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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Laderegler für Werkzeugakku


Autor: Erik D. (dareal)
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Ich habe einen 16,8V Akkuschrauber, bei dem der Akku ständig leer ist. 
Für den Akku habe ich schon passende Ersatzzellen gefunden. Da die 
besten Akkus aber nichts nützen, wenn das Ladegerät schlecht ist brauche 
ich nun eine vernünftige Ladeschaltung. Der original Lader hat nur ne 
Platine mit ner LED-Ansteuerung drin.


Bei Linear habe ich schon sehr nette ICs gefunden.

Das wäre unter anderem der LTC4011, welcher scheinbar auch beim ELV 
Lader zum Einsatz kommt. Da ich mich aber mit den Ladecharakteristiken 
nicht so auskenne wollte ich hier fragen, welcher IC für mich am besten 
geeignet wäre.

Der zu ladende Akku hat 16,8 Volt und derzeit eine Kap. von 1,3 Ah, mit 
neuen Akkus sind ca. 2-3 Ah angestrebt. NiCD oder NiMH stehen derzeit 
noch zur debatte. Der Ladevorgang kann ruhig "etwas länger" dauern, 
hauptsache die Akkus halten lange (Schonung). Also der Akku muss nicht 
in einer Stunde voll sein.

Die Schaltung wollte ich dann selbst aufbauen, also ich brauche halt nur 
einen Tip, welcher IC für mein vorhaben geeignet wäre.

Autor: Maurice R. (sintesimoe)
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Ist doch ganz ok das Ding, Die Ladegeräte von ELV sind auch recht gut 
also ich würd den nehmen zumal die Außenbeschaltung sich auch in Grenzen 
hält und er einen großen Eingangsbereich hat.

Autor: Stefan (Gast)
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Meiner Ansicht nach ist der "am besten geeignete IC" ein nach eigenen 
Bedürfnissen programmierter µC!
Die Ladeverfahren für Ni-basierte Zellen sind vielfältig, was einer 
individuelle Anpassung sehr zu Gute kommt . Das Wissen darüber lässt 
sich auch ohne Hexerei gut aneignen.

>Der Ladevorgang kann ruhig "etwas länger" dauern,
>hauptsache die Akkus halten lange (Schonung).
>Also der Akku muss nicht in einer Stunde voll sein.
Würde ich so nicht sagen. Insbesondere wenn Du NiMH einsetzen willst. 
Das gängige -dU-Verfahren funktioniert bei denen erst ab etwa 0,5C, 
besser wären 1C. Ausserdem wirst Du 1h Ladedauer zu schätzen wissen, 
wenn Du was Schrauben willst und der Akku ist leer ;-)
Desweiteren ist der Ladewirkungsgrad bei höheren Ladeströmen besser als 
bei niedrigen und -die richtigen Akkus vorausgesetzt- macht ihnen ein 
hoher Ladestrom bei rechtzeitigem Ladeende auch nichts aus.
Vorteilhaft wäre auch Impulsladung gegenüber dauerhaftem Konstantstrom, 
wobei das aber auch ein Glaubenskrieg ist...

Autor: avion23 (Gast)
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Die LED in deinem alten Ladegerät ist wahrscheinlich über ein Relais 
angebunden. Das Relais wird über einen NTC im Akkupack geschaltet. Wenn 
der Widerstand des NTCs wegen der Temperatur ansteigt fällt das Relais 
ab.
Dieser Zeitpunkt ist genau dann erreicht, wenn die Akkus voll sind und 
die Energie in Wärme umgesetzt wird.
Durch den relativ hohen Strom beim Laden wird der Innenwiderstand 
verringert. Durch das leichte überladen werden die Akkus wieder 
angeglichen.

Solange das perfekt angepasst ist, d.h. die Zellen ganz knapp nicht 
anfangen zu gasen, ist das eine sehr gute Lademethode. Und vor allem 
günstig :)


Wegen NiCd bzw NiMh: Nimm NiMh.

Wegen dem LadeIC: Ich kenne da nichts. Es gibt zwar diverse Exemplare 
von MAxim & Co sowie den CSS Vodoo Chip. Wirklich zuverlässig sind die 
nicht, jeder hat so seine Macken.
Was du möchtest ist eine d²U/d²t Abschaltung mit anschließendem trickle 
charge. Der Ladestrom sollte so hoch wie möglich sein. Das ist natürlich 
nur mit einem Schaltwandler erreichbar.
-Delta U ist übrigens Dreck und für NiMh mit hohen Strömen überhaupt 
nicht geeignet.

Autor: Stefan (Gast)
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@avion23
>Was du möchtest ist eine d²U/d²t Abschaltung mit anschließendem trickle
>charge.
Nein, das möchte er nicht, denn dann wird sein Akku nicht voll!
Du meinst vielleicht Top-Off-Charge zum endgültigen Volladen mit 
niedrigem Ladestrom?! Dabei ist dann aber das tatsächliche 
Ladeende-Kriterium schwer zu detektieren und wird daher oft zeitbasiert 
realisiert, was dann wieder zum Überladen führen kann... und das ist bei 
NiMH nicht gut!
Trickle-Charge ist "nur" Erhaltungsladung.

>-Delta U ist übrigens Dreck und für NiMh mit hohen Strömen überhaupt
>nicht geeignet.
Es ist vielleicht nicht das Optimum, aber der Aufwand-zu-Nutzen-Faktor 
ist fast unschlagbar! Im Übrigen ist -dU nur bei hohen Strömen 
machbar!
Und bei ausreichen hoher Auflösung der -dU-Schwelle auch für NiMH 
absolut kein Problem!

Autor: JensG (Gast)
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@ avion23 (Gast)
> Wegen NiCd bzw NiMh: Nimm NiMh.

würde ich bei Akuuschraubern nicht empfehlen. Erstens sind NiMH nicht so 
hochstromfest bzw. -fähig wie NiCd (sprich weniger Kraft), und zweitens 
auch recht kälteempfindlich (unter 0°C soll da angeblich nicht mehr viel 
los sein, wenn das Ding mal drausen in der kalten Garage lag). Das ist 
auch die Gründe, weshalb es kaum oder gar keine Schrauberakkus bzw. 
Hochstromzelen mit NiMH gibt.
Einziger Nachteil der NiCd: weniger Kapazität als NiMH, dafür aber 
wieder weniger Selbstentladung (nach einigen Monaten des Herummliegens 
kannste einen NiCd-Akku noch gebrauchen, einen NiMH wohl kaum noch ohne 
neues Aufladen).
Den gefürchteten Memoryeffekt kannste vermeiden, indem Du den Akku immer 
schön bis zu den ersten Anzeichen von Schwäche ausnutzt vor dem nächsten 
Laden (aber nicht runternuddeln - das macht die Zellen beizeiten 
kaputt). Zumindest dreht sich mein Akkuschrauber bei dieser Behandlung 
immer noch fröhlich und kräftig mit dem ersten Originalakku (allerdings 
ist er bei mir nicht wirklich im Dauerstreß)

Autor: Erik D. (dareal)
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Naja, es sollte schon ne fertige IC-Version sein, nicht irgendwas per 
µC, was ich erst noch entwerfen und erproben muss.

Der Einsatz des Geräts ist grundsätzlich >10°C ... also zu 99% in der 
Wohnung bei 20-24°C ...

Der Akkuschrauben zieht an einem Netzteil angeschlossen schonmal bis zu 
30A, im Durchschnitt bei groben Arbeiten würde ich mal so 10-15A sagen 
...

Autor: Stefan (Gast)
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>Naja, es sollte schon ne fertige IC-Version sein, nicht irgendwas per
>µC, was ich erst noch entwerfen und erproben muss.
Aha... und warum kaufst Du Dir dann nicht einfach ein fertiges 
Akkuladegerät?
Das ist erprobt und kostet nun auch nicht gerade die Welt!

Autor: JensG (Gast)
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hat er doch schon in der Fragestellung beantwortet:
" Die Schaltung wollte ich dann selbst aufbauen, ..."
Er will also nicht erst aufwendig entwerfen/testen, sondern sicherlich 
was Erprobtes mit evtl. einfachen Modifikationen SELBST BAUEN", was ja 
auch reizvoll sein kann.
Warum können manche Leute sowas nicht akzeptieren???

Autor: Stefan (Gast)
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JensG wrote:
>Warum können manche Leute sowas nicht akzeptieren???
Hast Du heute morgen schlecht gefrühstückt, oder was?
Ich habe eine einfache Frage gestellt, warum er sich nicht ein fertiges 
Gerät kaufen will. Selbst bauen (auch wenn es mit einem fertigen Lade-IC 
ist) bedeutet auch immer testen und erproben... und das wollte er ja 
nicht!
Also reg Dich mal wieder ab!

Autor: JensG (Gast)
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Naja, aber der Test einer konventionellen Ladeschaltung ist in paar 
Minuten gemacht (und das Nachbauen in eins/zwei Stunden) - Entwickeln 
incl. Test eines µC-Schaltung/Programms so wie Du das vorgeschlagen 
hattest dagegen kann auch mal in die Wochen/Monate gehen. Ich denke, um 
diesen Unterschied ging es hier, und nicht ums gar-nichts-machen-wollen 
.... (ein bißchen Bauen und Testen ist schon nötig, aber das wird er ja 
wohl wissen, sonst würde er nicht nach passenden IC's fragen).
Frühstück war übrigens gut, und ich war noch nicht mal erregt dabei ;-)

Autor: Stefan (Gast)
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>Naja, aber der Test einer konventionellen Ladeschaltung ist in paar
>Minuten gemacht (und das Nachbauen in eins/zwei Stunden)
Da kann man jetzt drüber streiten...
Hängt davon ab, was an HW schon vorhanden ist! Da etwa eine Verdoppelung 
der Akkukapazität angestrebt wurde, ist das vorhandene Netzteil 
vermutlich nicht mehr zu gebrauchen! Dann muss man sich nämlich zudem 
noch die Frage stellen, ob sich das komplette Neudesign auch finanziell 
lohnt!
Ich gebe zu, dass ich mich -gegenüber Erik- mit dem Thema Ladetechnik 
schon etwas intensiver befasst habe, aber ich behaupte mal ein wenig 
überspitzt, ich programmiere Dir schneller einen µC als mir einen 
passenden Lade-IC diverser Hersteller herauszusuchen, der genau das 
macht was ich will und dazu für Otto-Normal-Verbraucher auch noch zu 
kaufen ist!

>Frühstück war übrigens gut,
Mahlzeit!

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Hi, ich lese schon eine Weile aus aktuellem Anlass mit.

Ich habe mein 14.4V Akkupack von einem "Walther" Schrauber mit 1.3A aus 
dem Labornetzteil geladen und  - Fußball sei Dank - vergessen.

Das Pack war mörderheiss und wäre fast explodiert. Geht aber zum Glück 
noch.

Hat denn jemand eine Schaltung fertig, die man einfach abkupfern kann?

Soll mir ja nicht nochmal passieren ,-))

Gruß
Axelr.

Autor: Stefan (Gast)
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>Ich habe mein 14.4V Akkupack von einem "Walther" Schrauber mit 1.3A aus
>dem Labornetzteil geladen und
Respekt ;-)

>Hat denn jemand eine Schaltung fertig, die man einfach abkupfern kann?
mit IC oder µC?
duck und wech

Autor: JensG (Gast)
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... oder doch einfach nur Komplettgerät kaufen  ;-)
ebenfalls duck und wech ...

Autor: Elektroniker (Gast)
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BQ2002
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/bq2002.pdf
Gibts bei Farnell.
Dieser Chip ist recht einfach und mit relativ wenig
Außenbeschaltung zu versehen.

Hier gibts noch ein Beispiel.
http://heller.no-ip.org/~heller/sauger/AccuSauger_weiss.gif
Die Werte der Widerstände müßen natürlich der Akkuspannung
angepaßt werden.
Hoffe das hilft euch.

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