Hallo, ich möchte einen Superkondensator (Doppelschichtkondensator, Goldcap, ...) als kurzzeitigen mobilen Energiespeicher nutzen. Zum Aufladen wird er direkt an 5 Volt Gleichspannung angeschlossen. Da der Ladevorgang mehrere 10 Minuten dauern kann wäre es praktisch, wenn eine LED den Zustand "voll" signalisieren könnte. Welcher Ansatz ist hier sinnvoll? Ein kleine Schaltung, die die LED ansteuert, wenn der Ladestrom unterhalb eines bestimmten Schwellwertes sinkt? Wie könnte so etwas aussehen?
Da du den Kondensator als Energiespeicher nutzen möchtest, bedeutet doch „voll“ die maximal eingespeicherte Energie. Dann würde ich auch diese Energie anzeigen, also U²*C/2.
Goldkaps haben etwa 50 .. 100 Ohm Innenwiderstand. Um den Ladegrad festzustellen, mußt Du den Ladestrom messen. Z.B. bei 1mA ist er auf 5V - 1mA * 50R = 4,95V aufgeladen.
Angehängte Dateien:
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Ein Goldcap ist ein gewöhnlicher Kondensator, d.h. anhand der Spannung kannst du den Ladezustand messen. Keine Strommessung erforderlich, ist ja kein Akku! Am einfachsten geht es über einen Spannungsteiler (zur einstellung einer Referenzspannung, also der Spannung bei der der Goldcap voll ist) und einem Operationsverstärker. Im angehängten Bild wie ich es mache. Die LED ansteuerung kann man anders lösen, in meinem Fall glimmen beide im nicht angesteuerten Zustand. Ich hatte aber mein Gründe dafür. Im Ladezustand leuchtet die rote, im vollen die grüne. Wenn du beide LEDs haben willst und es besser lösen willst, so kannst du es durch Kaskadierung von zwei Transistoren machen. Wenn du nur eine LED brauchst, dann hat sich das Problem erübrigt.
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Frank M. schrieb: > Ein Goldcap ist ein gewöhnlicher Kondensator, d.h. anhand der Spannung > kannst du den Ladezustand messen. Für neue "Ultracaps" etc stimmt das. Für die (inzwischen >20 Jahre alten) Original-Goldcaps leider nicht ganz... Der große Innenwiderstand macht's möglich. Hier können durchaus 5V an den Pins liegen, und der Cap ist erst ¼ voll…
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Εrnst B✶ schrieb: > Für die (inzwischen >20 Jahre alten) Original-Goldcaps leider nicht > ganz... Der große Innenwiderstand macht's möglich. Hier können durchaus > 5V an den Pins liegen, und der Cap ist erst ¼ voll… Hast recht. Ich habe übersehen, dass er so einen 5V Caps hat, bei dem es tatsächlich der Fall sein kann. Muss er halt mal probieren wie die Spannungskurve bei ihm ausschaut. Sonst muss er halt tatsächlich den Strom über einen Shunt mit einem Op messen und dann wieder über einen Op mit einer Referenz vergleichen.
Man kann auch die Ladespannung für ein paar ms abschalten und dann die Spannung messen auf die der Cap schon aufgeladen ist.
Vielen Dank für die Kommentare. Bei dem Superkondensator handelt es sich um ein Panasonic 5,5V/1F. Eine zentrale und schwierige Frage ist, ab wann man den Kondensator als "voll" bezeichnet. Nach deutlich > 10 Minuten fließt immer noch ein Strom von > 100 µA. Die 100 µA Ladestrom würde ich mal als Untergrenze ansetzen wollen. Wenn der Ladestrom also 100 µA unterschreitet, gehe ich davon aus, dass der Kondensator "voll" ist. Allerdings wird mir bei der ganzen Aktion immer stärker bewusst, dass dieser Kondensator wohl nur begrenzt als mobiler Energiespeicher geeignet ist. Der Plan war das "Endgerät" kurze Zeit über einen USB-Port zu laden, um es anschließend autark zu nutzen. Wie detektiere ich also die Schwelle von 100 µA? Ein Shunt dürfte wohl nicht zu klein sein, weil es dadurch schwierig wird einen Spannungsabfall bei kleinem Ladestrom zu messen. Andererseits dürfte er nicht zu groß sein, da die Ladezeit länger wird. Oder denke ich viel zu kompliziert?
Es ist kompliziert. Insbesondere dadurch, daß die wenigsten USB-Ports genau 5V liefern. Laß den Benutzer das Ding einfach 10 Minuten aufladen (bzw. entsprechend der gemessenen Spannung vor dem Laden auch kürzer) und dann geht die "voll" Lampe an.
Hier siehst du mit Beschreibung wie man kleine Ströme 'professionell' misst: http://www.eevblog.com/projects/ucurrent/ Deine Überlegungen zum Shunt sind richtig. (Hast du mal die Spannung gemessen, wie die sich bei deinem Goldcap verhält?) Bevor man das nun richtig dimensioniert und da du selbst schon Zweifel an der Realisierbarkeit hast, wäre es vielleicht sinnvoll deine Anwendung genauer zu beschreiben. Welche Goldcap-Serie genau hast du? SG, NF oder F? Was ist dein max. Entladestrom? Mit welcher Spannung arbeitet deine Schaltung und wie lange soll sie vom Goldcap versorgt werden?
Frank M. schrieb: > > Bevor man das nun richtig dimensioniert und da du selbst schon Zweifel > an der Realisierbarkeit hast, wäre es vielleicht sinnvoll deine > Anwendung genauer zu beschreiben. > > Welche Goldcap-Serie genau hast du? SG, NF oder F? > Was ist dein max. Entladestrom? > Mit welcher Spannung arbeitet deine Schaltung und wie lange soll sie vom > Goldcap versorgt werden? Ich habe mich auch mit den Cs befasst und den "Nano Force B7A" gewählt, die Last beträgt <100 mA und <1sec mit einer langen Pause dazwischen. Dieser schein der niederohmigste zu sein und hat auch einen geringen Leckstrom. Es sind intern zwei in Reihe geschaltet und eingeschrumpft (DDL 5,5V 0.22F). Er ist zumindest so niederohmig dass mir mein AVR-USB-Proger aussteigt wenn ich ihn anschalte. Kurt
Julian K. schrieb: > Oder denke ich viel zu kompliziert? Viel zu kompliziert, wie oben schon gesagt, schalte die Ladespannung kurz ab und messe unbelastet die Leerlaufspannung des C dann hast du du seine exakte Ladespannung. Ausserdem was soll das, ob das jetzt 4,8 oder 4,9V sind macht nur einen marginalen Unterschied.
Julian K. schrieb: > Vielen Dank für die Kommentare. > Allerdings wird mir bei der ganzen Aktion immer stärker bewusst, dass > dieser Kondensator wohl nur begrenzt als mobiler Energiespeicher > geeignet ist. Genau. Deshalb: nimm doch einfach einen Akku. Die gibt es auch in der gleichen Bauform.
Julian K. schrieb: > Vielen Dank für die Kommentare. > Allerdings wird mir bei der ganzen Aktion immer stärker bewusst, dass > dieser Kondensator wohl nur begrenzt als mobiler Energiespeicher > geeignet ist. Hast du auch mal gedacht was du machen wollst wenn der Cap einmal afgeladen ist ? Dein Cap hat also eine hohe Innenwiderstand (zB 100 ohm). Der wird dir beim entladen auch wahrscheinlich problemen geben - wenn voellig aufgeladen (5V) gibt es bei zB 10mA schon 4V statt 5V am ausgang ! Es gibt auch supercaps mit niedrige innenwiderstand zB Maxwell PC10 : 10F/2V5 0.2 ohm
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