Hallo, ich beschäftige mich seit kurzem erst mit dem Thema und will lernen. Ich habe eine LED-Kerze aufgeschraubt und will eine Schaltung mit einem ATtiny nachbauen, die auch einen kleinen NiMh Akku laden kann. Der Akku hat 2,4 V und 100 mAh. Die Ladespannung ist durch einen Spannungsregler 7806 vorgegeben, ich möchte die Ladeschale des Originals nämlich gerne unverändert verwenden. Sobald das Dingens also in die Ladeschale gesteckt wird, habe ich +6V. Kann ich den Akku so wie in dem Schaltbild damit laden? Mir ist bewusst, dass das die HauDrauf-Methode für einen Akku bedeutet, deshalb soll die Spannung durch Widerstände auf 3 V begrenzt werden und 10-20 mA. Ich habe auch schon andere Beiträge gelesen mit z.B. LM317 u.a. und ich kenne auch die Diskussionen zu "richtig laden". Vielen Dank für eure Starthilfe.
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@ Tobi (Gast) >Kann ich den Akku so wie in dem Schaltbild damit laden? Ja. >Mir ist bewusst, dass das die HauDrauf-Methode für einen Akku bedeutet, Nö. >deshalb soll die Spannung durch Widerstände auf 3 V begrenzt werden und >10-20 mA. Wozu? Das macht schon der Transistor und der Emitterwiderstand, das ist eine einfache Konstantstromquelle. Trotzdem ist dein Schaltplan etwas komisch. Denn der Transistor kann so nie gesperrt werden, denn dein ATtiny hängt ja nur am Akku, nicht aber an der deutlich höheren Ladespannung von 6V.
>> >Kann ich den Akku so wie in dem Schaltbild damit laden? > Ja. Nein! Der Transistor wird immer Leiten, weil die Spannung an seiner Basis 0V oder 2,4V ist. Das ist immer weniger als die Spannung am Emitter, deswegen leitet er immer. Wozu soll der Transistor überhaupt gut sein? Willst du damit den Strom zwischen zwei Werten umschalten? Das wird kaum nötig sein. Da stellt sich auch die Frage: Wie willst du erkennen, das der Akku voll ist? An der Spannung kannst du das ganz sicher nicht erkennen. Also wird es wohl eher darauf hinauslaufen, dass du den Ladezustand gar nicht erkennst, und den Akku mit maximal 1/20C Strom dauer-lädst.
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Danke für die Hinweise, so macht Basteln Spaß. Eine U/I-Erkennung für den Ladezustand des Akkus ist nicht vorgesehen. Länger als bis zum Schlafengehen sind die Akkus aber garantiert nicht angeschlossen, und das sollte doch eine Zeit lang funktionieren. Könnte ich mir, wie vorgeschlagen, den Transistor tatsächlich sparen und mit einer Zenerdiode die Spannung auf z.B. 3V stabilisieren? Widerstand R1 wäre dann bei 3V und 20mA also 150 Ohm. Nochmals Danke für Hinweise.
Passt schon. Nimm aber eine 3,3V Diode, auch wenn die Spannung nicht sonderlich genau sein wird. So what.
Danke, das werde ich probieren. Mit dieser "Schaltung" ließe sich dann doch eigentlich auch ein Akku mit 3,6V laden (und einer Z-Diode mit 3,6V entsprechend), richtig?
@ Tobi (Gast) >Danke, das werde ich probieren. Mit dieser "Schaltung" ließe sich dann >doch eigentlich auch ein Akku mit 3,6V laden (und einer Z-Diode mit 3,6V >entsprechend), richtig? Jain. Z-Dioden unter 6V haben Bananenkennlinien und keinen harten Knick. Alles sehr schwammig. Für die Sachen hier reicht das aber. Bei kleinen Strömen verkraften die Akkus eine dauerhafte "überladung". Wenn es genauer sein soll, nimm einen TL431 bzw. TLV431. Das sind aktiv nachgebildete Z-Dioden mit SEHR genauer Z-Spannung und ultrascharfer Kennlinie. Beitrag "Re: 2.7V Supercaps ohne Balancer in Serie schalten"
Gute Hinweise, danke. Dann mach ich mich mal ans Basteln!
Wenn der Akku 2,4V hat, was soll dann eine dazu parallel geschaltete Zenerdiode stabilisieren? Nichts! Aber wenn die Akkus nicht fest eingelötet sind, kann die Zenerdiode als Überspannungsschutz dienen.
@Stefan Us (stefanus) >Wenn der Akku 2,4V hat, was soll dann eine dazu parallel geschaltete >Zenerdiode stabilisieren? Sie begrenzt die Ladespannung. Ist bei kleinsten Ladeströmen nicht zwingend nötig, weil das der Akku auch kann, schon klar.
Falk B. schrieb: > Sie begrenzt die Ladespannung Ein NiMH Akku hat pro Zelle selten mehr als 1.45V, macht maximal 2.9V. Da ist die Z-Diode überflüssig. Bei 3.3V ist der Akku bereits im Himmel.
Jetzt bin ich verwirrt: kann ich einen Akku mit 2,4 V nun mit einer Z-Diode (3 oder 3,3) wie oben angegeben laden oder nicht?
@ Tobi (Gast) >Jetzt bin ich verwirrt: kann ich einen Akku mit 2,4 V nun mit einer >Z-Diode (3 oder 3,3) wie oben angegeben laden oder nicht? Man kann sogar ohne Z-Diode laden. Die Z-Diode ist hier eher eine Angstdiode.
Okay, aber ich lerne erst die Grundlagen, deshalb verstehe ich das nicht. Mein Gedankenweg: die stabilisierte Spannung von 6V (durch den 7806) kommt an und der Akku hat 2,4V, also sagen wir maximale Ladespannung piMalDaumen 3V. Strom, wenn ich das richtig verstehe, fließt nur soviel wie das Potentialgefälle zulässt und der Akku selbst, wird also vermutlich nicht mehr als 1/10C sein. Korrekt soweit? Deshalb dachte ich, ich muss eine stabile Spannung von eben besagten 3V bereitstellen, sonst brutzelt der Akku ja bis 6V weiter. Und das sollte eben mit Hilfe der Z-Diode passieren. Also aus den 6V irgendwie 3V machen.
@Tobi (Gast) >nicht. Mein Gedankenweg: die stabilisierte Spannung von 6V (durch den >7806) kommt an und der Akku hat 2,4V, also sagen wir maximale >Ladespannung piMalDaumen 3V. Strom, wenn ich das richtig verstehe, >fließt nur soviel wie das Potentialgefälle zulässt und der Akku selbst, >wird also vermutlich nicht mehr als 1/10C sein. Korrekt soweit? Ja. > Deshalb >dachte ich, ich muss eine stabile Spannung von eben besagten 3V >bereitstellen, sonst brutzelt der Akku ja bis 6V weiter. Nein. Der Akku steigt nicht weiter in der Ladespannung, wenn er voll ist, bei NiMH geht die Spannung sogar leicht zurück. Die überschüssige Ladung wird in Wärme im Akku umgesetzt. Bei sehr kleinen Ladeströmen ist das unkritisch (bei NiMH!). > Und das sollte >eben mit Hilfe der Z-Diode passieren. Also aus den 6V irgendwie 3V >machen. Hier nicht. Die Z-Diode sollte IDEAL beim Erreichen der Ladeschlußspannung den gesamten Ladestrom übernehmen, sodaß kein Strom mehr in den Akku fließt. Das geht real aber nur, wenn die Z-Diode sehr genau und sehr STEIL (Kennlinie) ist. Normale 3,3V Z-Dioden sind das aber nicht, das sind Bananen ;-) https://de.wikipedia.org/wiki/Z-Diode https://de.wikipedia.org/wiki/Z-Diode#/media/File:Kennlinie_Z-Diode.svg
Danke für die geduldigen Antworten, again what learnt. Dann mach ich mich ans Werk.
Die Z-Diode hilft dem Akku gar nicht. Der Ladestrom muss durch eine elektronische Schaltung begrenzt werden, zum Beispiel einem Widerstand. Ohne Widerstand wäre in deinem Fall der 7086 Regler der begrenzende Faktor, der lässt nicht viel mehr als 1A fließen. Bei 1A Ladestrom (also ohne Widerstand) würde der leer Akku zunächst recht schnell geladen. Wenn er voll geladen ist, fließt der Strom aber weiter. Die ganze Energie setzt der Akku dann in Wärme um. Er wird heiß und verschleißt dadurch sehr schnell. Einen 2000mAH kann man mit 100mA oder weniger jedoch ruhigen Gewissens dauer-laden. Die Wärmeentwicklung hält sich dann nämlich in Grenzen, die dem Akku nur wenig schaden. Also begrenzt du den Strom durch einen Widerstand auf etwa 1/20 tel von der Kapazität. Die Z-Diode hilft aber dem Mikrocontroller für den Fall, dass der Akku entfernt wird oder wegen Verschleiß hochohmig wird. Denn dann kann beim Laden deutlich mehr als 3V anliegen. Viel mehr als 3,3V kann es nicht werden, weil die Z-Diode dann den Strom aufnimmt. Dann wird die Diode allerdings warm, sie muss also entsprechend Belastbar sein. Ein bisschen Frischluft wäre hier nicht schlecht. In einem engen geschlossenem Gehäuse könnte die Diode überhitzen.
> Die Z-Diode sollte IDEAL beim Erreichen der > Ladeschlußspannung den gesamten Ladestrom übernehmen Nur haben Nickel Akkus keine definierte Ladeschlußspannung. Das Ende des Ladevorgangs erkennt man nur daran, dass der Akku damit beginnt, die Energie in Wärme umzusetzen. Das wiederum kann man thermisch messen, oder man erkennt es an der leicht absackenden Spannung. Doch der Konkrete Spannungswert ist wieder bei jedem Akku anders und verändert sich auch mit der Zeit. Deswegen eignen Dioden sich keinesfalls, den Ladevorgang von Nickel Akkus zu regeln. Bei Blei und Lithium Akkus kann man mit konstanten Lade-Schluss Spannungen arbeiten. Aber nicht bei Nickel Akkus. > Strom, wenn ich das richtig verstehe, fließt nur soviel > wie das Potentialgefälle zulässt und der Akku selbst, > wird also vermutlich nicht mehr als 1/10C sein. Nein, das wäre nur bei Bleiakkus der Fall. Die kannst du mit einer konstanten Spannung laden, den Strom regelt der Akku selbst. Wobei ein ganz leerer Akku am Anfang erheblich mehr als 1/10C ziehen wird. Bei Lithium Akkus muss man den Strom begrenzen, sie laden sich sonst am Anfang zu schnell auf und explodieren. Erst ab ca 80% Ladung sinkt der Strom von selbst ab.
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