ausgegeben, um ein Gerät rund um die Uhr mit ca. 5 Watt zu versorgen. Das sind im Jahr 5 × 8760 = 43800 Wh oder 43.8 kWh. Bei unserem Stromanbieter kostet die „dreckigste“ Kilowattstunde 22.40 Rappen (Quelle), das heisst der Stromkabelbetrieb der Installation würde mich 9.80 CHF/Jahr kosten. Damit ich mit der Solaranlage gemäss heutigen Zahlen den „break even“ erreichen würde, müsste ich diese 40.8 Jahre lang betreiben. Wetten, dass weder das Panel noch die Batterie so lange halten werden?

Unter uns: Irr. Aber die Spielerei macht es dennoch interessant.

Soviel zur reinen Kosten-Nutzen-Berechnung.

Technische Machbarkeit

Aber: Funktioniert die Lösung nun aber auch wirklich so, wie ich es mir vorstelle?

Vereinfachen wir die Situation zuerst ein wenig, damit sie einfacher fassbar wird: Wenn wir davon ausgehen würden, dass die Sonne 12 Stunden am Tag scheint, und ich mit dem Panel zu jeder Sekunde die angegebene Maximalleistung rausquetschen kann, dann reicht ein 5W Solarpanel nicht. Denn damit ist nur gerade der aktuelle Verbrauch gedeckt. Ich benötige also mindestens ein 10W Panel, welches während 12 Sonnenscheinstunden 5W an den RPi abgibt, und gleichzeitig die restlichen 5W in eine Batterie speichert. Wenn die Sonne während den restlichen 12 Stunden nicht mehr scheint, entleert sich die Batterie komplett.

Leider strotzt das Szenario vor einigen Denkfehlern: Wir müssen uns bewusst sein, dass Solarenergie (in unseren Breitengraden) vereinfacht gesagt zwei Gaussschen Glockenkurven folgt. Einerseits in der Mikro-Sicht, das heisst dem Tagesablauf. Mit einer Spitze beim höchsten Sonnenstand, vereinfacht gesagt um 12 Uhr mittags. Andererseits in der Makro-Sicht, das heisst im Jahresverlauf. Mit einer ähnlichen Spitze im Sommer.

Weatherspark hat für Orte eine Sektion „Solar Energy“, wo aufgezeigt wird, wie stark der Sonneneinfall pro Quadratmeter über das Jahr hindurch variiert (die Makro-Sicht).

Nebenbemerkung: Für Laupen (Neuenegg ist nicht auswählbar) beträgt der Unterschied zwischen dem tiefsten und höchsten Punkt fast Faktor 6. Ich deute das so, dass ich mein Panel mit der Zielleistung um diesen Faktor multiplizieren muss, um auch im Winter ausreichend Strom zu produzieren.

Weiter: Das Panel liefert am höchsten Sonnenstand und in perfekter Position vielleicht die gewünschten 10 Watt, aber eben nur gerade dann. Die Sonne scheint hier in Neuenegg nicht das ganze Jahr hindurch 12 Stunden pro Tag. Und ja, allzuoft haben wir keinen blauen, wolkenlosen Himmel, was die Leistung des Panels zusätzlich schmälert. Zudem hat mir ein Bekannter kürzlich mitgeteilt, dass es ein Irrglaube sei, dass die Panels im Sommer die höchste Leistung bringen — denn die Leistung von Solarpanels wird durch die Sommerhitze geschmälert. Wieder etwas gelernt.

Ich benötige also ein deutlich grösseres Panel, und eine deutlich grössere Batterie als eine mit 5 × 12 = 60 Wh.

Zu prüfende Hypothese

Ich habe derzeit kein Vertrauen, dass selbst die 400 CHF-Anlage im Winter mit den kurzen, nicht immer sonnigen Tagen durchgehend Strom liefern wird: Im Winter 2021/22 (Dezember bis und mit Februar) registrierte Bern 300 Sonnenstunden auf insgesamt 90 × 24 = 2160 Stunden (Quelle). Das heisst ich kann nur während 14 Prozent der Zeit mit Sonne rechnen, und in dieser Zeit muss die Batterie so weit wie möglich gefüllt werden.

Und selbst im Sommer befürchte ich reichen auch ein, zwei sonnenarme Tage, um meinen RPi wieder zurück an die Steckdose zu bringen.

Der Erfahrungsbericht folgt über das restliche Jahr verteilt.

Was hat das mit der Energiewende zu tun?

Das Problem im Kleinen lässt sich auf das Problem im Grossen übertragen: Wir können noch so viel Photovoltaik auf unsere Dächer pappen — in der Nacht und im Winter brauchen wir eine Energiequelle, die unabhängig von der Sonne Strom liefert. Sprich entweder Kraftwerke (mein Favorit: Kernkraftwerke), die egal ob Sonne oder Dunkelheit, egal ob bei Sturm oder Windstille, zuverlässig Strom liefern. Oder aber wir haben nicht nur irgendwo gigantische Batterien rumstehen, sondern sie müssen auch gefüllt sein, damit wir sie anzapfen und unseren Stromengpass überbrücken können. Korrekt: Staumauern! Im Sommer nutzen wir Solarenergie, um das Wasser hochzupumpen, im Winter verbrauchen wir das Wasser dann, indem wir es ins Tal fliessen lassen, Generatoren antreiben und den damit produzierten Strom in das Stromnetz einspeisen. Für die Überbrückung der Nacht ist das aber nicht praktikabel, oder?

Wenn ich doch auch nur das Äquivalent einer Staumauer auf meiner Terrasse installieren könnte …

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Montag, 5. April 2021

Mit upower den Batteriestatus von Linux-Laptops überwachen und aufzeichnen

upower ist ein sehr nützliches Kommandozeilen-Tool, wenn man sich für den Batteriestatus seiner Linux-Laptops interessiert (Linux-Server meiner Wahl: Lenovo Thinkpads).

Ich verwende es auf zwei Arten (Anleitung zum Schnellstart):

  • Alarm wenn auf Batteriebetrieb geschaltet wird Ein cron-Script schreibt den Status der Batterie alle fünf Minuten in eine Datei. Die Datei wird von monit überwacht. Wenn das Gerät (1) auf Batteriebetrieb schaltet (wegen Stromausfall, oder weil das Stromkabel ausgezogen wurde) und (2) die Ladung der Batterie unter einen vordefinierten Grenzwert sinkt (aktuell: weniger als 80 Prozent), erhalte ich von monit regelmässig eine Meldung per Email. In einem Fall konnte ich so aus der Ferne zuschauen wie die Batterieladung kontinuierlich abnahm, bis dass Gerät offline ging.
  • Aufzeichnung mit cacti Die von upower ausgegebenen Vitaldaten speise ich in cacti ein, um den Verlauf der Vitaldaten darstellen zu können. Was ich derzeit aufzeichne: Verbleibende Maximalkapazität der Batterie in Prozent der Design Capacity, Ladung Batterie in Prozent, Ladung der Batterie in Wh, Ausgangsspannung, Ausgangsleistung („Draw“).

Problem

Der Parameter energy-rate (Dokumentation) …

Amount of energy being drained from the source, measured in W. If positive, the source is being discharged, if negative it’s being charged.

… enthält bei einigen Laptops plausible Werte …

...
# OPENVPN 1
energy-rate:         4.761 W
...
# OPENVPN 2
energy-rate:         3.298 W
...
# ELK (Elasticsearch Lucene Kibana)
energy-rate:         21.288 W
...

… bei anderen Laptops nicht:

...
# Web-Server
energy-rate:         0.00409639 W
...

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Mittwoch, 14. Oktober 2020

iPhone ist „Offline“ und kann in Instruments nicht für ein Profiling Template ausgesucht werden

Kürzlich plagte mich die Vermutung, dass ein oder mehrere (Hintergrund-)Prozesse auf meinem iPhone markant viel Leistung verbrauchen.

Ich machte mich auf die Suche nach Debug-Lösungen und wurde auf Apple Instruments aufmerksam, ein Tool, welches mit Apple xCode mitgeliefert wird.

Doch leider war es mir nicht möglich, das iPhone auszuwählen:

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Ich habe dann rasch aufgegeben, denn das Problem scheint bisher nicht mehr aufgetreten zu sein.

Doch heute nun habe ich eine mögliche Lösung gefunden: iOS App Wireless Profiling with Instruments: iPhone Always Offline.

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Montag, 28. September 2020

Mit coconutBattery unter macOS die Batterie von iPhone und iPad überprüfen

Seit längerem besitze ich eine Plus-Lizenz von coconutBattery. Dieses nützliche Tool zeigt die Batterie-Eigenschaften von iPhones und iPads an, die mit dem Mac verbunden sind.

Hier der Screenshot meines mittlerweile verkauften iPads:

image-9362

Relevant sind folgende Attribute:

  • Manufacture date: An welchem Datum das Gerät hergestellt wurde
  • Design capacity: Die maximale Kapazität der Batterie, als das iPad vom Förderband lief
  • Full Charge Capacity: Die mittlerweile noch verbleibende maximale Kapazität der Batterie. Mit dem Gebrauch und jedem Ladezyklus sinkt die Kapazität; der Wert hier kann höchstens gleich der Design capacity sein, in den allermeisten Fällen wird der Wert aber unter der Design Capacity liegen
  • Unterhalb Design capacity (in Prozent): Die noch verbleibende maximale Kapazität im Verhältnis zur Design Capacity. Oder umgekehrt (wenn von 100 subtrahiert): Wie viele Prozent Kapazität die Batterie verloren hat, seit sie vom Förderband lief
  • Cycle Count: Wie viele Male die Batterie vollständig aufgeladen worden ist

Hier die Werte des (gebrauchten) iPads, welches ich als Ersatz für das oben abgebildete iPad Pro gekauft habe:

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Wer also auf Tutti oder Ricardo nicht die Katze im Sack kaufen will, fragt den Anbieter an, einen solchen Screenshot zu posten. Dieser beantwortet alle offenen (Batterie-)Fragen.

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Montag, 15. Oktober 2018

Apple wiegelt Reparaturanfragen ab

Zufall oder Programm? Aus eigener Erfahrung kann ich sagen: In diesem Jahr war ich bereits zwei Mal mit zwei unterschiedlichen iPhone SE im Apple Store Zürich, um deren Batterien zu tauschen. Beide Male lief ich unverrichteter Dinge wieder aus dem Laden, weil mich die Angestellten abgewiegelt haben. Einmal konnte die Apple Diagnostiksoftware keine Probleme mit dem Akku feststellen, ein ander Mal führte die Verkäuferin die unregelmässigen Abstürze des iPhones nicht auf eine defekte Batterie zurück.

Ich befürchte es ist ein sehr, sehr schmaler Grat zwischen dem Hersteller Geld sparen und den Kunden davon abhalten, unnütze Reparaturen durchführen zu lassen (resp. solche, die das eigentliche Problem nicht adressieren).

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Sonntag, 25. Oktober 2015

Batterie des Funkschlüssels eines Toyota Yaris 1.3 Terra (2003, 1TA247) austauschen

Stephanie hat sich kürzlich darüber beschwert, dass der Funkschlüssel unseres Toyota Yaris nicht mehr zuverlässig funktioniert.

Meine Vermutung war sofort, dass die im Schlüssel verbaute Batterie wohl das Ende seiner Kapazität erreicht hat. Nach einer Google-Suche fand ich einen Beitrag in einem Toyota-Forum, welcher bebildert zeigt, wie man einen Funkschlüssel öffnet und die Batterie austauscht.

Da wir gerade auf Samstagseinkauf unterwegs waren, suchte ich den nächstgelegenen Interdiscount auf und kaufte mir eine wie im Forumsbeitrag gezeigte Batterie CR1616. Die falsche Wahl, wie sich bald herausstellen sollte.

Heute nahm ich den Schlüssel vom Typ Valeo 736716-A auseinander. Als erstes muss man die Schraube des schwarzen Plasticgehäuses lösen, worauf sich dieses auseinandernehmen lässt. Ins Gehäuse als eigenständige Komponente „eingelegt“ ist der Funksender mitsamt den Knöpfen (LOCK/UNLOCK). Der Sender kann ohne grossen Aufwand aus dem Gehäuse herausgelöst werden.

Den Sender zu öffnen, um an die Batterie zu gelangen, gestaltete sich aber schwieriger als erwartet. Schlussendlich hatte ich mit einem „Spudger Pry“ aus dem kürzlich erstandenen NewerTech iPhone Werkezug Kit Erfolg: Auf einer Seite der Funkkomponente gibt es eine Einbuchtung, welche es erlaubt, den Spudger zwischen den klarsichtigen und schwarzen Teil des Senders zu quetschen. Anschliessend fährt man der Spalte entlang um die ganze Komponente, bis sich die schwarze Unterseite mit einigen Hebelbewegungen lösen lässt.

Valeo 736716-A
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Nun hat man Zugriff auf die eingelegte Batterie. Wie auf dem Gehäuse beschrieben fährt man mit einem dünnen Gegenstand unter die Batterie und hebelt sie so heraus. Doch oh Schreck: Für diesen Schlüssel benötigt man nicht etwa eine CR1616, sondern eine CR2016 mit grösserem Durchmesser (ich gehe davon aus, dass 20 für 20 Millimeter Durchmesser und 16 für 1.6 Millimeter Höhe steht).

In meinem Batterie-Arsenal fehlte eine solche Batteriegrösse selbstverständlich. Mit Gut zureden schaffte ich es aber, eine CR2025 in das Gehäuse zu quetschen. Da diese Batterie auch eine Spannung von 3V liefert dachte ich mir, dass es damit auch klappen sollte.

Nachdem ich den Schlüssel wieder zusammengebaut hatte, bestätigte sich meine Vermutung: Vom Fenster unseres Bürozimmers aus mit ungefähr 10 Meter Luftdistanz liess sich das Auto zuverlässig per Funk öffnen und schliessen.

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