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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Handyakku als Stromversorgung für µC


Autor: churchi (Gast)
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Hi

Ich brauche für eine Schaltung eine möglichst leichte und kleine
Spannungsquelle - am Besten wäre ein Akku
Nun hab ich noch einen Handyakku den ich dafür gerne verwenden möchte.
(LiIon Akku aus Siemens S55)
Dieser hat 3,6V, 700mAh und würde in meiner Schaltung 12h laufen -
perfekt.
Laut Datenblatt lässt sich ein ATMega128 bei 14Mhz mit 3,6V betreiben.
Es läge also sehr nahe diesen Akku zu verwenden, jedoch bin ich mir
nicht sicher ob es so ohne Probleme funktionieren wird.
Muss ich die Akkuspannung selber überwachen? - Sie darf ja nicht unter
2,7V fallen
Ich habe gelesen, dass sie sich darum eine Elektronik im Akku kümmern
müsste - ist das bei diesem genauso?
Wo gibts darüber Informationen?
Ich möchte nur ungern den Akku aufmachen.
Zum Laden werde ich zur Sicherheit das Handy verwenden - da kann nix
schief gehen.

Wie kann ich den Ladestand des Akkus ermitteln? - dieser wäre ganz
Hilfreich um die Restlaufzeit zu wissen
Ist dafür der 3. Pin des Akkus vorhanden?
Wenn nein, wozu ist dieser 3. Pin?

churchi

Autor: Jörn G. aus H. (Gast)
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Jeder halbwegs vernünftige LiIon Akku überwacht selber die Spannung und
schaltet ab, wenn die Spannung zu niedrig ist (das ist sogar Pflicht,
wenn ein CE-Aufkleber drauf pappt). Auch gegen Kurzschluss müssen die
Dinger gesichert sein.

Die China-Modelle für unter 5,- EUR von ebay sind das aber evtl.
nicht.

Laden ist etwas schwieriger, aber wenn du es im Handy machst, sollte
nichts schief gehen.

Die dritte Leitung ist vermutlich zur Überwachung (Temperatur) beim
Laden.

jörn

Autor: churchi (Gast)
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danke - an das hab ich auch schon gedacht und schon mal wo gelesen

Natürlich wärs interessant wie man die Temperatur da auslesen kann -
Spannung, Strom, Wiederstand...
Aber beim Entladen dürfte das nicht so wichtig sein.

Autor: Rufus T. Firefly (Gast)
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.

   "Jeder halbwegs vernünftige LiIon Akku überwacht selber
   die Spannung und schaltet ab, wenn die Spannung zu niedrig
   ist (das ist sogar Pflicht, wenn ein CE-Aufkleber drauf pappt)."

Das ist ja interessant. Das würde bedeuten, daß die Ausgangsspannung
schlagartig von 2.7V auf 0V fällt, wenn der Akku leer ist.
Kannst Du die "Pflicht", dieses Verhalten aufzuweisen, irgendwie
belegen? Quelle?

Autor: Olaf (Gast)
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Also eine Pflicht dazu gibt es nicht. Und die Vorstellung es koennte da
einen Zusammenhang mit CE geben hat mich gerade sehr erheitert.

Es gibt aber soetwas wie VDE Bestimmungen an die man sich halten
sollte, aber nicht muss, wenn man bei einem Unfall vor Gericht gut
dastehen will.

Aus Sicherheitsgruenden haben daher alle Akkus mindestens ein
UeberwachungsIC drin. Ich habe noch nie einen fertigen Akku der fuer
ein bestimmtes Geraet gedacht war ohne gesehen. Auch keine
NoNameakkus.

Diese ICs ueberwachen Ueber und Unterspannung. Das ist aber als LETZTE
Sicherheitsmassnahme gedacht. Nicht etwas das man in der Praxis dauernd
ausnutzen sollte. Wenn die Spannung an so einem IC unter einem
bestimmten Wert sinkt dann schaltet es ab. Viele ICs schalten dann
wieder ein wenn man den Akku versucht aufzuladen. Aber nicht alle. Es
gibt auch welche die bleiben dann auf ewig abgeschaltet, oder muessen
ueber eine Bruecke zurueckgesetzt werden.

Gemacht wird das deshalb weil ein LiIonen Akku der tiefentladen wird
erstmal mit einem kleinen Strom geladen werden muss bis er wieder 2.7V
erreicht, erst danach darf wieder richtig geladen werden. Sonst BUMM!
Das kann aber kaum ein Ladegeraet.

Genauso schalten die ICs auch ab wenn beim laden die Akkuspannung zu
hoch wird. Auch das wuerde ich nicht ausnutzen.

Geschaltet wird uebrigens ueber einen DoppelMosfet. Der Spannungsbfall
der beim laden/entladen an seinem Innenwiderstand entsteht wird als
eine etwas ungenaues Kriterium benutzt um bei Ueberstrom abzuschalten.
Der Wert liegt bei den kleinen Handyakkus meist so bei 2A.

Der dritte Anschluss ist sehr haeufig mit einem 10kOhm NTC bestueckt um
die Temperatur des Akkus zu messen.

Wer uebrigens mal etwas schnuckeliges bauen moechte:

  http://www.criseis.ruhr.de/powerbox/powerbox.html

Damit betreibe ich momentan meinen R8C/13 mit Entwicklungsboard. Laeuft
damit vermutlich wochenlang im Dauerbetrieb. :-)

Olaf

Autor: rayelec (Gast)
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Für den persönlichen Gebrauch habe ich durchaus gute Erfahrungen mit
Li-Ion Akkus gemacht (auch ohne Schutzschaltung!). Die Akkus sind auch
kaum weniger sicher als z.B. NiCd oder Pb-Akkus, wenn man sich an
elementare Sicherheitsregeln hält:

1) NIE überladen!! DAs wichtigste ist, die (heute fast immer) 4.20V
   Ladeendspannung genau (auf besser als 50mV) einhalten. Das geht mit
   einem guten Labornetzgerät oder einem kommerziellen IC.
2) Mit den kleinstmöglichen Strömen arbeiten. Warum mit 5A laden, wenn
   der Akku auch mit 500mA rechtzeitig voll wird?? Generell Lade- und
   Entladeströme von 1C nicht überschreiten.
3) Akku nie unter 3V entladen.
4) Nicht bei extremen Temperaturen arbeiten. Wenns dann doch sein
   muss: bei tiefen Temperaturen Lade- und Entladeströme deutlich
   reduzieren.
5) Tiefentladene Li-Akkus mit 1/20C laden, bis sie auf 3.3V
   Zellspannung angestiegen sind.

Wie Ihr seht, lassen sich diese Bedingungen leicht erfüllen. Es ist
auch nicht so, dass euch der Akku bei Überladung mit geringen Strom
sofort um die Ohren fliegt. Dazu braucht es viel mehr! Die Zellen haben
alle Sicherheitsventile oder Sollbruchstellen. Allerdings ist Überladung
ein sehr zuverlässiges Verfahren, die Zelle in die ewigen Jagdgründe zu
schicken - und zwar beim ersten mal!!!

Autor: Daniel (x2) (Gast)
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Hallo :)

Da mir dies hier grad auffiel, bringe ich mein Problem doch mal eben
hier zum Vortrag - wenn auch ein halbes Jahr verspätet.


Ich möchte mit einem ATMEGA32L den Ladestand eines 3,6V Handyakkus
bestimmen - quasi die momentan anliegende Spannung ermitteln.

Der µC wird allerdings ausschließlich mit der Akkuspannung versorgt, so
dass ich keine vernünftige Referenz habe.
Nun fiel mir der Analog Comparator auf. Wenn ich nun 1,8V (bekomme ich
aus einem Spannungsregler) an Aref anschließe und 3,3V Vcc
Versorgungsspannung des µC sind, kann ich dann die sinkende
Vcc-Spannung mit 1,8V vergleichen und somit eine Ladestandsanzeige
erzeugen?

Gibt es einfachere Möglichkeiten, soetwas zu realisieren?

Autor: Robert (Gast)
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Daniel,

dein A/D Wandler hat eine Interne Referenz. Damit gehts bequem.
Nur einen Spannungteiler für dem Pin solltest du vorsehen.

Robert

Autor: Mario (Gast)
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@Robert, @Daniel,

hab dasselbe Problem gehabt. Die interne Referenzspannung geht nicht,
da Vref>Vmess sein muss. Soweit ich weiß kann keine Referenzspannung
aus einer kleineren Betriebsspannung erzeugt werden - zumindest kann
man das von den PIC uC nicht erwarten - ich vermute mal das die anderen
uC genauso arbeiten.
Also zurück zur Lösung: Ich hab an einem Port ein Rechteck ausgegeben.
Der Elko ist zwischen Vcc und Port geschalten. Ist das Port auf low, so
lader der Elko (Warten bis volgeladen). Wenn dann anschließend das Port
auf high geschalten wird addieren sich die Spannungen.
Der Elko muss so bemessen sein, dass er über eine Zehnerdiode
(=Referenz) für die Dauer der A/D-Wandlung einen ausreichenden Strom
liefert. Zusätzlich muss noch die Impedanz für den
Referenzspannungseingang eingehalten werden.
Sonst gehts noch mit einem trivial-Schaltregler = Transistor+Spule

Gruß
Mario

Autor: SuperUser (Gast)
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???
Ich messe die LiIOn Spannung über einen Spannungsteiler 220k/220k mit
blocking cap und einer 2.5V Referenz. Die 5-8µA stören nicht wirklich,
wenn doch kann man aber noch hochohmiger teilen... Die guten
mobile-phone Akkus haben einen Tiefentladeschutz, d.h. trennen unter
2.5V.

Autor: Robert (Gast)
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@Mario
du liegst richtig mit vref >= Vmess. Deshalb eben Spannungsteiler. z.B.
wie Superuser vorgeschlagen hat.

@Superuser
warum so niederohmig? der A/D hat doch eine Impedanz von fast 100MOhm.
Ich würde einen Teiler mit 10M Widerständen nehmen, dann fließen
nurnoch ein paar nA.

Daniel alles klar?

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