64 LEDs per Akku, Tiefentladungsschutz mit ATtiny

[Aufhuf (Gast)]

Guten Abend,

Ich habe eine Schaltung zum Betrieb von 64 5mm LEDs (wird ein 
LED-Muster) per Akku entworfen. Als Akkus werden 6x 1,2V NiMh benutzt, 
die über eine Spannungsbuchse mit einem 12V/600mA Netzteil wieder 
aufgeladen werden sollen. Der maximale Strom (absolut maximum rating) 
der LEDs ist mit 25mA angegeben. Den Tiefentladeschutz möchte ich mit 
Hilfe eines Reed-Relais und einem ATtiny12, der bei zu niedriger 
Akkuspannung das Relais wieder öffnet, realisieren.

Meine Bitte an euch wäre, dass ihr die Schaltung einmal anseht, und mir 
eventuelle Fehler oder Verbesserungsvorschläge mitteilt.

Ich bedanke mich schon einmal im Voraus für eure Zeit.

[Ernst L. (extraterrestrial)]

Das mit dem Tiefentladungsschutz wird vermutlich nicht wie gewünscht 
funktionieren. Die Spannung mag unter Last zu tief sein, sobald die Last 
wegfällt aber wieder höher, d.h. schaltet eine ganze Weile ein und aus.

Edit: Blödsinn korrigiert.

[Floh (Gast)]

Also ich hätte das anders geplant.

1. Nickelbasierte Akkus dürfen tiefentladen, da keine irreversiblen 
Prozesse dabei ablaufen. Nur verpolt werden dürfen sie nicht.
Daher würde ich gar keinen Tiefentladeschutz vorsehen.

2. Viele LEDs gleichzeitig betreibt man am besten mit einem 
stromgeregelten Step-Up. Bei 64 Leds von mir aus 2 Ketten mit je einem 
Step-Up, damit die entstehende Spannung nicht zu groß wird, da sonstein 
Berührschutz nötig ist.

Dann entfällt dein AVR, deine 317ner, du benötigst nur 2 Step-Ups und 
die LEDs.

[Aufhuf (Gast)]

> 1. Nickelbasierte Akkus dürfen tiefentladen, da keine irreversiblen
> Prozesse dabei ablaufen. Nur verpolt werden dürfen sie nicht.
> Daher würde ich gar keinen Tiefentladeschutz vorsehen.

Das ist sehr gut. Dann werde ich 6 Stück von diesen (g oo.gl/9hktw) 
nehmen und den Tiefentladungsschutz rausnehmen.

> 2. Viele LEDs gleichzeitig betreibt man am besten mit einem
> stromgeregelten Step-Up. Bei 64 Leds von mir aus 2 Ketten mit je einem
> Step-Up, damit die entstehende Spannung nicht zu groß wird, da sonstein
> Berührschutz nötig ist.

Mit einem Step-Up Wandler habe ich noch nicht gearbeitet. Ich werde mich 
darüber morgen mal etwas genauer erkundigen und dann den neuen 
Schaltplan posten.
Wenn dir auf die Schnelle ein passender IC oder eine Schaltung einfällt, 
wäre es nett wenn, du sie posten könntest.

[MaWin (Gast)]

a) Man kann LEDs auch mit einem Transistor ausschalten.

b) 2 2V LEds in Reihe hören von alleine bei etwa 4V auf den Akku zu 
entladen, also bei 0.67V/Zelle.

c) Schön wenn die LEDs abgeklemmt werden, aber der uC und vor allem der 
Spannungsregler für den uC brauchen weiter Strom und sorgen schon für 
eine Tiefentladung.

d) Ich würde mir mehr Sorgen um eine Überladung machen.

Nimm einem MAX712, und dein uC kommt an einem LP2950-5,
und schaltet die LEDs:

Akku --220R--|>|--|>|--+ (20mA)
                       |
                       |
uC -----1k------------|< BC547
                       |E
                      GND

Ist die Akkuspannug zu niedrig, schaltet er die LEDs aus,
und sich selbst in den sleep Modus mit dem er wenig Strom
verbraucht.

Per watch dog kann er immer mal gucken, ob die Spannung
inzwischen durch Nachladen hoch genug geworden ist.

[Konrad S. (maybee)]

Floh schrieb:
> 1. Nickelbasierte Akkus dürfen tiefentladen, da keine irreversiblen
> Prozesse dabei ablaufen.

Ja da schau her, da hab ich doch glatt was verpasst in der Entwicklung 
von Akkumulatoren! Und sogar die Wikipedia schreibt nur Schwachsinn 
dazu! Tss, tss, tss, nein sowas aber auch!

[Aufhuf (Gast)]

Ich habe meinen Stromlaufplan jetzt überarbeitet. Den ATtiny12 habe ich 
gegen den ATtiny 13 getauscht (geringere Stromaufnahme, einfacher für 
mich zu programmieren).

MaWin schrieb:
> Man kann LEDs auch mit einem Transistor ausschalten.

MOSFET eingebaut. Mit diesem schalte ich alle Stränge durch.

MaWin schrieb:
> Schön wenn die LEDs abgeklemmt werden, aber der uC und vor allem der
> Spannungsregler für den uC brauchen weiter Strom und sorgen schon für
> eine Tiefentladung.

Okay, LM317 gegen LP2950-5 getauscht.

MaWin schrieb:
> Ich würde mir mehr Sorgen um eine Überladung machen.

Ladestrom auf 1/10C gesenkt. Die Schaltung hängt auch nicht dauerhaft am 
Netzteil, sondern nur zum Laden. Ein MAX712 ist zu aufwendig und zu 
teuer.

Ernst L. schrieb:
> Das mit dem Tiefentladungsschutz wird vermutlich nicht wie gewünscht
> funktionieren. Die Spannung mag unter Last zu tief sein, sobald die Last
> wegfällt aber wieder höher, d.h. schaltet eine ganze Weile ein und aus.

Ich habe einen weiteren Spannungsteiler eingebaut und das Struktogramm 
geändert. Sobald die Akku-Spannung unter 5,4V fällt (0,9V/Zelle), öffnet 
sich der MOSFET. Sobald der MOSFET ein Mal vom uC geöffnet wurde, 
schließt er erst wieder, wenn die Schaltung am Netzteil war.


Funktioniert die Schaltung so?
Ich werde mal schauen, wie ich am Besten die Spannung erhöhen kann (Step 
Up) und dann wenige Stränge mit Konstantstromquelle zu haben um eine 
immer gleiche Helligkeit zu gewährleisten.

[Aufhuf (Gast)]

Stromlaufplan vor lauter Text vergessen ;)

[Konrad S. (maybee)]

Vom Gate des MOSFET einen Pull-Down-Widerstand (100kOhm) nach GND.

[Peter D. (peda)]

Floh schrieb:
> 1. Nickelbasierte Akkus dürfen tiefentladen, da keine irreversiblen
> Prozesse dabei ablaufen.

Nach Wiki:
"NiCd-Akkumulator: Nickel-Cadmium-Akkus kann man durch Austauschen des 
Elektrolyten (Kaliumhydroxid-Lösung) oftmals nach einer extremen 
Tiefentladung wieder regenerieren."

Na dann viel Vergnügen mit dem Austausch des Elektrolyten.

[Aufhuf (Gast)]

Konrad S. schrieb:
> Vom Gate des MOSFET einen Pull-Down-Widerstand (100kOhm) nach GND.

Habe ich jetzt eingefügt, danke.

Als Step-Up Wandler möchte ich den LM2577 einsetzen. Beim Stöbern auf 
eBay habe ich dann folgende Platine gefunden, die günstiger ist als der 
LM2577 alleine: 
http://www.ebay.de/itm/New-LM2577-DC-DC-to-DC-Adjustable-Converter-Step-up-Circuit-Board-Module-/170792120040?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27c400eee8

Kann ich diese Platine verwenden und ist mein Schaltplan okay? Ich habe 
vor, den Step-Up Wandler auf auf 30V einzustellen, 5x je 13 LEDs in 
Reihe zu schalten, und dann für jeden Strang eine Konstantstromquelle 
(10 mA) zu nehmen.


Vielen Dank für Eure Antworten.