Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wie einen unterbrechungsfreie Batteriewechsel realisieren ?


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von Kai (Gast)


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Hallo,

ich habe eine kleine Schaltung die mit 4x1,5V Micro-Batterien in Reihe 
versorgt wird. Sie benötigt nur wenig Strom (ca. 5mA sporadisch, 
ansonsten weniger). Wenn die Batteriespannung 4,7V erreicht hat dann 
wird es über eine Led angezeigt und dann sollte ein Austausch gegen neue 
Batterien erfolgen.
Die Schaltung benötigt 4,5V (intern ein Spannungsregler).

Wie kann ich am einfachsten es so realisieren dass während die Batterien 
getauscht werden für diese kurze Zeit die Min-Spannung 4,5V weiterhin 
erhalten werden ?

Kondensator, Coldcap ?

Oder einfach ne Diode (welche und wie beschaltet ?) zwischen zwei 
Anschlussklipse von zwei Batteriehalter ? (also zweiter Batteriefach mit 
neuen Batterien bestücken, dann erster Batteriefach die leeren 
entnehmen).

Die einfachste Lösung wäre wünschenswert.

Habt ihr irgendwelche Vorschläge ?

Grüße
Kai

von dfffd (Gast)


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Kai schrieb:
> Wie kann ich am einfachsten es so realisieren dass während die Batterien
> getauscht werden für diese kurze Zeit die Min-Spannung 4,5V weiterhin
> erhalten werden ?


Die Frage ist erst einmal, was passieren würde, wenn das Gerät nicht
weiter versorgt wird.

von Thomas (kosmos)


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Ich würde einfach einen 2ten Batteriehalter parallel anklemmen. Neue 
Batterien rein alte raus und fertig.

von Daniel S. (d_s)


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Ja, das aber dann über einen Widerstand und nicht einfach so!
Die neuen Batterien entladen sich sonst schnell über die alten!

von Michael W. (Gast)


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Kommt auf das Gerät an (Fertigteil, Gehäuse vorgegeben/vorhanden?)... 
evtl. (falls in diesem Falle überhaupt realisierbar) einen 2-poligen 
Anschluß (wie für Jumper auf MoBo) parallel zu den Batterie-Anschlüssen 
auf der Platine vorsehen und für die Zeit des Batterie-Wechsels (dauert 
wie lange...?) einen zweiten Batteriesatz zur Überbrückung anklemmen... 
und nach dem Batterietausch wieder abziehen. Damit man verpolungssicher 
anklemmen kann, wäre auch ein Anschluß wie ein Lüfter denkbar... könnte 
auch mit kurzen Anschlüssen 'lose herumliegen' und bei Bedarf genutzt 
werden...

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Kai schrieb:
> Kondensator, Coldcap ?

Ja. Genau so. Allerdings musst Du die Spannungsfestigkeit beachten; 
Goldcaps haben oft 5.5V, die Du mit vier in Reihe geschalteten 
AAA-Zellen überschreiten würdest. Du könntest für je zwei der in Reihe 
geschalteten AAA-Zellen je einen Goldcap vorsehen, was natürlich 
voraussetzt, daß Du einen Batteriehalter mit Mittelabgriff hast.

von Sebastian (Gast)


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Ich würde einfach zwei CR3032 oder CR3016 nehmen und die für die Zeit 
des Batteriewechsels parallel klemmen.

von Icke ®. (49636b65)


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Kai schrieb:
> Coldcap ?

Mit einem kalten Kondensator wird das nicht unbedingt funktionieren, 
aber mit einem Goldcap schon.

bei...
> ca. 5mA sporadisch,

...kannst du dir während des Wechsels sogar noch einen Kaffee (natürlich 
Fairtrade gekauften SNCR) aufbrühen.
Der Cap sollte allerdings hinter dem Spannungsregler plaziert werden und 
die Schaltung direkt stützen, da erstens frische Batterien mehr als die 
für Goldcaps üblichen 5,5V Spannung bringen und zweitens der Regler 
möglicherweise dicht macht, wenn dessen Eingangsspannung zu weit 
absinkt.

von Noch einer (Gast)


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> Der Cap sollte allerdings hinter dem Spannungsregler plaziert werden

kurz ins Datenblatt schauen ob der Spannungsregler Ausgangsspannung > 
Eingangsspannung verträgt.

Und fest legen, wie weit die  Spannung sinken darf.
(1 Farad gibt 1 Volt Spannungsabfall bei 5 mA und 200 Sekunden)

von Peter D. (peda)


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Daniel S. schrieb:
> Ja, das aber dann über einen Widerstand und nicht einfach so!
> Die neuen Batterien entladen sich sonst schnell über die alten!

Aber nicht in 10s.
Ein Starterkabel schaltet auch beide Batterien parallel, ohne das die 
volle plötzlich leer ist.

von Kai (Gast)


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Bei dieser kleiner Schaltung handelt es sich um den Sender einer 
ausgeschlachteten Funkklingel. Wäre nicht weiter tragisch aber dieser 
muss bei einer Batteriewechsel womöglich immer aufs Neue auf den 
Empfänger abgestimmt werden. Was ich aber nicht jedesmal tun möchte ...

Meine erste Idee war einfach zwei Batterieklipse paralell an die Platine 
zu löten um somit einfach gleich das komplette Batteriefach incl. 
Batterien tauschen zu können. Daher dachte ich auch an eine Diode (+ 
Widerstand ?)- damit in diesen paar Sekunden wo beide Batteriefächer 
dran hängen - kein Strom von den vollen zu den leeren Batterien läuft. 
Könnte mann das wirklich so einfach machen wie ich denk ? Die vollen 
hätten 6,0 V und die leeren 4,7 V. Für den Wechsel bräuchte ich nur 
wenige Sekunden.

Wäre diese Idee brauchbar ? Wenn ja, wie müsste ich das anschliessen und 
dimensionen ? Coldcaps will ich nur nehmen wenns nicht anders gehen 
würde.

Ja, ich habe Zugang zu den meisten Lötpunkten um da was ändern zu 
können.

Kai

von Noch einer (Gast)


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Einfach parallel anschliessen.

Auch mit Schottky Dioden hast du zusätzlich 0,2 Volt Spannungsabfall. 
Kannst die Batterien nur auf 4,9 Volt entladen. Damit verliert du mehr 
Energie, als bei ein paar Sekunden parallel.

von Kai (Gast)


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ok,

und die einfachste aller Methoden nur ein Batteriefach zu verwenden und 
die Batterien eins nach dem anderen tauschen ... das ginge demnach dann 
auch oder ? Das wäre mir ehrlich gesagt noch lieber ...

Ich habe aber keine Ahnung ob ich damit die neue Batterie entlade beim 
Wechseln ...

von Kai (Gast)


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Und für diese kurze Zeit sollte doch ein fetter Kondensator die Spannung 
doch kurz halten können oder ? Beim Eins-nach-dem-Anderen-Wechsel wäre 
ja nur eine geringe Spannungsdifferenz zu puffen statt beim Wechsel des 
gesamten Packs ... ?

von LudwigS. (Gast)


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am besten alle beide  Batterien gegenseitig entkoppeln mit jeweils einer 
Diode. Vorwiderstand ist dann nicht nötig.
Aber Dioden mit geringer Durchlassspannung benutzen z.B. Shottky-Dioden 
ö.Ä.
kleiner Spannungsabfall in Durchlassrichtung (ca. 400 mV)

von Kai (Gast)


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Es sind 4 Batterien zu wechseln ...

von LudwigS. (Gast)


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Noch einer schrieb:
> Einfach parallel anschliessen.
>
> Auch mit Schottky Dioden hast du zusätzlich 0,2 Volt Spannungsabfall.
> Kannst die Batterien nur auf 4,9 Volt entladen. Damit verliert du mehr
> Energie, als bei ein paar Sekunden parallel.

er hat natürlich recht

von LudwigS. (Gast)


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Kai schrieb:
> Es sind 4 Batterien zu wechseln ...

ich gehe davon aus, dass sich 4 Batt. in einen Fach befinden und die 
anderen im 2. Fach. Daher jedes Fach entkoppeln und parallel schalten 
während du wechselst

von Noch einer (Gast)


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>Und für diese kurze Zeit sollte doch ein fetter Kondensator die Spannung
>doch kurz halten können oder ?

Die Batterien sind zu diesem Zeitpunkt entladen. Falls die Schaltung 
während des wechselns die 4,5 Volt wirklich braucht, bleibt gar keine 
Spannungsdifferenz mehr übrig. Erst mal schauen, wie viel Spannung die 
Klingel für den Speicher braucht.

von Kai (Gast)


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Das muss ich dann ausprobieren.

Angenommen sie würde mit etwas weniger auskommen, käme dann die Methode 
eine Batt. nach der anderen zu wechseln in Frage ? (also nur ein 
Batteriefach zu verwenden). Wird dann die neue Batt. dann nicht etwas 
entladen weil die anderen weniger Spannung haben ? Oder ist das 
vernachlässigbar in dieser einen oder zwei Sekunden des Wechsels ?

von LudwigS. (Gast)


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wie schon gesagt ein 2. Batteriefach über je eine Diode paral. schalten.
Je nach Diodendurchlassspannung würde dann aber deine Schaltung einen 
Batteriewechsel anzeigen, obwohl die Spannung direkt an der Batt. noch 
ca.
0,2 - 0,4 V über 4,7 V ligt

von Noch einer (Gast)


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> eine Batt. nach der anderen zu wechseln

Wenn du eine Zelle heraus nimmst, ist der Stromkreis unterbrochen. Die 
anderen Zellen liefern auch keinen Strom mehr. Ein zusätzlicher 
Kondensator muss den Strom liefen.

Würde mir da keine so großen Gedanken machen.

Entweder irgendeinen großen Elko einlöten. Während des Batteriewechsels 
benutzt du die Klingel nicht - der Elko muss nur den Strom für den 
Speicher und die Abfrage der Taster liefern. Könnte klappen. Einfach 
ausprobieren.

Oder 2 Batteriehalter parallel. Du nimmst halt in Kauf, dass die neuen 
Batterien die alten ein paar Sekunden lang laden. Auch nicht weiter 
schlimm.

von Kai (Gast)


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Ups ... bin ich blöde! Habe nicht nachgedacht dass dann der Stromkreis 
völlig unterbrochen ist weil diese ja in Reihe liegen.

Ich probiere es mal. Ich hoffe nur der interne Spannungsregler nimmt mir 
es nicht übel wenn UE kurzzeitig geringer (und er kurz mit weniger 
auskommen muss weil ein Kondensator die Spannung liefern muss, die ja 
etwas einknicken wird - denke ich mal). Wahrscheinlich schaltet er dann 
doch ab, dann ist das auch nix, oder ?

Dann bleibt doch nur kurz paralell schalten eines 2. Batteriefachs.

Ich werds ausprobieren.

von Martin S. (led_martin)


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Hallo,

wenn das Batteriefach Abgriffe zwischen den einzelnen Zellen hat, könnte 
man zu jeder Zelle eine Schottky-Diode antiparallel schalten, dann wäre 
der Stromkreis, beim entnehmen einer Zelle, nicht unterbrochen. Man hat 
dann halt nur noch die Spannung von 3 (leeren) Zellen - Flussspannung 
der Diode. Bei sehr kleinen Strömen wird die Flussspannung kleiner, als 
im Datenblatt angegeben, da dort meist der Nennstrom vorrausgesetzt 
wird, öfters ist auch eine Kennlinie abgebildet. Bei den winzigen 
Strömen für den Speichererhalt, verliert man vielleicht nur noch 0,1V 
über der Diode. Ob die Spannung von 3 Zellen zum Speicherhalt reicht, 
könntest Du ja mal testen. So würde man mit einem Batteriefach 
auskommen, und die Zellen nacheinander tauschen.

Mit freundlichem Gruß - Martin

von LudwigS. (Gast)


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@ Martin Schlüter

Martin Schlüter schrieb:
> Hallo,
>
> wenn das Batteriefach Abgriffe zwischen den einzelnen Zellen hat, könnte
> man zu jeder Zelle eine Schottky-Diode antiparallel schalten, .....

Hääh ???   EINE Schottky-Diode antiparallel schalten. Wie soll das denn 
aussehen. DER Schaltplan würde mich mal interessieren.

von Martin S. (led_martin)


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@LudwigS. (Gast):

Ich habe mich schlecht ausgedrückt, ich hätte in Sperrrichtung parallel 
zu der Zelle schreiben sollen, ist eine Zelle eingelegt, sperrt die 
Diode, wird die Zelle entnommen, leitet die Diode den Strom, den die 
anderen Zellen liefern, an dem leeren Platz vorbei.

Mit freundlichem Gruß - Martin

von LudwigS. (Gast)


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@Martin
 verdrückt ausgekehrt, hab ich mir schon fast gedacht

von Kai (Gast)


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Ich habe es jetzt auch verstanden ;) Was ist aber mit dem integrierten 
Spannungsteiler auf der Platine ? Da habe ich keine Diode gesehen die 
den Spannungsteiler schützt wenn Ue plötzlich geringer wird als Ue ...
Kann ich das vernachlässigen bei solch geringen Strömen ? (der Elko nach 
dem Spannungsregler schiebt dann Spannung nach).

Oder gilt diese Schutz-Massnahme nur bei größeren Strömen ?

von Sascha W. (sascha-w)


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@Kai,

Hast du mal probiert, ob die Batterie-Leer LED bei einem Wechsel wie du 
ihn vorhast überhaupt wieder aus geht? Ich hatte schon mehrere 
Funkaußensensoren für die Wetterstation - da hat man ja das selbe 
Problem - die die Batterie-Leer Meldung erst dann vergessen wenn das 
Teil wirklich komplett stromlos war.

Sascha

von Kai (Gast)


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Die Low-Batt-Anzeige ... da bin ich gerade dran (ICL 7665). Das soll 
später meine Anzeige geben um zu wissen wann es Zeit ist zu wechseln.
Leider habe ich diese Funktion nicht mit dem IC 74HC132 hinbekommen 
(trotz der Z-Diode). Wäre eben geschickt gewesen weil ich diesen IC 
sowieso als Blinker benutzen möchte und hätte nicht noch ein weiteres 
Bauteil gebraucht.

Es geht bestimmt auch damit, aber ich bin eben darin nicht fit. :(

von kopfkratzer (Gast)


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kopfkratz
Tja nun warum das Rad neu erfinden und nicht einfach einen Umschalter 
zwischen zwei Batteriefächern packen ?
Wenn angezeigt wird das Batteriefach A leer wird, neue Batterien in 
Batteriefach B und einmal klick
Der/die Stützkondensatoren in der Schaltung sollten eine Sekunde oder 
weniger schon überbrücken können ...

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