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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Notstromversorgung einer Controllerhardware incl. externe Gerät


Autor: Thomas S. (thomass)
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@all,

ich habe eine Schaltung gebaut bei der ein MEGA128 mit externen Geräten 
kommuniziert / auswertet.
Alle externen Geräte haben eine 12 Volt Versorgungsspannung welche auch 
mein Netzteil bereitstellt.
Meinen MEGA128 liegt über einen 7805 an 5 Volt.
Der Durchschnittstrom der Schaltung liegt bei ca. 200-250mA.
Ich möchte nun einen 12 Volt Bleigel Akku nehmen der meine Schaltung bei 
Strom ausfall 6-8 Std am laufen hält.
Wird der Strom wieder eingeschaltet soll der Akku wieder geladen werden.
Nun habe ich keine Eingebung wie ich dies realisieren soll --> 
Schaltungstechnisch.
Hat schon mal jemand so etwas gebaut und würde den Stromlaufplan posten 
oder mailen.
Mit Goldcap's habe ich schon einige Schaltungen gefunden aber nicht zu 
Bleigel.

Freue mich uber jede Hilfe.

Thomas

Autor: Oszi40 (Gast)
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Die schnellste fertige Lösung heißt oft USV. Google+Preis=Lösung ?

Vorteil ist: Man hat ein abgeschlossenes, geprüftes Gerät, was im 
Störfall (Blitzschlag/Batterietod)schnell durch jeden DAU schnell 
ersetzt werden kann.

Bei Selbstbau mit 12V-Akku brauchst Du eine Ladespannung >12V für den 
Akku.
Dann kommt die nächste Klippe: wie schnell soll der Akku wieder voll 
sein? Auch diesen Ladestrom muß Dein Netzteil ZUsätzlich liefern.

Die einfachste Ladeschaltung ist ein Widerstand R, der Deinen vollen 
Akku mit 1/100 seiner Kapazität als Erhaltungsladestrom am Leben hält.
Ein ganz voller Blei-Akku hat 2,2V pro Zelle =13,2 V, frisch vom 
einfachen Auto-Ladegerät abgezogen hat er jedoch 16V. Verträgt das Deine 
Schaltung?

Autor: Thomas S. (thomass)
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@Oszi40,

USV habe ich mir zwar auch schon überlegt aber handelsübliche Geräte 
liefert immer einen Sinus das ist zwar nicht so schlimm aber das ganze 
USV verbraucht mächtig Strom denke ich zumindest wenn es nur so 
mitläuft.
Das ein voller Bleiakku 13,4 Volt Ladeschlussspannung hat ist mit 
bekannt.
Das ich vermutlich meine jetzigen 12 Volt dann mit einem 7812 erhalte 
soll mir recht sein kann ich noch integrieren.
Die Zeit bis der Akku voll ist ist nicht so wichtig also sagen wir mal 
eine Nummer nach 12 Std wieder voll.
Das ganze sollte recht einfach sein nicht zu kompliziert also wenn das 
umschalten bei Netzabschaltung zu einem Reboot des MC führt ist das 
nicht so schlimm da ich keine Daten speichere und die wichtigen sind 
aufm EEPROM.
Ich habe es mir so gedacht.

1. Versorgungsspannung ~ 13 Volt
2. An dieser Spannung dem Akku anschliessen mit Dioden,Widerständen etc.
   Wenn Netz da dann Laden,Wenn Netz da und Akku voll dann nicht laden,
   wenn Netz weg dann Entladen.
3. Festspannungsregler für 12 und 5 Volt.
4. Nun meine Schaltung jetzige Schaltung

Eventuell kann ich den ADC noch anschliessen um den Ladezustand zu 
kontrollieren etc.

Es gibt ja diese Ladegerät in einem Steckgehäuse und dor ist ja 
eigentlich auch nur ein wenig Elektronik verbaut die das laden stoppt 
beim erreichen einer bestimmten Spannung.

Ich denke sowas ist als LAdegerät föllig ausreichend.

Hat sowas schon mal jemand sowas gebaut?!?!?
Wenn ja bin ich für alle Anregungen offen.

Autor: Thomas S. (thomass)
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An alle Bastler,

da sich niemand gemeldet hat hole ich den Beitrag nochmal nach vorne.

Ich habe mit folgendes überlegt, es gibt einen Regler PB137 diesen würde 
ich zum laden des Bleigel-Akkus verwenden.
Ich konnte jedoch nicht im Datenblatt finden ob dieser auch für 
Bleigel-Akkus geeignet ist.
Hat hier schon jemand Erfahrungen?

Ich mochte die Spannungsversorgungen (5 und 12 Volt) wie im Anhang zu 
sehen ist an die Ladeschaltung des Akkus anschließen.
Wenn die 18 Volt anliegen ist die Diode ja gesperrt, wird nun die 
Versorgungsspannung abgeschaltet wird diese leitend und versorgt die 
Festspannungsregler U Akku - 0,7 Volt.
Das ist dann rund 13 Volt dieses sollte doch eigentlich reichen um den 
12 Volt Festspannungsregler betreiben zu können.

Was ist Eure Meinung zu dieser Schaltung eventuell ist auch noch ein 
Denkfehler vorhanden.

Danke schon mal

Thomas

Autor: Fred (Gast)
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PB137 ist ein Chip der von Conrad als Alleinverreiber
angeboten wird. Du solltest diesen durch einem L200
den es überall gibt ersetzen. Es lässt sich durch
ext. Beschaltung die Ladeschlußspannung auf 13,8V
(für Bleigel) und der Ladestrom (entspechend der
Akku Kapazität) berenzen.

Ich glaube der PB137 hat eine Stombegenzung bei 1,5A
was für manchen Akku schon recht heftig sein kann!
(er wurde auch für Pkw-Bat`s konzipiert)

..... ansonsten sollte es so gehn

Gruß Fred

Autor: Fred (Gast)
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Nachtrag: um die Verlustleistung zuverringern kann
mann auch den Eingang des 5er`s an den Ausgang des
12er` hängen!

Fred

Autor: Thomas S. (thomass)
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@Fred,
danke für Deinen Beitrag

Habe mir den L200 mal angeschaut und mich für Ihn entschieden.
Ich habe nun mal einen neuen Plan gemacht mit dem L200.
Beschaltung 13,7 Volt und Imax 0,25 A ich denke dass ich einen 2,2Ah 
Bleiakku benötige da dieser 10 Std meine 200 mA liefern kann und das ist 
föllig ausreichend.

Beim zeichenen ist mir aber dann folgendes aufgefallen, das wenn ich 
doch mal über 10 Std im Akkubetrieb bin der Akku ja Tiefentladen werden 
kann da die Diode ja leitend bleibt auch wenn die Spannung des Akkus die 
12 Volt nicht mehr bringt.
Hat jemand eine Schaltung etc. parat welche eine Tiefentladung 
verhindert also anstatt der Diode die Entladung regelt und bei ~12 Volt 
abschaltet.
Mir fällt auf die schnelle nichts ein wie ich dies realisieren könnte.

Autor: Fred (Gast)
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Ganz schnell da fehlt ne Diode am Ausgang in Flußrichtung!!

Wenn jetzt der Strom ausfällt, fließt rückwärtz in den L200
Strom rein und zerstört ihn!!!

Schaue bitte nochmal ins Datenblatt da ist glaube ich eine
Beispiel Schaltung für ein Bat. Ladererät abgebildet.

von ST auf Seite 9/12

Gruß Fred

Autor: Thomas S. (thomass)
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@Fred,

hey Danke für die Berichtigung meiner Schaltung.

Hatte die ganze Zeit ein anderes Datenblatt des L200 das etwas 
ausführlicher war da war jedoch die Ladeschaltung nicht dabei.
Habe die Diode nun dazugezeichnet muss jetzt nur nochmals die 
Widerstände für die Spannungseinstellung nochmals neu berechnen ob diese 
noch passen.

Nur zum Tiefentladeschutz fällt mir nichts ein.

Gruss und Danke

Thomas

Autor: Fred (Gast)
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Thema Tiefentladeschutz

wenn Deine Schaltung permanent mit Netzspannung versorgt wird,
brauchst Du Dir darum keine Gedanken machen.
Wenn der Strom länger als 10h ausfällt, hast Du sowiso nichts
zum nachladen und eine kurze Tiefentladung 1..2 Tage verkraften
die Akkus.

wenn Deine Schaltung nicht permanent mit Netzspannung versorgt wird,
(Mobil-Einsatz) mußt Du selber auf den Ladezustand achten.

übrigens verwende ich diese von Dir entwickelte Schaltung
seit 10 Jahren erfolgreich in GSM-Alarmanlagen.

Noch ein Tip lass die Eingangs "Angst" C's an den Spannungs-
reglern weg die bringen nichts!

Gruß Fred

Autor: Fred (Gast)
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Nochmal Tiefentladeschutz.

Das geht auch mit Halbleitern.

Gruß Fred

Autor: Thomas S. (thomass)
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Hallo Fred,

danke für die Skizze des Tiefentladeschutzes.
Ich habe nir auch gedanken gemacht wie ich dies realisieren kann und bin 
auf ein bistabiles Reai gestossen da ich dies ja nur mit einem 
Stromimpuls schalten kann und es so nicht unnötig Strom verbraucht.

Ansonsten hätte ich noch eine Frage welchen Diodentyp nimmst Du für D1 
in meiner Zeichnung.
Diese sollte ja eine recht kleine Durchlasspannung haben.

Danke schon mal

Thomas

Autor: Fred (Gast)
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Quatsch der L200 regelt die Flussspannung aus!
nimm eine billige (1N400X)

Gruß Fred

Autor: Andreas K. (a-k)
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Was natürlich nicht geht: 12V rein 12V raus mit einem 7812. Der braucht 
mindestens 2V mehr am Eingang.

Selbst mit einem LDO-Regler bleibt eine Differenz. Wenn deine 12V also 
wirklich 12V sein müssen, und nicht auch 10V ausreichen (LM1117 statt 
7812), dann wird es komplizierter.

Autor: Thomas S. (thomass)
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@Fred,

Du meinst bestimmt die Diode zwischen L200 und Batterie bei der kann ich 
eine 1N400x nehmen das ist aber nicht die die ich meine..
Ich meine die zwischen Baterie und der eigentlichen Versorgungsspannung 
liegt.
Die die leitend wird wenn die Schaltung mit der Batterie versorgt wird.

@Andreas,

meine externen Geräte werden zwar mit 12 Volt versorgt haben aber einen 
Arbeitsbereich von 7-12 Volt.
Sollte also der 7812 auch mal unter die 12 Volt fallen sollte dies auch 
kein Problem sein und der Rest wird eh mit 5 Volt versorgt.


Gruß und Danke

Thomas

Autor: Andi Fuchs (roadfox)
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Entschuldigt dass ich hier einen ziemlich alten Thread aufwärme, aber 
bin halt auf der suche nach genau so einer Lösung.

Hab mal mein Schema angehängt.

Ziel ist es einen Blei-Gel-Akku zu laden bzw. zu erhalten, welcher im 
falle eines Stromausfalls die Anlage speist. Die Anlage zieht etwa 300mA 
bei 12V.
Ladestrom bei Leerem Akku plus Anlage sollten 700mA/12V nicht 
überschreiten.

Denkt ihr das wird was? Würde gerne noch ein Tiefentladeschutz bei 11V 
Akkuspannung einbauen, obiges Schema zu diesem Thema ist mir aber nicht 
ganz klar. Wozu der Taster? Mir wäre es eigentlich recht wenn die 
Tiefentladung bei <11V ausschalten und bei >12V wieder einschalten 
würde. Ist dies ohne uC realisierbar?

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Hallo Andi,

ein paar Sachen fallen mir da schon auf:
1.) Was soll der 7812 da? Der kann doch bei Akku-Betrieb gar nicht 
funktionieren.
2.) D2 gefällt mir an dieser Stelle gar nicht. Sollte nicht die Spannung 
am Akku(!) geregelt werden? Den L200 zu schützen muss doch auch anders 
gehen.
3.) Wenn man 5V aus 12V Akkuspannung macht, sollte man hier wohl besser 
einen Schaltregler einsetzen. Dann kann der Akku kleiner sein bzw. hält 
länger.
4.) Über die Umschaltung sollte man vielleicht auch einmal nachdenken. 
Wie wäre das: D1 in den Zweig, der von der externen Spannung kommt. Der 
Akku wird per MOSFET geschaltet, wenn die externe Spannung x Volt unter 
der des Akku liegt. Entweder per Komparator oder einfach durch das Gate 
an der externen Spannung (Schutz aber nicht vergessen. mehr als +/- 5V 
dürfen das meist nicht sein) D1 verhindert dann die Entladung des Akkus 
durch den Eingang.

Gruß, DetlevT

Autor: Andi Fuchs (roadfox)
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Hi Detlev

Danke für die Antwort, genauestens verstehe ich eigentlich nicht was ich 
da mache, aber es macht halt spass.

zu
1.) der 7812 soll verhindern das die 15V vom eingang an meine geräte 
kommen welche +9V -+12V vertragen, bei akkubetrieb gehe ich davon aus 
das der mit etwa 2V spannungsabfall immernoch funktioniert. ein blei 
akku liefert ja von voll geladen etwa 13V bis dann wo man ihn etwa 
abschalten soll 11V

2.) das man dies so machen soll habe ich weiter oben in diesem thread 
irgendwo gelesen, die .7V abfall kann man ja am L200 beim einstellen mit 
einbeziehen

3.) wenn ich denn wüsste wie das geht :-)

4.) D1 liegt ja schon an den externen 15V, meinst du D2? Der L200 
begrenzt ja spannung und strom welcher auf den akku geht, wenn ich das 
nur schalte habe ich bei leerem akku ein problem wegen zu hohen stroms 
und die spannung sollte für meinen akku auch 13.8V nicht überschreiten

Andi

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