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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Akku-/Batteriekapazität messen


Autor: Jemand (Gast)
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Hallo,
ich möchte die Kapazität eines Akkus oder auch einer Batterie irgendwie
messen.
Bei Elektor gab's mal einen Milliamperestundenzähler, aber der entläd
den Akku beim messen was nicht so toll ist.
Gibt's da noch andre Verfahrensweisen um an die Kapazität zu kommen?
Vielen Dank im Voraus.
Jemand

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Messen kannst du die Kapazität wirklich nur durch Entladen. - Und
dann iss der Saft wech...

Allerdings könntest du beim Laden die Milliamperestunden messen und
danach die verfügbare Kapazität grob schätzen.
Das mach ich mit einem modifizierten "Conrad-Handy-Charger", den es
vor einigen Jahren mal als Restposten für 25 DM bis 8 Euroten gab.
Damit lade ich so ziemlich alle NiCd und NiMH Akkus, die bei mir im
Einsatz sind, auch die der Digitalkamera.

...

Autor: Stefan Seegel (Gast)
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>"Milliamperestundenzähler"

misst die bewegte Ladung (Einheit Amperesekunden = Coulomb), d.h. ohne
Ladung zu bewegen (also Akku (ent)laden) kannst du sowas nicht messen.

Zur Kapazität:
Sie ist definiert als
C [Farad]= Q [Coulomb] / U [Spannung],
also Kapazität = Amperesekunden pro Volt

Soweit mal zur "wissenschaftlichen Klugscheisserei" ;-)

Ich nehme mal an du meinst mit "Kapazität" einfach wieviele As (oder
Milliamperestunden) Dein Akku aufnehmen kann. Dazu musst du das Ding
vollladen, dann mit einem "Milliamperestundenzähler" bis zur
untersten Spannung des Akkus messen und das Ergebniss steht auf dem
Zähler.

Stefan

Autor: Smolder (Gast)
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>>Bei Elektor gab's mal einen Milliamperestundenzähler, aber der
entläd
>>den Akku beim messen was nicht so toll ist.
>>Gibt's da noch andre Verfahrensweisen um an die Kapazität zu
kommen?


Gibt es .

2 Methoden:
Beide legen mehr oder weniger die allgemeine Entladekennlinie
zugrunde.

Nr. 1

Die Entladekennlinie (Spannung) zeigt die Kapazität an.

Vorteil:
Einfach mit Messung und Tabelle zu bewerkstelligen.

Nachteil:

Sowas von ungenau das man diese Methode allenfalls zum groben schätzen
nutzen kann.

Man kennt es von diversen Batteriecheckern oder den bekannten Anzeigen
diverser Geräte (zb. Mp3-Sticks)



Nr. 2

Ist genauer aber nicht einfach da du zuerst die Kennlinie eines jeden
Akkus aufnehmen mußt um zu wissen welche Kapazität er nun wirklich hat
(Je nach Modell und Serienstreuung).

Danach kann man eine Tabelle für jeden Akku erstwllen.

Dem Messgerät muß allerdings vor jeder Messung mitgeteilt werden mit
wem es denn nun zu tun hat.

Vorteil:
Genauer als Nr.1 wenn noch relativ weit von einer echten
Kapazitätsmessung entfernt.
Jedenfalls schonmal brauchbar.


Nachteil:

Umständlich hoch Drei und damit nur in Sonderfällen zu empfehlen.




Nochwas zu:

""ich möchte die Kapazität eines Akkus oder auch einer Batterie
irgendwie messen.""

Was ich so interpretiere das du mal eben nebenbei mit kurz mal messen
die Restkapazizäz feststellen willst und das Universell für alle
Zellen.

Gratuliere,willkommen im Club denn danach sucht man schon seit
Jahrzehnten und solange es Unterschiedliche Zellen und die
Serienstreuung gibt wird das mit nackten Zellen nie was.

Schau mal wie das bei Lithiumzellen gemacht wird. (Ja,ich weiß.Hat mehr
Gründe in der Sicherheit aber es geht jetzt nur ummes Zählen)
Das wäre die einzig vernünftige Lösung aber das hat auch seinen Preis
und aufwand.



Nun mal die Gegenfrage wie genau es denn sein soll und was der
Hintergrund für diese Geschichte ist.

Autor: Jemand (Gast)
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"Was ich so interpretiere das du mal eben nebenbei mit kurz mal messen
die Restkapazizäz feststellen willst und das Universell für alle
Zellen."
-> ganz genau an sowas dachte ich, und ich dachte mir auch, dass es
nicht gehen wird, wie ich's gern hätte...

Also, zum Hintergrund:
Ich will das gar nicht so genau sondern mehr geschätzt, also so auf
100mAh unterschied machts nichts.
Das ganze war gedacht für einen Akku-/Batterielader(Wenn ich
Batterielader schreib mein ich des auch so; Stichwort: Asymmetrische
Wechselstromladung...) der halt dann die Kapazität 'messen'(also
schätzen) sollte und daraus Ladezeit/-stom/-spannung berechnen und
natürlich auch die Ladung durchführen soll. Soweit die Theorie(die wie
so oft der Praxis nicht so nahe kommt, wie man sich wünscht...)

nun denn, werd ich wohl einfach das so machen, dass man halt einstellt
, ob Akku oder Alkali-Batterie dann noch ob Nimh oder Nicd und die
Ladezeit und Ladestrom.
Iss jedenfallz wohl einfacher, als dann immer mit nem Poti und dem MM
einstellen und messen und dann noch nen Timer einzuschalten damit nix
explotiert(sagen zumindest Alkalibatteriehersteller, dass die nicht
ganz ungefählich sind).
Bei den Akkus könnte ich auch die Kennlinien speichern und dann anhand
der Spannung die Ladezeit noch besser berechnen lassen.
Wie tut man eigentlich am besten und schonensten entladen?? gibt's da
irgendein Grundprinzip?(vielleicht auch ein kontrollierbares(gegen
Tiefentladung)?)

Jemand

Autor: Stefan Seegel (Gast)
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Tach Jemand,

schau Dir mal z.B. das Datenblatt zum MAX713 an (im Anhang), der lädt
NiMh/NiCd Akkus optimalst, und man kann sämtliche Parameter wie
Ladestrom, max. Ladezeit etc. festlegen. Der Chip erkennt den "ich bin
voll" Zustand des Akku nach dem Delta-U/Delta-t Verfahren, die Akkus
weisen einen charakteristischen Peak in der Ladespannung auf wenn Sie
voll werden, darauf reagiert der MAX712/713. Weiterhin kannman auch
noch NTCs (temperaturabhängige Widerstände) anschließen, die dann den
Ladezustand des Akkus noch besser überwachen können.

Selbst sowas zu bauen ist wohl recht aufwendig, die Spannung zu messen,
daraus die Restladung und die benötigte Ladezeit zu berechnen ist völlig
unbrauchbar, denn viele Parameter sind zunächst unbekannt, und für jeden
Akku den man besitzt zunächst Ladekurven zu erstellen und die dann einem
Ladecontroller mitzuteilen ist doch recht unpraktikabel...

Stefan

Autor: Smolder (Gast)
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@Jemand

Stefan hat schon alles wesentliche gesagt.

Laden tutet man anders als wie du dir das da oben so vorgestellt hast.

Praktikabel und weit verbreitet ist eben ein Delta U mit
Temperaturüberwachung.

Sinnvollerweise wäre ein fertiger Chip ne gute Lösung.

Natürlich geht es auch mit nem Controller sammt Schaltstufe und du
machst dir die Soft selber.
Die passenden Softwarebeispiele bzw. Algorhytmen bekommst du meist vom
Chiphersteller mitgeliefert.

Schau dich mal ruhig auf diversen Controller und Elektronikseiten/Foren
um ,da sollten eigentlich genügend Projekte dazu existieren von denen
man profitieren kann.



zu Alkalibatterien:

Ich vermute mal das du auf die Accucell ansprichst.

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Das Prinzip der asymmetrischen Wechselstromladung (Auffrischung,
Regenerierung) von Primärelementen (heute "Accucell" genannt) ist ja
nicht neu, das haben wir vor 25...30 Jahren schon gemacht. Dazu gab es
auch Veröffentlichungen in der Zeitschrift "Practic" (oder
"Praktik"??).

...

Autor: Smolder (Gast)
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Nö "Practic" is schon richtig.

Autor: icke (Gast)
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Zitat von Smolder :
" Nr. 2

Ist genauer aber nicht einfach da du zuerst die Kennlinie eines jeden
Akkus aufnehmen mußt um zu wissen welche Kapazität er nun wirklich hat
(Je nach Modell und Serienstreuung).

Danach kann man eine Tabelle für jeden Akku erstwllen.

Dem Messgerät muß allerdings vor jeder Messung mitgeteilt werden mit
wem es denn nun zu tun hat.

Vorteil:
Genauer als Nr.1 wenn noch relativ weit von einer echten
Kapazitätsmessung entfernt.
Jedenfalls schonmal brauchbar.


Nachteil:

Umständlich hoch Drei und damit nur in Sonderfällen zu empfehlen. "

Es ist zwar umständlich , aber gar nicht soo teuer :
für meine Akku-Fahrradbeleuchtung habe ich mir 2 Packs gebaut mit
integrierter Spannungsüberwachung ( LED-Zeile ) mit'm 89C2051 .

Ein mal vollgeladen , dann mit Nennstrom entladen , dabei über die
serielle die Spannung am PC geloggt .
Dann weiss man ziemlich genau wieviel minuten Entladezeit bei
bestimmter Spannung übrig ist .

Autor: icke (Gast)
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Jeder Akkupack hat natürlich einen eigenen MC .
Der kostet ja fast nix ... :-)

Autor: ...HanneS... (Gast)
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Und diese "Kennlinie" ist bei allen Temperaturen gleich?

...

Autor: icke (Gast)
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" Und diese "Kennlinie" ist bei allen Temperaturen gleich? "

Nein ...

Autor: Jemand (Gast)
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Kennlienien lesen und auswerten iss mir zu umständlich.
Oke, also ich werd mich wohl nach nem Ic umschaun oder auch mal in
andren foren nach projekten suchen wie ihr schon sagtet.
Akkupacks hab ich nicht sondern einzelne also rentiert sich des mit µC
ranhängen sowieso nicht...
Hat jemand mal mit der appnote von atmel was gemacht?? da gabs auch mal
nen nimh, nicd, liIon und SLA(was auch immer das sein mag)
was haltet ihr davon??

Jemand

Autor: Stefan Seegel (Gast)
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Ja was brauchst du denn nun ???

Willst nu nen Universell-Ich-Kann-Alles Akku-Auf-Über-Unter-Ladegerät,
oder willst du einfach in ein bestimmtes akkubetriebendes Gerät eine
Ladeschaltung einbauen ?!

Falls ersteres sollte man sich eben nach diesen fertigen Monster
Ladegeräten unsehen. Aus dem Grund dass man sowas unbedingt selber
bauen will ist es wirklich alles andere als einfach.
(Stichpunkte Schaltregler, MOSFETs, Ladecharakteristiken,
Konstantstromladung, Konstatspannungladung, Erhaltungsladung,
Tiefentladung, Zellenüberdruck, Temperaturkurve um nur mal ein kleines
Gehirnstürmen zu machen).

Falls zweiteres, einfach Rahmenbedingungen festlegen (Akkugröße, max.
Ladezeit, Pufferbetrieb/Zyklusbetrieb etc etc), ein schönes IC
raussuchen und der Fall ist erledigt.

Ach ja, allgemeien gilt: Vorsicht Explosionsgefahr! ...wer mal eine
Explosion durch Kurzschluss eines kleinen Mobiltelefon-LiIo Akku
gesehen hat...

Naja, viel Spaß beim basteln.

Stefan

P.S.
Die Schaltung mit dem MAX713/712 ist sehr gut geeignet um 2-10 Micro
bis Mignon NiMh oder MiCd Zellen zu laden und funktioniert sehr gut.
Auch das Datenblatt des Teils ist super verständlich um die Peripherie
zu berechenen (nein ich bin kein Maxim Vertreter)

Autor: Jemand (Gast)
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das erstere
und: ja, ich hab eingesehen dasses zu kompliziert ist.
danke trotzdem
vielleicht mach ich ja mal was mim max713
mal sehen

Jemand

Autor: Matthias T (Gast)
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<Autor: icke
<Datum: 01.02.2005 18:35
<
<---------------------------------------------------------------------<- 
----------
<
<Es ist zwar umständlich , aber gar nicht soo teuer :
<für meine Akku-Fahrradbeleuchtung habe ich mir 2 Packs gebaut mit
<integrierter Spannungsüberwachung ( LED-Zeile ) mit'm 89C2051 .
<
<Ein mal vollgeladen , dann mit Nennstrom entladen , dabei über die
<serielle die Spannung am PC geloggt .
<Dann weiss man ziemlich genau wieviel minuten Entladezeit bei
<bestimmter Spannung übrig ist .

@Icke:
Ich schätze du hast genau das gebastelt was ich benötige um meine
Restlaufzeitanzeige zu realisieren.

Könntest du mir eine Hilfestellung geben wie sowas auszusehen hat?

Grüße
Matthias

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