Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ladekontrolleuchte 12 V


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von Johann H. (johndoe365)


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Hallo,

ich habe einen Dieselmotor mit angeflanschtem AC-Generator 14-20V und 
Startermotor.

Die weiteren Teile bastle ich mir gerade drann:

* Batterie zum Starten
* Ladegleichrichter
* Startschlüssel mit Stellung 0 (kein Durchgang), 1 (Dauerdurchgang 
"An"), 2 (Starten, gibt Strom an den Magnetschalter des Startmotors und 
wird nach Loslassen mit Federzug auf 1 gezogen)

Ich möchte eine Ladekontrollleuchte realsieren, weiß aber nicht wie ich 
die einbauen soll.

Sie soll:

1. Wenn der Motor nicht läuft und Startschüssel Position 1: leuchten 
(Batterie-Check)
2. Wenn Motor läuft, Startschüssel Position 1 und Batterie aber nicht 
geladen wird: leuchten
3. sonst: nicht leuchten

Wie und wo muss ich was einbauen wenn ich:

1. Die Kontrolleuchte als LED realisiere
ODER
2. Die Kontrollleuchte mit einer 12V Glühbirne realisiere?



Bild anbei. Blau ist das Schema des Aufbaus, mit Bleistift eine Idee wo 
ich die Led einbauen könnte?

Danke für eure Hilfe!

von K. S. (the_yrr)


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Johann H. schrieb:
> Bild anbei. Blau ist das Schema des Aufbaus, mit Bleistift eine Idee wo
> ich die Led einbauen könnte?

LED zwischen +12V und 14-20V AC? Ohne Vorwiderstand? die leuchtet schön 
hell, aber nur einaml und mit Rauch.

um Batterie wird (nicht) geladen zu unterscheiden, brauchst du einen 
Stromsensor, entweder mit mOhm Shunt oder als Hallsensor, abhängig vom 
Maximalstrom. Motor läuft (nicht) erkennst du indem du einen kleinen 
Gleichrichter an die 14-20V AC setzt (parallel zu dem Ladegleichrichter) 
und dann einen kleinen Kondensator + entladewiderstand dran, solange 
Spannung anliegt läuft der Motor. Die Spannung für die Schaltung holst 
du am Schalter Pos1 (nach GND). dann noch zwei Opamps/Komparatoren zur 
Auswertung der Strommessung/ Motor läuft (nicht), etwas diskrete Logik, 
ein µC oder ein PAL und fertig. dazu noch TVS Diode, Elko, vllt. ne 
Drossel/Widerstand und eventuell Spannungswandler.

mit nur einer LED kannst du maximal Rauch erzeugen.
mit einer LED + Widerstand kannst du Schlüssel Pos1 und Batterie nicht 
vollständig leer erkennen, sonst nichts.

von hinz (Gast)


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Johann H. schrieb:
> AC-Generator 14-20V

Ist das wie ehr üblich eine Stromquelle?

von Michael B. (laberkopp)


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Johann H. schrieb:
> ich habe einen Dieselmotor mit angeflanschtem AC-Generator 14-20V und
> Startermotor.

AC-Generator ?

Wohl doch hoffentlich eine Lichtmaschine mit Regelung.

Dann ist es wie bei jedem Auto, die lichtmaschine hat einen Kontakt und 
BARUCHT auch die Lampe um richtig zu arbeiten, eine LED ist also nicht 
immer eine Lösung.

https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtmaschine

Wenn du keine Lichtmaschine hast sondern wirklich einen AC Generator, 
dann kauf dir halt was anderes. 20V geht nicht ohne Strombegrenzung an 
einen bis 10V entladenen Akku.

von Johann H. (johndoe365)


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> Wenn du keine Lichtmaschine hast sondern wirklich einen AC Generator,
dann kauf dir halt was anderes. 20V geht nicht ohne Strombegrenzung an
einen bis 10V entladenen Akku.

Ja, es ist ein AC-Generator und keine geregelte Lichtmaschine. Ich habe 
einen Laderegler nachgeschalten, also sollte das schon passen.

von K. S. (the_yrr)


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Johann H. schrieb:
> Ja, es ist ein AC-Generator und keine geregelte Lichtmaschine. Ich habe
> einen Laderegler nachgeschalten, also sollte das schon passen.

hat der eine Status Anzeige? wenn ja kannst du diese vllt. anzapfen um 
herauszufinden ob der Akku lädt.

sonst brauchst du:
- Strommessung zum Akku (oder Statusanzeige) -> Komparator
- zweiter Gleichrichter (parallel zum Ladegleichrichter) -> Elko + 
Entladewiderstand -> Komparator
- Refernzspannung für den Komparator, sowas wie LT431 oder Zener
- Beide Komparatoren mit je einer Diode ver-odern (oder richtiges IC) -> 
LED + Widerstand
- die Bedingung Stellung 1 erreichst du indem du die Spannung für alles 
hinter Stellung 1 abnimmst. hat den Vorteil dass die Schaltung nicht 
sehr Stromsparend sein muss und den Akku nicht entlädt.

deine Bedingung ist vereinfacht:
LED an WENN Motor aus (= Generator aus) ODER Akku wird nicht geladen 
(UND Stellung 1, aber das machst du am besten wie beschrieben).

: Bearbeitet durch User
von Johann H. (johndoe365)


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Also erstmal vielen Dank für die sehr professionellen Tipps. Ich geb zu 
das überschreitet mein Know How das einige Jahre nach meiner AFu-Prüfung 
auch mehr als eingerostet ist.

Auf Dutub habe ich mich auch mal schlau gemacht, dass kommt doch schon 
mal in eine Richtung?

https://youtu.be/waXTDQX6f-s

Alternativ: Der Nachteil der Led-Variante ist ja die Dioden-Funktion. 
Gibt's vielleicht eine einfachere Lösung mit einer 12v Glühbirne wo ich 
nur die Spannungsdifferenz ausnutzen könnte? 12v von Akku - Birne 
brennt. 13.8/14.2v von Laderegler - Birne brennt, 14-12v=2v 
Potentialausgleich, 12v Birne brennt nicht (dass hier Energie in Wärme 
verbraten wird ist mir dann mal egal)?

von Harald W. (wilhelms)


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Johann H. schrieb:

> Ja, es ist ein AC-Generator und keine geregelte Lichtmaschine. Ich habe
> einen Laderegler nachgeschalten, also sollte das schon passen.

Das funktioniert aber nur, wenn Du einen, speziell für diesen
Generator passenden Laderegler nimmst. Ist das denn ein Dreh-
stromgenerator oder ein Wechselstromgenerator?

von Johann H. (johndoe365)


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Harald W. schrieb:
> Johann H. schrieb:
> Ist das denn ein Dreh-
> stromgenerator oder ein Wechselstromgenerator?

Das ist ein total simpler, auf die Kurbelwelle aufmontierter 
Drehstromgenerator, außen drei Spulen, auf der Kurbelwelle der 
Permanentmagnet. Die drei Spulen sind schon im Sternpunkt 
zusammengefasst, ich könnte aber auch einzeln abgreifen. Gerade mal ein 
wenig fortschrittlicher als die Spulen in alten Motorrädern.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Es gibt analoge Ampere Meter für den Einbau in KFZ, die können 
typischerweise einige zig Ampere anzeigen. Der Zeiger schlägt beim 
entladen nach links aus und beim laden nach rechts. So etwas könntest in 
Reihe zur Batterie schalten. Der Anlasser darf da aber nicht durch 
geleitet werden, weil der viel mehr Strom aufnimmt.
https://www.conrad.de/de/equus-842052-kfz-einbauinstrument-amperemeter-messbereich-50-50-a-standart-gelb-rot-gruen-52-mm-842052.html

Eine andere (einfachere) Methode ist, die Spannung der Batterie mit 
einem Voltmeter zu kontrollieren:

Nach einigen Stunden Ruhezeit haben KFZ Akkus ohne Last oder mit wenig 
Last immer 12 bis 12,6 Volt - je nach Ladezustand.

Weniger als 12V deuten an, dass der Akku leer, Tiefentladen oder defekt 
ist. Man sollte ihn in diesem Zustand nicht mehr belasten. Manche Leute 
setzen hier 11,5V als untere Grenze an. Je weiter man runter geht, umso 
schneller verschleißt der Akku. Weniger als 11V Leerlaufspannung ist für 
den Akku quasi tödlich.

Beim Laden durch die Lichtmaschine ist eine Spannung von bis zu 14,7V 
normal. Wenn man den Motor abstellt, sinkt die Spannung innerhalb ein 
paar Stunden auf 12 bis 12,6V ab.

Bei mehr als 14,7V ist wahrscheinlich der Laderegler defekt.

Zusammengefasst:

< 12V = Leer
12 bis 12,6V = Bereit
bis 14,7V = Laden
> 14,7V = Störung

: Bearbeitet durch User
von K. S. (the_yrr)


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Stefanus F. schrieb:
> Eine andere (einfachere) Methode ist, die Spannung der Batterie mit
> einem Voltmeter zu kontrollieren:

da könntest du auch einen Batteriewächter Bausatz nehmen, was deinen 
Vorstellungen entspricht musst du selber wissen. damit hast du LEDs für 
verscheidene Stufen von Batterie entladen bis Batterie voll.

der hier ist mit einem tca965, da kannst du theoretisch durch die Potis 
oder tauschen der Widerstände die Spannungsbereiche für jede LED ändern:
https://www.conrad.de/de/batteriewaechter-bausatz-conrad-components-195308-12-vdc-195308.html

der hier hat einen LM3914, auch da kannst du die Bereiche ändern:
https://www.conrad.de/de/spannungsanzeige-bausatz-conrad-components-197165-12-vdc-197165.html

bei Conrad gibt es auch welche mit µC (Attiny 13/25), den könntest du 
selber programmieren, aber da ist Eigenbau auf Lochraster flexibler.

Harald W. schrieb:
> Johann H. schrieb:
>
>> Ja, es ist ein AC-Generator und keine geregelte Lichtmaschine. Ich habe
>> einen Laderegler nachgeschalten, also sollte das schon passen.
>
> Das funktioniert aber nur, wenn Du einen, speziell für diesen
> Generator passenden Laderegler nimmst. Ist das denn ein Dreh-
> stromgenerator oder ein Wechselstromgenerator?
einfach Gleichrichten, eventuell Elko dran und fertig ist die DC 
Spannung für den Laderegler, wenn der Wechselstrom möchte halt den 
internen Gleichrichter auf 3 Phasen erweitern oder direkt umgehen. Aber 
muss trotzdem für den Spannungsbereich passen. WEnn du dir nciht sicher 
bist am besten 1-2 Bilder von jedem Teil hochladen, dann gibts auch 
passendere Aussagen dazu.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Johann H. schrieb:

> Das ist ein total simpler, auf die Kurbelwelle aufmontierter
> Drehstromgenerator, außen drei Spulen, auf der Kurbelwelle der
> Permanentmagnet.

Das ist schon sehr speziell, da brauchst Du auch einen
sehr speziellen Laderegler. Die normalen Regler für
Lichtmaschinen mit Ankerwicklung eignen sich da nicht.
Regler für einfache Drehstromlichtmaschinen an Motor-
rädern arbeiten da oft mit Triacs, die eine der drei
Wicklungen kurzschliessen, aber in wie weit die strom-
mäßig für Deinen Generator passen, weiss ich nicht.

von K. S. (the_yrr)


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Harald W. schrieb:
> Das ist schon sehr speziell, da brauchst Du auch einen
> sehr speziellen Laderegler.
nicht unbedingt, das sind ja Blei Akkus, die müssen nicht auf 0.01V 
Ladeschlussspannung genau sein. wenn noch kein passender Laderegler 
vorhanden ist ginge eventuell ein DC-DC Step down Wandler mit 
Strombegrenzung, z.b. sowas hier:
Ebay-Artikel Nr. 263876190283
interessant wäre nur wie weit die Spannugn ohne Belastung hochläuft, 
dieses Modul kann nur 32V (DC, also maximal ca. 23V AC)
6 Dioden dazu und einige 100-1000µF (je nach Frequenz) und fertig.

von Johann H. (johndoe365)


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> wenn noch kein passender Laderegler
> vorhanden ist

Passenden Laderegler habe ich. Hat Spannungsbereich 14 - 60V. Vom 
DC-Generator kommen 12 - 24V (habe ich heute U_min zu U^max gecheckt. 
Sobald ich in einem verwertbaren Drehzahlbereich bin, kommen zuverlässig 
13.8 V DC aus dem Laderegler.

Also kann man das Problem vereinfachen:

Links: Batterie, 12V, Rechts Ladespannung 13.8V

Wie bekomm ich eine vernünftige Kontrolle hin? Ich versteife mich da gar 
nicht auf LED, Glühbirne oder ähnliches. Ich möchte nur erkennen:

* Keine Batterie vorhanden, Generator liefert aber Strom
* Batterie vorhanden, Generator (=Ladegleichrichter!) liefert keinen 
Strom

Amperemeter, Voltmeter, ... ? Je einfacher desto gut für mich zu 
realisieren!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Johann H. schrieb:
> * Keine Batterie vorhanden, Generator liefert aber Strom
> * Batterie vorhanden, Generator (=Ladegleichrichter!) liefert keinen
> Strom

Du willst also den Strom messen - nicht die Spannung. Also brauchst du 
ein Amperemeter, die das, das ich weiter oben empfohlen habe.

von Johann H. (johndoe365)


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Stefanus F. schrieb:
> Es gibt analoge Ampere Meter für den Einbau in KFZ, die können
> typischerweise einige zig Ampere anzeigen. Der Zeiger schlägt beim
> entladen nach links aus und beim laden nach rechts. So etwas könntest in
> Reihe zur Batterie schalten. Der Anlasser darf da aber nicht durch
> geleitet werden, weil der viel mehr Strom aufnimmt.
> 
https://www.conrad.de/de/equus-842052-kfz-einbauinstrument-amperemeter-messbereich-50-50-a-standart-gelb-rot-gruen-52-mm-842052.html

Finde ich ganz interessant, wird mir aber nichts anzeigen, wenn die 
Batterie nicht vorhanden ist, weil dann kein Strom gegen Maße fließt?
>
> Eine andere (einfachere) Methode ist, die Spannung der Batterie mit
> einem Voltmeter zu kontrollieren:
>
> Nach einigen Stunden Ruhezeit haben KFZ Akkus ohne Last oder mit wenig
> Last immer 12 bis 12,6 Volt - je nach Ladezustand.
>
> Weniger als 12V deuten an, dass der Akku leer, Tiefentladen oder defekt
> ist. Man sollte ihn in diesem Zustand nicht mehr belasten. Manche Leute
> setzen hier 11,5V als untere Grenze an. Je weiter man runter geht, umso
> schneller verschleißt der Akku. Weniger als 11V Leerlaufspannung ist für
> den Akku quasi tödlich.
>
> Beim Laden durch die Lichtmaschine ist eine Spannung von bis zu 14,7V
> normal. Wenn man den Motor abstellt, sinkt die Spannung innerhalb ein
> paar Stunden auf 12 bis 12,6V ab.
>
> Bei mehr als 14,7V ist wahrscheinlich der Laderegler defekt.

Das ist eigentlich ganz Charmant, nicht schlecht. Das Voltmeter in Serie 
nach dem Schalter 1:

Wenn keine Batterie vorhanden ist, dann ist beim Schalten auf 1 kein 
Voltmeterausschlag.
Wenn Batterie vorhanden, aber < 12V: Achtung!
Wenn Spannung > 13.8 V: Laderegler liefert Strom.

Den Zustand "Batterie nicht vorhanden" kann ich so während der 
Laderegler Strom liefert aber nicht feststellen.

>
> Zusammengefasst:
>
> < 12V = Leer
> 12 bis 12,6V = Bereit
> bis 14,7V = Laden
>> 14,7V = Störung

von K. S. (the_yrr)


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Stefanus F. schrieb:
> Du willst also den Strom messen - nicht die Spannung. Also brauchst du
> ein Amperemeter, die das, das ich weiter oben empfohlen habe.
das würde ich auch empfehlen, sonst musst du basteln, oder einen Bausatz 
bzw. ein fertig Modul finden

Johann H. schrieb:
> Wie bekomm ich eine vernünftige Kontrolle hin? Ich versteife mich da gar
> nicht auf LED, Glühbirne oder ähnliches. Ich möchte nur erkennen:
>
> * Keine Batterie vorhanden, Generator liefert aber Strom
> * Batterie vorhanden, Generator (=Ladegleichrichter!) liefert keinen
> Strom

das sind jetzt aber andere Bedingungen als im ersten Post. sind das 
jetzt die aktuellen und die alten gelten nicht mehr?

von Johann H. (johndoe365)


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K. S. schrieb:

> das sind jetzt aber andere Bedingungen als im ersten Post. sind das
> jetzt die aktuellen und die alten gelten nicht mehr?

Das sind doch die gleichen Bedingungen?

Der Punkt ist nur, die Tipps die Kontrollleuchte auf LED-Basis 
zusammenzubauen übersteigen meine Fähigkeiten. Da denke ich mir eine 
Kombination aus Voltmeter und Amperemeter mit Hall-Sensor würde mir auch 
alles anzeigen was ich so als Info brauche.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Johann H. schrieb:
> wird mir aber nichts anzeigen, wenn die Batterie nicht vorhanden ist

Mir ist nicht klar, was du anzeigen möchtest. Mir fallen folgende 
Möglichkeiten an:

- Ladezustand der Batterie
- Gesundheits-Zustand der Batterie
- Ladestrom bzw. Entladestrom
- Strom und/oder Spannung, die die Lichtmaschine abgibt

> Wenn Spannung > 13.8 V: Laderegler liefert Strom.

Das gilt aber nur für eine voll geladene Batterie. Bei einer Leeren 
Batterie wird die Spannung während des Ladens erst allmählich ansteigen.

> die Kontrolleuchte

kann nur an oder aus sein und damit nur zwei Zustände anzeigen. Ich habe 
das starke Gefühl, dass du wesentlich mehr Infos anzeigen möchtest, aber 
noch nicht ganz darüber im Klaren bist, was das alles sein soll. Mir ist 
es jedenfalls nicht klar.

Für den normalen Gebrauch liefert ein Amperemeter in Reihe zur Batterie 
(Anlasser ausgenommen) die nützlichsten und verlässlichsten 
Informationen. Zusätzlich kannst du noch ein Voltmeter anschließen, 
allerdings merkst du Unterspannung spätestens beim Starten des Motors 
und Überspannung kommt äusserst selten vor.

Dazu kann ich Dir noch die Info geben, dass ein voller Akku fast keinen 
Ladestrom aufnimmt. Im Normalfall sollte das Amperemeter also bei 
laufendem Motor zunächst einen deutlichen Ladestrom anzeigen, der nach 
wenigen Minuten auf fast Null absinkt.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Warum ist der Laderegler eigentlich nicht auf dem "Schaltplan"?
Zeichne noch mal einen korrekten und vollständigen Schaltplan, dann muss 
man hier weniger spekulieren.

von Harald W. (wilhelms)


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Udo S. schrieb:

> Warum ist der Laderegler eigentlich nicht auf dem "Schaltplan"?

Da werden oft vergossene Module ohne genaue Angaben verwendet.
Ich bin mir immer noch nicht sicher, ob der TE wirklich ein für
seinen Generator passendes Modul verwendet. Laderegler für
normale Drehstromlichtmaschinen haben einen ganz anderen Aufbau
als Regler für den speziellen Generator des TEs. Auch die für
normale Lichtmaschinen verwendete Ladekontrolllampe funktioniert
dann nicht.

von Johann H. (johndoe365)


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Harald W. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>
>> Warum ist der Laderegler eigentlich nicht auf dem "Schaltplan"?
>
> Da werden oft vergossene Module ohne genaue Angaben verwendet.
> Ich bin mir immer noch nicht sicher, ob der TE wirklich ein für
> seinen Generator passendes Modul verwendet. Laderegler für
> normale Drehstromlichtmaschinen haben einen ganz anderen Aufbau
> als Regler für den speziellen Generator des TEs. Auch die für
> normale Lichtmaschinen verwendete Ladekontrolllampe funktioniert
> dann nicht.

Also ich habe gemessen nach dem Ladegleichrichter und da liegen stabile 
13.8V DC bei variablem Input. Was soll also nicht passen?

von Johann H. (johndoe365)


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Stefanus F. schrieb:

>
> Dazu kann ich Dir noch die Info geben, dass ein voller Akku fast keinen
> Ladestrom aufnimmt. Im Normalfall sollte das Amperemeter also bei
> laufendem Motor zunächst einen deutlichen Ladestrom anzeigen, der nach
> wenigen Minuten auf fast Null absinkt.

Das ist das einzige was mir an der Amperemeterlösung nicht so gefällt, 
weil dann der Check "Batterie OK" gemeinsam mit dem Voltmeter erfolgen 
muss.

Aber ich glaub ich gehe die Lösung Voltmeter + Amperemeter (-20A-0-20A), 
damit ich auch die Richtung des Stromflusses ablesen kann

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