Hi Habe vor, die noch enthaltene Kapazität (vll doof ausgedrückt) eines Blei-Akku mitzuhalten. Geladen wird der Akku per Ladegerät (später PV-Modul), entladen über 12V-Verbraucher, angefangen von Beleuchtung, 12V-Wasserkocher bis zu einem Wechselrichter 12VDV->230VAC. Die Schaltung ist nicht für ein KFZ bestimmt sondern für einen Bekannten, der dem Stromsparwahn verfallen ist und seine Hütte fast komplett auf 12V umgerüstet hat (ok, lassen hat ...). Reicht es mir, die As zu erfassen, die in den Akku rein bzw. aus dem Akku rausfließen? Theoretisch müsste das ausreichen, da beim Laden zwar die Spannung steigt, aber beim Entladen die Spannung entsprechend wieder sinkt. Oder muß ich den Umweg über eine echte Leistungsmessung gehen? ja -> womit ? Ist jemandem von Euch bekannt, wie konstant ein Wechselrichter seinen Strom zieht? Wäre blöd, wenn Peak's gezogen werden, aber mein µC da gerade nicht zusieht. Oder kann ich eine Art Mittelwert zwischen den beiden Messungen bilden, damit der µC immer was Aktuelles sieht? Möchte verhindern, daß der Akku unerwartet entladen ist. Besten Dank für's Lesen und noch Mehr für Tip's MfG
Einfaches Rechen-Beispiel: Ein 100 Ah-Akku könntE theoretisch 100 h 1A oder 1h 100A ENTladen werden. Die angegebene Kapazität 100 Ah wird aber in beiden Fällen nicht erreicht werden, da bei großem Strom z.B. Spannungsabfälle und bei kleinem Strom auch Selbstentladung noch eine Rolle spielen oder der Akku halbvoll war. Deshalb gibt es Datenblätter wo man auch Kennlinien findet. Weiterhin müßte der übliche Ladestom 1/10 der Batteriekapazität 14 Stunden fließen um den leeren Akku voll zu bekommen. Damit würden 140 Ah hineingeladen. Dann wäre noch zu beachten daß nicht jeden Tag die Sonne scheint die Solarmodule an Regentagen wenig und bei Schnee gar keine Spannung liefern werden. Desahlb ist ein Vorrat einzuplanen. Summasumarum Akku sollte im vollen und leeren Zustand gemessen werden. Dann kannst Du Deine Meßschaltung danach mehrfach kalibrieren. Weitere Infos liefert dazu bestimmt auch die Suchmaschine Deines Vertauens in Solar-Foren.
Ich kenne das Wort "mithalten" nur in anderem Zusammenhang.
Ich hab mal sowas gebaut.
Ein µC mißt über einen Shunt Lade- bzw. Entladestrom und gleichzeitig
die Akkuspannung mit vordefinierten Schwellen (über Multimeter und
Labornetzgerät kalibriert) für "leer" (11,5V) und voll (13,8V).
Der Akku hatte zwei Kapazitätsangaben, eine für eine Entladezeit von 10h
(210Ah) und eine für eine Entladezeit von 100h (238Ah).
Damit habe ich softwaretechnisch eine Art "Kapazitätszähler" gebaut.
Über eine Zeitschleife und den aktuell fließenden Strom wird eine
Ladungsmenge rauf- oder runtergezählt. Dabei habe ich hineinfließenden
Strom mit 0,71 multipliziert, um die Ladeverluste zu kompensieren.
Herausfließenden Strom habe ich bei geringen Strömen mit 1,0, bei
höheren Strömen mit bis zu 1,2 multipliziert, um Verluste über den
Innenwiderstand auszugleichen (interpoliert).
Es gab bei hereinfließenden Strömen noch einen zusätzlichen Faktor, den
ich anfangs auf 1,0 gesetzt habe. Bei hereinfließenden Strömen wurde die
Stromstärke durch diesen Wert geteilt. Das war der "Frickelfaktor" zur
automatischen Korrektur des Kapazitätsverlustes und sonstiger Meßfehler.
Ich habe immer, wenn eine Schwelle ("leer" oder "voll") erreicht wurde,
eine Kopie des Zählerstandes gespeichert. Immer, wenn der Akku mal
komplett geleert wurde oder mal komplett aufgeladen wurde, hatte ich so
einen "Korrekturwert" für meinen Kapazitätszähler, mit dem ich dann den
Frickelwert angepasst habe.
Die Variable hieß übrigens tatsächlich "frickel".
Funktionierte ganz gut!
Schau mal unter Solartechnik. Da gibt es fertige Module die dem Akku zugeführte Ladung in Ah messen. Und ebenso die entnommene in Ah. Das könnte das Problem Deines Bekannten lösen. hth, Andrew
Besten Dank für die Antworten! Das mit 'Solar' dauert noch etwas, zur Zeit wird alle paar Wochen 'aus dem Bauch heraus' von Hand nachgeladen, da der Spannungsmesser (so nen KFZ-Teil) seinen Geist ausgehaucht hatte. Natürlich fest mit einem µC verdrahtet (der soll eigendlich das Ladegerät an- und abschalten, schaltet das Ladegerät aber alle paar Stunden für nen paar Minuten an - konnte halt nur am heimischen Test-Akku und nicht 'in the wild' testen) - mal schauen, was aus dem Zwischenstecker wird. Da ein normales KFZ-Ladegerät benutzt wird, braucht man sich um Ladeschluß ect. nicht weiter kümmern. Die Variante, hinein fließende Ströme anders als heraus fließende Ströme zu Werten, hat was. Verstehe das 'Gefrickel' noch nicht so ganz, kannst Du das etwas auskleiden? Auch werde ich mal nach dem Ah-Zähler im PV-Bereich Ausschau halten, wäre zwar mal spannend, sowas selbst zusammen zu frickeln, aber wenn's das schon als 1-chip-Lösung gibt, werde ich das kaum mit vergleichbarem Aufwand auch nur annähernd so genau hinbekommen. Hatte mir das bisher so vorgestellt, die Spannung über dem Shunt 'in beiden Richtungen' auszulesen - alleine deshalb, daß ich den gleichen Widerstand zum Messen habe. Aufbereiten wollte ich die Messungen jeweils mit einem OpAmp als Spannungsfolger/Verstärker an jeweils einem ADC und diesen Wert intern 'mithalten' - also dazuzählen bzw. abziehen. Selbst, wenn es die fertige PV-Methode wird glaube ich, daß ich das mal 'so nebenbei' aufbauen werde. Ihr seit echt spitze, gefällt mir! MfG
> Die Variante, hinein fließende Ströme anders als > heraus fließende Ströme zu Werten, hat was. > Verstehe das 'Gefrickel' noch nicht so ganz, kannst > Du das etwas auskleiden? Ok, der Kapazitätszähler wird immer dann, wenn die Spannung über dem Akku die 11,5V unterschreitet, auf "0" gesetzt. Das ist die definierte Entladeschwelle. Jetzt wird ein bisschen geladen, dann wieder entladen, wieder ein bisschen geladen, der Kapazitätszähler mitgeführt. Irgendwann scheint vielleicht einmal kräftig die Sonne, obwohl kein Strom entnommen wird und der Akku dabei vollgeladen. Wird also die Ladeschlußspannung von 13,8V über dem Akku erreicht, wird der aktuelle Zählerstand (er sollte jetzt zwischen 210 und 238 Ah betragen) als aktuelle "Kapazität" des Akkus im EEPROM abgelegt. Diese tatsächliche Kapazität dient dann als Berechnungsgrundlage für den Akkustand, der auf dem Display in Prozent angezeigt wird. Implementiert habe ich das als Faktor, der bei einem neuen Akku auf 1,0 gesetzt wird. Wenn der Faktor 0,6 erreicht hat, gilt für meine Schaltung der Akku als "verbraucht" und es wird eine Empfehlung ausgegeben, einen neuen zu besorgen. Das ist nötig, da die Blei- oder Bleigelakkus mit jedem Zyklus an Kapazität verlieren. Nach 600 bis 1000 Zyklen ist ein großer Teil der Kapazität "verbraucht". Die Genauigkeit ist für praktische Belange ausreichend. Allerdings müsste man eigentlich noch eine Temperaturkompensation machen, dann würde es noch besser werden. Dazu hatte ich allerdings keine Lust mehr. > Hatte mir das bisher so vorgestellt, die Spannung > über dem Shunt 'in beiden Richtungen' auszulesen - > alleine deshalb, daß ich den gleichen Widerstand > zum Messen habe. Aufbereiten wollte ich die Messungen > jeweils mit einem OpAmp als Spannungsfolger/Verstärker > an jeweils einem ADC und diesen Wert intern 'mithalten' > - also dazuzählen bzw. abziehen. Das ist relativ einfach. Ich habe einfach ein paar Isabellenhütte-Lastwiderstände parallel als Shunt verwendet und mit einem AD8206 (oder so ähnlich, jedenfalls ein "current sense amplifier" von AD) in eine Spannung von 0..2,5V (Entladen) und 2,5..5V (Laden) umgesetzt. Damit kann ich über einen A/D-Wandler-Kanal den Strom in beide Richtungen messen. Wichtig ist aber, die Spannung über einen zweiten Kanal (einfacher Spannungsteiler und Kondensator reicht) ebenfalls zu messen. Denn du willst ja nicht den Strom, sondern die Ladungsmenge messen, die in den Akku gepackt oder entnommen wird. Ich habe die A/D-Kanäle natürlich entsprechend kalibriert.
Vergiß bitte einfach den letzten Absatz mit der Spannungsmessung. Da war ich mit dem Schreiben schneller als mit dem Denken. NATÜRLICH braucht man für die Ladungsmenge nur den Strom und die Zeit. Die Spannungsmessung brauchte ich zur Überwachung der Ladeschwellen und zum Anzeigen der entnommenen Leistung in Watt.
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