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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Batterien komplett ausnützen --> Akku laden


Autor: Falke (Gast)
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HI @ All,


ich habe jetzt aus der Medientechnikabteilung unserer Schule fast leere 
3V-Batterien aus Fotoaparaten und auch etliche normale AA und AAA 
Batterien, die noch Restenergie enthalten, mitgenommen. Restenergie: ca. 
30%, Spannung liegt bei 2,2V bzw. um die 1,2V (AA+AAA)

Meine Überlegung wäre, mit der darin noch enthaltenen Energie Akkus 
aufzuladen, um diese dann wieder in anderen Geräten verwenden zu können.


Zur Verfügung steht mir eine
7,5V 10Ah Bleigelakkublock,
ein 12V Bleigelakku,
etliche 2000mAh NiMh Akkus (AA),
etliche 800mAh NiCd (AA),
auch noch einige 500mAh AAA NiMh,
und auch sonst noch einige Akkus.

Und ein Ladegerät, das mit 10V - 14V Eingangsspannung funktioniert.


Die Akkus sind alle gebraucht und es handelt sich um einen Versuch, also 
bitte keine Antworten wie: Batterien wegschmeißen und neue kaufen.

Wenn dabei die Akkus schaden nehmen, ist das nicht so schlimm, sie 
werden bei defekt fachgerecht entsorgt.

Die Batterien können vollständig entladen werden.

Mir geht es nur um das Prinzip, die Batterien so gut es geht 
auszunutzen.


Aufgabe:
Ich möchte jetzt eine Schaltung aufbauen, die die Batterien aussaugt, 
die Energie z.B. in einen der BleigelAkkus zwischenspeichert um von dort 
dann über das Ladegerät die Akkus zu Laden.

Wie gesagt, es ist nur ein Versuch ;-)


Wenn dann auch noch die Batterien einzeln auszusaugen gingen, wäre das 
natürlich ganz toll.

Könnte sich da irgendwer einen Lösungsansatz vorstellen?

lg Falke

Autor: Peter ##### (ich_eben)
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einfachste und effizienteste Lösung, wenn du genügend gleiche zellen 
hast einfach in reihe schalten, ansonnsten ein step up wandler -> siehe 
versorgung aus einer zelle

Autor: Falke (Gast)
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Das geht aber flott hier ;-)

Autor: Winfried (Gast)
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In Reihe schalten kann ungünstig sein, weil leere Zellen hohe 
Innenwiderstände bekommen, über die dann Energie vergeudet wird. Also 
der Fall, wenn z.B. 3 Zellen noch gut sind aber eine vierte Zelle in 
Reihe total leer. Insofern wäre es vermutlich günstiger, alle parallel 
zu schalten und einen Stepup-Wandler zu haben, der die Spannung auf die 
entsprechende Ladespannung hochbringt.

Autor: Falke (Gast)
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Also Praktisch so,

W ist der Step-Up-Wandler, 12V ist der Bleigelakku als Puffer,
L ist das Ladegerät

aber funktioniert das so, damit ich die Batterien komplett aussaugen 
kann?
(Bis ungefähr 0,3V oder so ähnlich?)

lg Falke

Autor: Falke (Gast)
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Könntet ihr mir dann auch mit dem Schaltungsaufbau helfen?

In dem Gebiet bin ich noch nicht so ganz auftrittssicher ;-)

Autor: Peter ##### (ich_eben)
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^^ wie gesagt, in Reihe schalten wenn es gleiche Zellen sind(gleiche 
ladung...)
ein stepup 1V -> 12V hat meist auch keinen super Wirkungsgrad und ist 
teuer, anspruchsvoll zum aufbauen...

Autor: Peter ##### (ich_eben)
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bei einem Stepup wandler kann ich dir leider nicht weiterhelfen
http://www.mikrocontroller.net/articles/Versorgung... kann 
als Anregung dienen, meine Versuche mit step up wandler waren leider 
nicht wirklich erfolgreich (schlechter Wirkungsgrad... aufgebaut aus 
krustelkistenbauteilen)

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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ach ne....
Batteriestrom ist zwar extrem teuer, aber wem ist damit golfen, die 
letzten paar mAh da rauszusaugen...
Rechne dir mal aus, wieviele kWh du im Jahr nach Hause schleppen 
könntest und was diese Energiemenge aus der Steckdose kostet. Musst du 
auch nur ein Bauteil irgendwo bestellen, um dieses abstruse Gerät zu 
bauen, wird es sich NIEMALS rentieren.
Dann kauf lieber ne kleine Solarzelle und lad deine Akkus damit, wenn du 
schon auf "kostenlose" Energie setzt.
Dem Batterieverwurster ist es egal, ob da noch ein Quentchen Energie 
drin steckt.
Ein sinnvolle Recycling-Idee für alte Batterien gibt es: ich betreibe 
alle Uhren im Haus mit Containerware, der Filius freut sich immer, wenn 
er mit Messgerät den Laden stürmt und ne brauchbare sucht. Laufen damit 
locker für 1/2 bis ein Jahr.

Autor: Falke (Gast)
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Ich hab ja nicht gesagt, das es sich rentieren muss,

deshalb steht extra darunter, das es ein Versuch ist, und keine 
Antworten wie neu kaufen oder so ;-)



Ein möglicher Anwendungsfall:
Was ist z.B. wenn man mit seiner Kamera durchs Land reist, viele Fotos 
macht, und die Kamera hat eine Schlussspg von 1,3V. Dann kann man 
schnell in ein Geschäft gehen, und sich welche kaufen. Da kommt man 
drauf, man hat kein Geld mitgenommen ;-), da kann man dann ein paar 
Batterien aus dem Sammelbehälter mitnehmen und mit der "deus ex machina" 
die leeren akkus wieder auf trapp bringen ;-)))))


PS: Dieses Beispiel ist nicht alzu ernst zu nehmen!!!!!

Unglaubwürdige Punkte im vorhinein:

Wer reist mit einem Auto durchs Land und hat kein Geld dabei?

OK, aber wer reist mit dem Fahrrad durch Land und schleppt eine 
Batterieauflademaschine mit einem 2kg Bleigelakku mit? ;-)


So, jetzt noch schnell zum Strom: ich weiß, einen Akku aufzuladen kostet 
unter 2cent,

Wenn man aber eine Batterie nutzt, dann würden sich die Kosten auf 15€ 
belaufen.


Und nochmal: ES ist nur ein Versuch ;-)

Autor: Falke (Gast)
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Und zum Thema Uhren:

Es sind ungefähr 40 Batterien,

das sind 2 Batterien pro Uhr,

das sind 20 Uhren ;-)


Und da müsste ich bei denen die aktuellen Batterien rausnehmen, und was 
mache ich dann damit ^^

lg Falke

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Hi,
an deiner Stelle würde ich versuchen, die restliche Energie in der 
Batterie zu nutzen. z.B. mit einer solchen Schaltung:
http://www.bigclive.com/joule.htm
oder so:
Beitrag "Re: Gibt es eine Möglichkeint LEDs bei 1V  zu betreiben"

Die umladen der Energie in Akkus verliert man leider wieder etwas, 
deshalb lieber direkt die Energie aus der Batterie nutzen.

Batterien einfach in Serie, also hintereinander, schalten.
z.B:4*1,2V = 4,8V damit kann man schon einiges machen.

MfG Esko

Autor: Falke (Gast)
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Hi,

solche sachen mache ich eh schon eine Weile, aber jetzt geht es mir ja 
grade darum, die Energie von mehreren fast leeren Zellen zu nutzen, um 
eine andere wieder komplett aufzuladen ;-)

Aber die Seite mit der Mini-Lame ist cool, mach mich gleich ans werk ;-)

lg Falke

Autor: Falke (Gast)
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Weiß jemand einen Step-Up, der die Batterie optimal ausnützt (bis 0,5V 
oder so)?

Der TPS61200 ist zwar ein Top Gerät, aber zum Löten nicht gerade sehr 
Vorteilhaft ;-)

lg Falke

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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PR4401    0,50€    SOT-23
VCC während des Betriebs: 0.7 V bis 2.0 V
beim Anlauf: 0.9 V

Induktivität:       10 µH bis 22 µH
Durchschnittlicher LED-Strom bei 10 µH: 23 mA
                             bei 22 µH: 12 mA
Schaltfrequenz:     500 kHz
Typische Effizienz: 80%
Tmax im Betrieb:    85 °C
Abmessungen:        2,9mm x 1mm x 2,4mm

http://www.reichelt.de/?ARTICLE=78445;

Autor: avion23 (Gast)
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Der PR4401 ist wirklich eine einfache Möglichkeit. Am Eingang noch ein 
Keramik-C und die Spule schön nah an den Wandler. Die 0,9V sind 
garantiert, manchmal läuft er auch weit drunter an.


Bezüglich der Wirtschaftlichkeit eine Kleine Rechnung:
Nehmen wir eine AA Alkaline Zelle mit 2Ah --> 3Wh/Zelle.
Bei einer Restladung von 10% sind das dann 0,3Wh.
Wenn du die Hälfte davon verwertest bist du gut. Damit sind wir bei 
0,15Wh. Um auf 1€ "gesparte" Energiekosten zu kommen brauchst du bei 
einem (unrealistisch hohen) Gesamtwirkungsgrad von 50%:
1000Wh / (2 * 0,15Wh/ Zelle) = 3333 Zellen.
Wahrscheinlich wird die mechanische Arbeit beim Einlegen der Zelle 
größer sein als die "gewonnene" Energie. 3333mal Kurbeln wäre günstiger. 
Dazu ist dies nicht der worst-case sondern wohwollend gerechnet.

Autor: Falke (Gast)
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Aber so könnte man dann auch zum Beispiel volle Zellen, die an einem 
Kontakt schon oxydiert sind (und die man in kein anderes Gerät mehr 
reinstecken würde) noch ausnützen, oder aber auch eine Solarzelle 
reinhängen.

Das müsste doch auch gehen?

Autor: Falke (Gast)
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Ich rechne jetzt noch ein wenig "realistischer" ;-)

Wenn man aus einer herk. AA eine Leistung von 3Wh rausholen kann, und 
man hat noch 0,15Wh eff. Verwertung die zurückbleibt, dann braucht man 
"nur" 3/0,15 = 20 leere Zellen, um wieder eine volle zu bekommen. ;-))

Autor: Falke (Gast)
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Kennt irgendjemand günstige Bezugsquellen für den PR4401 in Österreich 
oder kann mir jemand vielleicht ein paar davon zukommen lassen?

lg Falke

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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schmunzel

Die Batterien eignen sich noch als Ballast fürs Segelschiff.


Ich schlage dir ein interessanteres Projekt vor:
Baue mit einem JFET und einem Peltierelement (befestigt zwischen zwei 
Metallplatten, auf der oberen sitzt du mit deinem Hinterteil) einen 
Stepup-Wandler. So kannst du Zucker in Licht wandeln, während du im 
Internet surfst...


Gruß -
Abdul

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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You made my day!

Autor: Falke (Gast)
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Keine schlechte Idee schmunzel

Autor: Falke (Gast)
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Ich grab meinen Thread jetzt wieder mal aus ;-)


Ich habe jetzt diese Schaltung gefunden, um einzelne Batterien 
auszunutzen.
Jetzt bräuchte ich nur noch eine Schaltung hinten dran, welche mir einen 
Akku laden lässt.

Habt ihr irgendwelche Vorschläge, wie man das am Besten lösen kann?

MfG Falke

Autor: Falke (Gast)
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Die Eingeänge des LN339N sind auf dem Bild: 4 5,6 7,8 9,10 11 ; 4 5, 6 
7, 8 9, 10 11

Und die VersorgungsSpannungen erhalten sie über 3(+) und 12(GND).

Autor: Falke (Gast)
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Kann sich mal jemand meine Schaltung ansehen und mir sagen, ob das so 
hinhauen könnte?

Autor: Refresh mit BC700 (Gast)
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z.B. fertig so: 100-230V Ladegerät BC 700
Dann weiß man WAS man zusammenschalten könnte von der Kapazität her.
ELV-Artikel-Nr.:  68-690-75

Der Weltweit-Lader mit dem individuell wählbaren Ladeprogramm für jeden 
Akku: Lädt, entlädt, frischt ältere oder länger gelagerte Akkus wieder 
auf und testet die Kapazität Ihrer Akkus.

http://www.elv.de/Ladegerät-BC-700/x.aspx/cid_74/d...

Autor: vlad (Gast)
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WArum leersaugen? wieder aufladen!
http://www.instructables.com/id/Easily-recharge-al...

Autor: Falke (Gast)
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Das BC700 hab ich eh schon auf meinem Schreibtisch stehen ;-)

Mir geht es darum, nicht verbrauchte Energie noch sinnvoll nutzen zu 
können.

In einer normalen Batterie bleiben immerhin 45% Energie (bis 0V) zurück, 
die einfach so weggeworfen werden (z.B. in einer Mono bleiben im Schnitt 
12000mAh stecken).

Es ist mehr eine Spielerei, aber wenn man als Hobbyfotograf einen Haufen 
halb leerer Batterien herumliegen hat, kanns schon ein nettes Ding 
werden.


Und das mit dem wiederaufladen ist auch so ne Sache. Mir sind da schon 
ein paar Batterien (Gott sei Dank in einer Testumgebung und nicht im 
Gerät) ausgelaufen.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Falke schrieb:
> In einer normalen Batterie bleiben immerhin 45% Energie (bis 0V) zurück,
> die einfach so weggeworfen werden (z.B. in einer Mono bleiben im Schnitt
> 12000mAh stecken).

So ein Quatsch.
Die Entladekennlinie ist doch nicht linear, sondern fällt zum Ende hin 
stark ab. Es bleiben bei 0,9V Entladeschlussspannung (bei Alkaline) 
höchstens noch 10% der Ah übrig, multipliziert mit der geringeren 
Spannung dürften das ca 5% der Energie sein.

Autor: Falke (Gast)
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Das Beispiel bezieht sich ja auf die Batterien, die ich hier zur Hand 
habe, sprich 1.2 - 1,25V. (In der Schule sind die halt verschwenderisch, 
kaum zeigt das Display in der Digitalkamera "Akku fast lehr" an, wird 
ausgetauscht ;-) )

Autor: oszi40 (Gast)
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"Verschwenderisch" ist übertrieben, aber bei einer Restkapazität von 300 
mAh meldet meine Kamera, daß Batterie leer ist. Das ist auch gut so! Bei 
zu schwächlicher Batterie wird das Objektiv nicht nicht mehr eingefahren 
oder Akkus bekommen eine schädliche Tiefentladung.

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