Akkustand

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wie kann man eigentlich den Akkustand vernünftig rausfinden?

im Grunde funktioniert dass ja über die Spannung, umso leerer der Akku desto niedriger die Spannung
(wobei die auch bei höherer Belastung niedriger ist, muss man halt neu kalibrieren wenn sich der Verbrauch ändert)

ich hab mir eine Anzeige gebaut die mir sagt wenn der Akku halb leer ist
(das geht ganz einfach mit nem Operationsverstärker und nem Festspannungsregler)

aber was wenn ich beispielweise 8 Stufen will?
muss ich dann wirklich 8 OPs benutzen oder gibts da ne einfachere Möglichkeit?


allgemein: gibts irgendeine einfache Möglichkeit eine Spannung mit einem Mikrocontroller ungefähr zu bestimmen?


ich dachte eigentlich so ein Thema gabs schonmal, ich kanns aber nicht mehr finden,
der Link würde also auch weiterhelfen

[BASTIUniversal]

Hallo!
Ich glaub hier im Forum gibt's schon einige Beiträge zu diesem Thema!

Wenn du ohne µC arbeiten willst, dann schau dir mal den LM3914 an...mit dem kann man eine LED-Anzeige realisieren.

Mit nem Controller geht die Digitalisierung von Spannungen ganz einfach mit einem Analog-Digital-Converter oder Wandler. Ist in beinahe jedem AVR integriert. Der A/D-Wandler hat 10 Bit, also wird die Spannung in 1024 Stufen gegliedert.

MfG

[scales]

also am Ende soll ein Mikrocontroller den Wert bekommen,
allerdings hat der keinen A/D-Wandler (ich benutz einen 8051er)

bei Reichelt kann ich nur einen A/D-Wandler finden, den MAX 517,
ist der für sowas geeignet?

[BASTIUniversal]

Hi!
Tja...der MAX517 ist gar kein A/D-Wandler...das ist ein D/A-Wandler! Der macht genau das gegenteil, digitaler Wert rein und analoger Wert raus.

Mit welcher Schnittstelle willst du denn arbeiten? Parallels Interface, SPI, I²C, SSI, 1-Wire...!?

Parallel wäre z.B. der ADC 0804 CN bei Reichelt, den ADC 7822 UB wollte ich demnächst benutzen...der hat meines Wissens nach ein SPI-Interface.

Such bei Reichelt einfach mal nach "ADC"...der findet schon auch einiges!

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am besten wär irgendein serielles Interface, dann brauch ich nicht so viele ports

es geht eh nur darum die Spannung manchmal abzufragen,
die soll nicht ständig überwacht werden

am MAX517 steht übrigens dran er sei sowohl ein DA als auch ein AD-Wandler
(komisch kann keine Backslashs mehr machen :-k )

[dibahh]

Hier eine relavi einfach durch zu rechnen Schaltung die maximal 25 Ma verbraucht da nur eine LED leuchtet.

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wie in meinem 1.Posting gesagt, dass es mit ner Menge OPs geht weis ich,
ich such ne bessere bzw. genauere Möglichkeit

ein AD-Wandler ist schon das richtige, ich weis nur nicht welchen ich nehmen soll,
da gibts einfach zu viele von

EDIT:
ich mach das jetzt doch erst mal mit OPs,
bis ich wieder bei reichelt bestell dauerts noch zu lang
und extra deswegen ebstellen lohnt auch nicht

aber den Schaltplan versteh ich nicht ganz:

ich hätte die - Eingänge von den OPs an einen 7805 gehängt damit ich 5V als Referenz hab,
aber wie funktioniert das bei dir?

nimmt da die Spannung nicht an beiden Eingängen proportional ab?
ich mein durch den Spannungsteiler an der Referenz (-) ist dort Beispielweise immer die halbe Akkuspannung,
an dem anderen Eingang (+) ist durch die Spannungsteiler uch immer ein bestimmter Teil der Akkuspannung
deswegen versteh ich nicht was das bringt, z.B. 1/2 der Akkuspannung kann nie 3/4 der Akkuspannung übersteigen

hast du vielleicht einfach ein Beispiel mit eingesetzten Widerstandswerten?
oder gibts irgendwo ne Erklärung zu der Schaltung?

[Blackbird]

Vergiß die OV-Schaltung.
Wie wär's denn mit dem AD-Wandler TLC548? Der ist seriell und hat 8 bit, besser als die 3bit des LM3914 ist er allemal.
Und billig ist der auch und hat nur 8 pins. Statt 8 OVs mit in 2 14pol. Gehäusen und ne Menge Rs ist das die bessere Lösung.

Blackbird

[scales]

schon klar, aber wie gesagt will ich nicht extra deswegen bestellen,
die OPs hab ich schon in schönen 4in1 ICs da

[scales]

weis jemand wo es Kennlinien für NIMH-Akkus gibt?
um die Widerstände auszurechnen muss ich ja wissen bei wieviel Spannung noch wieviel Prozent drin sind

ich nehm jetzt einfach meine Variante mit dem 7805,
wär aber trotzdem dankbar wenn mir jemand erklären könnte wo der Sinn an dibahh's Schaltung ist
(genaues Problem siehe mein Posting von gestern um 20:33)

[DerWarze]

Hallo

Die OPV Schaltung ist ja einfach eine Kette von Komparatoren. Die Widerstandskette liegt an einer Z-Diode als Ref-Spannung (Wenn mann's super genau will kann man auch eine Referenzspannungsquelle wie LM 431 nehmen ) Das mach auch Sinn da die Vcc vom 78xx meist nicht so genau ist. Wollte schon eine ähnliche Schaltung posten denn das Scaltungsprinzip mit der Komparatorkette ist nicht zu unterbieten auch vom Preis 2 4xOPV sind wesentlich billiger als ein LM3914.

Kennlinien gibt's in der Regel beim jeweiligen Akkuhersteller ansonsten hilft nur selbst aufnehmen.

Problematisch ist es nur allein die Akkuspannung als Wert für den Ladezustand zu nehmen da das außerordentlich ungenau ist denn einmal ist ja der Wert Sromabhängig und im Leerlauf gibt es den Erholungseffekt.
Besser wäre Wenn man schon einen Controller zur Verfügung hat einen Stronzähler zu machen. Der Aufwand für eine einigermaßen brauchbare Strommessung mit Polaritätsekennung sind 1 4xOPV und natürlich eine AD-Wandlung wenn der Controller nicht schon einen eingebaut hat.
Außerdem ist eine Unterspannungsabschaltung zum Schutz vor Tiefentladung im Interesse einer langen Lebensdauer des Akkus zu empfehlen.

[repi64]

Ja, man kann den (Ent-)Ladezustand von NiMh Akkus nicht wirklich an der Spannungslage erkennen.
Das geht nur bei LiIon und LiPo Akkus gut.

Das einzig wahre ist die verbrauchten mAh zu messen.
Ich habe irgend wo noch die "Akku Tankuhr" von Conrad hier.
Im Prinzip ist es ein kleiner Schrittzähler mit LC Display.
Der Stromsensor war aus einem Shunt + Opamp als Impedanzwandler und einem AD652 (Spannung auf Freq. Wandler).
Somit ergibt sich ein Zählimpuls pro verbrauchter mAh.
Also bei vollem Akku (z.B. 1000mAh) Zähler resetten und wenn der Zähler so 800 anzeigt so ist der Akku fast leer.
Das ganze sollte mit einem MC und dem AD652 auch gut möglich sein.

Dabei wird aber natürlich die Selbstentladung nicht gemessen.

[scales]

Ja, man kann den (Ent-)Ladezustand von NiMh Akkus nicht wirklich an der Spannungslage erkennen.
Das geht nur bei LiIon und LiPo Akkus gut.

hmm schade, dachte das geht bei allen Akkus, bisher hab ich das bei nem Bleiakku benutzt, da geht das auch ziemlich gut

aber wie man die verbrauchten mAh zählen soll versteh ich nicht wirklich,
kennt da vielleicht jemand einen Schaltplan zu, oder hat eine genaue Beschreibung?


nochmal zu dibahh's Schaltung:

Die OPV Schaltung ist ja einfach eine Kette von Komparatoren. Die Widerstandskette liegt an einer Z-Diode als Ref-Spannung

ich versteh nicht wie man das als Referenz nutzen können spll,
die Z-Diode geht doch von minus zu plus, durch die fliest kein Strom,
also wie ergibt sich daraus eine Referenzspannung?

[dibahh]

die referenz spannung einer zener diode ist immer entgegen gesetz anzuwenden, wäre sie anderes rum wäre es eine normale Diode (mit schlechten werten) und hätte nur eine ref spannung von 0,6V

Sowie sie ist braucht sie nur eine geringen strom von ca 3-5 mA und die ref Spannung erzeugenn (nur +-Dotierung wurde absichtlich schlecht gemacht)

[repi64]

Hier findest du das Schaltbild von der Conrad Schaltung zum Thema Gleichstromzähler.
http://www.mikrocontroller.net/attachment.php/268385/191655-as-01-de-Gleichstromzaehler.pdf
Der Spg/Freq. Wandler ist ein AD654 und nicht, wie ich vorher geschrieben habe, AD652.
Den Frequenzteiler (2x CD4020) habe ich letztens auch noch nicht erwähnt.

[shaun]

Ich habe mal NiMH-Packs (3,6V 1100mAh) von Reichelt gekauft und über einige hundert Lade-/Entladezyklen mit einem Ladecomputer vermessen. Nach den ersten 3-4 Zyklen war die Kurve sehr gleichmäßig, mit steigender Zyklenzahl fiel sie geringfügigst steiler, d.h. die Kapazität liess nach (was bei geschätzten 300 Zyklen mit 550mA Ladestrom und 800mA Entladestrom auch zu erwarten war), aber die Zuordnung Spannung-Resrkapazität passte dennoch. Die Packs waren durchaus vergleichbar, insofern reicht mir das als Restkapazitätsanzeige eigentlich aus. Allerdings habe ich in der Schaltung sowieso einen Laderegler auf uC-Basis, der den Strom misst, insofern könnte ich auch den Entladestrom messen und aufsummieren. Der Haken: der Lader ist für 1A Ladestrom bemessen, mit x20-Voverstärker des ADC habe ich bei 10 bit etwas über ein mA/bit, mein mittlerer Entladestrom liegt in dieser Größenordnung - also bleibe ich wohl besser bei der Spannungsmethode

[scales]

ich glaub jetzt hab ich das mit der Z-Diode verstanden:
ab einem bestimmten Wert (ich glaub 3V, oder gibts da unterschiedliche?),
wird die in Sperrrichtung leitend,
somit bleibt die Spannung über der Z-Diode immer bei beispielweise 3V


den Akkustand probier ich jetzt auch erstmal per Spannung rauszufinden,
wenns nicht klappt kann ich ja immer noch die A messen

@shaun:
kannst du deine ungefähren Ergebnisse posten?
(also ein paar Werte wieviel Spannung du bei der Hälfte usw. noch hattest)

[shaun]

Die Ausdrucke der letzten, entscheidenden Messungen habe ich gerade nicht zur Hand und der PC, an dem der Ladecomputer hängt, ist gerade über VNC nicht ansprechbar, muss ich morgen mal nach sehen, ich scanne dann mal eine aussagekräftige Kurve ein.

[DerWarze]

Hallo

Das mit dem Stromzähler ist im Prinzip recht einfach. Der über einen Shunt (so 5-50 miliOhm je nach max ) gemessene Strom wird per A/D Wandlung in den Controller eingelesen und in regelmäßigen Zeitintervallen summiert. Der Rest ist einfache Mathematik je nach Anzeigevariante.
hab leider keine Zeit einen Plan zu malen aberfür Messvestärker zur Strommessung gibt es reichlich im Netz.

Es gibt da übrigens auch noch den SAA1501 der ebenfals nach dem Stromzählverfahren arbeitet. Weiss aber nicht wer den handelt hab den aber mal bei Ebay gesehen.

Hab mal eine Entladekurve eines Akkus angehängt den ich verwende Ist auch gut zu sehen wie stark der Erholungseffekt ist

[shaun]

Hallihallo,
hab jetzt auch mal meine Entladekurve gescannt. Es ist das besagte 3,6V 1100mAh-Pack von Reichelt, geladen wurden mit 1C, entladen mit 100mA. Die Stromzählvariante habe ich wie schon geschrieben gecancelt, da ich über die Messschaltung mit 1C laden will, da wird es doch recht ungenau, wenn ich dieselbe Schaltung mit demselben Shunt den Entladestrom messen lasse, der zudem noch reichlich impulsförmig ist - im Mittel 1...10mA, die Impulse reichen bis zu einigen 100mA. Klar, man könnte es analog aufintegrieren, aber irgendwo hört's auch mal auf :)

[scales]

danke,
mal schaun ob ich damit ne anständige Anzeige hinbekom

[dibahh]

Zur Zener Diode nochmal ein paar Links

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https://www.roboternetz.de/wissen/index.php/Diode#Zenerdiode

http://de.wikipedia.org/wiki/Zener-Diode

Und nicht vergessen die zulässigen Ströme einzuhalten