Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Schaltung für Entladezustand bei Akku


von Andre G. (andi99)


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Hallo!
Also ich bräuchte für einen Akku eine Anzeige, die mir mit 10 LEDs 
anzeigt, wie viel Spannung der Akku noch hat. Die maximale Spannung 
beträgt 12,5 Volt. Dann sollten alle 10 LEDs leuchten. Bei 11,6 Volt 
sollen alle LEDs aus sein.
Ich habe nun zwei konkrete Lösungsvorschläge für das Problem:
1. Entsprechend beschaltener Operationsverstärker und LM3914
2. mit einem µC (Arduino, oder so)

Wie würdet ihr das machen und warum?

von MaWin (Gast)


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Andre G. schrieb:
> Wie würdet ihr das machen

LM3914.

> und warum?

Kein Spannungsregler nötig.

ABER: auch wenn alle LEDs aus sind, braucht der Chip noch Strom.

Ein uC könnte sich schlafen legen um eine Tiefentladung des Akkus lang 
hinauszuzögern. Allerdings zieht dann bei ihm der Spannungsregler immer 
noch Strom, sogar i.A. mehr als der LM3914. Eine Schaltung, die auch den 
Spannungsregler dann abschaltet, ist noch aufwändiger und könnte den 
LM3914 ebenso abschalten.

von Andre G. (andi99)


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MaWin schrieb:
> LM3914

Kann der das? Ich dachte das Einganssignal für den LM3914 muss z.B. 0 
bis 5V oder 0 bis 12,5V oder so sein.

[Tut mir leid, bin Anfänger ;-) ]

von Andre G. (andi99)


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Wie muss man den den LM3914 dann beschalten, damit er eine Spannung von 
11,6 bis12,5 Volt mit den 10 LEDs darstellen kann?

von MaWin (Gast)


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Andre G. schrieb:
> Wie muss man den den LM3914 dann beschalten, damit er eine Spannung von
> 11,6 bis12,5 Volt mit den 10 LEDs darstellen kann?

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm3914.pdf
Figure 25

Akku --9k--+-- SIG (1.16-1.25V)
           |
          1k
           |

REFOUT ---+-- REFHI
          |
         470R
          |
          +-- REFLO
          |
         6k2
          |
REFADJ --GND

Leichte Abweichungen wegen Bauteilabweichungen möglich.

von Thomas B. (thombde)


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von Andre G. (andi99)


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Vielen Dank für die schnelle Antwort! Ihr habt mir echt geholfen!!

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Andre G. schrieb:

> Also ich bräuchte für einen Akku eine Anzeige, die mir mit 10 LEDs
> anzeigt, wie viel Spannung der Akku noch hat.

Da würde ich auch den LM3914 empfehlen. Du solltest jetzt aber nicht
glauben, das die LEDs Dir den Ladezustand des Akkus in 10% Schritten
anzeigen.

von Gableberger (Gast)


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Nichtjederweiss,dassernichtsweiss!

von rio71 (Gast)


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.. oder man nimmt was präzises, wo man nicht erst die anzahl der 
leuchtenden led in spannung zurückdenken muss, sonder den konkreten wert 
direkt weiß... :-)
http://www.ebay.de/sch/i.html?_from=R40&_sacat=0&_nkw=led+voltmeter&rt=nc&LH_PrefLoc=2

von Thomas B. (thombde)


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rio71 schrieb:
> .. oder man nimmt was präzises, wo man nicht erst die anzahl der
> leuchtenden led in spannung zurückdenken muss, sonder den konkreten wert
> direkt weiß... :-)
> 
http://www.ebay.de/sch/i.html?_from=R40&_sacat=0&_nkw=led+voltmeter&rt=nc&LH_PrefLoc=2

Das ablesen ist sicherlich einfacher.
Aber die Genauigkeit ist bei den günstigen LED-DVM nicht unbedingt 
besser.
Dieses hier von Conrad hat zB. 0,5% vom Messwert +/-1Digit.
(ohne Spannungsteiler)

http://www.conrad.de/ce/de/product/106942/VOLTCRAFT-PM-129-Digitales-Einbaumessgeraet-LED-Panel-Meter-Einbaumasse-67-x-29-mm?queryFromSuggest=true

Rechne mal bei den billigen Geräten eher mit 1% vom Messwert +/-1 Digit,
oder schlechter.
Ich glaube auch nicht, dass die da einen hochwertigen Spannungsteiler
verbaut haben.
Seltsamer weise wird die Genauigkeit erst gar nicht angegeben.


Die Punkt oder Balkenanzeige hat aber auch den Vorteil, dass man 
schnelle Spannungsschwankungen erkennen kann.
Das 3-Stellige LED-DVM zeigt mir dann meistens 8,88V an,
je nach Messgeschwindigkeit.
Der wirklichen Ladezustand des Akkus läst sich dadurch sicherlich nicht
erkennen.

Gruß
Thomas

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Es gibt auch spezielle Chips nur zur Akkuüberwachung. Kleiner Nachteil, 
die Kapazität kennt er erst nach einmal volladen, entladen und wieder 
volladen. Das kann also länger als einen Tag dauern. Wenn der Akku mal 
tiefentladen ist, hat auch der Chip sein Gedächtnis verloren.

http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/battery-fuel-gauge-overview.page

Ich kenne speziell den BQ2050. Der kann allerdings nur 5 LEDs direkt 
ansteuern, ist aber über 1-wire bus auch digital auszulesen, dann wirds 
genauer.

von Harald W. (wilhelms)


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Thomas B. schrieb:

>> .. oder man nimmt was präzises, wo man nicht erst die anzahl der
>> leuchtenden led in spannung zurückdenken muss, sonder den konkreten wert
> Das ablesen ist sicherlich einfacher.

Das sehe ich anders. Balkenanzeigen liest man intuitiv ab. Bei
Digitalanzeigen muss man erst anfangen zu rechnen. Deshalb werden
wichtige Werte z.B. die Turbinendrehzahl auch in modernen Flugzeugen
nicht digital, sondern mit nachgebildeten Balken- oder Zeiger-
instrumenten dargestellt.

> Der wirklichen Ladezustand des Akkus läst sich dadurch sicherlich nicht
> erkennen.

ACK. Aber wenn man mehrere Entladezyklen gesehen hat, bekommt man
ein gewisses Gefühl, wieviel Energie noch da ist.
Gruss
Harald

von batman (Gast)


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Der Praxistest offenbart dagegen, daß man eine kurze Ziffernanzeige 
deutlich schneller abliest, als einen analog dargestellten Wert. Das 
Hirn ist auf schnelle parallele Texterfassung trainiert.

von Harald W. (wilhelms)


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batman schrieb:

> Der Praxistest offenbart dagegen, daß man eine kurze Ziffernanzeige
> deutlich schneller abliest, als einen analog dargestellten Wert. Das
> Hirn ist auf schnelle parallele Texterfassung trainiert.

Dann lies mal vier Triebwerkdrehzahlanzeigen ab, und errechne, wie
gross der prozentuale Unterschied ist und ob dieser Unterschied
innerhalb der zulässigen Toleranz liegt und das ganze in weniger
als einer Sekunde!

von batman (Gast)


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Wozu soll das gut sein. Es geht hier darum, eine Akkuspannung abzulesen. 
Da gibts weder Triebwerke noch irgendwas zu rechnen. Thema steht oben.

von Harald W. (wilhelms)


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batman schrieb:

> Wozu soll das gut sein. Es geht hier darum, eine Akkuspannung abzulesen.
> Da gibts weder Triebwerke noch irgendwas zu rechnen. Thema steht oben.

Ja, aber auch für den angedachten Zweck ist eine Balkenanzeige
besser als eine Ziffernanzeige geeignet, auch wenn der Zeitvorteil
hier nicht ganz so stark ins Gewicht fällt.

von batman (Gast)


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Ok, dir muß man wohl alles einfach glauben, schätz ich mal. :)

von Harald W. (wilhelms)


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batman schrieb:

> Ok, dir muß man wohl alles einfach glauben, schätz ich mal. :)

Mir brauchst Du nicht zu glauben, aber vielleicht den grossen
Entwicklungsabteilungen z.B. bei Airbus, die sich damit beschäftigen,
Elektronik optimal bedienbar zu gestalten. Ab und zu gibt es auch
entsprechende Fachartikel darüber in einschlägigen Fachzeitschriften.
Der grösste Irrtum von Entwicklern auf diesem Gebiet war der Glaube,
das Digitaluhren innerhalb weniger Jahre sog. Analoguhren vollständig
verdrängen würden.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Es gibt auch spezielle Chips nur zur Akkuüberwachung. Kleiner Nachteil,
> die Kapazität kennt er erst nach einmal volladen, entladen und wieder
> volladen. Das kann also länger als einen Tag dauern. Wenn der Akku mal
> tiefentladen ist, hat auch der Chip sein Gedächtnis verloren.
>
> http://www.ti.com/lsds/ti/power-management/battery-fuel-gauge-overview.page
>

Ob man so ein Teil auch für eine Autobatterie benutzen könnte?

Hat noch jemand Erfahrung mit der Genauigkeit dieser Chips?


Mir fällt noch diese interessante Schaltung ein:
http://www.hagtech.com/pdf/fuel.pdf

: Bearbeitet durch User
von Schmunzler (Gast)


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batman schrieb:
> Es geht hier darum, eine Akkuspannung abzulesen.

NEIN.
Es geht hier darum, einen Entladezustand abzulesen.

Ist das Glas 3/4 leer, halb leer, 1/4 leer?
Misst du das digital in ccm und rechnest dann immer um?

von batman (Gast)


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Nein, man kann nur ablesen, was angezeigt wird, also nochmal für den 
Schwafler: die Akkuspannung. Ob und wie man daraus je nach Temperatur, 
Last u.a. einen "Entladezustand" interpretieren oder "berechnen" will, 
ist ein anderes Thema.

von frog268 (Gast)


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> Es geht hier darum, einen Entladezustand abzulesen.

da widerspricht sich der TO...Entladezustand wäre SOC, im Eingangspost 
schreibt er das nur Spannung gemessen werden soll.

Für den SOC würde ich den µC nehmen, da der sich  eigendlich nur 
berechnen läßt. Hier finden sich zB dafür die richtigen Ansätze ->
http://www.codeproject.com/Articles/831094/Smart-Monitor-for-Automotive-Battery
Ansonsten bleibt nur ein&abgehende Watt pro Zeit auszählen :)
google mal nach Coulomb Counter...und nach Peukert...

in günstigen Solarreglern wird der Entladezustand des Akkus oldschool 
mittels Spannungsmessung bei Belastung über einen shunt abgeschätzt 
(ähnlich wie früher bei den Zellenprüfern). ist natürlich nicht im 
Stromsparmodus realisierbar :(

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