Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET Empfehlung?


von Fritz Ganter (Gast)


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Hallo!

Da hier viele Elektroniker sind, die das schon mehr als 4 Wochen
machen,  suche ich einen Tip.

Ich bräuchte einen MOSFET mit Ron< 1Ohm bei UGS 3V, ich hab mal eine
BS170 vorgesehen, da gibts aber bestimmt was besseres. Das Teil sollte
bei Reichelt zu bekommen sein, und ein kleines Gehäuse haben, SMD wäre
ideal. Strom ist ca. 250mA.
Schaltplan im Anhang, es ist der untere Teil (Ladeschaltung für Akku).
Der Mosfet dient dazu, den Ladestrom auf 250mA zu setzen, wenn ich am
ATMega einen Port auf High setze, sonst soll nur ein Erhaltungsstrom
fliessen.
Ich werde noch die Spannungen an den 10Ohm Widerständen messen, um
sicherzustellen, dass das angeschlossenen Steckernetzteil wirklich die
250mA liefern kann, weil ich sonst den Akkuvollzustand nicht erkennen
kann.
Verbesserungsvorschläge willkommen!


Platine wie immer unter
http://www.ganter.at/elektronik/mikrocontroller/weckersmd.png :-)


LG,
Fritz

von Peter D. (peda)


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Die Schaltung geht so nicht.

Wenn der Emmitter von Q3 > VCC ist, leitet er immer.


Peter

von Manfred Glahe (Gast)


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@Fritz Ganter,

leider ist eine korrekte Ladungskontrolle mit der angegebenen Schaltung
nicht zu erreichen. Da ist eine präzisere Messung und Steuerung
notwendig z.B. mit einem fertigen LadeIC.
Aus diesem Grund nehme ich dür alle Projekte (bei denen 5-10F
ausreichen ) nur noch Ultracaps. Die sind bei richtiger Beschaltung
unkritisch und sehr schnell zu laden.
Welche Überbrückungskapazität ist den notwendig?

MfG  Manfred Glahe

von Axel Rühl (Gast)


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@Fritz

Mosfet:
2N7002 bei Reichelt
http://www.reichelt.de/index.html?ARTIKEL=2N%207002%20SMD

IRLML2502 sonst.
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlml2502.pdf

Zur Schaltung selber will ich nichts sagen...
Gibt es denn Reichelt einen Laderegler für 2 NiCd Zellen?
Gruß
AxelR.

von Manfred Glahe (Gast)


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@Axel Rühl,

36 insgesamt und ein universaler währe z.B. MAX1535.
Maxim bietet einen extrem komfortablen Suchbaum der einem fast das
gewünschte Bauteil zeigt (wenns denn vorhanden ist).

MfG  Manfred Glahe

von Fritz Ganter (Gast)


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@MAnfred

Es ist nicht zu überbrücken, sondern das Gerät wird immer mit Akkus
betrieben, wobei die ca. alle 2 Monate geladen werden müssen.
Die Schaltung braucht meist 600µA, seltener auch 2mA. Da werd ich mit
einem Goldcap wohl nicht lange auskommen denke ich.

Um das Gerät nicht öffnen zu müssen sollen die Akkus im laufenden
Betrieb geladen werden (mit einem Steckernetzteil das mindestens 250mA
liefern kann).

Wieso soll die Schaltung nicht funktionieren (nachdem das Problem von
Peter behoben ist)?
Ich hab gestern die Akkus mit 250mA Konstantstrom geladen, und den
Spannungsverlauf mitgemessen. Die dU/dt Charakteristik reicht in meinen
Augen aus, um zuverlässig abschalten zu können, entsprechend gut
gemittelte Messwerte vorausgesetzt. In der Schaltung messe ich an PA6
die Batteriespannung. Eventuell mess ich auch noch die Temperatur am
Akku, will es aber lieber vermeiden (mechanischer Aufwand).

Natürlich hab ich mir schon externe LadeIC angesehen, aber der Aufwand
an Hardware steht nicht dafür, wenn ich das selber machen kann.

@Peter
Ich hab die letzten 20 Jahre nur Software gemacht, in Schaltungsdesign
also Null Übung.
Die angehängte Schaltung sollte jetzt richtig sein, aber gehts nicht
einfacher? Wichtig ist dass der MOSFET nur schaltet, wenn PA6 high ist,
damit bei einem Fehler in der Software der Akku nicht den vollen Strom
bekommt.

von Peter D. (peda)


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@Fritz,

sehe ich auch so.
Ob da nun 250 oder 248mA in die Batterie fließen ist ja sowas von
egal.

Schalte doch einfach mit Q3 direkt die VIN des IC5.


Peter

von Frank Herrmann (Gast)


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Ladeschaltung für Akkus 1..16 Zellen
NiMH -> MAX712
NiCa -> MAX713
Schaltungsvorschläge zB. nach Ladestation für PALM suchen
War mal ein Beitrag in der CT drin...

von Fritz Ganter (Gast)


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@Axel

Der IRLML2502 wäre toll, wenn ich wüsste woher nehmen. Der 2N7002 hat
arg wenig Strom, der NDS7002A kann dann 280mA, den hat der Reichelt
auch nicht.
Sonst ginge auch der 2N7000, ist halt TO92.
Oder ich mach noch eine Messreihe und schau ob die 115mA vom 2N7002
auch ausreichen. Dann dauert das laden halt wieder 8 Stunden :-(
Mir wäre mehr Strom halt lieber, wird schneller geladen, und die
Abschaltung ist sicherer.

von Fritz Ganter (Gast)


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@Peter

> Schalte doch einfach mit Q3 direkt die VIN des IC5.

Wie meinst du das? In Serie? Dann hab ich keine Erhaltungsladung, was
aber nicht wichtig ist. Aber dann spar ich den MOSFET usw.

Hab mir das gestern schon überlegt, war aber recht müde und blöd.
Deswegen dachte ich ist ja blöd wegen Verlustleistung. Stimmt ja nicht,
den schalte ich eh durch. Aber einen stärkeren Transistor brauch ich
halt. Der BC507 wäre toll, allerdings wird er um 87°C heisser als
Umgebung. Gibts SMD Kühlkörper?
Oder ich nehm einen passenden FET, aber keine Ahnung welchen Typ wenn
ich den mit runterziehen leitend kriegen soll und er zw. +9V und VIN
vom IC3 hängt.

Wie sagt mal der Sinowatz*? "Es ist alles sehr kompliziert".


* Sinowatz= unbedeutender österr. Bundeskanzler aus Burgenland.

von Fritz Ganter (Gast)


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Mist, jetzt hab ich mit meiner Herumsucherei den Webserver vom Reichelt
kaputtgemacht :-(

von Axel Rühl (Gast)


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nur kurz zum thema delta u/t:
bei so kleinen Akkus tritt der effekt bei weitem nicht so stark in
erscheinung, zumindest nicht bei 250mA - denke ich. Ich habe damit
früher schon mal rumgespielt, aber ohne µc, sondern über rampenmessung
und Komparator am Gameport meines PC's. Man kann aber auch den Atmel
nehmen, der hat ja alles drinn. Gab's da nich mal ne appnote AVR450?

Das der 2N7002 soo wenig Strom kann, war mir garnicht bewusst...
nimmste eben 100mA Konstantstrom, ist doch egal! Nach 10Stunden
schalteste wider ab. So ein Firlefanz für 2 AAA Zellen, die man für ein
paar Euro an jeder Tankstelle bekommt! Ob die Dinger nun 2 oder 3 Jahre
halten, ist wurscht. Länger machen die eh' nicht mit, und du musst sie
sowieso ersetzen.

Gruß
AxelR.

von Marco Haufe (Gast)


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Hallo Fritz
die unter dem ling abgebildete bestückte PCB, ist das ein Foto ??
Bin mir irgendwie nicht sicher, es sieht irgendwie unecht aus.
Wenn kein Foto, wie (womit) hast Du das gemacht ?
Dabke und VG Marco

von Fritz Ganter (Gast)


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@Marco!

Glaubst wirklich ich kann so hübsche Platinen machen? Meine Platinen
sind unter http://www.ganter.at/elektronik/ auszulachen. :-)

Das Bild wurde mit Eagle3D gemacht, siehe
http://web2.callisto.twam.info/ger/index.php?page1=eagle3d

Dazu musst du in Eagle ein Boardlayout machen, dann das Eagle3d ULP
aufrufen, und das .pov File mit povray rendern lassen. Es empfiehlt
sich die manuelle Bauteilauswahl, da kannst du bei Gehhäusen, die er
nicht hat, ähnliche Auswählen (oder wenn deine Bezeichnung von der dort
vorgesehenen abweicht).
Man kann auch eine Animation machen, hab ich aber noch nicht gemacht.

Den Batteriehalter mit Akku hab ich aber selber gemacht, den hat
Eagle3D  nicht in der Bibliothek drin.

Den Link zum Eagle 3D hab ich aus dem Forum, unter Platinen wurde der
vor kurzem gepostet.

von Fritz Ganter (Gast)


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@Axel:
Ich will eben nicht nach Zeit laden, damit ich auch dann laden kann,
wenn der Akku nicht leer ist.

Im Anhang ist die gemessene Ladekurve von gestern, ich würde halt gern
im oberen Umkehrpunkt abschalten. Gemessen mit 250mA Ladestrom. Sind 2
AAA mit 600mAh.

BTW: hat jemand einen funktionierenden C-Code um über SLEEP_ADC zu
messen? Ich bekam da immer falsche Werte raus, meist 0. Ausserdem wurde
der Interrupt nicht aufgerufen, obwohl enabled (Zuweisung im Interrupt
wurde nicht ausgeführt).
Oder passen meine Umstände nicht? Bin immer im Power_save, Takt intern
8MHz, Timer2 mit 32kHz Quarz getaktet.
Bin so vorgegangen wie in einem Beitrag hier beschrieben (hab den Code
aus lauter Ärger gelöscht).

von Fritz Ganter (Gast)


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@Peter

So, habs vereinfacht, siehe Bild.
Über PA5 mess ich noch die Versorgungsspannung um das Laden zu
beginnen, und auch sicherzustellen, dass die Spannung gross genug ist
um mit ausreichend Strom zu laden ist.
Aber leg mich nicht auf den BC807 fest, der wird glühend heiss. Ich
überleg ob ich am IC5 zw. VIN und VOUT 1kOhm parallel hänge um eine
Erhaltungsladung zu haben.

von emil (Gast)


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@fritz:

dU/dT verfahren anzuwenden ist völlig korrekt, max712 tut's genauso,
bist auf den richtigen weg und deine kurve zeigt's sehr deutlich;

nur, wie willst du mit einem satz geladener NiMH akkus 2 monate
aushalten? die selbstentladungsrate liegt, soweit ich weiss, bei ca. 1%
pro 24 sutnden ...na ja, halt öfters nachladen, oder eben trickle
charge wie bei max712 vorsehen.

ansonsten kompliment für das schöne platinenbild!

emil

von Fritz Ganter (Gast)


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Hallo Emil!

Gut dass du mich erinnerst! Ich wollte recherchieren wie hoch die
Selbstentladung ist. Hab wo gelesen, dass sie bei Akkus mit höherer
Kapazität höher ist (hat irgendwas mit der Kristallgrösse zu tun).

1% in 24 Stunden wär eine Erklärung warum meine geladenen Akkus immer
leer sind, wenn ich sie brauche :-)

Ach, wenn bloss meine Platinen in real auch so hübsch aussehen würden
wie im gerenderten Bild...

von Fritz Ganter (Gast)


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Hab grad im GP-Datenblatt ein Diagramm gefunden: bei 25°C Entladung auf
85% nach 50 Tagen, ist also erträglich.

von Manfred Glahe (Gast)


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@Axel Rühl,

das sehe ich auch so. Entweder man behandelt einen Akku von Anfang an
mit der nötigen Aufmerksamkeit und benutzt dazu aufwendige Lade- und
Überwachungsmethoden (wie in guten zuverlässigen Industriegeräten,
Lader BC-1WD von Sony Datrecorder ), oder man nimmt die einfachste und
preiswerteste Methode und akzeptiert einen früheren Ausfall.
Eine Garantie für ein langes Akkuleben ist der korrekte Umgang damit
noch lange nicht! Deshalb ist es wichtig zu wissen wie der Zustand des
selben im Einsatz ist und das geht nur, wenn man über die Lebensdauer
seinen Status regelmäßig ermittelt. Wenn z.B. ein Datalogger im Gelände
für ca. 4 Wochen aktiv ist, sind die Daten wichtiger als eine
aufwendige Überwachungsschaltung. Es kommt halt darauf an was man
erreichen muß.

@Fritz Ganter,

bei allen Wald- und Wiesen- Akkus würde ich mich auf das Datenblatt
(wenn es überhaupt zur Verfügung steht)auf keinen Fall mehr verlassen!
Testläufe mit mehreren Akkus ahben bei mir ergeben, das manche nicht
einmal die Hälfte der angegebenen Kapazität über ein
Dutzent Lade- Entlade- Zyclen halten konnten. Überdimensionieren ist
die einzige Möhlichkeit um Datensicherheit zu erreichen.

MfG  Manfred Glahe

von Axel Rühl (Gast)


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<Zitat>
Aber leg mich nicht auf den BC807 fest, der wird glühend heiss.
</Zitat>

Muss doch, im angegebenen Bild weckerschalt3.png fehlt der
Basiswiderstand am BC807 zum Kollektor vom T6 . Der BC807 ist doch kein
MOSFET!

Gruß
Axel

von Peter D. (peda)


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@Fritz,

Du hast den Basiswiderstand für Q2 vergessen, ~2,2k sollten reichen.

Ob der BC807 250mA kann mußt Du im Datenblatt nachsehen.

Miß mal die Spannung, wenn er leitet, dürfen über ihn nicht mehr als 1V
abfallen.


Mit dem AVR kannst Du auch bequem überwachen, daß nicht sofort ein 2.
Ladezyklus gestartet wird, sondern der Akku mindestens 1 Stunde
abkühlen kann.

Ich hatte mal dieses Conrad Ladegerät probiert, das hat mit
unstabilisierten Strom geladen.
Die Folge war, daß als die 1.Zelle abschaltete, der Ladestrom der
2.Zelle von 0,5A auf 0,8A anstieg. Dadurch stieg natürlich auch deren
Spannung an und die Software hat keine dU/dt Abschaltung mehr gemacht.
Ich hab mir dann an der 2.Zelle die Finger verbrannt. Ein Wunder, daß
mir der ganze Scheiß nicht um die Ohren flog.


Peter

von Axel Rühl (Gast)


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ich habe hier mal ne delta_u schaltung hingemalt...
Axel

von Fritz Ganter (Gast)


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Hallo Axel!

So gehts auch, aber da kommt mehr dazu.
Ich hab in der Nacht das mal programmiert und simuliert. Das Programm
macht folgendes:

Wenn Steckernetzteil ausgesteckt war und einsgesteckt wird und mind. 6V
hat, wird mit dem Laden begonnen.

Die Überwachung beginnt nach min. 10sek, die Batteriespannung muss
>2.5V sein. Eventuell mach ich die Zeit länger, muss es mal mit einem
komplett leeren Akku probieren (da geht die Spannung am Anfang höher
hinauf wegen grossen Ri und sinkt dann wieder).

Er schaltet ab bei einer der Möglichkeiten:

Spannung steigt für 4min. nicht mehr an.
Spannung sinkt um 20mV gegenüber den Maximalwert
Es sind 4 Stunden vergangen (Notabschaltung)

Den Basiswiderstand hab ich auch reingemacht, ist wohl
verlorengegangen...

Ich werde eine gepulste Erhaltungsladung ev. auch noch einbauen.

von Axel Rühl (Gast)


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ich nochmal...
wie wär's mit einer LithiumIonenPolymerZelle? Die entladen sich nur
wenig und mit einem MAX1811 lassen die sich super wieder aufladen.
Wird aber wohl zu speziell für einen Wecker, oder?


ich hatte noch 'ne delta_u abschaltung gemalt, wo ist die geblieben??
Hier nochmal im Anhang

axel

von Axel Rühl (Gast)


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da war sie ja, seenot oder blind...

von Fritz Ganter (Gast)


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Ist auch eine Idee, ich werd mal schauen, ob ich dazu was finde. Aber
dann hab ich ja meine AAA-Zelle fürs Eagle3D umsonst konstruiert :-(

von Fritz Ganter (Gast)


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Hmm, ich bleibe doch lieber bei NiMH Zellen, weil:

http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?s=&threadid=59306&highlight=explosion

:-)

von Axel Rühl (Gast)


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Ja nee, schon klar, würde Atze sagen.
Sind ja Hammerfotos!!
Die dinger von www.ionity.de haben da gleich 'ne Schutzschaltung
drann. Muss man in der Bestellung angeben. /SE soll wohl
schutzelektronik heißen, obwohl die Dame am Telefon Schraubeinrichtung
oder Anschluss meinte, naja. Die Funktioniert jedenfalls absolut
sicher!
Wir sind sehr zufrieden...
axel

von Fritz Ganter (Gast)


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Hast du eine Ahnung was die Dinger kosten?

von Peter D. (peda)


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Nur Lithium Batterien entladen sich langsam, sind aber nicht aufladbar
!

Lithium Akkus entladen sich auch wahnsinnig schnell. Wer einmal sein
Notebook einen Monat lang nicht benutzt, kann das gut sehen.
Da ist dann die Ladeanzeige bestenfalls noch auf 50%.

Zusätzlich altern sie sehr stark, auch bei Nichtgebrauch. Ein
Notebook-Akku hält maximal 1..2 Jahre.
Deshalb gibts auf Lithium-Akkus grundsätlich nur 6 Monate Garantie
innerhalb derer ein Leistungsabfall bis 50% toleriert werden muß.
Und danach zählt ein Totalausfall als natürliche Abnutzung.

Z.B. der Akku im I-Pod wird nur dann kostenlos ausgetauscht, wenn er
innerhalb der ersten 6 Monate mehr als 50% seiner Kapazität verliert.


Deshalb werden Lithium-Akkus nur da benutzt, wo es auch wirklich auf
kleinstes Gewicht und sehr hohes Stromliefervermögen ankommt.


Peter

von Axel Rühl (Gast)


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@Fritz:
muss ich mal im Einkauf fragen, 20-30 Euro bestimmt als Einzelstück
:-(
@Peter
ich habe im Januar geladene Polymerzellen bekommen, die sind immernoch
voll..
Weiss nicht, vielleicht nimmt man die Akkus aus dem Notebook, wenn mans
nicht braucht, oder so. Ich habe bei meinem alten (7110)Nokia-Handy
gemessen:
320µA im AUSGESCHALTETEN Zustand. Denn iss klar.Wenn das beim Notebook
auch so ist, sind die natürlich irgentwann platt. Der BQ2040 von TI und
der LM358 in meinem Notebook-Akku ziehen ja auch Strom...
Axel

von Fritz Ganter (Gast)


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Um zum Thema zurückzukehren:

Da ich (manchmal) ein Feigling bin, will ich den Lader versuchsweise
mal "stand-alone" aufbauen.

Kann mal ein kundiger netter Mensch einen Blick auf den Schaltplan
werfen? Basiswiderstände sind zumindest vorhanden :-)

http://www.ganter.at/elektronik/ ganz unten.

von Marco Haufe (Gast)


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@Fritz
Danke für den Tip mit dem Eagle 3D !
Alllerdings benutze ich EDWIN32 als CAD-Programm. Somit kann
ich meine PCB's nur Fotografiren, wenn diese dann fertig sind...

Sieht aber mit Eagle 3D wirklich toll aus !!

VG MArco

von Axel Rühl (Gast)


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Hi Fritz,
jahaa, sieht gut aus...
ich habe auch mit Eagle3D schon einiges gemacht(die
KeramikKondensatoren sind von mir).
Wie hast du die Federn vom Batteriefach erzeugen lassen, gibt es jetzt
bei povray eine "Wire" Funktion? Ich hätte tatsächlich Bedarf, rote
und schwarze 0.14er Schaltlitzen sozusagen fliegend darzustellen.
Gruß
Axel

von Fritz Ganter (Gast)


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Ich hab einfach beim Autor gejammert :-)
Das hat er geschickt und es tut:

    union{

    #local i=0;
    #local j=0;
    #local n=3000;

    #while(i<n)


        sphere{
            <0,0,0> 0.1

            translate <1.4-j*1.1,0,0>
            rotate <0,4*360*j,0>
            #if(j>0.2)
            #if(j>0.8)
                translate <0,1.2,0>
            #else
                translate <0,(j-0.2)*2,0>
            #end
            #end

            texture{
                pigment{Red}
                finish{phong 1}
            }
        }


        #local j=j+1/n;
        #local i=i+1;
    #end

        translate <-2,0,0>
    }

Ich hab natürlich eine metallische Textur genommen.

von Matthias (Gast)


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Hi

@Axel
Du köntest Schaltlitze entweder mit einem sphere_sweep{...} oder mit
einer Kette aus vielen Kugeln entlang eines splines machen. Für die
zweite Methode kannst du mal ein paar Animationspunkte in deiner
Eagle-Datei erstellen und global_anim_showcampath in der POVRay-Datei
auf yes stellen. Damit sollte man auch eine Litze erstellen können.

Matthias

von Axel Rühl (Gast)


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Hey, ging ja schnell..
Danke Jungs

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