Hallo, ich bin auf der Suche nach einer Unterspannungsabschaltung und
bekomme es einfach nicht so hin wie gewollt.
Ich möchte einen Lipo Akku mit 5 Zellen vor Tiefentladung schützen. Der
Akku soll eine Beleuchtung betreiben. Die Beleuchtung benötigt 24V die
Spannung wird mit einem Stepup Regler erzeugt.
Ich habe in dem Gerät in dem ich die Beleuchtung einsetzen will einen
Schiebeschalter und möchte bzw. kann das Gehäuse nicht erweitern. Also
Taster oder ähnliches fallen leider flach.
Ich habe vom Prinzip her folgende Schaltung nachgebaut.
Abgeändert für meinen Spannungsbereich.
http://www.pollin.de/shop/downloads/D810045B.PDF
Das erste Problem ist der Stromverbrauch im abgeschalteten Zustand, sind
immer noch 1.3mA klingt nicht viel aber zieht den Akku halt trotzdem
innerhalb von 2 Wochen mehr als nur leer. Das Gerät verwende ich eher
selten und es wäre dann natürlich blöd wenn der Akku defekt wäre.
Beispiel: Ich vergesse die Beleuchtung über Nacht, am nächsten Tag räume
ich die Beleuchtung weg und gehe davon aus, dass diese ausgeschalten
ist, da die Beleuchtung ja aus ist --> 4 Wochen später...
Das zweite Problem besteht darin, dass ich eine kleine Hysterese
benötige. Ich möchte das Gerät ja ein und ausschalten können.
Sagen wir mal die Hysterese beträgt ein Volt. Abschalten tut die
Schaltung bei 18.5V Einschalten bei 19.5V. Wenn ich die Beleuchtung bei
z.B. 19.3V abschalte, lässt sich die Beleuchtung aufgrund der Hysterese
nicht mehr einschalten, da die Spannung unter 19.5V liegt.
Wenn ich eine kleinere Hysterese wähle, macht die Schaltung leider nicht
mehr das was ich will. Habe eine Hysterese von ca. 0.2V gewählt und mein
Relais hat (nahe der Abschaltspannung) geflattert als ich eine Seite
gedruckt habe (kein Scherz). Ich denke einfach die Schaltung ist durch
die kleine Hysterese sehr empfindlich.
Die Schaltung habe ich ohne Last getestet. Werde es heute mal mit dem
Stepup Wandler probieren und denke, dass ich aufgrund der Induktivität
noch größere Probleme haben werde.
Ich hoffe der ein oder andere kann mir weiterhelfen. Ein Stromverbrauch
von ca. 0.1-0.2mA sollte doch möglich sein oder ?!
Gruß Johannes
a) welchen Stepup benutzt du?
evtl. hat der Enable Pin eine Threshold, die du als UVLO benutzen
kannst.
b) Warum willst du die 5 Zellen nur um 1V entladen? Die können weit
mehr.
Wenn man mal von einem Arbeitsbereich von 3..4.2V pro Zelle ausgeht,
sind doch alle Spannungen von 15..21 okay. Wenn du dann bis 15V
runtergegangen bist, und du bei 16V nicht mehr einschalten kannst, muss
der Akku halt geladen werden.
Zu a) Der Stepup Wandler hat leider nur Ein und Ausgang. Außerdem hängen
auch ein paar andere kleinere Verbraucher dran, die nicht vom Stepup
Wandler betrieben werden.
b) Bei dem Akku muss ich dir Recht geben ich könnte ihn tatsächlich
tiefer entladen. Aber zu weit runter will ich auch nicht gehen, da ich
ja sonst noch ein größeres Problem habe mit dem Eigenstromverbrauch der
Schutzschaltung. Sprich mein Akku ist noch schneller tiefentladen da
weniger Restkapazität.
Ich bräuchte einfach nur eine Schaltung die mit weniger Stromverbrauch
auskommt und die Spannung bis maximal 21 Volt abkann.
http://www.ledstyles.de/ftopic7483.html
Schaltplan für im Eagle hätte ich auch, sogar schon ein Layout, aber das
müsste wohl mal überarbeitet werden ;).
Bei Interesse kannst du es gern haben.
Wurde auch schon geätzt, getestet und funktionierte sogar ;)
Ahh, sehe grad das diese Schaltung einen zu hohen Stromverbrauch als
deinen geforderten hat.
Dann musst du wohl einen besseren OPV nehmen und noch etwas hochohmiger
werden, was die Widerstände angeht. Den minimalen Vorwiderstand für die
Spannungsreferenz solltst du im Datenblatt finden, weiß grad nicht wie
viel die mindestens zum sauber abeiten braucht.
Die Schaltung von Pollin taugt genau so wenig wie deren Pt1000 Wandler,
natürlich sind 1.5mA (eher mehr) Dauerstrom grober Unsinn bei einer
Akkuabschaltung. Den TL431 hast du schon.
Schalter Relaiskontakt
+-o/ o-+--o/ o----+-- Lampe
| | : |
| +-Relais+ |
| | | |
| +---+--|<|--+ |
| 1n | | |
| | 750k | |
| 100k | | |
| +---+--3M3--(--+
| | |
Akku | +-----+
| +----|TL431|
| | +-----+
| 100k |
| | |
+------+-------+--- GND
Diese Schaltung braucht wegen dem 16V oder 18V Relais (Mindestspannung
12.5V bei 15V Abschaltspannung) zwar ca. 10mA wenn die Lampe
eingeschaltet ist und brennt, aber nur 20uA wenn sie wegen Tiefentladung
aus ist.
Der 3M3 bewirkt eine Hysterese, der 1n mit den 100k daß diese Hysterese
beim Einschalten aufgehoben wird.
Tausend Dank für die Hilfe, ich habe als erstens die Schaltung
nachgebaut aus dem Link, da diese sehr einfach ist.
Allerdings hatte ich bei dieser sehr große Probleme wegen meiner
Induktivität die Kondensatoren der "Pollin-Version" machen die Schaltung
deutlich träger und für mich dadurch besser.
Aber an und für sich hat die Schaltung super funktioniert!
Als Spannungsreferenz habe ich einen Lm385 eingesetzt. Vorwiderstand
habe ich einfach mal 100k genommen. Dürfte noch bisschen mehr gehen da
laut Datenblatt nur 0.02mA benötigt werden.
Dann dürfte ein 0,7M Widerstand gut passen...
Desweiteren habe ich bei der Pollin Version die Widerstände R4,R5,R6 und
TR1 durch ein Poti mit 100k ersetzt. R4 hat bei mir sozusagen 0 Ohm und
R5,R6,TR1 ist jetzt EIN Poti.
Denkt ihr ich kann bei dem Poti noch hochohmiger werden 1M ?!
Vielleicht kennt ja jemand noch einen OPV der sich mit weniger Strom
begnügt als der LM358.
Außerdem wollte ich nachfragen, für was bei der Pollin Schaltung die
Pin's 5,6,7 benötigt werden, eigentlich dürfte doch ein Komperator
reichen oder?
Sorry was OPV's angeht bin ich neu und muss mich noch massiv einlesen :)
Johannes H. schrieb:> Mawin würde deine Schaltung auch mit einem Lm385 als Spannungsreferenz> funktionieren :) ?
Nein, der TL431 ist mehr als eine Referenz, auch ein Komparator.
Harald Wilhelms schrieb:> Gibts da nicht als stromsparende Variante den TLV431?
Die hält leider nur 6V aus, da wäre selbst der ICL7665 bis 16V noch
geeigneter, aber Johannes braucht 20V, und der TL431 hält nis 36V aus.
Das geht sogar mit einem (P-Kanal-)MOSFET (der passt eben nur bis
20.5V), hier berechnet für 15V Abschaltspannung und 16V
Einschaltspannung mit Hystereseüberwindung beim Einschalten. Braucht
aber ebenso 10mA in Betrieb wie das Relais, der TL431 mag nicht mit
weniger.
/ S
+-o/ o-+---+---IRF4905--+-- Lampe
| | | K | |
| 1n +---1k--+ |
| | | | |
| 6M8 530k | |
| | | | |
| +---+--6M8--(----+
| | |
Akku | +-----+
| +----|TL431|
| | +-----+
| 100k |
| | |
+----------+-------+--- GND
Danke nochmal für die Hilfe, ich will nicht gleich wenn mir jemand den
kleinen Finger gibt die ganze Hand ausreißen. Aber kannst du mir
vielleicht erklären wie ich die Hysterese und die Schaltspannungen
berechne bzw. die benötigten Widerstände dafür.
Der Stromverbrauch im angeschalteten Zustand ist nicht so wichtig. Es
handelt sich um einen Lipo Akku mit 5000maH. Die Beleuchtung schafft
damit ca. 13 Stunden.
Ich habe sogar ein Entladediagramm gezeichnet bzw. gemessen, da noch ein
weiterer Komperator eingesetzt wird, um die Spannung des Akkus per Duo
Led wiederzugeben.
(Grün = Voll) (Orange=Halbvoll) (Rot=Wird leer)
http://s7.directupload.net/images/140730/gnn6x9fs.jpg
Schönen Gruß Johannes
Dann solltest du dich mal informieren. Selbst ein Stromverbrauch von 0mA
ist möglich mit einer Selbsthaltung von einem Relais welches dann
abfällt sobald die Unterspannungsgrenze erreicht ist. Aber dies ist
leider bei mir nicht einsetzbar, da ich wie gesagt nur einen Schalter
zur Verfügung habe.
Ein anderer User, hat bereits einen Schaltplan gepostet welcher mit nur
20µA auskommt. Ich kann dir gerne mal das fertige Projekt zeigen, wenn
es ganz fertig ist und dann bin ich gespannt ob du es nachbauen
könntest, zumal ein großer Teil der benötigten Teile von mir auf einer
Drehmaschine/Fräsmaschine erstellt worden sind.
Und was mich immer wieder hier in diesem Forum wundert, dass es immer
derartige Leute wie dich gibt die beleidigend werden. Ich habe eine
normale Frage gestellt und würde mich auch über normale Beiträge freuen.
Denken schadet mir bestimmt nicht, bin nämlich Maschinenbauingenieur und
Nachdenken gehört zu meinem Job, deiner Rechtschreibung entnehme ich
aber, dass du es nicht weiter als zum Hilfsarbeiter geschafft hast.
Schönen Gruß
NuPhong schrieb im Beitrag #3745178:
> Oder kannst Du> zum Beispiel aus NICHTS beispielsweise 100 Volt Strom herstellen?
100 Volt STROM kann ich mit Sicherheit nicht erzeugen :D
Ich warte jetzt einfach mal, was Mawin dazu sagt - ich werde die
Schaltung trotzdem einfach mal zum Spaß nachbauen. Ich kann ja nur
dazulernen, selbst wenn die Schaltung nicht wie gefordert funktioniert.
Finde es trotzdem schade, natürlich bin ich nicht vom Fach und habe in
meinem Leben nur EIN Semester Grundlagen E-Technik gehabt und das ist
jetzt auch schon knappe 8 Jahre her.
Aber was soll's...ich kann mir nicht vorstellen, dass sich jemand die
Mühe macht und einen Schaltplan erstellt der gar nicht funktioniert.
NuPhong schrieb im Beitrag #3745178:
> Du wirst IMMER irgendwo Verluste einkalkulieren müssen! Oder kannst Du> zum Beispiel aus NICHTS beispielsweise 100 Volt Strom herstellen? Denk> nach über deinen Stuß, ok?
Dasselbe solltest du auch mal tun -> nachdenken
Johannes H. schrieb:> Ich warte jetzt einfach mal, was Mawin dazu sagt - ich werde die> Schaltung trotzdem einfach mal zum Spaß nachbauen. Ich kann ja nur> dazulernen, selbst wenn die Schaltung nicht wie gefordert funktioniert.
Du kannst die Schaltung auch mal mit LTspice simulieren bevor du sie
aufbaust, Modelle für den TL431 gibt es.
Michael K. schrieb:> Du kannst die Schaltung auch mal mit LTspice simulieren bevor du sie> aufbaust, Modelle für den TL431 gibt es.
Das ändert nichts an der Tatsache, das der TL431 einen Mindeststrom
braucht. Wobei es noch nicht einmal sicher ist, ob die Simulation
diese spezielle Eigenschaft korrekt simuliert.
Gruss
Harald
Harald Wilhelms schrieb:> Das ändert nichts an der Tatsache, das der TL431 einen Mindeststrom> braucht.
Richtig. Ursprünglich war das aber nicht das Problem, wie ich aus den
beiden folgenden Beiträgen geschlossen hatte - vielleicht habe ich aber
auch was überlesen...
MaWin schrieb:> Diese Schaltung braucht wegen dem 16V oder 18V Relais (Mindestspannung> 12.5V bei 15V Abschaltspannung) zwar ca. 10mA wenn die Lampe> eingeschaltet ist und brennt, aber nur 20uA wenn sie wegen Tiefentladung> aus ist.Johannes H. schrieb:> Der Stromverbrauch im angeschalteten Zustand ist nicht so wichtig.
Okay kurze Erklärung meinerseits wie es mit 0mA theoretisch
funktionieren würde. Man hat einen Taster mit dem man ein
Stromstoßrelais ansteuert, d.h. einmal Taster drücken an durch erneutes
drücken aus und du wirst es mir nicht glauben, wenn man den Taster nicht
betätigt beträgt der Stromverbrauch vom Stromstoßrelais sage und
schreibe 0mA.
Eine Schaltung mit einen OPV überwacht meine Spannung und verbraucht
auch Strom! Sobald aber die Spannung unter einer bestimmten Schwelle ist
liefert die Schaltung mit dem OPV Spannung am "Ausgang". Diese Spannung
benutze ich um das Stromstoßrelais zu schalten. Das Stromstoßrelais
schaltet ab und die Schaltung für die Unterspannungsüberwachung wird
auch abgeschaltet.
Der Stromverbrauch beträgt dann definitiv 0mA. Die Schaltung habe ich
auch rein zum Spaß hier aufgebaut und funktioniert.
Können mit Sicherheit auch andere hier bestätigen. Leider habe ich wie
gesagt einen Schalter und kann dies auch definitiv nicht abändern und
einen Schalter immer Ein- und Ausschalten ist nicht sehr schön.
Und jetzt tue mir bitte einen Gefallen und hör auf in meinen Thread zu
posten du machst dich nur lächerlich.
Schönen Gruß
Johannes
Johannes H. schrieb:> erklären wie ich die Hysterese und die Schaltspannungen> berechne
Es ist doch bloss ein Spannungsteiler
Eingeschaltet:
Akkuspannung
| |
530k 6M8
| |
+--+-- 2.5V
|
100k
|
GND
Ausgeschaltet:
Akkuspannung
|
530k
|
+--+-- 2.5V
| |
100k 6M8
| |
GND
Ja, man kann die Formeln auch umstellen, aber ich will doch keine
WebSite schreiben die beliebige Unterspannungschalter liefert und für
jede Einschalt/Ausschalt-Spannung die Werte ausrechnen, sondern nur ein
mal.
Johannes H. schrieb:> Okay kurze Erklärung meinerseits wie es mit 0mA theoretisch> funktionieren würde. Man hat einen Taster mit dem man ein> Stromstoßrelais ansteuert,
...der, nach Johannes´ Aussagen nicht ins Gehäuse passt. :-(
Ich kann gerne ein Bild davon machen, liegt hier noch auf meinen
Schreibtisch rum. Platz dafür hätte ich im Gehäuse schon. Allerdings ist
das Gehäuse sehr teuer und ich möchte es nur sehr ungern bearbeiten.
Desweiteren hat die Schaltung von mir ein Problem, dass wenn ich den
Taster nach dem Abschalten erneut drücke, das Stromstoßrelais dauerhaft
bestromt wird, da ja meine Unterspannungsabschaltung weiterhin ein "1"
Signal gibt.
Ich betone es nocheinmal, ich bin was E-Technik angeht nur ein kleiner
Hobbybastler was aber nicht heißt, dass ich dumm bin.
Übringens falls die Frage aufkommt, das ganze benötige ich für eine
Nachtsichtkamera die an einem Octocopter sitzt. Habe mit Freunden
zusammen ein Hobby nennt sich Luftaufnahmen :)
Danke für die Erklärung, klingt logisch - ich werde die Schaltung heute
mal aufbauen und berichten.
Johannes H. schrieb:> Ich kann gerne ein Bild davon machen, liegt hier noch auf meinen> Schreibtisch rum. Platz dafür hätte ich im Gehäuse schon. Allerdings ist> das Gehäuse sehr teuer und ich möchte es nur sehr ungern bearbeiten.
Nun, mit Druckknopf gibt es tausende von möglichen Schaltungen
und auch fertige Geräte. Du musst nur per Relais Deine Auswerte-
Schaltung mit abschalten.
Gruss
Harald
Okay kurz und knapp mit Stromstoßrelais finde ich es nicht ideal, da ich
zum einen im Moment nur ein 12V Stromstoßrelais habe mit dem ich es
getestet habe und die Dinger gar nicht so günstig sind. Desweiteren ist
das Relais was ich habe gar nicht so leicht mit knappen 100g.
Und ich muss insgesamt bei dem Octocopter unter 5kg bleiben. Da muss
alles so leicht wie möglich sein.
Naja ich will es kurz formulieren, der OPV liefert ein Signal an das
Stromstoßrelais, dass der Akku zu wenig Spannung hat. Das
Stromstoßrelais schaltet und nimmt erst NACH dem Schalten dem OPV die
Spannung.
Man muss jetzt den Akku erst wieder aufladen um die Beleuchtung wieder
starten zu können. Drückt man aber nach der Abschaltung den Taster
nocheinmal schaltet das Stroßstoßrelais wieder auf den Zustand
"Schaltung An" und der OPV gibt aufgrund der Unterspannung ein Signal an
das Stromstoßrelais. Sprich Taster und der OPV geben beide "1" Signal
was bedeutet, dass nach dem Loslassen des Taster's das Stromstoßrelais
durch den OPV weiter bestromt wird und nicht mehr abfällt.
Ich will mich nicht streiten, aber ich schwöre, dass die Schaltung mit
0mA im ausgeschalteten Zustand funktioniert.
Da brauchst du nicht mal ein Stromstoßrelais. Nimm ein ganz normales
Relais mit Selbsthaltung. Das braucht nur paar mA in eingeschalteten
Zustand. Und wenn du (z.B. über einen Mosfet) die Spannung vom Relais
wegnimmst, fällt es ab und trennt den Verbraucher ebenfalls ab.
Stromverbrauch NULL im ausgeschalteten Zustand. Genau wie du es
beschrieben hast, nur eben kein Stromstoßrelais.
Stimmt hast Recht :)
Ich habe mir das mit dem Stromstoßrelais glaube ich nur ausgedacht, dass
ich nur einen Taster brauche.
Mit einer Selbsthaltung brauche ich ja schon zwei Taster. Einmal
Einschalten und einen Taster für das Ausschalten.
Ich fahr jetzt dann gleich zu Conrad und kaufe die Teile die Mawin
gepostet hat.
Danke nochmal
In dem ich den Taster drücke bekommt das Relais wieder Spannung und
somit die restliche Schaltung. Ich weiß du willst es nicht kapieren aber
es funktioniert.
NuPhong schrieb im Beitrag #3745541:
> bzw bei Unterspannung des Akkus plötzlich wieder "erwacht" -
Nee, er schrieb, daß er nach dem Abschalten einen Taster drückt, um
wieder einzuschalten. Also kein "plötzliches Erwachen".
Lesen - aber auch verstehen!
Relais und Octocopter... so gut kannst du die Rotoren gar nicht
auswuchten, dass da nichts vibriert.
Die Beleuchtung an meinem Hexacopter läuft über den Flugakku (die 200mA
erträgt der auch noch).
Das Kameragimbal hat einen eigenen Akku, der auch die GoPro und den
Videosender mitversorgt.
Inzwischen dürfte ich bei >3kg sein (ohne Gimbal sind es 2,5kg).
Wenn du unbedingt deine Beleuchtung mit einem Relais betreiben willst,
solltest du mal über eine Selbsthaltungsschaltung nachdenken - wie oben
schon beschrieben wurde.
Hallo, das Relais aus der Schaltung MaWin ist ja angezogen sofern der
Akku noch genug Spannung hat. Denkst du es kann mir passieren, dass
durch die Vibrationen das Relais "abschaltet" obwohl es angezogen hat?
Das wäre wenn es der Fall wäre fatal, da die Videoaufnahmen so
unbrauchbar wären. Lichtgeflackere wäre schlecht.
In der Luft wird der Akku der Infrarotbeleuchtung denke ich eh nicht
leer werden. Da würde ich die Spannung vor dem Flug prüfen.
Die Unterspannungsabschaltung ist eigentlich nur wichtig, falls einer
meiner Freunde vergisst die Beleuchtung abzuschalten nach dem Flug. Wäre
halt schade um den Akku.
Hier mal eine Aufnahme - eins vorweg ich bin nicht der Pilot wir sind 3
Freunde. Einer kümmert sich um das Fliegen, einer um das Filmen und ich
bin der "Bastler".
https://www.youtube.com/watch?v=GcBo6kywvGw#t=16
Gruß Johannes
So eben nachgebaut, die Schaltung funktioniert vom Prinzip her,
allerdings klappt das Einschalten "zwischen" der Hysterese nicht. Ich
denke der Kondensator lädt sich zu schnell auf oder täusche ich mich da
?
Zu groß darf der Kondensator denke ich auch nicht werden oder, sonst
liegt am Kondensator möglicherweise eine höhere Spannung an als am
Widerstand anliegen sollte. Sollte aber eigentlich nur bei schneller
Spannungsänderung der Fall sein.
Der Stromverbrauch im abgeschaltenen Zustand beträgt 0.23mA damit kann
ich leben. 0.03mA benötigen die Widerstände den Rest der TL431.
Gruß Johannes
Johannes H. schrieb:> allerdings klappt das Einschalten "zwischen" der Hysterese nicht.
Es hängt natürlich mit der Spannungsansiegsgeschwindigkeit zusammen, du
kannst kleinere Widerstandswerte oder grössere Kondenstaorwerte
probieren, bis er sogar unter der Hysterese eingeschaltet (und gleich
wieder ausgeschaltet) wird.
> Zu groß darf der Kondensator denke ich auch nicht werden
Zu grosse Kondensatoren koppeln Spannungsschwankungen auf den Feedback
Eingang, so daß die Schaltung bei Rippleströmem vielleicht früher
abschaltet als gewünscht.
Habe jetzt ein bisschen nen größeren hergenommen und jetzt passt es.
Danke nochmal für die Schaltung.
Weißt du vielleicht an was es liegen kann, das das Relais beim
Wiedereinschalten ein bis zwei Sekunden flattert. Beim Ausschalten ist
es auch minimal zu hören.
Der Stromverbrauch von 0.2mA ist auch super aber hast du eine Ahnung an
was es liegt, dass der Stromverbrauch höher ist als der von dir
vorausgesagte oder habe ich einen Fehler in meiner Schaltung.
Vielen vielen Dank
Johannes
