Hallo, ich würde gerne einen Super/Powerkondensator benutzen, um einen Mikrocontroller eine gewisse Zeit mit Energie zu versorgen. Dabei möchte ich nun berechnen, wie lange ich den Controller mit einer Ladung betreiben kann. Ich habe dabei 2 Ansätze wie das berechnet wird, bin mit aber nicht sicher ob das dann so stimmt: 1. Über die Kapazität die gespeicherte Energie im Kondensator berechnen. Dann die Leistungsaufnahme des Controllers berechnen. Somit würde ich auf eine Zeit kommen (t=E/P). Aber wenn ich mich nicht irre, kann ich das so doch nicht berechnen, da die Spannung bei der Entladekurve ja ständig absinkt, wodurch sich die Leistungsaufnahme ständig ändert. Des Weiteren wird der Controller ab einer bestimmten Spannung (Grenzspannung) nicht mehr funktionieren, wodurch die errechnete Zeit deutlich kürzer wird. 2. Über Entladefunktion die Zeit berechnen, bis die Grenzspannung erreicht wird.
Mikrocontroller X. schrieb: > Über die Kapazität die gespeicherte Energie im Kondensator berechnen. Ja, im Prinzip, aber: es kann nicht die gesamte Energie entnommen werden. Der Kondesnsator kann auf Umax aufgeladen werden und entladen bis Umin, die Spannung, bei der die versorgte Elektronik noch funktioniert. Bei direkter Versorgung des Controllers ist die Differenz recht gering, aber man kann ja einen entsprechend grösseren Kondensator wählen. Raffinierter ist die Verwendung eines Buck-Boost-Reglers, der mit möglichst niedriger Eingangsspannung noch funktioniert und den Controller mit einer festen Spannung versorgt, was sowieso die bessere Idee ist. Georg
Was ich auch noch wissen sollte, wie dimensioniert man den Ladewiderstand, damit ich möglichst schnell laden kann? Laut Formel sollte der Widerstand ja möglichst klein sein, aber wie weit nach unten darf man da gehen? Es gibt da ja keine Leistungsangabe (z.B. Ptot…).
@Mikrocontroller Xxx (kifab) >Über die Kapazität die gespeicherte Energie im Kondensator berechnen. Nein, denn du kannst ihn nicht beliebig tief entladen. Es reicht der einfache Ansatz C = I * t / dU dU ist die maximal zulässige Spannungsabnahme, der Laststrom wird als konstant angenommen, auch bei leicht sinkender Betriebsspannung. Das reicht. >Über Entladefunktion die Zeit berechnen, bis die Grenzspannung erreicht >wird. Viel zu akademisch. ;-) >Was ich auch noch wissen sollte, wie dimensioniert man den >Ladewiderstand, damit ich möglichst schnell laden kann? Klein. >Laut Formel sollte der Widerstand ja möglichst klein sein, aber wie weit >nach unten darf man da gehen? Soviel deine Spannungsquelle hergibt und solange der Innenwiderstand des Kondensators nicht größer ist. Die alten GoldCaps haben 2-stellige Ohm als Innenwiderstand, da lohnt sich ein 1 Ohm Ladewiderstand kaum ;-) Bei modernen Supercaps mit wenigen mOhm sieht das anders aus.
> Über Entladefunktion die Zeit berechnen, bis die Grenzspannung erreicht > wird. Falls Du mal rüberschauen möchtest in die Arduino-Szene, er hier aus Australien hat schon vor Jahren auf seiner Homepage sowohl Schaltungen und Berechnungsformeln online gestellt für einen "Solar powered Arduino" und schwört dabei auf SuperCaps zur Energiespeicherung während der Sonnenstunden des Tages. https://www.gammon.com.au/forum/?id=12821
> wie dimensioniert man den Ladewiderstand, damit ich möglichst schnell > laden kann? > Es gibt da ja keine Leistungsangabe Du hast das Problem schon richtig erkannt. Wenn du nicht wiesst, wie hoch die Dinger belastbar sind, kannst du sie nicht maximal belasten.
Hi Viel brennender interessier mich, wie ich so einen Kondensator 'schonend' lade, also so, daß die Schaltung die ersten 10 Sekunden auch noch was vom Strom abbekommt, und fertig geladen ohne jeglichen Widerstand an meine Schaltung bringe. Zum Laden muß der Strom begrenzt werden - Chopper? Beim Entladen soll der Strom ungehindert wieder raus dürfen. Chopper kam mir gerade erst beim Schreiben in den Sinn, könnte aber tatsächlich hier geeignet sein. MfG
In deiner Formel dürfen folgende Tatsachen nicht fehlen: - Supercaps haben einen Leckstrom. - Der Leckstrom ist abhängig von der Marke, Spannung, Temperatur, Alter, Serienstreuung und Mondphase. - Der Leckstrom sättelt(tm) sich im Laufe der Zeit. - Die Sättelfunktion verläuft umgekehrt identisch. d.h. ein 72h lang geladener Kondensator hat mehr Energie als ein 1h lang geladener Kondensator. - µCs haben verschiedene Stromaufnahmen, die von der Software abhängen. - Die Stromaufnahme der µCs hängt von der Betriebsspannung ab. - Die Gesamtstromaufnahme hängt von der Gesamtschaltung ab. - Ich habe bestimmt noch 150 Faktoren vergessen. So. Wer hat Lust die Formel aufzuschreiben?
@Patrick J. (ho-bit-hun-ter) >'schonend' lade, also so, daß die Schaltung die ersten 10 Sekunden auch >noch was vom Strom abbekommt, und fertig geladen ohne jeglichen >Widerstand an meine Schaltung bringe. Mit einem MOSFET. >Zum Laden muß der Strom begrenzt werden - Chopper? Nö. >Beim Entladen soll der Strom ungehindert wieder raus dürfen. MOSFET.
Hi Wenn ich den Super-Cap aber ohne Strombegrenzung an den µC hänge, wird die Stromquelle die erste Sekunde einen Quasi-Kurzschluß versorgen müssen - gefällt mir nicht. Zur Selbstentladung: Habe hier einen 2,7V 10F (auf 2,5V aufgeladengeladen) seit gestern Abend am Oszi - aktuell sind wir bei (noch) 1,79V. MfG
Nachtrag: Spannung des Super-Cap aktuell 1,61V, aber die Frisur sitzt Hängt non-stop am Tastkopf, das Oszi wird aber nur zu den täglichen Sichtungen angeworfen, wenn Es nicht eh für was Anderes gebraucht wird. MfG
Ein teurer SuperCap ersetzt in 99% der Fälle keinen billigen Akku! Selbst die Lebensdauer ist nicht sooo viel größer. 1) Speichert VIEL weniger Energie bei gleicher Größe. 2) Hat keinen Bereich mit halbwegs konstanter Spannung. 3) Mit Buck-Boost kannst du den zweiten Nachteil ausgleichen, was die nutzbare Energie (Eigenverbrauch des Wandlers) im besten Fall noch mal halbiert, oder drittelt...
Mikrocontroller X. schrieb: > Dabei möchte ich nun berechnen, wie lange ich den Controller mit einer > Ladung betreiben kann. Probiere es in der Praxis, das ist tausendmal zielführender!
Hi Zur Selbstentladung: aktuell sind wir bei (noch) 1,27V. Geladen am 17.02 auf 2,5V, gemessen wird mit einem Fluke PM3082 MfG
Patrick J. schrieb: > Zur Selbstentladung: aktuell sind wir bei (noch) 1,27V Also die Hälfte in 15 Tagen - für einen Kondensator ausserordentlich gut, für einen Akku hundsmiserabel. Dazu kommt, dass man ja die Ladung nicht bis 0V ausnutzen kann, es könnte ja hier schon Schluss sein. Dass die Supercaps Akkus nicht ersetzen können wurde hier ja schon mehrfach festgestellt. Eine absolute Mindestforderung zum Datenerhalt aus der Autoindustrie lautet länger als die Werksferien, ich gehe von mindestens 1 Jahr aus. Georg
Georg schrieb: > Eine absolute Mindestforderung zum Datenerhalt > aus der Autoindustrie lautet länger als die Werksferien, ich gehe von > mindestens 1 Jahr aus. Zur Datenhaltung haben wir in unseren Steuerungen zur Datenerhaltung Lithium-Tadiran Batterien. Die kannst Du 10Jahre liegen lassen ohne dass sie leer sind, fliegen aber trotzdem nach 3 Jahren pauschal raus. Ich hab 3 davon zusammengebastelt und in den 9V Batterieschacht meines Multimeters gequetscht. Hält seit Jahren. Die angesprochenen niederohmigen Supercaps werden in Packs von der Größe von Autobatterien auch für kleinere Antriebsanwendungen eingesetzt. Da wird der Kondensatorpack mit einem Netzteil mit 50A auf 48V geladen. Dann fährt das Fahrzeug ca 50 - 60 Sekunden autonom wobei sich die Kondensatoren auf etwa 30V entladen. Dann wird wieder mit 50A nachgeladen. Sollte etwas dazwischenkommen befindet sich in dem Fahrzeug noch eine 24V Bleibatterie als Notversorgung um die Ladestation wieder zu erreichen. Armin
Georg schrieb: >> Zur Selbstentladung: aktuell sind wir bei (noch) 1,27V > > Also die Hälfte in 15 Tagen Also bitte, wenn ein Kondensator seine Klemmenspannung von 2.5V auf 1.25V halbiert hat, ist er mitnichten um die Hälfte entladen, sondern um 3/4, die Formel für den Energieinhalt lautet seit der Oberstufe W = 1/2 x C x U^2. Patrick J. schrieb: > Hängt non-stop am Tastkopf, das Oszi wird aber nur zu den täglichen > Sichtungen angeworfen, wenn Es nicht eh für was Anderes gebraucht wird. Schön, daß der Kondenstaor am Tastkopf hängt, aber offenbar hängt der Tastkopf nicht ständig am Oszilloskop, damit ist die Messung ziemlich unsinnig: Der Tastkopf stellt keine Belastung dar, der Oszilloskopeingang aber i.A. 1 MOhm. Die Entladedauer dürfte also STARK davon abhängen, wie lange zeitlich der Tastkopf am Scopeeingang hing, und wie lange der BNC Stecker abgeklemmt rumlag.
Mit den Picopower-Typen wird das schon interessant, die laufen von 5,5V bis 1,7V runter. Da kostet ein Booster wohl nur Laufzeit. Jetzt nur noch eine sinnvolle Anwendung finden, die keinen Strom braucht. :)
Hi Zumindest bisher habe ich die Tastköpfe nicht vom Oszi getrennt - warum sollte ich? Wenn ich akut was mit dem Oszi messen möchte, nehme ich einen anderen Kanal. Zur Not wird der C abgeklemmt, sollte ich den Tastkopf anderweitig brauchen. So ganz ohne angeschlossenes Messgerät wird die Erfassung der 'Restspannung' esoterisch - denke, mit nem Oszi sollte ich der Selbstentladung halbwegs auf die Schliche kommen. MfG
Patrick J. schrieb: > So ganz ohne angeschlossenes Messgerät wird die Erfassung der > 'Restspannung' esoterisch Na ja, jede Stunde für 1 Sekunde an ein 10 MOhm Multimeter anklemmen. > denke, mit nem Oszi sollte ich der > Selbstentladung halbwegs auf die Schliche kommen. Nö, nur der Entladung durch 1 MOhm. Die könnte man auch berechnen, müsste man nicht messen. Die Selbstentladung ist VIEL geringer.
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