Hi Ich würde gern mal einige AAA Zellen verschiedener Hersteller (keine Akkus) einzeln mit einem konstantem Strom (0,1A) entladen und dabei den Spannungsverlauf über Zeit aufzeichnen... Gibt es eine einfache Schaltung mit der ich das machen kann? Ich habe schon hier über die Strom-Senke gelesen: Beitrag "Re: Entladekurve eines Akkus" Ich hätte sogar noch so einen LM317 da aber ich bezweifel das ich den dafür verwenden kann da doch so eine AAA Zelle nur um die 1,3-1,5V hat und der LM317 braucht aber mindestens 4,25V ? Oder kann ich 4 AAA Zellen in Reihe entladen ?
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Paul G. schrieb: > Ich hätte sogar noch so einen LM317 da aber ich bezweifel das ich den > dafür verwenden kann da doch so eine AAA Zelle nur um die 1,3-1,5V hat > und der LM317 braucht aber mindestens 4,25V ? Richtig, die damals von Christoph db1uq K. präsentierte "Lösung" war einfach nur bullshit ohne fachliches know how. Du brauchst eine Stromsenke mit weniger als 1V Eigenspannungsbedarf, z.B. https://www.electronicsweekly.com/blogs/engineer-in-wonderland/current-sink-stability-2015-10/
Stromsenke mit OPV benutzen, der OPV bekommt seine eigene Versorgung und wird nicht von der zu messende Zelle versorgt, ich stelle mir das in etwa so wie im Anhang vor. So wie eingezeichnet würden da jetzt 10A fließen, die Spannung am Plus-Eingang des OPVs bestimmt natürlich mit dem 100 Milliohmwiderstand den Strom der Senke ;)
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>konstantem Strom (0,1A) entladen
Ich würde einfach einen 15Ohm Widerstand nehmen.
uC mist die Spannung und kann sich den Strom dann ausrechnen.
mAh aufsummieren und fertig.
holger schrieb: >>konstantem Strom (0,1A) entladen > > Ich würde einfach einen 15Ohm Widerstand nehmen. Ich auch. Ein konstanter Entladestrom ist gar nicht notwendig. Auch in der Realität hat man den nicht. Viele Geräte haben an sich schon schwankenden Strombedarf, z.B. ein Radio, das mal lauter und mal leiser gestellt ist. Bei anderen sinkt die Stromaufnahme, wenn die Spannung an der Batterie sinkt; z.B. Taschenlampen oder IR-Fernbedienungen. Und wieder andere Geräte erzeugen sich ihre Betriebsspannung mit einem Schaltregler aus der Batteriespannung. Da kann es dann passieren, daß der Strom steigt wenn die Spannung absinkt. Der einzige "Vorteil" der Konstantstromentladung ist, daß man die Kapazität einfacher ausrechnen kann. Aber wenn man einen Arduino dafür nimmt, kann man das ganz einfach aufzeichnen und aufsummieren. Habe ich für LiPo Akkus schon genauso gemacht, siehe den Beitrag "Projekt Li-Ion Akkutester" Für eine Alkaline Zelle müßte man einfach nur den Spannungsteiler vor dem ADC für die geringere Klemmenspannung anpassen.
Axel S. schrieb: > holger schrieb: >>>konstantem Strom (0,1A) entladen >> >> Ich würde einfach einen 15Ohm Widerstand nehmen. > > Ich auch. Ein konstanter Entladestrom ist gar nicht notwendig. Auch in > der Realität hat man den nicht. Ich nicht unbedingt. Den TO interessiert due Entladekurve. Hierzu gibt es in den DB der Hersteller oftmals verschiedene Varianten. Mit CC oder CR. Deshalb ist CC schon interessant. Ich meine das es zu diesem Thema einen Thread gibt. Hier hat ein User viel Zeit und Aufwand investiert. Leider weiß ich nicht mehr ob er Akkus oder Primärzellen verwendet hat. Leider weiß ich auch nicht mehr wie der Thread heißt.
Jörg R. schrieb: > Axel S. schrieb: >> holger schrieb: >>>>konstantem Strom (0,1A) entladen >>> >>> Ich würde einfach einen 15Ohm Widerstand nehmen. >> >> Ich auch. Ein konstanter Entladestrom ist gar nicht notwendig. Auch in >> der Realität hat man den nicht. > > Ich nicht unbedingt. Den TO interessiert due Entladekurve. Hierzu gibt > es in den DB der Hersteller oftmals verschiedene Varianten. Mit CC oder > CR. Deshalb ist CC schon interessant. Mit Verlaub, aber das sehe ich anders. Wenn mich die Kapazität der Zelle bei konstantem Strom, noch dazu bei dem Strom aus dem Datenblatt interessiert, dann schaue ich in das Datenblatt und fertig. Wozu sollte ich das nachmessen? Noch dazu bei einer Primärzelle? Willst du die dann reklamieren, wenn sie die Daten aus dem Datenblatt nicht einhält? Bei Akkus ist das sinnvoll, aber bei Primärzellen? Dazu kommt noch, daß die entnehmbare Kapazität zwar vom Strom abhängt, aber nicht so drastisch, daß die vielleicht ±20% Stromschwankung bei Entladung mit einem konstanten Widerstand einen großen Unterschied ausmachen würden. Alterung, Exemplarstreuung, Temperatur dürften gut den gleichen Einfluß haben. Ich gehe jede Wette ein, daß der TO keinen triftigen Grund hat, auf einer Entladung mit Konstantstrom zu bestehen. Er will das nur, "weil das halt alle so machen". Und wenn er das unbedingt braucht, dann muß er eben den nötigen Aufwand treiben. Daß das relativ unsinnig ist, hat er jetzt hoffentlich gelesen.
Axel S. schrieb: > ...dann schaue ich in das Datenblatt und fertig. könnte schwierig werden bei AAA Zellen aus dem Ramschtisch bei Aldi/LIdl/Norma/Netto/Rewe... > Wozu sollte ich das nachmessen? Noch dazu bei einer Primärzelle? Willst > du die dann reklamieren, wenn sie die Daten aus dem Datenblatt nicht > einhält? Bei Akkus ist das sinnvoll, aber bei Primärzellen? könnte schwierig werden bei AAA Zellen aus dem Ramschtisch bei Aldi/LIdl/Norma/Netto/Rewe... > Ich gehe jede Wette ein, daß der TO keinen triftigen Grund hat, auf > einer Entladung mit Konstantstrom zu bestehen. Er will das nur, "weil > das halt alle so machen". Und wenn er das unbedingt braucht, dann muß er > eben den nötigen Aufwand treiben. Daß das relativ unsinnig ist, hat er > jetzt hoffentlich gelesen. Zustimm Ich würde mir jetzt nicht erst einen Opamp für ~10 Euro ordern für die oben verlinkte Schaltung https://www.electronicsweekly.com/blogs/engineer-in-wonderland/current-sink-stability-2015-10/ Aber wenn die Schaltung von Beitrag "Re: Entladekurve für Micro AAA Batterie" funktioniert dann würde ich diese Teile mal bestellen. Muss ich dabei einen LM158 nehmen? Welche Spezifikationen sollte der Opamp haben? Einen OPA134 kann ich nicht verwenden?
Axel S. schrieb: > Mit Verlaub, aber das sehe ich anders. Wenn mich die Kapazität der Zelle > bei konstantem Strom, noch dazu bei dem Strom aus dem Datenblatt > interessiert, dann schaue ich in das Datenblatt und fertig. Hallo Axel, so einfach ist das nicht. Ich beschäftige mich auch gerade mit dem Thema und finde es sehr interessant. Ich betreibe z.B. Leds (Deko etc.) an einem LDO. Hier interessiert mich neben der Kapazität vor allem die Entladekurve. Verläuft sie flach oder fällt sie, für meinen Zweck, zu schnell ab? Wie sieht die Kurve bei sehr kleinen Strömen aus? Hierüber geben DB keine Informationen preis, jedenfalls keine die ich kenne. Die Datenblätter der Hersteller sind von sehr unterschiedler Qualität. Einige haben Diagramme, andere nur eine Balkengrafik. Bei letzterer siehst Du zwar die Kapazität bei Entladung bis z.B. 0,8 Volt, was aber nichts über den Verlauf aussagt. Einige Hersteller machen gar keine Angaben, nicht mal als reinen Text. Axel S. schrieb: > Wozu sollte ich das nachmessen? Du musst das auch nicht, andere interessiert das schon. > Noch dazu bei einer Primärzelle? Willst du die dann reklamieren, wenn sie > die Daten aus dem Datenblatt nicht einhält? Nein, will ich nicht, aber darum geht es wie gesagt auch nicht. Axel S. schrieb: > Ich gehe jede Wette ein, daß der TO keinen triftigen Grund hat, auf > einer Entladung mit Konstantstrom zu bestehen. Er muss auch keinen trifftigen Grund haben. Wozu auch? Klingt als müsste man sich für seine Vorhaben rechtfertigen? > Er will das nur, "weil das halt alle so machen". Weiß ich nicht. Ich mache es, unter anderem, auch so. > Und wenn er das unbedingt braucht, dann muß er eben den nötigen Aufwand > treiben. Der Aufwand hält sich in grenzen, einen Lösungsansatz mit OPV ist weiter oben gepostet. > Daß das relativ unsinnig ist, hat er jetzt hoffentlich gelesen. Nein, finde ich nicht. Habs aber hoffentlich zu genüge erläutert.
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M. K. schrieb: > ich stelle mir das in etwa so wie im Anhang vor. Die klassische Grundschaltung, der man noch abgewöhnen muß, wild zu schwingen. Ist aber sehr unkritisch, da die Batterie langsam ist nzw. man keine Reaktion auf schnelle Änderungen der Spannung benötigt. > So wie eingezeichnet würden da jetzt 10A fließen, Aber nicht lange: 10A geben 1 Volt am Shunt, die einzelne Primärzelle will aber gerne bis 0,8 Volt runter. Aber schon klar: Eine AAA wird man niemals so hoch belasten, von daher passt das bzw. man könnte den Widerstand sogar noch etwas höher auslegen. In einem ähnlichen Aufbau habe ich IRF540 eingesetzt, der uralte Kamerad lässt sich zwischen etwa 3 und 5 Volt UGS ziemlich zahm fahren. Axel S. schrieb: > Wenn mich die Kapazität der Zelle > bei konstantem Strom, noch dazu bei dem Strom aus dem Datenblatt > interessiert, dann schaue ich in das Datenblatt und fertig. Erstmal haben ein Datenblatt. Paul G. schrieb: >> ...dann schaue ich in das Datenblatt und fertig. > könnte schwierig werden bei AAA Zellen aus dem Ramschtisch bei > Aldi/LIdl/Norma/Netto/Rewe... Nicht nur bei denen. Versuche mal, Datenblätter für z.B. Varta-Consumerware zu finden. Wenn man Datenblätter findet, Duracell oder Energizer, gehen die bei Primärzellen meist mit einem Widerstand dran, nicht mit konstantem Strom. Die nächste Stufe der Perfektion wäre, mit konstanter Leistungsentnahme zu messen. ----- Die ganze Messerei hat einen Schönheitsfehler, sie dauert erheblich lange, da man ja in Echtzeit messen muss. Was ich neulich gesehen habe, Test ein paar ziemlich leerer Primärzellen, ist deren deutlicher Erholungseffekt bei niedriger Last nach Ruhephase. Egal wie, wenn man es wissen will, kommt man an eigenen Meßreihen nicht vorbei.
Manfred schrieb: > Axel S. schrieb: >> Wenn mich die Kapazität der Zelle >> bei konstantem Strom, noch dazu bei dem Strom aus dem Datenblatt >> interessiert, dann schaue ich in das Datenblatt und fertig. > > Erstmal haben ein Datenblatt. Genau dass ist das Problem. Manfred schrieb: > Die nächste Stufe der Perfektion wäre, mit konstanter > Leistungsentnahme zu messen. Interessant wenn ein DC/DC-Wandler versorgt wird, der seinerseits eine konstante Last versorgt. Die meisten EL können das wohl.
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Manfred schrieb: > Was ich neulich gesehen habe, > Test ein paar ziemlich leerer Primärzellen, ist deren deutlicher > Erholungseffekt bei niedriger Last nach Ruhephase. Das ist ja bekannt. Solche Primärzellen erholen sich in einer Pause. Deshalb wird oft die Kapazität intermittierend festgestellt. Kohle-Zink ist für intermittierenden Betrieb besonders geeignet. Alkaline eher für kurzzeitige kräftige Entladung. Wer Hochstrom will, sollte zu teuren Spezialzellen greifen. Man braucht nicht messen, mit der Zeit hat man da ein Bauchgefühl. Paul G. schrieb: > könnte schwierig werden bei AAA Zellen aus dem Ramschtisch bei > Aldi/LIdl/Norma/Netto/Rewe... Die sind gut und frisch. Nicht so wie die teuren abgehangenen aus dem Fachgeschäft oder Tanke. Paul G. schrieb: > Gerade gesehen der LM158 ist ja der gleiche wie der LM358. Den gibts > sogar richtig billig... Dazwischen sind Welten in der Qualität. Für dich ist der LM158 das mindeste :-)
Paul G. schrieb: > Aber wenn die Schaltung von > Beitrag "Re: Entladekurve für Micro AAA Batterie" funktioniert dann > würde ich diese Teile mal bestellen. Funktioniert. Ich hab meine kleine Stromsenke damit gebaut. Nur hab ich nicht einen IRFZ44n benutzt sondern zwei da ich beide OPVs aus dem LM358 verwendet habe (obige Schaltung mal 2). Hab meine Senke bisher auch noch nicht mit mehr als 50 W belastet. Manfred schrieb: > Die klassische Grundschaltung, der man noch abgewöhnen muß, wild zu > schwingen. Ist aber sehr unkritisch, da die Batterie langsam ist nzw. > man keine Reaktion auf schnelle Änderungen der Spannung benötigt. Öhm, nö. Der LM358 mit nem IRLZ44n ist ziemlich träge, da muss man sich anstrengen das zum Schwingen zu bekommen. Erst recht wenn eine Batterie belastet wird. Manfred schrieb: > Aber nicht lange: 10A geben 1 Volt am Shunt, die einzelne Primärzelle > will aber gerne bis 0,8 Volt runter. Aber schon klar: Eine AAA wird man > niemals so hoch belasten, von daher passt das bzw. man könnte den > Widerstand sogar noch etwas höher auslegen. Ja, für den Fall mit der Entladekurve einer AAA-Zelle zu messen würde ich auch vielleicht auf 1-10 Ohm beim Shunt hoch gehen und die Senke auf einen sinnvolleren Stromwert als 10 A einstellen, vielleicht so 100 mA bis 1 A.
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Ich hätte da mal noch zwei Frägelchen: Wäre das dann richtig dass ich 1,2V am Opamp habe und einen 12 Ohm Widerstand um auf 0,1A Entladestrom zu kommen? Wie muss man den LM358 versorgen? Braucht der unbedingt eine symmetrische Versorgung oder reichen dem 3V/GND?
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Paul G. schrieb: > Wie muss man den LM358 versorgen? Das steht doch ganz deutlich im Datenblatt auf der ersten Seite!
Paul G schrieb: >Wäre das dann richtig dass ich 1,2V am Opamp habe und einen 12 Ohm >Widerstand um auf 0,1A Entladestrom zu kommen? Ja. >Wie muss man den LM358 versorgen? Braucht der unbedingt eine >symmetrische Versorgung oder reichen dem 3V/GND? Nöö. Keine symmetrische Spannung. Dem OPV reichen für seine Funktion, und für die zu erwartenden Eingangsspannungen, die 3V. Das Poblem sehe ich eher beim Mosfet, denn der OPV kann bei 3V gerade mal bis 1V den Ausgang aussteuern. Damit bekommt man keinen IRFZ44 auch nur ansatzweise aufgesteuert. Entweder einen LLL-Mosfet nehmen (selbst der wird knapp), oder aber mehr Betriebsspannung spendieren, oder einen anderen OPV, der praktisch bis an die Bestriebsspannungsgrenzen aussteuern kann. @Stefanus F. (stefanus) >Paul G. schrieb: >> Wie muss man den LM358 versorgen? >Das steht doch ganz deutlich im Datenblatt auf der ersten Seite! Was steht denn dort? Daß man den mit +xV, oder auch mit +-x/2V betreiben kann? Ok, das kann jeder OPV.
Paul G. schrieb: > Ich hätte da mal noch zwei Frägelchen: > > Wäre das dann richtig dass ich 1,2V am Opamp habe und einen 12 Ohm > Widerstand um auf 0,1A Entladestrom zu kommen? Jein. Im Prinzip ja. Aber die Klemmenspannung einer fast leeren Alkaline-Zelle liegt bei 0.9V. Wie willst du damit 1.2V allein am Shunt-Widerstand erreichen? Außerdem braucht der MOSFET selber auch etwas Spannung übrig, damit er den Strom regeln kann. Rechne mal eher mit 0.5V über dem Shunt. Dann fallen je nach Ladezustand der Batterie zwischen 1V und 0.4V am MOSFET ab. > Wie muss man den LM358 versorgen? Braucht der unbedingt eine > symmetrische Versorgung oder reichen dem 3V/GND? Symmetrische Versorgung braucht er nicht. Aber 3V werden u.U. nicht reichen. Der LM358 kommt mit dem Ausgang nicht höher als ca. 1.5V unter der Versorgungsspannung. Bei 3V also bis 1.5V. An Source des MOSFET sollen stabile 0.5V eingeregelt werden, dann bleibt nur 1V U_gs für den MOSFET. Das wird nicht reichen.
Paul G. schrieb: > Wie muss man den LM358 versorgen? Braucht der unbedingt eine > symmetrische Versorgung oder reichen dem 3V/GND? Eine negative Versorgung dürfte nicht nötig sein. Den OP mit 3V versorgen zu wollen, macht keinerlei Sinn, da Netzgeräte mit 3V nicht handelsüblich sind. Ich würde da ein Steckernetzgerät mit 12V verwenden, evtl. genügen auch schon 5 Volt. Jens G. schrieb: > Das Poblem sehe ich eher beim Mosfet, denn der OPV kann bei 3V gerade > mal bis 1V den Ausgang aussteuern. Damit bekommt man keinen IRFZ44 auch > nur ansatzweise aufgesteuert. Also muß genug Spannung her, aber das ist wohl kein Problem? Und die Spannung sollte auch eingermaßen stabil sein, da man aus dieser die Referenz für den Stromwert ableiten muß. > Entweder einen LLL-Mosfet nehmen Das würde ich nicht tun. Ein Logic-FET soll schalten, für eine Stromquelle ist aber der analoge Betrieb angesagt. M. K. hast sich etwas dabei gedacht, einen IRLR anstatt IRLZ vorzuschlagen.
Jens G. schrieb: > Damit bekommt man keinen IRFZ44 auch > nur ansatzweise aufgesteuert. Für 100 mA darfste den IRFZ44n ja auch nicht aufsteuern ;) Aber ja, auch für 100 mA sind die 1 V am Ausgang nicht ausreichend, den LM358 würde auch ich mit mindestens 5V versorgen. Der Spannungsfall über den Mess-Shunt muss ja auf Vgs mit drauf. Jens G. schrieb: > Was steht denn dort? Daß man den mit +xV, oder auch mit +-x/2V betreiben > kann? Ok, das kann jeder OPV. Autsch, nicht in der Lage einen Blick ins Datenblatt zu werfen? Auf der ersten Seite des Datenblatts steht, dass der LM358 entweder Single-Supply oder Dual-Supply ist. Außerdem, dass seine Common Input Range bis auf Ground runter geht was für Singel-Supply nicht unerheblich ist in dieser Anwendung. Paul G. schrieb: > Wäre das dann richtig dass ich 1,2 V am Opamp habe und einen 12 Ohm > Widerstand um auf 0,1 A Entladestrom zu kommen? Das ist so richtig. Beachte beim C, dass die 100n nur ein Schuss ins Blaue von mir waren, ich müsste daheim mal genau schaun welchen Wert ich da rein gepackt hatte. Das hab ich nämlich nicht mehr auf dem Schirm. Paul G. schrieb: > Wie muss man den LM358 versorgen? Braucht der unbedingt eine > symmetrische Versorgung oder reichen dem 3V/GND? Wie schon gesagt wurde, 3 V sind zu knapp, 5 V sollten es mindestens sein. Den LM358 kannst du mit bis zu 32 V bei Single-Supply versorgen. Wie hättest du die 3 V generiert? Vielleicht aus 12 V? Dann schließe die direkt an den LM358 an.
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Warum so kompliziert? Ein einfacher Stromspiegel mit zwei Transistoren sollte für solch kleine Anwendungen ausreichen. R1 so einstellen, das aus der Batterie 100mA fließen und gut. Der Strom bleibt konstant bis die Zelle faktisch leer ist.
Nils P. schrieb: > Warum so kompliziert? So kompliziert ists gar nicht. Nils P. schrieb: > Ein einfacher Stromspiegel mit zwei Transistoren sollte für solch kleine > Anwendungen ausreichen. Das geht sicher auch. Nils P. schrieb: > R1 so einstellen, das aus der Batterie 100mA fließen und gut. Vielleicht will man auch mal 1-2 A Entladestrom. Dann ist ein Stromspiegel vielleicht nicht mehr ganz so ratsam ;)
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Hatte mal das selbe Ziel: Beitrag "Alkali Mangan Zelle Kapazität messen." Hab mir dann von der Firma aus den SkyRC3000 gegönnt, den benutze ich sogar recht oft, auch um Akkus zu refreshen oder um diese zu messen. Zeigt dir alles schön auf dem Smartphone an, oder als Plotter auf dem PC mit Entladekurve. Kannst konstanten Strom einstellen und auch Ladeschlussspannung etc.
M. K. schrieb: > Wie hättest du die 3 V generiert? Vielleicht aus 12 V? Dann schließe die > direkt an den LM358 an. Ja, mache ich so. Danke, ich warte noch auf Post dann gehts los.
Nils P. schrieb: > Ein einfacher Stromspiegel mit zwei Transistoren sollte für solch kleine > Anwendungen ausreichen. Nicht in dieser Minimalschaltung, nicht für diese Aufgabe. Zu viel Exemplarstreuung, zu viel Temperaturabweichung (doppelt so hohe Verlustleistung für den rechten Transistor). Emitterwiderstände müßten da schon hin. Das hätte auch den Vorteil, daß man mit weniger als 100mA Referenzstrom auskäme. Andererseits, wenn man schon zwei Transistoren verballert, kann man auch gleich die Schaltung für die U_be Konstantstromquelle nehmen. Direktlink: Konstantstromquelle: Konstantstromquelle mit bipolaren Transistoren Für den oberen Transistor kann man da auch einen MOSFET nehmen.
M. K. schrieb: > Stromsenke mit OPV benutzen, der OPV bekommt seine eigene Versorgung und > wird nicht von der zu messende Zelle versorgt, ich stelle mir das in > etwa so wie im Anhang vor. > So wie eingezeichnet würden da jetzt 10A fließen, die Spannung am > Plus-Eingang des OPVs bestimmt natürlich mit dem 100 Milliohmwiderstand > den Strom der Senke ;) Welche Aufgabe hat der 10k Widerstand am inv. Eingang des LM358?
Paul G. schrieb: > Welche Aufgabe hat der 10k Widerstand am inv. Eingang des LM358? Minimiert mit dem Kondensator die Schwingneigung des LM358...ich glaub aber ich hab falsch gezeichnet gehabt, seh grad, dass ich da 100n an den Kondensator geschrieben habe, ich glaub aber es waren nur 100p...und der Widerstand gehört zwischen Kondensator und Mosfet, nicht zwischen Kondensator und inv. Eingang...sollte nicht so viel in der Bahn mit dem iPad spielen... ;)
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Also meine Teile sind nun da und ich habe versucht das ganze auf einem Steckbrett aufzubauen. Der Opamp bekommt 12V. Für den Entlade-Widerstand habe ich einen mit 32,6 Ohm genommen, dann habe ich 0,1A*32,6 Ohm gerechnet und bräuchte somit 3,26V am nicht-invertierenden Eingang des Opamps damit ich auf 0,1A Entladestrom komme. Diese 3,26V beziehe ich aus einem Step-Down Konverter der ebenfalls an den 12V hängt. Wenn ich nun eine volle AAA Zelle (die gemessen 1,6V hat) an den Drain und Erde anschließe fließen laut meinem Amperemeter nur ~45mA. Wenn ich dabei an den 3,26V drehe ändert sich am Strom Batterie überhaupt nichts. Am Ausgang des Opamp liegen 10,6V, also gesättigt wenn ich das richtig sehe. Jemand eine Idee was ich falsch mache oder wo ich meine Fehlersuche beginnen könnte?
M. K. schrieb: > Paul G. schrieb: >> Welche Aufgabe hat der 10k Widerstand am inv. Eingang des LM358? > > Minimiert mit dem Kondensator die Schwingneigung des LM358...ich glaub > aber ich hab falsch gezeichnet gehabt, seh grad, dass ich da 100n an den > Kondensator geschrieben habe, ich glaub aber es waren nur 100p...und der > Widerstand gehört zwischen Kondensator und Mosfet, nicht zwischen > Kondensator und inv. Eingang...sollte nicht so viel in der Bahn mit dem > iPad spielen... ;) Da war jemand schneller :). Okay dann ändere ich das nochmal ab, mal sehen ob da was sinnvolleres rauskommt.
Paul G. schrieb: > Der Opamp bekommt 12V. Für den Entlade-Widerstand habe ich einen mit > 32,6 Ohm genommen, dann habe ich 0,1A*32,6 Ohm gerechnet und bräuchte > somit > 3,26V am nicht-invertierenden Eingang des Opamps damit ich auf 0,1A > Entladestrom komme. Das wird nicht funktionieren. Die Spannung der AAA-Batterie müsste dazu größer als 3,26V sein, sonst fließt da nichts. Du musst die Spannung am Shunt und am Eingang immer unter der Entladeschlußspannung der Batterie halten.
ArnoR schrieb: > Das wird nicht funktionieren. Die Spannung der AAA-Batterie müsste dazu > größer als 3,26V sein, sonst fließt da nichts. Du musst die Spannung am > Shunt und am Eingang immer unter der Entladeschlußspannung der Batterie > halten. Ah okay. Dann baue ich mir mal einen Spannungsteiler an den Opamp Eingang. Mein Step Down macht irgendwo bei 1,3V schlapp
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Paul G. schrieb: > Wenn ich nun eine volle AAA Zelle (die gemessen 1,6V hat) an den Drain > und Erde anschließe fließen laut meinem Amperemeter nur ~45mA Natürlich. Selbst wenn du deine komplette Schaltung weglässt und die Batterie mit 32,6 Ohm belastest, können nicht mehr als 1,6 V / 32,6 Ohm = 0,049 A fliessen, laut dem alten Ohm. Georg
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Paul G. schrieb: > fließen laut meinem Amperemeter nur ~45mA. Versuche mal, das Ohmsche Gesetz anzuwenden: Wieviel Strom kann überhaupt fließen, wenn man den Stromkreis mal auf seine Grundkomponenten reduziert?
Manfred schrieb: > Versuche mal, das Ohmsche Gesetz anzuwenden: Wieviel Strom kann > überhaupt fließen, Die Antwort steht doch in dem Post über dem von Dir? Beitrag "Re: Entladekurve für Micro AAA Batterie"
Danke für die Hinweise. Es funktioniert jetzt. Ich habe mal die 10k Ohm und den Kondensator weggelassen. Als Lastwiderstand ~10 Ohm und etwa 1V am Opamp Eingang. Mit dem Spannungsteiler mit zwei Drehpoties ~1k/~11k kann ich jetzt genau auf 0,1A Last einstellen :) Morgen schaue ich mal ob irgendwas schwingt und fange dann mal an alles zu entladen was ich habe :)
Jörg R. schrieb: > Die Antwort steht doch in dem Post über dem von Dir? Ja, dumm gekommen: Ich brauche etwas Zeit, das Bildchen umzumalen ... und in den 9 Minuten schreibt es jemand anderes.
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So, da die Schaltung jetzt funktioniert zwickt es mich doch auch zu kappieren was da genau passiert :) Man möge meiner begrenzten kognitiven Auffassungsgabe und wenig/kein Vorwissen verzeihen. Da ist also ein Opamp wo am Ausgang das Gate eines Mosfets hängt und der invertierende Eingang an den Source Ausgang. Lasse man mal den RC weg der oben als Gegenmaßnahme zum Schwingen gedacht war und ebenso die Batterie... Wäre der Opamp dann nicht eigentlich unbeschaltet? Ich dachte zuerst das es ein Spannungsfolger ist, aber der invertierende Eingang geht doch auf GND?? Durch den Source Ausgang des Mosfets kann er doch kein Feedback über das Gate haben oder? Wenn nun 1V am nicht-inv. Eingang anliegen soll ja der Opamp alles in seiner Macht stehende tun den Ausgang so zu regeln das er, wenn es ein Feedback an den nicht-inv. Eingang geben würde, die gleiche Spannung hat. Ich verstehe das nicht. Wenn nun 1V an + anliegt und - aber auf GND liegt warum messe ich dann am Ausgang des Opamps 10,6V, also vermutlich durchgesteuert? Oder ist es so das bei der Schaltung die Verstärkung praktisch 10^5 ist und der Opamp alles an den Ausgang gibt was von VCC aus möglich ist?
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Paul G. schrieb: > [...] > > Wäre der Opamp dann nicht eigentlich unbeschaltet? Nein. Es sind ja verschiedene Komponenten angeschlossen. Es wenn keinerlei Komponenten am OP-Amp angeschlossen sind ist er unbeschaltet. > Ich dachte zuerst das > es ein Spannungsfolger ist, aber der invertierende Eingang geht doch auf > GND?? Nein. Der invertierende Eingang ist an R2 angeschlossen. > Durch den Source Ausgang des Mosfets kann er doch kein Feedback über das > Gate haben oder? Was kommt denn aus Source heraus und wo geht es hin? Was hat das für eine Wirkung? > Wenn nun 1V am nicht-inv. Eingang anliegen soll ja der Opamp alles in > seiner Macht stehende tun den Ausgang so zu regeln das er, wenn es ein > Feedback an den nicht-inv. Eingang geben würde, die gleiche Spannung > hat. Ja. So kann man das ausdrücken. Es ist eine Rückkopplung vorhanden. Dein Fehler ist, dass Du R2 nicht in die Betrachtung mit einbeziehst. Warum tust Du das? Wenn Du das erklären kannst, kann man darauf eingehen. > [...]
Paul G. schrieb: > Ich verstehe das nicht. Wenn nun 1V an + anliegt und - aber auf GND > liegt > warum messe ich dann am Ausgang des Opamps 10,6V, also vermutlich > durchgesteuert? Ein OPV versucht nicht den Ausgang so zu regeln, dass am positiven und negativen Eingang das gleiche anliegt. An OPV verstärkt die Spannungsdifferenz zwischen positiven und negativen Eingang um die Leerlaufverstärkung (ideal: unendlich, real: so einige 100.000 bis einige 1.000.000). Mit einer entsprechenden Rückführung des Ausgangs auf einen der Eingänge ändert man dieses Verhalten nicht aber man kann damit natürlich die sogenannte äußere Verstärkung beeinflussen, z.B. der Ausgang verändert das Potential eines Eingangs so, dass die Differenz der beiden Eingänge des OPVs gegen 0 streben (das ist. u.a. hier bei der Stromsenke der Fall).
Ich dachte da R2 nach GND geht wird alles was an R2 hängt auch nach GND gezogen.
M. K. schrieb: > der Ausgang verändert > das Potential eines Eingangs so, dass die Differenz der beiden Eingänge > des OPVs gegen 0 streben (das ist. u.a. hier bei der Stromsenke der > Fall). Okay, also bei dieser Beschaltung ist die Verstärkung nicht definiert wie sonst bei z.Bsp. invert/nicht-invert. Verstärkerschaltung und der Opamp feuert alles was er hat (von Vcc) an den Ausgang, da er über R2 sozusagen permanent das GND Potiential über den invert-Eingang bekommt. Richtig?
Paul G. schrieb: > Es funktioniert jetzt. Ich habe mal die 10k Ohm > und den Kondensator weggelassen. Als Lastwiderstand ~10 Ohm und etwa 1V > am Opamp Eingang. Mit dem Spannungsteiler mit zwei Drehpoties ~1k/~11k > kann ich jetzt genau auf 0,1A Last einstellen :) Schön. Es ist immer noch grenzwertig. Eine Alkaline Batterie ist erst leer, wenn ihre Spannung unter 0.9V sinkt. Deine Schaltung wird die 100mA also nicht über den ganzen Entladezeitraum konstant halten (können). Dein 10Ω Shuntwiderstand ist zu groß. Das habe ich vor einigen Tagen schon geschrieben: Axel S. schrieb: > die Klemmenspannung einer fast leeren > Alkaline-Zelle liegt bei 0.9V. Wie willst du damit 1.2V allein am > Shunt-Widerstand erreichen? Außerdem braucht der MOSFET selber auch > etwas Spannung übrig, damit er den Strom regeln kann. Rechne mal eher > mit 0.5V über dem Shunt. Dann fallen je nach Ladezustand der Batterie > zwischen 1V und 0.4V am MOSFET ab.
Paul G. schrieb: > M. K. schrieb: >> der Ausgang verändert >> das Potential eines Eingangs so, dass die Differenz der beiden Eingänge >> des OPVs gegen 0 streben (das ist. u.a. hier bei der Stromsenke der >> Fall). > > Okay, also bei dieser Beschaltung ist die Verstärkung nicht definiert > wie sonst bei z.Bsp. invert/nicht-invert. Verstärkerschaltung Da die Schaltung kein Verstärker ist, stellt sich die Frage nach der Verstärkung nicht. Genauso wie ein Fahrrad keinen Spritverbrauch hat. > der > Opamp feuert alles was er hat (von Vcc) an den Ausgang, da er über R2 > sozusagen permanent das GND Potiential über den invert-Eingang bekommt. > Richtig? Nicht richtig. Der invertierende Eingang liegt nicht permanent auf GND, sondern auf einer Spannung, die proportional zum Laststrom ist. Ganz genau ist U_inv = I_last · R2 Wenn der OPV nun die Möglichkeit hat, mit seiner Ausgangsspannung den fließenden Strom (I_last) zu steuern, dann wird sich der stabile Zustand einstellen, bei dem beide OPV-Eingänge auf der gleichen Spannung liegen. Und durch die Schaltung mit dem MOSFET hat der OPV genau diese Möglichkeit. Wenn der MOSFET noch zu wenig durchgesteuert ist und der Ausgangsstrom niedriger als gefordert, dann sieht der OPV eine positive Eingangsspannung (U_ninv > U_inv). Die Spannung am OPV-Ausgang wird positiv(er) (Eingangsspannung × Leerlaufverstärkung). Der MOSFET kriegt (mehr) Gatespannung und steuert (mehr) auf. Es kann mehr Strom fließen. Die Spannung U_inv steigt. Die Rückkopplungsschleife ist geschlossen. So lange die restlichen Umstände passen (die Batterie kann den Strom liefern) wird sich ein stabiler Gleichgewichtszustand einstellen: U_ninv = U_inv = R2 · I_last Bzw. umgestellt: I_last = U_ninv ÷ R2 Die Schaltung kann den Laststrom abhängig von der Eingangsspannung steuern. Deswegen heißt sie auch so: Spannungsgesteuerte Stromsenke.
Letztendlich kann die Kapazität einer Batterie oder eines Akkus weder durch Entladen mit Konstantstrom, noch mit einem konstanten Widerstand, noch irgendeiner komplexeren Methode ermitteln. Denn die Kapazität hängt sehr stark von Strom und Temperatur ab. Jede Messmethode wird ein anderes Ergebnis liefern. Mehr als ein grober Schätzwert, mit dem man Batterien/Akkus vergleichen kann, wird dabei nicht heraus kommen. Und selbst da muss man mit unterschiedlichen Strömen messen. Es gibt Batterien, die sehr viel Strom liefern, aber bei geringen Strömen im Langzeit-Test schwächeln. Und es gibt genau den umgekehrten Fall.
M. K. (sylaina) schrieb: >Jens G. schrieb: >> Was steht denn dort? Daß man den mit +xV, oder auch mit +-x/2V betreiben >> kann? Ok, das kann jeder OPV. >Autsch, nicht in der Lage einen Blick ins Datenblatt zu werfen? Auf der >ersten Seite des Datenblatts steht, dass der LM358 entweder >Single-Supply oder Dual-Supply ist. Außerdem, dass seine Common Input >Range bis auf Ground runter geht was für Singel-Supply nicht unerheblich >ist in dieser Anwendung. Ja und? War etwas an meinem Satz nicht zu verstehen? Ich habe nur hinzugefügt, das ein OPV grundsätzlich beide Varianten kann. Es hängt eben von der Anwendung ab, ob ein bestimmter OPV auch mit SingleSupply zurechtkommt. Wenn Du willst, kannste auch einen extra für singleSupply spezifizierten (empfohlenen) 5V-OPV mit dualSupply (+-2,5V) betreiben. Ob's Sinn macht, ist dann eine andere Sache. Vielleicht haste auch nur den Kontext nicht verstanden, denn den haste ja beim Zitieren gleich wieder weggelassen.
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Hallo Paul, Paul G. schrieb: > Okay, also bei dieser Beschaltung ist die Verstärkung nicht definiert man kann nicht von Verstärkung sprechen, weil die Beschaltung des Operationsverstärkers keiner Verstärkerschaltung entspricht. > wie sonst bei z.Bsp. invert/nicht-invert. Verstärkerschaltung und der > Opamp feuert alles was er hat (von Vcc) an den Ausgang, da er über R2 > sozusagen permanent das GND Potiential über den invert-Eingang bekommt. > Richtig? Nein. Der invertierende Eingang ist nicht an GND angeschlossen, sondern an R2. R2 liegt oberhalb von GND. Der durch R2 fließende Strom bewirkt einen stromabhängigen Spannungsabfall, der am invertierende Eingang anliegt. Wenn Du aus Versehen den invertierenden Eingang auf GND legst, dann beträgt die Spannung am nichtinvertierenden Eingang mit 3,26V und am invertierenden Eingang 0V. Der OPV fährt nun den Ausgang hoch, bis er nicht mehr weiter kann, denn da gibt es keine Spannungserhöhung an seinem invertierenden Eingang mehr, die ihn ausbremsen, bzw. in einen Gleichgewichtszustand bringen könnte.
Paul G. (paul_g210) schrieb am 24.12.2018 11:03 > Bildschirmfoto_2018-12-24_11-03-24.png >Wäre der Opamp dann nicht eigentlich unbeschaltet? Ich dachte zuerst das >es ein Spannungsfolger ist, aber der invertierende Eingang geht doch auf Eigentlich ist so eine Konstantstromquelle wirklich nur ein Spannungsfolger (wenn Schaltung komoplett). Allerdings folgt nicht der Ausgang des OPV dem nichtinv. Eingang, sondern die Spannung über dem Shunt folgt dem nichtinv. Eingang. Spannungsverstärkung im Ganzen =1, dafür Stromverstärkung durch den Mosfet deutlich vergrößert. >GND?? >Durch den Source Ausgang des Mosfets kann er doch kein Feedback über das >Gate haben oder? Unbeschaltet im Sinne von nicht funktionsfähig ist sie - ja. Ganz einfach, weil die GateSource-Strecke ja wie ein Isolator mit Parasitärkapazität im nF-Bereich wirkt. Da Du ja die Batterie einfach weggelassen hast, gibt's auch keinen Lasstromkreis, damit auch keinerlei Reaktion am Mosfet oder Shunt. Eigentlich kannste den Mosfet auch ganz weglassen, weil sowieso ohne Einfluß, wenn ohne Batterie. Damit haste keinerlei irgendwie geartete Verbindung mehr zw. OPV-Ausgang und inv. Eingang. Damit kann er eben das folgende nicht mehr machen: >Wenn nun 1V am nicht-inv. Eingang anliegen soll ja der Opamp alles in >seiner Macht stehende tun den Ausgang so zu regeln das er, wenn es ein >Feedback an den nicht-inv. Eingang geben würde, die gleiche Spannung >hat. >Ich verstehe das nicht. Wenn nun 1V an + anliegt und - aber auf GND >liegt >warum messe ich dann am Ausgang des Opamps 10,6V, also vermutlich >durchgesteuert? Oder ist es so das bei der Schaltung die Verstärkung Ja, durchgesteuert. Weil der Mosfet ohne Batteriestromkreis keinerlei auserlich sichtbare Reaktion zeigt, also auch am Source nix passiert, passiert auch am inv. Eingang nix, egal, wie sehr sich der OPV anstrengt. Der Mosfet ist wie ein Ventil, das an der einen Seite einen Verbraucher hat, auf der anderen Seite aber die Wasserpumpe fehlt. Da passiert auch nix, wenn Du am Ventil drehst. >praktisch 10^5 ist und der Opamp alles an den Ausgang gibt was von VCC >aus möglich ist? Eigentlich betreibst Du den OPV mit offener Regelschleife, so daß seine volle (OpenLoop-)Verstärkung als Reaktion am Ausgang sichtbar wird, bzw. er voll in die Begrenzung geht (eben die 10,6V - höher schafft er es nicht bei 12V).
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Danke euch für die Erläuterungen, es hat schon seine Gründe warum nicht jeder Elektrotechniker wird :). @Jens G. ja ich meinte in der Tat das Verhalten des Opamps ohne Batterie. Das ist mir nun verständlich. Ich hoffe ich steige mit der Zeit noch weiter hinter die ganze Theorie da ich es interessant finde. So, ich habe mich jetzt nochmal Axel S. Tipp versucht umzusetzten und die Spannung am Eingang nochmal gesenkt. Ich habe keine kleineren Widerstände als 10 Ohm, also habe ich zwei parralel als Lastwiderstand genommen. Dann habe ich die Spannung am Spannungsteiler so justiert das ich zwischen Bat+ und Mosfet genau 0,1A messe. Das wurde bei einer Spannung von 0,61V am Eingang des Opamps erreicht. Und nun habe ich mir mal das Signal am Opamp Ausgang auf dem Oszilloskop angeschaut und musste entdecken das da wohl doch etwas schwingt, und zwar mit ~150kHz. Ich vermute das ist der Opamp? Muss/kann ich nun etwas dagegen tun? Woher kommt das Schwingen? Ich hatte gelesen das Opamps schwingen wenn der Ausgang an "kapazitiven Lasten" hängt, was auch immer ich mir darunter vorstellen soll... Ist das bei der Schaltung der Fall oder ist das evtl. ein anderer Grund? Ich hatte ja den R/C aus " M. K. (sylaina) " Schaltung weggelassen und wüsste jetzt auch nicht wirklich wo genau der R/C hin muss...
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Paul G. schrieb: > nun habe ich mir mal das Signal am Opamp Ausgang auf dem Oszilloskop > angeschaut und musste entdecken das da wohl doch etwas schwingt, und > zwar mit ~150kHz. Ich vermute das ist der Opamp? Jein. Es ist die Gesamtschaltung. Der OPV alleine wäre stabil. > Muss/kann ich nun etwas dagegen tun? Du solltest. Ein Widerstand in die Leitung von R2 zum invertierenden OPV Eingang. Und ein Kondensator direkt vom OPV Ausgang zum invertierenden Eingang. Größenordnung 10K und 100pF. Entscheidend ist die Zeitkonstante (das Produkt R·C). Wenn du nur 1nF hast, nimm halt einen 1K Widerstand. In dieser Schaltung darfst du die Zeitkonstante auch größer machen. Die Regelung wird dann halt langsam. Aber alles andere ändert sich ja ebenfalls langsam. > Woher kommt das Schwingen? Vereinfacht gesagt: der OPV will nachregeln, sein Ausgang geht hoch. Der Strom steigt aber nur verzögert, die Spannung an R2 steigt also ebenfalls verzögert. Der OPV regelt noch ein bißchen nach und noch ein bißchen. Und überzieht dabei. Der Strom steigt höher als gewünscht. Nun regelt der OPV in die andere Richtung und das Spielchen beginnt mit umgekehrtem Vorzeichen. Der Strom ist nicht konstant, sondern pendelt um den Sollwert. Die Schaltung schwingt. Mit dem Kondensator vom Ausgang zum OPV Eingang wird direkt beim Nachregeln ein kleiner Impuls auf den Eingang zurück gegeben. Der OPV bremst, obwohl der Strom noch gar nicht gestiegen ist. Der extra Widerstand wird gebraucht, damit sich eine definierte Zeitkonstante einstellt. Das alles war jetzte extrem vereinfacht dargestellt. Im Detail ist das um einiges komplizierter.
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Okay, danke. Leider hat sich nicht viel geändert, außer dass die Schwingung jetzt irgendwie irregulärer aussieht. In dem Bild ist Weiß die Schaltung ohne R/C und gelb mit R/C und deinen Werten 10k und 100pF.
Paul G. schrieb: > Leider hat sich nicht viel geändert Natürlich nicht. Es ist halt nicht besonders clever, für 100mA einen 50A-Mosfet, der für den OPV eine Lastkapazität im nF-Bereich ist, an einen OPV zu hängen, der ohnehin schon sehr wenig Phasenreserve hat. Eine vernünftige Kombination aus OPV und Leistungstransistor braucht keine Korrekturglieder: Beitrag "Re: Schaltplanreview und Fragen zu Dummy-Load"
hm, okay. Mir ist gerade ganz ungeschickt der Mosfet vom Steckbrett gefallen und es hat sich an seiner Stelle ein BC337 reingesetzt. Den Widerstand und Kondensator habe ich wieder entfernt. Nun kann ich immer noch wie vorher 0,1A aus der Batterie ziehen, und es schwingt nix, ist das irgendwie problematisch?
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Paul G. schrieb: > und es schwingt nix, ist das irgendwie problematisch? Nur, wenn du eigentlich einen Oszillator bauen wolltest. Für die nötige Verlustleistung nimm einen BD135/7/9.
Unser Laberkopp hat mal wieder kommentiert, ohne den 11 Jahre alten Beitrag zu lesen. Damals ging es um einen Akkupack, keine einzelne Primärzelle. "...Li-Ionen Akkupack handelt, der einen Spannungsbereich von 26-16V hat.." Für einen Akku ist es gesünder, wenn die Stromsenke ihn nicht total leert. Hier geht es um einen "zerstörenden Test", ansonsten wäre auch eine Endabschaltung sinnvoll. In der CQ-DL stand vor einigen Monaten eine Artikelreihe zu Batterien und Akkus, da gab es auch Messreihen mit unterschiedlichen Strombelastungen.
Paul G. schrieb: > Aber der BC337 wird im Moment nicht wärmer als 38°C (0,1A über CE)... 5Ω * 0,1A = 0,5V Wenn der Akku 1,2V hat, bleiben für den Transistor 0,7V übrig. Ein frisch geladener Akku hat sogar noch etwas mehr Spannung. 0,7V * 0,1A = 0,07 Watt Was mit jetzt gerade klar wird: Ich habe mich oben um Faktor 10 vertan. Die Spannung zwischen C und E darf grob geschätzt 5V betragen (nicht 0,5V). Hoppala
ArnoR schrieb: > Es ist halt nicht besonders clever, für 100mA einen > 50A-Mosfet, der für den OPV eine Lastkapazität im nF-Bereich ist, an > einen OPV zu hängen, Du gehst also davon aus, dass der OP wegen der kapazitiven Last schwingt, das kann schon sein. Die Lösung wäre recht einfach: 1kOhm zwischen OP und Gate, die Gesamtschaltung muß ja nicht schnell sein.
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Manfred schrieb: > Die Lösung wäre recht einfach: 1kOhm zwischen OP und Gate, die > Gesamtschaltung muß ja nicht schnell sein. Habe ich probiert, bringt nicht wirklich was außer das die Schwingung nun lustige Zacken bekommen hat :). Habs auch mit 500 10k 100k probiert... wird eher schlimmer.
Manfred schrieb: > Die Lösung wäre recht einfach: 1kOhm zwischen OP und Gate, die > Gesamtschaltung muß ja nicht schnell sein. Das wäre überhaupt keine Lösung, weil man damit den zusätzlichen Pol am Ausgang (Ausgangswiderstand des OPV*Lastkapazität) noch niederfrequenter macht, also die Phasendrehung in der Rückkoppelschleife noch vergrößert. Das ist der sicherste Weg, einen Oszillator zu bauen.
ArnoR schrieb: > Manfred schrieb: >> Die Lösung wäre recht einfach: 1kOhm zwischen OP und Gate, die >> Gesamtschaltung muß ja nicht schnell sein. > > Das wäre überhaupt keine Lösung, weil man damit den zusätzlichen Pol am > Ausgang (Ausgangswiderstand des OPV*Lastkapazität) noch niederfrequenter > macht, also die Phasendrehung in der Rückkoppelschleife noch vergrößert. > Das ist der sicherste Weg, einen Oszillator zu bauen. Ich habe aber auch gelesen das diese Methode "Out-of-loop compensation" verwendet wird: https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/ask-the-applications-engineer-25.html
Paul G. schrieb: > Ich habe aber auch gelesen das diese Methode "Out-of-loop compensation" > verwendet wird: > > https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/ask-the-applications-engineer-25.html Na dann lies mal richtig. Die Rückkoppelschleife muss dann wenigstens für die hohen Frequenzen VOR dem Entkoppelwiderstand geschlossen werden, nicht danach, wie bei dir. Damit hat man dann wieder genau das übliche Korrekturnetzwerk.
Ein Widerstand vor dem Gate ist an sich schon der richtige Weg. 1 K wäre da auch schon eher hoch, auch schon 100 Ohm sollten den OP von der kapazitiven Last trennen. Wichtig ist aber dass der Kondensator für das schnelle FB vom OP abgeht und nicht vom Gate. Der Kondensator im Plan ist mit 100 angegeben. 100 pF wäre etwas wenig - da könnte es noch schwingen und 100 µF schon reichlich viel. Passend wären etwa 1-10 nF, ggf. auch 100 nF - es muss ja nicht schnell sein.
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Ich habe gerade noch ein bisschen mit den Bauteilen experimentiert die ich da habe und nochmal probiert einen Widerstand 46/82/120 Ohm zwischen Opamp-Ausgang und Gate zu legen und wie zuvor schwingt der Ausgang immer noch. Durch probieren habe ich dann mal einen 33p Kondensator am Gate nach GND gelegt und die Amplitude der Schwingung wurde kleiner. Dann stattdessen einen 22n probiert und es ist nix mehr von der Schwingung zu sehen! Ich hab NULL-Ahnung wieso bzw. ob das richtig ist oder ob irgendwo was glüht aber die Ströme zum Opamp und über den Shuntwiderstand sind alle im Rahmen. Ich kann immer noch meine Last über die Potis justieren und der Entladestrom bleibt auch beim senken der Batt. Spannung konstant. Habe ich nicht eigentlich mit dem C vom Gate zu GND noch zusätzlich Kapazität an den Opamp gehangen, sollte da sich das verhalten nicht noch mehr verschlechtern??? Irgendwie ist das Gegenteil eingetreten... Wenn ich den C vor den R hänge ist die Schwingung nach wie vor da... Im Angehängten Bild könnt ihr sehen wie die Schaltung nun aussieht und was der Oszi am Gate anzeigt. Weiß war ohne R/C am Gate
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Paul G. schrieb: > Ich habe gerade noch ein bisschen mit den Bauteilen experimentiert die > ich da habe und nochmal probiert einen Widerstand 46/82/120 Ohm zwischen > Opamp-Ausgang und Gate zu legen und wie zuvor schwingt der Ausgang immer > noch. Das ist zur Genüge schon weiter oben erklärt worden. Paul G. schrieb: > Habe ich nicht eigentlich mit dem C vom Gate zu GND noch zusätzlich > Kapazität an den Opamp gehangen, sollte da sich das verhalten nicht noch > mehr verschlechtern??? Irgendwie ist das Gegenteil eingetreten... Wenn > ich den C vor den R hänge ist die Schwingung nach wie vor da... Wenn du dein Geschreibsel selbst verstehen würdest, da fiele dir auch der Widerspruch da drin auf. Der C nach dem R4 hängt ja eben nicht am OPV, sondern ist vom Ausgang entkoppelt. Wenn der C dagegen vor dem R4 ist, dann hängt der am OPV.
ArnoR schrieb: >... Wenn der C dagegen vor dem R4 ist, dann hängt der am OPV. Ja, weil es weiter oben mehrmals hieß mach den C direkt hinter den OPV Ausgang...
Paul G. schrieb: > Ja, weil es weiter oben mehrmals hieß mach den C direkt hinter den OPV > Ausgang... Aber doch nicht nach Masse, sondern zum -Eingang, um die Phasendrehung in der Rückkoppelschleife bei hohen Frequenzen zu vermeiden. Das ist ein riesiger Unterschied.
Schön wäre, wenn eine solche Messung beim normalen Verbrauch der Batterien nebenbei möglich wäre. Vielleicht wäre so etwas mit einem ATtiny43U möglich zu realisieren. Allerdings das EEPROM speichert nur maximal 64byte, falls die Batterie leer sein sollte und vorher keine Werte ausgelesen wurden. Findigen gelang es bei Akkuladern, wie z.B. das IPC-1L oder BC-300/500, den Refresh-Mode oder Test-Mode auszutricksen, so dass die Kapazität in mAh ermittelt werden konnte. Das Gerät mißt mit und daher macht es nichts aus, wenn statt 100mA mit 110mA oder 90mA entladen wurde. Die Geräte arbeiten mit PWM und daher ist der Stromangabe ein Mittelwert.
ArnoR schrieb: > ...an einen OPV zu hängen, der ohnehin schon sehr wenig Phasenreserve hat. woran erkennt man einen OPV mit genug Phasenreserve? Hat das auch etwas mit den Begriffen "schneller"/"langsamer" OPV zu tun? Oder evtl. mit den "GBP"? Wenn ich mir jetzt einen alternativen Mosfet suche mit weniger Kapazität an CISS gibt es jede Menge mit <1,4nF. Auf welche Werte sollte ich noch achten? Kleiner RDSon (<1 Ohm)? Nebenbei... meine letzte Schaltung ist für die Tonne. Da war garnichts stabil. Als ich eine frische AAA mit 1,6V Klemmspannung angeschlossen habe ist die Spannung gleich auf knapp 1,2V eingebrochen (bei 0,1A). Nach drei oder vier Stunden und irgendwo unter 1V brach auf einmal der Strom um ~5-10mA ein und schwankte immer... Nochmal Oszi dranngehangen und gesehen das es wieder schwingt :) Nebenbei2: guten Rutsch morgen:)
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Ein Mosfet ist hier nicht so ideal. Besser ist es mit einem Transistor mit einer hohen Verstärkung. Zum Beispiel 2SD2153 npn oder 2SB1427 pnp Typ. MOSFETs im Widerstandsbereich betrieben bei diesen kleinen Spannungen können komische Dinge machen, wie Du bereits erlebt hast. Im unteren Bereich der Entladung kommt noch leises "Rumpeln" der Batterie hinzu. Kleiner Elko hilft da etwas dagegen, wird aber bei der Transistorlösung nicht benötigt.
Dieter schrieb: > Ein Mosfet ist hier nicht so ideal. Besser ist es mit einem Transistor mit einer hohen Verstärkung. Wo nimmst Du diese Weisheit her? Für meinen Akkutester habe ich als Arbeitsbereich 15..0,7 Volt bei 10..1500 mA definiert. Bei der kleinen Spannung einen bipolaren NPN, aus meiner Sicht eher nicht. Also brauche ich einen zahmen N-FET, die IRF540 lassen sich in dem Bereich sauber regeln, mit einer UGS von etwa 3,5 bis knapp 5 Volt. Etwas kitzelig wird es, den Kameraden bei Erwärmung stabil zu halten. Da ich mir keinen ordentlichen Source-Widerstand leisten darf, nimmt mein µC ihm Last ab und schaltet Widerstände zu.
Manfred schrieb: > Dieter schrieb: >> Ein Mosfet ist hier nicht so ideal. ... > Wo nimmst Du diese Weisheit her? Die habe ich vielleicht so einfach aus der Luft gegriffen oder auf dem Grund eines Bierglases gefunden. Das war bezogen auf die Schaltung. Die Schwingneigung kann reduziert werden, indem für schnelle Änderungen die Rückkopplung reduziert wird. Das wird erreicht zum Beispiel durch eine RC-Reihenschaltung zwischen OP-Ausgang und Rückkopplung. Mit Transistor würde man C1 weglassen und dann sollte es nicht mehr schwingen. Bei 0,5A haben die Transistoren einen Collektor-Emitterspannungsabfall von ca. 0,1V und somit funktioniert das auch. Mit einer sehr hohen Verstärkung eines Transistors, könnte es wieder schwingen und die Rückkopplung müsste auch reduziert werden. An das hatte ich in dem Moment nicht gedacht, da ich mehr die Reduktion des Fehlers der Stromgenauigkeit durch den Strom Basis-Emitter im Auge hatte. Bei einem Leistungstransistor mit beta bzw. hfe von 30 sind das rund 3% Meßfehler und man müßte zum Ausgleich 0,576V als Referenz nehmen.
Dieter schrieb: > Die Schwingneigung kann reduziert > werden, indem für schnelle Änderungen die Rückkopplung reduziert wird. Ich vermute du meinst das richtige, kannst es aber nicht sagen. > Das wird erreicht zum Beispiel durch eine RC-Reihenschaltung zwischen > OP-Ausgang und Rückkopplung. Es wird erreicht durch einen zusätzlichen Rückkopplungszweig, vorzugsweise mit Phasendrehung in die richtige Richtung. > Mit Transistor würde man C1 weglassen und dann sollte es nicht mehr > schwingen. Ob MOSFET oder Transistor - das ist vollkommen egal. Auch ein Emitterfolger bringt eine zusätzliche Phasenverschiebung in die Gegenkopplungsschleife und kann folglich zu unerwünschten Schwingungen führen. Im Zweifel muß man C1 an die aktuell verwendeten Bauteile anpassen. Auch der OPV selber spielt da eine Rolle - nämlich wie groß seine Phasenreserve beim Betrieb als Spannungsfolger ist. Wenn der TE mit C1=100pF immer noch Schwingungen sieht, hätte er C1 einfach nur größer machen müssen. Schrieb ich ihm ja auch. Nicht mein Problem, wenn er das nicht liest und/oder befolgt. > Bei 0,5A haben die Transistoren einen Collektor-Emitterspannungsabfall > von ca. 0,1V und somit funktioniert das auch. Erstens mal stimmt das im Allgemeinen nicht. Für 100mV braucht man schon spezielle low-sat Transistoren und muß sie ordentlich übersteuern (was wiederum der Phasenreserve gar nicht gut tut). Aber viel wesentlicher ist, daß in dieser Schaltung der Transistor gerade nicht in jedem Arbeitspunkt mit wenig U_ce gefahren werden kann, denn er muß ja die Spannungsdifferenz zwischen der Batterie und der Spannung am Shunt aufnehmen. Und die Spannung am Shunt muß andererseits auch bei leerer Batterie noch erreicht werden. D.h. selbst wenn man auf 0.9V Entladeschluß, 0.1V über dem Transistor und damit 0.8V am Shunt orientiert, muß der Transistor bei voller Batterie 0.7V verheizen statt 0.1V. Faktor 7.
Axel S. schrieb: > Dieter schrieb: >> Die Schwingneigung kann reduziert >> werden, indem für schnelle Änderungen die Rückkopplung reduziert wird. > > Es wird erreicht durch einen zusätzlichen Rückkopplungszweig, > vorzugsweise mit Phasendrehung in die richtige Richtung. Siehe hier PI-Regler: https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Regelungstechnik Einen solchen Pfad ergänzen, war der Vorschlag. (Bild 8.2 enthält eine andere weitere Variante: https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm) > D.h. selbst wenn man auf 0.9V Entladeschluß, 0.1V über dem Transistor > und damit 0.8V am Shunt orientiert, muß der Transistor bei voller > Batterie 0.7V verheizen statt 0.1V. Faktor 7. Der MOSFET im Widerstandsmodus übrigens auch.
Ich bin immer noch am testen :) Leider ist mein C-Keramik Sortiment mit 22p,33p,22n,100n etwas dürftig. Ich begebe mich morgen nochmal auf die Suche...
Axel S. schrieb: > Auch der OPV selber spielt da eine Rolle - nämlich wie groß > seine Phasenreserve beim Betrieb als Spannungsfolger ist. Genau. Denn es gibt auch OPVs, die bei Verstärkung=1 ("Unity-Gain") nicht stabil sind. Da kann man vom Ausgang zum Eingang soviel gegenkoppeln wie man will - es schwingt trotzdem oder gerade deswegen besonders gut. Der lt. Schaltplan von Paul G. verwendete LM358 (wenn er ihn auch wirklich verwendet!) ist allerdings Unity-Gain-stabil und damit sollte es funktionieren können. Es könnnen aber auch andere Effekte zum Schwingen führen, z.B. schlechte GND-Verbindungen im Aufbau.
Dietrich L. schrieb: > Der lt. Schaltplan von Paul G. verwendete LM358 (wenn er ihn auch > wirklich verwendet!) ist allerdings Unity-Gain-stabil und damit sollte > es funktionieren können. So einfach ist das nicht. Die Phasenreserve ist dort nur ~30...45° und das auch noch bei absurd kleinen 20pF Lastkapazität. Der ist allein also nur gerade so stabil und hier (wie so oft) ein ganz schlechte Wahl. Wegen der niedrigen Grenzfrequenz des OPV braucht man sich bezüglich eines kleinen bipolaren Emitterfolgers keine Sorgen machen. Dessen Grenzfrequenz ist um Größenordnungen höher und die durch ihn verursachte Phasendrehung vernachlässigbar. Der TO sollte einfach die oben schon mal als funktionierend bezeichnete Schaltung ohne Korrektur mit dem kleinen Bipo nehmen.
Dieter schrieb: > Axel S. schrieb: >> Dieter schrieb: >>> Die Schwingneigung kann reduziert >>> werden, indem für schnelle Änderungen die Rückkopplung reduziert wird. >> >> Es wird erreicht durch einen zusätzlichen Rückkopplungszweig, >> vorzugsweise mit Phasendrehung in die richtige Richtung. > > Siehe hier PI-Regler: Nein. Mit einem PI-Regler hat das nichts zu tun. Das Stichwort wäre Frequenzkompensation. > (Bild 8.2 enthält eine andere weitere Variante: > https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm) Auch nicht. Das ist effektiv ein Hochpaß - für niedrige Frquenzen ist die Verstärkung 1 - für hinreichend hohe Frequenzen 1+(R2/R1). Die Schaltung setzt auch voraus, daß der OPV unitiy-gain-stable ist. >> D.h. selbst wenn man auf 0.9V Entladeschluß, 0.1V über dem Transistor >> und damit 0.8V am Shunt orientiert, muß der Transistor bei voller >> Batterie 0.7V verheizen statt 0.1V. Faktor 7. > > Der MOSFET im Widerstandsmodus übrigens auch. Ja. Jedes Regelelement zwischen der zu testenden Spannungsquelle und dem Shunt. Deswegen fragte ich mich ja auch, was du mit deinem Kommentar > Collektor-Emitterspannungsabfall von ca. 0,1V sagen wolltest? Das ist keine Eigenschaft, die für die Schaltung sonderlich nützlich wäre. Und speziell für die Schwingneigung gleich gar nicht. Dietrich L. schrieb: > Der lt. Schaltplan von Paul G. verwendete LM358 (wenn er ihn auch > wirklich verwendet!) ist allerdings Unity-Gain-stabil und damit sollte > es funktionieren können. Ja, aber. Die Unity-Gain-Stabilität gilt für die direkte Gegenkopplung vom OPV-Ausgang zum invertierenden Eingang. Mit Bauteilen, deren parasitäre Eigenschaften (Kapazitäten, Induktivitäten) vernachlässigbar sind. In dieser Schaltung befindet sich aber ein als Sourcefolger geschalteter MOSFET (bzw. wenn es bipolar ist: ein Emitterfolger) in der Gegenkopplung. Und der bringt nun mal eine Verzögerung rein; bzw. anders betrachtet eine Phasenverschiebung. So lange diese Phasenverschiebung kleiner ist als die Stabilitätsreserve des OPV, ist alles im grünen Bereich. Speziell der MOSFET stellt aber eine recht große Lastkapazität dar (kommt auf den MOSFET an). Da kann allein die kapazitive Belastung des OPV-Ausgangs die Phasenreserve auffressen. Paul G. schrieb: > Leider ist mein C-Keramik Sortiment mit22p,33p,22n,100n etwas dürftig Dann teste einfach mit 22n. Und dann noch mit 100n. Wenn es mit 100n immer noch schwingt, dann hast du irgendwo noch ein richtiges Problem. Vielleicht eine schlechte Masseverbindung. Der Nachteil einer zu starken Kompensation ist, daß die Schaltung langsam wird. Daß also bspw. beim Einschalten der Strom nicht schon nach 10µs, sondern erst nach 10ms seinen Sollwert erreicht. Aber das kann dir in dieser Anwendung ja egal sein. Die Spannung der Batterie ändert sich nur sehr langsam, da kommt die Regelung in jedem Fall mit. Wenn man die Kompensation optimieren wöllte, würde man am Eingang der Schaltung die 0.5V mit einem Rechtecksignal von vielleicht 0.1V überlagern und dann am Shunt schauen, ob der Ausgangsstrom auch schön rechteckig ist. Wenn die Kanten rundgeschliffen sind, ist der Kondensator zu groß. Gibt es Überschwinger, ist er zu klein. Kann man mit Spice sicher auch simulieren.
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@TO Probier mal 100Ohm und 100n in Reihe von IC out zu -. Wird langsam, aber was solls, zumindest einen Versuch waere es wert. Die 0.1V sollten nur sagen, dass es mit Trans. auch geht die Batterien zu entladen bei der Schaltung.
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/Gesundes Neues!/ Ich glaube ich habe es jetzt hinbekommen. Dabei war noch ein anderer Punkt. Bei meinen früheren Versuchen ist mir aufgefallen das ab einer bestimmten Batteriespannung <~1,1V (Shunt ~5Ω, +Eing=~0,5V) das Signal am OPV Ausgang schlagartig auf volle Pulle geht und auch der Strom einsackt. Also habe ich durch probieren rausgefunden das ich wohl den Shunt und die +Eing Spannung noch weiter senken muss. Und zwar habe ich nun einen 2Ω als Shunt und habe ~0,2V am OPV+Eing. Nun kann ich bis ca. auf 0,3V Batteriespannung runter gehen ohne das mir der Strom einknickt. Dann zu dem Schwing-Problem.. Ich habe tatsächlich noch einen 100p gefunden, der war aber nicht ausschlaggebend.. Als ich systematisch von 22p bis 100n alles durch getestet hatte war ersichtlich das die Schwingung ab 100p die kleinste Amplitude hatte und dann auch nicht kleiner Wurde. Also habe ich 100p drinn gelassen wie schon zuvor von euch empfohlen. Der Punkt war dann das noch die Schwingung da war und die letzte Variable die ich noch nicht geändert hatte war R4 zwischen OPV-Ausg. und Gate. Da waren noch 46Ω von den Vorversuchen drinn. Also den mal schrittweise erhöht und /Tada!/, bei 220Ω keine Schwingung mehr, auch nicht über die volle Batteriespannung von 1,6V bis 0,8... Ich denke dass ich nun mal am "lebenden Objekt" (Batterie) weitermachen kann.
Paul G. schrieb: > Der Punkt war dann das noch die Schwingung da war und > die letzte Variable die ich noch nicht geändert hatte war R4 zwischen > OPV-Ausg. und Gate. Da waren noch 46Ω von den Vorversuchen drinn. Also > den mal schrittweise erhöht und /Tada!/, bei 220Ω keine Schwingung mehr, > auch nicht über die volle Batteriespannung von 1,6V bis 0,8... Ich denke > dass ich nun mal am "lebenden Objekt" (Batterie) weitermachen kann. Du hast gelernt, dass Opamps keine kapazitive Last mögen.
hinz schrieb: > Du hast gelernt, dass Opamps keine kapazitive Last mögen. Naja, ich hab mit Werten herumprobiert die man mir weiter oben ans Herz gelegt hat, gewusst habe ich das schon ganz weit oben. Vom verstehen bin ich Kilometer entfernt. Gelernt hätte ich es erst wenn ich das ganze ausrechnen könnte... Phasenreserve, Phasenverschiebung, Opamp langsamer machen ... große Fragezeichen :) Vielleicht experimentiere ich einfach mal etwas mit dem Opamp und hänge verschiedene kapazitive Lasten hinten drann und schaue mir mal die Phasenverschiebung vom Ausgang und feedback auf dem Oszilloskop an :) Da bekomme ich evtl ein Gespür was da passiert...
Paul G. schrieb: > Ich glaube ich habe es jetzt hinbekommen. Du hast dir also durch die ungeschickte Wahl von Bauelementen ein Problem geschaffen und das dann durch Zusatzaufwand so halbwegs in den Griff bekommen. Fein, so wird das gemacht. Was gefällt dir eigentlich an der ganz einfachen und stabilen Schaltung mit dem Bipo oben nicht? Zu einfach? Oder kein Vertrauen? Ich verrate dir mal was: die ist trotz zusätzlichem Transistor hinter dem OPV stabiler als der OPV allein.
Nimm das hier : EBD USB Entladung Load Widerstand USB Tester für QC2.0/3.0 MTK-PE Trigger Lemke https://www.ebay.de/itm/EBD-USB-Entladung-Load-Widerstand-USB-Tester-fur-QC2-0-3-0-MTK-PE-Trigger-Lemke/142968364637?hash=item2149941e5d:g:aSwAAOSwovNaBzcS:rk:3:pf:0
Im letzten Jahrtausend gab es dazu sehr schöne Artikel in der Elrad, wie sowas stabil zu bekommen wäre, einfach erklärt mit ein paar groben Überschlagsrechnungen. Aber nun weißt Du, dass die Theorie aus der Regelungstechnik Phasenreserve, Phasenverschiebung, Bode oder Niquist Diagramme, die Grundlagen legen würde.
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Der Vollständigkeit halber noch meine ersehnte Entladekurve (0,1A) :)
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Da kann man schön sehen, warum ich alle Geräte hasse, die schon bei 1,2V mit einer low-batt Meldung abschalten. Ganz toll sind auch die LED Lichterketten mit 2 Batterien.
Mit wieviel mA hast du jetzt entladen? ..... vergiss es: habs grad gelesen. Stand das vorher schon dran? Kannst du mal die gleiche Batterie 24h liegen lassen und nochmal messen?
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Bearbeitet durch User
Ja,schön. Wenn man sie jetzt noch mit der eines NiMh-Akku vergleicht, zeigt sich, dass solche Wegwerfprodukte auch technisch ganz großer Mist sind. Und dass die Angabe von 1,5V Nennspannung gegenüber 1,2V bei Akkus reine Verarschung ist. Die einzige sinnvolle Anwendung ist in Geräten mit minimalem Stromverbrauch wie Uhren. Die sind aber nicht so häufig, um die Müllberge dieser Zellen zu erklären.
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Jobst Q. schrieb: > Wenn man sie jetzt noch mit der eines NiMh-Akku vergleicht, > zeigt sich, dass solche Wegwerfprodukte auch technisch ganz großer Mist > sind. Und dass die Angabe von 1,5V Nennspannung gegenüber 1,2V bei Akkus > reine Verarschung ist. Genau. Die pinkfarbene Kurve gehört zu einer Sanyo-Alkaline-AA. Bildquelle: Sanyo
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