Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ni-MH oder LiPo


von Holger L. (max5v)


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Ich wollte einen kleinen Akku mit einer Solarzelle 4V/35mA laden, diesen 
Nachts mit ca. 20mA entladen.

Zur Auswahl stehen
Ni-Mh 3,6 V mit 330mAh und
Li/MnO2 3V mit 600mAh.

Jetzt stellt sich die Frage welcher am besten geeignet ist was das 
Tägliche laden\entladen angeht sowie am einfachsten zu realisieren ist?

von Dirk K. (knobikocher)


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Nutze den Ni-Mh. Diode zwischen Solarzelle und NiMh Zelle. Das ist am 
einfachsten. Die 4V/35mA sind bei perfektem Sonnenschein, was in DE nur 
wenige Stunden im Jahr der Fall ist. Deine Zelle wird nie voll werden 
und schon nicht überladen werden.
Unterspannung wird dann ein Problem eventuell, je nach Last, welche du 
nicht näher angegeben hast.

Nachts wird zwar nicht lange etwas leuchten bei 20mA, aber immerhin wird 
nichts kaputt gehen. Deinem kurzen Text entnommen, hast du davon wenig 
Ahnung. Daher würde ich vom LiPo abraten, der könnte böse reagieren bei 
falscher Behandlung.

Wenn du es nicht einfach, sonder ordentlich machen willst, sag bescheid 
:)

Holger L. schrieb:
> Jetzt stellt sich die Frage welcher am besten geeignet ist was das
> Tägliche laden\entladen angeht sowie am einfachsten zu realisieren ist?

Den dies ist ein Widerspruch. Am besten geeignet oder am einfachsten?

: Bearbeitet durch User
von Audiomann (Gast)


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Was tun denn die LiPo "böses" wenn man sie falsch behandelt? Überhitzen 
und Explodieren durch Solarzellenüberladung?

von Holger L. (max5v)


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Vorweg, das hast du richtig erkannt ich habe von dem Thema keine Ahnung.

Dirk K. schrieb:
> Den dies ist ein Widerspruch. Am besten geeignet oder am einfachsten?

Im Internet stand was von memory Effekt, also das die Kapazität bei 
häufigen Lade\Entladevorgängen oder falscher Behandlung stark abnimmt.
Wenn es dadurch nur ein zwei Wochen hält, würde es keinen Sinn machen es 
so einfach wie möglich zu machen. Also am besten die Eier legende 
Wollmilchsau :)

Könnte man für den Tiefenentladeschutz einfach die Spannung messen, wenn 
eine leere Zelle 1V ? hat, die Bastelei ab 3V abschalten?

Extra Bauteile wie ein Laderegler o.ä. dazukaufen wollte ich ungerne, 
wird nur eine kleine Solarleuchten Bastelei aus Resten der Kramkiste.
Verbrauchsmaterial Transistoren, Dioden etc. und nen kleinen Attiny13 
habe ich natürlich.

von Michael B. (laberkopp)


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Audiomann schrieb:
> Was tun denn die LiPo "böses" wenn man sie falsch behandelt? Überhitzen
> und Explodieren durch Solarzellenüberladung?

Früher platzen die nicht wiederaufladbaren Lithiumbatterien schon mal, 
heute werden sie ab 130 GradC bloss funktionslos.

Jedenfalls ist LiMnO2 kein LiPo.

LiPo gibt es mit und ohne Schutzschaltung. Ohne Schutzschaltung fangen 
sie ggf. Feuer und entladen sich in einem Flammenmeer, mit 
Schutzschaltungen klemmen sie sich von der Schaltung ab. Da muss man 
aufpassen daß bei abgeklemmter Zelle nicht mehr Spannung an deren 
Anschlüssen anliegt, als die Schutzschaltung verträgt, oft nur 5.5V, 
sonst geht die Schutzschaltung kaputt und mit dem Schutz ist Essig.

von Conny G. (conny_g)


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Audiomann schrieb:
> Was tun denn die LiPo "böses" wenn man sie falsch behandelt? Überhitzen
> und Explodieren durch Solarzellenüberladung?

LiPo sind tatsächlich kleine Bomben, die nur mit dem richtigen Ladegerät 
und der richtigen Elektronik die sie entlädt sicher sind.
Im harmlosesten Falle sind sie sehr schnell kaputt. Im schlechteren Fall 
überhitzen sie bis zum Feuer.

https://de.wikipedia.org/wiki/Thermisches_Durchgehen#Lithium-Ionen-Akkumulatoren

https://www.youtube.com/watch?v=vb9SDtHuSvM
https://www.youtube.com/watch?v=gisdMQbtJqk

von Manfred (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Jedenfalls ist LiMnO2 kein LiPo.
Jawohl, Herr Laberkopp: LithiumManganDiOxyd ist noch nicht einmal ein 
Akku, das ist die Standardtechnologie für nicht aufladbare 
Lithiumbatterien!

Wenn Holger garantieren kann, dass die Solarzelle niemals mehr als 
4,2V liefert, könnte er diese direkt auf einen LiIon oder LiPo klemmen.

NiMH ist mein Feindbild, mit keiner Akkutechnologie hatte ich (und auch 
die Firma) mehr Ärger. Wenn man weiß, was man tut, sollte man Lithium 
den Vorzug geben.

von Peter M. (r2d3)


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Manfred schrieb:
> Jawohl, Herr Laberkopp: LithiumManganDiOxyd ist noch nicht einmal ein
> Akku, das ist die Standardtechnologie für nicht aufladbare
> Lithiumbatterien!

Irrt hier die Wikipedia?
https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator

Da ist die Rede von LiMnO2 als Bestandteil von Akkus.

Der ct-Artikel "Strom-to-Go" führt Lithium-Mischoxide auf, erwähnt dann 
aber Lithium-Manganspinell.

Lithium-Manganoxid habe aber ein Potential von nur 3V, 
Lithium-Manganspinell von 4V ähnlich wie die anderen 
Mischoxidkomponenten Lithium-Nickeloxid und Lithium-Kobaltoxid.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Es wird ja nicht viel geschrieben, was überhaupt betrieben werden soll 
(und wann).
Warum da keinen Doppelschicht-Kondensator?
Die 5V-Typen soltlen die angegebenen 4,2V locker vertragen und weiter 
runter als Null Volt wird's auch nicht gehen - schafft der Kondensator 
auch.
Weiter braucht man keinerlei Schutzbeschaltung.

Jetzt müssten wir noch wissen, wie konstant die genannten 20mA 
Nacht-Entladung sind und wie lange Diese Entladung ansteht - und vll., 
Wer Diese startet/stoppt.

Für einen 24h-Betrieb dürfte die Solarzelle kaum reichen, befürchte, daß 
damit kaum der Tag überstanden würde.

MfG

von Manfred (Gast)


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Peter M. schrieb:
>> LithiumManganDiOxyd ist noch nicht einmal ein
>> Akku, das ist die Standardtechnologie für nicht aufladbare
>> Lithiumbatterien!
>> Irrt hier die Wikipedia?
> https://de.wikipedia.org/wiki/Lithium-Ionen-Akkumulator
Keine Ahnung, was die Nagscreenpedia da von sich gibt, als seriöse 
Quelle geht die bei mir nicht durch. Aber:
Holger L. schrieb:
> Li/MnO2 3V mit 600mAh.

Wenn er sagt "3V", ist das kein Akku.

> Da ist die Rede von LiMnO2 als Bestandteil von Akkus.
Ja, es gibt LiIon-Akkus mit Mangan anstatt Kobalt, die gehen im 
Fehlerfall nicht gar so heftig durch. Aber auch diese liegen bei 
mittleren 3,6 Volt und sind im realen Handel kaum anzutreffen.

Den 3 Volt vom Holger käme Li-Eisenphosphat LiFePO4 näher, wäre bei max. 
4 Volt Solarzelle auch keine schlechte Idee.

von Peter M. (r2d3)


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Manfred schrieb:
> Wenn er sagt "3V", ist das kein Akku.

Hat die c't auch Unrecht (s.o.)?

von Holger L. (max5v)


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Manfred schrieb:
> Michael B. schrieb:
> LithiumManganDiOxyd ist noch nicht einmal ein
> Akku, das ist die Standardtechnologie für nicht aufladbare
> Lithiumbatterien!

Man gut das du das geschrieben hast. Darauf steht tatsächlich Batterie, 
das Wort Wiederaufladbar fehlt auch.
Die hatte ich bei Polin bestellt:
https://www.pollin.de/p/lithium-batterie-cf234044-271162?sCategoryFrom=8032
Da gibt es so unfassbar viele Typen, wodurch man als Laie schnell 
durcheinander kommt.

Ob die Solarzelle selber nicht mehr als 4V liefert kann ich momentan 
wegen dem Wetter nicht sagen, heute Nachmittag waren es c. 4,5V mit 
16mA.

Patrick J. schrieb:
> Es wird ja nicht viel geschrieben, was überhaupt betrieben werden soll
> (und wann).

Dabei geht es erstmal nur um ein paar "Glühwürmchen" in einem 
Einmachglas und ein wenig Erfahrung mit Akkus zu sammeln. Sollte also 
nur nachts leuchten die Dauer ist dabei nebenrangig.

von Patrick J. (ho-bit-hun-ter)


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Hi

Bei 20mA werden Das eher Drachen werden :)
Ein Glühwurm-Glas könnte mir auch gefallen - das Nächste auf der ToDo.

MfG

von Manfred (Gast)


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Peter M. schrieb:
>> Wenn er sagt "3V", ist das kein Akku.
> Hat die c't auch Unrecht (s.o.)?
Ich ärgere mich gerade mit dem Login auf der computer-tilt Seite herum 
und hole mir den Artikel. Jede Menge Geschreibsel, aber nichts, was ich 
konkret anfassen könnte.

Egal: 3 Volt LiMnO2 ist keine aufladbare Zelle, Punkt.

von Manfred (Gast)


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Holger L. schrieb:
> Man gut das du das geschrieben hast. Darauf steht tatsächlich Batterie,
> das Wort Wiederaufladbar fehlt auch.
> Die hatte ich bei Polin bestellt:
> https://www.pollin.de/p/lithium-batterie-cf234044-271162?sCategoryFrom=8032
> Da gibt es so unfassbar viele Typen, wodurch man als Laie schnell
> durcheinander kommt.
Scheiß Falle gebaut :-) Über diese Batterie bin ich vor ein paar Tagen 
in der aktuellen Sonderliste gestolpert, sieht aus wie LiPO, ist aber 
keine.

> Ob die Solarzelle selber nicht mehr als 4V liefert kann ich momentan
> wegen dem Wetter nicht sagen, heute Nachmittag waren es c. 4,5V mit
> 16mA.
Wie jetzt? Wenn Du 4,5 Volt gemessen hast, sind das jedenfalls mehr als 
vier. Jetzt wäre zu klären, ob Du im zeitlichen Mittelwert genug Strom 
aus der Solarzelle bekommst, den Akku nachzuladen.

Im Gegensatz zu NiMH braucht man sich bei Lithium nicht um die 
Ladebillanz zu kümmern. Solange man die Endspannung von 4,2 V nicht 
überschreitet, hört der von selbst auf, Strom zu nehmen. Ich könnte mir 
vorstellen, die Spannung mit einem TL431 parallel zur Solarzelle zu 
begrenzen.

von Conny G. (conny_g)


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Holger L. schrieb:
> Dabei geht es erstmal nur um ein paar "Glühwürmchen" in einem
> Einmachglas und ein wenig Erfahrung mit Akkus zu sammeln. Sollte also
> nur nachts leuchten die Dauer ist dabei nebenrangig.

Sonnenglas Selbstbau? ;-)

von Icke ®. (49636b65)


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Manfred schrieb:
> NiMH ist mein Feindbild, mit keiner Akkutechnologie hatte ich (und auch
> die Firma) mehr Ärger. Wenn man weiß, was man tut, sollte man Lithium
> den Vorzug geben.

Kann man nicht pauschal sagen, kommt immer auf den Anwendungsfall an. 
Eneloop Zellen basieren auch auf NiMH und sind eine der besten 
Akkutechnologien überhaupt. Ich habe bspw. alle meine RC-Sender und 
-Empfängerakkus auf Eneloop umgestellt und bin Sanyo auf ewig dankbar 
für die Sorgenfreiheit, die mir diese Erfindung beschert hat. Nie wieder 
Streß mit über den Winter vernachlässigten Akkupacks. Die Eneloops 
stecken erfahrungsgemäß sogar Tiefentladung gut weg, ohne nennenswert an 
Kapazität zu verlieren.
Für Hochstromanwendungen, z.B. Fahr-/Flugakkus, sind natürlich Li-Akkus 
besser geeignet.

von Stefan F. (Gast)


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> Könnte man für den Tiefenentladeschutz einfach die Spannung messen, wenn
> eine leere Zelle 1V ? hat, die Bastelei ab 3V abschalten?

Ja, aber dieser Schutzschaltung muss sich selbst mit abschalten, damit 
ihr Sensor den Akku nicht weiter entlädt:
1
       Schalter
2
 +-------/ -------+------------+
3
 |                |            |
4
Akku            Sensor       Verbraucher
5
 |                |            |
6
 +----------------+------------+

Dann stellt sich allerdings die Frage, wie man das ganze wieder 
eingeschaltet bekommt, wenn der Akku einmal entladen wurden. Irgenwie 
brauchst du dann einen Reset-Taster, das passt allerdings nicht zu jeder 
Anwendung.

Also müsste man das irgendwie mit der Solarzelle verknüpfen. Wenn die 
Abschaltung stattgefunden hat und genug Licht auf die Solarzelle fällt, 
muss der "Schalter" wieder eingeschaltet werden.

Man kann das z.B. mit bistabilen Relais realisieren. Natürlich auch mit 
Elektronik.

von Michael B. (laberkopp)


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Manfred schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Jedenfalls ist LiMnO2 kein LiPo.
> Jawohl, Herr Laberkopp: LithiumManganDiOxyd ist noch nicht einmal ein
> Akku, das ist die Standardtechnologie für nicht aufladbare
> Lithiumbatterien!

Ich schrieb "die nicht wiederaufladbaren Lithiumbatterien".

Lesen ist nicht deine Stärke. Denken auch nicht:

Manfred schrieb:
> Ich könnte mir
> vorstellen, die Spannung mit einem TL431 parallel zur Solarzelle zu
> begrenzen.

Ein TL431 benötigt mehr Strom, als die Soalrzelle im Schnitt liefert. Da 
muss wohl ein weniger Strom verbrauchender shunt-Regler her (selbst 
TLV431 ist noch schlecht).

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Michael B. schrieb:
> Ein TL431 benötigt mehr Strom, als die Soalrzelle im Schnitt liefert.

Für was ähnliches (Uhr,Solar,25F) würde mir MCP1710/ MCP1810 
vorgeschlagen. Bei ner Handvoll mA brauchen die nur wenige µA, ohne 
nennenswerten Strom sogar nur ~20nA.

von Michael B. (laberkopp)


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Teo D. schrieb:
> Für was ähnliches (Uhr,Solar,25F) würde mir MCP1710/ MCP1810
> vorgeschlagen

Das sind aber keine shunt-Regler und sie lassen sich auch nicht so 
verwenden.

FHR1200 mit 10uA wäre geeigneter, oder ATL431 mit 35uA.

: Bearbeitet durch User
von Ics1702 (Gast)


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Schau mal hier, vielleicht passt das ja. Da benötigst du nur ein IC und 
eine spule. Beides kannst du aus billigen Solarlampen für 1€ ausbauen.

https://community.conrad.de/howto-ansehen/die-garten-solarlampe-teil-1-der-aufbau

Gruß Thomas

von Harald A. (embedded)


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Gibt es in Form des PR4403 auch gut erhältlich z.B. bei Reichelt

von Stefan F. (Gast)


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Reicht bei so einer Mini Solarzelle nicht ganz einfach eine 4V 
Zenerdiode parallel zum Akku?

von Jobst Q. (joquis)


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Bei einer Zenerdiode ist der Knick nicht scharf genug. Dh weit unter 4V 
ist ein Reststrom da, der noch um einiges höher ist als der Ruhestrom 
des TL431.

von Manfred (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Für was ähnliches (Uhr,Solar,25F) würde mir MCP1710/ MCP1810
> vorgeschlagen.
Solarzellen und Längsregler sind keine intelligente Konstruktion, da 
geht man besser per Shuntregler dran.

von Martin S. (led_martin)


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Da es wohl um ein Bastelprojekt und Dauerbetrieb, der vermutlich auch 
unbeaufsichtigten Betrieb einschließt, geht, würde ich klar zu NiMH 
raten, aus Sicherheitsgründen. So schlecht, wie manche hier schreiben, 
sind die NiMH Akkus nicht. Habe hier, nun schon seit mehr als einem 
Jahr, ein Nachtlicht laufen, mit 2 NiMH Mignonzellen als 
Energiespeicher. Tagsüber werden sie, ohne irgendeine besondere 
Ladeschaltung, von einem kleinen Solarmodul geladen. Gesteuert wird das 
ganze von einem ATtiny, die Firmware ist noch eine vorläufige Version. 
(Man kennt das ja, Bastelprojekte sind eigentlich nie fertig. :-) ) 
Nachts wird eine weiße LED, oder 2 Gelbe in Reihe, mit 2 bis 5 mA 
betrieben (stromgeregelt), über einen, vom Mikrocontroller getakteten, 
Step-Up. Auch wenn sich bei NiMH, anhand der Spannung, der Ladezustand 
nicht sicher erkennen lässt, werden die Spannungswerte zur Steuerung 
herangezogen. Die Grenzen sind so gesetzt, daß die Werte für den Akku 
noch nicht kritisch sind. Droht Tiefentladung, wird die LED 
abgeschaltet, droht Überladung (noch nie vorgekommen!), wird halt am Tag 
das Licht eingeschaltet. Da tun's nun schon die ganze Zeit zwei 
Akku-Zellen, die ich, für ihre ursprüngliche Anwendung, in der 
Digitalkamera, ausgesondert hatte. Ich habe den Eindruck, daß die Zellen 
sich, bei der Verwendung in diesem Projekt, eher erholt haben.

In den Akku-Stromkreis gehört, zur Sicherheit, eine Schmelzsicherung, 
die Kurzschlußströme von Akkus können für ein ordentliches Feuerwerk 
sorgen, auch bei 'sicheren' Akku-Technologien.

Die Auswahl des Solarmoduls solltest Du dringend überdenken, es ist 
vieeel zu klein. Hier habe ich ein Modul verbaut, das ist mit 110 mA 
spezifiziert, habe nur ca. 2 Stunden direkte Sonne, wegen der 
Ausrichtung, und der Aufbau steht hinter dem Fenster (Drinnen) auf der 
Fensterbank. im Sommer reicht es, um die LED die ganze Nacht zu 
betreiben, im Winter sind es dann aber nur noch ca. 1 - 2 Stunden, bei 
auf 1,5 mA reduziertem LED Strom, vor dem Step-Up, am Akku, ist es 
natürlich mehr. Je nach dem, wie wichtig es ist, die Funktion des 
Gerätes aufrecht zu erhalten, und ob es Möglichkeiten gibt Strom zu 
sparen, durch reduzierten Betrieb, solltest Du nach einem Modul Ausschau 
halten, das mit 500 mA oder gar 1 A spezifiziert ist. Wenn keine direkte 
Sonne da ist, liegen die Ströme eher bei 1% und weniger des 
spezifizierten Wertes. Bei schwachem Lichteinfall sind monokristalline 
Module besser als Polykristalline.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

von frank (Gast)


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Ich hab den Empfänger einer Funk-Türklingel auf Solar und LiIon Akku 
umgebaut. Läuft seit fast 2 jahren ohne Probleme.
Vorher waren 3 AA Batterien drin die alle 3-4 Monate getauscht werden 
mussten (Was schnell ziemlich nervig wird).

Als Laderegler ist bei mir das verbaut:
https://m.banggood.com/3Pcs-USB-Lithium-Battery-Charger-Module-With-Charging-And-Protection-p-943767.html?rmmds=search

Solarmodul:
https://m.banggood.com/6V-100mA-0_6W-Mini-Epoxy-Solar-Panel-Photovoltaic-Panel-p-987802.html?rmmds=search

Ob es auch mit einem 5V Modul gehen würde, kann ich nicht sagen.

Als Akku habe ich eine 14500 Rundzelle mit 700mAh genommen. Diese hat 
auch praktischerweise die Größe einer AA Batterie.

Die Solarzelle ist ohde Diode direkt am Lademodul angeschlossen.

Nach einem Jahr hatte der Akku noch eine Kapazität von ca. 640mAh.
(vor dem Einsatz 670mAh gemessen)
Scheint es also gut zu vertragen.
Selbst im Winter bei kaum Sonne war der Akku nie leer.

Ich würde dir empfehlen die Solarzelle und den Akku größer auszulegen 
als nötig (falls Platz vorhanden ist) denn es gibt auch mal Tage ohne 
Sonne die irgendwie überbrückt werden wollen.

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