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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Entladegerät


Autor: Daniel Müller (mulder)
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Hallo!

ich möchte mir einen Einzelzellen-Entlader mit µC bauen. Den µC brauche 
ich deswegen weil ich die Entladeschlussspannung per Poti o.ä. festlegen 
möchte und ganz ganz später evtl auf einem Display anzeigen möchte.

Vorweg, dies ist mein erstes µC Projekt, also habt n bissel erbarmen mit 
mir ;)

Mit dem µC möchte ich während des Entladevorgangs die Spannung der 
Zellen und den Entladestrom messen.
(eigentlich soll der entladestrom konstant sein, ich weiss aber nicht 
wie ich einen Wiederstand mit einem µC steuern kann^^ )
Den Entladestrom möchte ich eigentlich nur deswegen messen um ihn später 
evtl am rechner als Graphen anzeigen zu könne... etc. pp.

Der Schaltplan im anhnag ist übrigens mein erstes werk mit eagle...
den FET zum ein-/ausschalten des vorgangs habe ich einfach mal so auf 
irgendeinen pin gelegt.... also nur zu demo zwecken, da muss ich mich 
noch erkundigen wie das geht...


Ich mach mal einfach Copy & Paste von meinen Berechnungen dazu:

µC gesteuerter einzelzellen Entladevorgang:
==========================================================
I_max = ~10A

U_max = ~1,5V
U_min = ~0,7V

Entlade Widerstand:
==========================================================
R_max = U/I = 1,5V / 10A = 0,15Ohm
R_min = U/I = 0,7V / 10A = 0,07Ohm

Weiter gilt für R_max/min -= R_shunt

P_max = 1,5V * 10A = 15W (Wird am Widerstand in Wärme umgewandelt)

Strommessung:
==========================================================
U_shunt <= 0,5V (wegen 10x Multiplikator des ADC --> volle Auflösung)
I_soll = 10A

R_shunt = U / I = 0,5V / 10A = 0,05Ohm


Beispiel:
==========================================================
R_shunt = 0,05Ohm
U_shunt = 0,3V (gemessen per ADC)

I = 0,3V / 0,05Ohm = 6A






Was sagt ihr dazu, ist das völliger quatsch/ grober unsinn, oder bin ich 
damit schon auf dem richtigen weg?

vorschläge, konstruktive kritik ist willkommen,

viele grüsse, daniel

Autor: anonymous (Gast)
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Nur ein paar Anmerkungen:
- Standardbeschaltung atmega nachschlagen
- eagle grid ausmachen, ist hier sehr schwer zu erkennen
- mosfet gerade reinsetzen (einfacher zu lesen)


Ich würde den Mosfet mit geglätter (tiefpass) PWM ansteuern. Über die 
PWM kannst du dann einstellen, wie weit der Mosfet durchschaltet. D.h. 
du hast deinen regelbaren Widerstand. Den anderen kannst du dann 
weglassen... Stromsenke nennt sich das glaube ich.

Der Shunt ist wichtig & richtig. Damit dieser den maximalen Strom nicht 
begrenzt muss er sehr klein sein, hast du auch richtig gemacht :) 15W 
ist schon einiges, geht's noch kleiner?
Aber die an ihm abfallende Spannung ist auch so schon sehr klein. Also
- geringe Genauigkeit ODER
- Opamp zum verstärken ODER
- differential ADC

Die Spannung der Zelle über Widerstand an ADC legen. Den Widerstand so 
dimensionieren, dass 20mA niemals überschritten werden können. Niemals 
den ADC direkt an eine Schaltung hängen! Immer einen Widerstand davor, 
etwas wird immer übersehen.

So genug gemeckert :) Ich lass mal die anderen ran. Du bist schonmal auf 
dem richtigen Weg, viel Erfolg noch!

Autor: Jack Braun (jackbraun)
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>- Opamp zum verstärken

Nicht nur verstärken, sondern gleich den FET damit steuern. Der Strom
wird dann über die Verstärkung des OPV (Poti) eingestellt.

Das ist die einfachste und beste Methode, den Entladestrom konstant
zu halten. Damit kann auch der Stromfühlerwiderstand schön klein
gehalten werden.

Mit dem µC kannst Du dann die Spannung des Akkus überwachen und den
Entladevorgang beenden.

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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Ich würde dem anonymen gast zustimmen, gewöhn dir unbedingd an deine 
Schaltpläne anders zu strukturieren, also V_cc oben Masse unten (am 
besten auch das massesymbol verwenden) und den Stromfluss am besten 
vertikal, macht jetzt vielleicht noch nicht soviel aus, wenn die 
Schaltung aber etwas anwächst verliert man sonst sehr leicht den 
Überblick.

Ich bin mir nicht sicher aber ich glaube Akkus sind gar nicht so 
unglücklich wenn man sie "hart" über eine PWM entläd, natürlich mit 
niederem Tastverhältniss, ein Reflex Lader arbeitet ja auch mit sehr 
hohen Impulsströmen, sollte man aber zur sicherheit nochmal abklären.
Damit will ich sagen das man evtl. auch auf den Tiefpass vor dem FET 
verzichten könnte.

Auf jeden Fall möchtest du den FET mit einem der OC* Pins verbinden, da 
nur diese eine direkte PWM erlauben. ansonsten sollte sich das fast so 
aufbauen lassen wie du es gezeichnet hast, wenn ich meinen Kopf richtig 
gedreht ist, ist dein FET glaub noch falsch herum, und R_min_max sollte 
überflüssig werden. Als begrenzenden Widerstand hättest du dan 
tatsächlich den Innenwiederstand des Akkus, das kling fies (sträme von 
über 80A sind da denkbar), aber nach meinem Dafürhalten wären damit die 
meisten Bauteile ganz glücklich, wenn die Impulse nur kurz genug sind, 
einzig der FET sollte einigermassen gross sein (das muss er aber ohnehin 
sein).

Bei der Impulsentladung müsstest du aber auf jeden Fall dein Stromsignal 
integrieren (tiefpass) also einfach noch einen Widerstand mit 
anschliessendem Kondensator gegen Masse.

Autor: Daniel Müller (mulder)
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Hallo,

vielen dank schonmal für die verbesserungs Vorschläge!
Den Schlatplan werde ich gleich mal umstellen so das Vcc oben und masse 
unten sind. Das Massesymbol hätte ich liebend gerne verwendet, hab es in 
Eagle aber nicht gefunden...

Mein gedanke war eigentlich den FET an einen IO Pin zu klemmen um ihn 
nur an und ausschalten zu können. jetzt nach euren postings würde ich 
ihn natürlich an einen PWM ausgang anschliessen wollen ;)

Und ja, ein Impulsentladen ist nicht schädlich für den Akku.

R_min_max kommt würde dann wegfallen und ich schliesse den Akku mehr 
oder weniger ohne Widerstand kurz... das aber sehr schnell (ein/aus) per 
PWM, so das sich wie in deinem Bild ein mittlerer Enladestrom ergibt?

"Integrieren des Stromsignals" sagt mir grad nicht viel, könnte mir aber 
denken das man das mit dem R und C gegen Masse macht um den Mittleren 
Stromfluss zu berechnen (geglättet per C)... oder hab ich das falsch 
verstanden?

Ich werde gleich mal einen Plan erstellen mit euren vorgeschlagenen 
Änderungen!


Grüsse und nochmals Danke, Daniel

Autor: Alex1024 (Gast)
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Hallo Daniel,
Wie sieht denn deine Schaltung jetzt aus? Brauche auch so eine 
einstellbare Stromsenke für einen Refleks Akulader. Kannst du die 
Schaltung hier reinstellen?
Grüsse
Alex

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