Batterieprofile erstellen

Daniel schrieb:
> Da Batterien mit verschiedenen Batterie-Chemikalien jeweils andere
> Entladekurven haben, sollen verschiedene Schwellwerte einstellbar sein.
Der Schwellwert, bis zu dem die Batteriespannung noch ausreichend für 
den Betrieb des Gerätes ist, hängt doch nicht von der Entladekurve, 
sondern von dem zu versorgenden Gerät ab.

Jens G. schrieb:
>>Wir setzen für diverse Schaltungen verschiedene Batterien ein. Da
>
> Batterie = hintereinander geschaltete Zellen.
> Primär- oder Sekundärzellen?
>
>>Batterien mit verschiedenen Batterie-Chemikalien jeweils andere
>
> Was heist das jetzt? NiMH, NiCd, Pb, Li, Zn, oder was es sonst noch
> gibt.
> Primär oder Sekundär?
> Oder soll das wirklich für x-beliebige Dinger sein?
>
>>Entladekurven haben, sollen verschiedene Schwellwerte einstellbar sein.
>
> nicht einfach nur unterschiedliche Entladekurven ...
> Schwellwerte wofür?

Es handelt sich hauptsächlich um Batterien (Einzelne Batterien in 
einzelnen Gehäusen, also z.b. wie CR123A oder AA. Wie diese intern 
gebaut sind).

Es handelt sich aktuell hauptsächlich um Li enthaltende Batterien wie 
LiSoCl2 oder LiMnO2

Zum einen geht es Hauptsächlich darum, festzustellen wie die 
entladekurven aussehen, um daraus ein Profil für eine 
Batteriestandsanzeige zu lösen. Da es sich ja um ersetzbare Batterien 
handelt, kann keine "Battery Gauge" wie z.b. bei einem Lithiumakku 
verwendet werden. Ebenfalls soll emittelt. Enenfalls soll eine 
spezifische Entladekurve für den Realbetrieb erstellt werden. Eine 
Batterie mit z.b 1A zu entladen ergibt die Kurve für die Batterie. Da 
aber wie bereits erwähnt z.b. ein Spannungswandler bei 3.0V 150mA 
benötigt, so werden zum Beispiel bei 2.5V schon 200mA benötigt und so 
weiter.

Grundsätzlich benötige ich einfach eine Schaltung welche die Batterie 
mit einem gestellten Strom entlädt. Es gibt solche Geräte zu kaufen, 
jedoch haben diese meist viel mehr funktionien und kosten sehr viel Geld

Wolfgang schrieb:
> Daniel schrieb:
>> Da Batterien mit verschiedenen Batterie-Chemikalien jeweils andere
>> Entladekurven haben, sollen verschiedene Schwellwerte einstellbar sein.
> Der Schwellwert, bis zu dem die Batteriespannung noch ausreichend für
> den Betrieb des Gerätes ist, hängt doch nicht von der Entladekurve,
> sondern von dem zu versorgenden Gerät ab.

Um den zu setzenden Wert zu kennen, muss doch erstmal bekannt sein, ab 
wieviel Volt die Batterie nicht mehr genügend Leistung hat, um die 
Schaltung mit Energie zu versorgen. Bei einer meiner Schaltungen mit 
Funkmodul, ist es so, das eine schwache Batterie durchaus reicht den MCU 
und ein paar LED's zu steuern, sobald jedoch gesendet werden soll, 
reicht die Energie nicht mehr. Nehmen wir an die Batterie reicht bei 
2.2V noch für den MCU, aber nicht mehr zum senden, so sollte der Wert 
natürlich vor 2.2V als "leer" definiert werden, damit es zu keiner 
Fehlfunktion kommt.

Jens G. schrieb:
> Batterie = hintereinander geschaltete Zellen.
Klugscheißer

> Primär- oder Sekundärzellen?
Unwichtig.

>>Batterien mit verschiedenen Batterie-Chemikalien jeweils andere
> Was heist das jetzt? NiMH, NiCd, Pb, Li, Zn, oder was es sonst noch
> gibt.
Nochmal Unwichtig!

> Primär oder Sekundär?
Nochmal Unwichtig!

-------------

Daniel schrieb:
> Grundsätzlich benötige ich einfach eine Schaltung welche die Batterie
> mit einem gestellten Strom entlädt.

Konstantstromlasten gibt es in beliebigen Varianten zu kaufen, auch für 
billig beim Chinesen. Dann braucht man aber zusätzlich ein Meßgerät mit 
Aufzeichnungsfunktion (am PC?), um Spannung / Zeit auswerten zu können.

Solange man nur LiIon bis zu 3V herunter entlädt, geht eine Stromlast 
einfach mit dem LM1117 - Anhang. Will / muss man weiter herunter, wird 
man eine Stromsenke mit OP und externer Versorgung bauen, Beispiele 
lassen sich zuhauf finden.

Will man Akkus entladen, muß eine automatische Abschaltung erfolgen, um 
die nicht per Tiefentladung zu ruinieren. Bei Primärzellen ist das egal.

> Es gibt solche Geräte zu kaufen, jedoch haben diese meist
> viel mehr Funktionen und kosten sehr viel Geld

Ein Eigenbau benötigt viel Zeit, unter industrieller Kostenkalkulation 
im Prüfmittelbau hätte ich mal gut 10kEur ausgeguckt.

Vor ein paar Jahren habe ich sowas für mich gebaut *). Das Schaltbild 
habe ich niemals vollständig gezeichnet, aber die wesentliche Teile 
sieht man:
Der INA219 misst Strom und Spannung, der µC rechnet und schaltet einen, 
zwei oder keinen der Lastwiderstände zu. Die Feinregelung macht der 
IRF540, der vom D/A-Wandler MCP4725 gesteuert wird.

Per Drehencoder (Rotary) / Tasten stelle ich einen Strom zwischen 10mA 
und 1,5 Ampere ein, den ich bis zu 0,7V herunter einhalten kann. Als 
Arbeitsbereich habe ich max. 15V vorgesehen, bei Unterschreitung der 
einstellbaren Endspannung schaltet das Gerät ab.

Dem Gerät ist es egal, was ich damit entlade, ob einen Bleiakku oder 
eine AAA-Alkalizelle - Strom ist Strom.

Alle 15s wird ein Wert auf die SD-Karte geschrieben, lässt sich als .csv 
später am PC in die Tabellenkalkulation einlesen.

*) Beitrag "Re: Mein allerschönstes Akku-Entladegerät"

Jens G. schrieb:
>>Jens G. schrieb:
>>> Batterie = hintereinander geschaltete Zellen.
>>Klugscheißer
>
> Ich wollte auf den Fakt hinweisen, daß es einen Unterschied macht, ob
> wir Batterien im Sinne von zusammengeschalteten Zellen entladen, oder
> einfach nur eine Einzelzelle.

Dann hättest Du es gleich so formulieren sollen.

> Denn üblicherweise mögen es Akkuzellen
> überhaupt nicht, wenn diese zu weit entladen werden,

Deshalb der Hinweis auf Entladeschlußabschaltung.

> oder gar zu Polaritätsumkehr gezwungen werden.

Das passiert in Reihenschaltungen leider auch in der Realität, z.B. im 
NiCd / NiMH Akkuschrauber.

> Einzelzellenüberwachung wäre hier
> also schonmal das Mindeste, was Dein Gerät offensichtlich nicht hat,

Es gibt jede Menge Akkus, wo kein Zugriff auf die Einzelzellen besteht, 
z.B. bei 12V-Blei oder 9V-Blöcken. Es entspricht also der 
Anwendungsrealität, diese Teile komplett zu messen.

Einzelabgriffe sind eine Spezialität der Modellbauer und für 
Labormessungen nicht notwendig. Ich habe jede Menge Einzelzellen 
gemessen - im Prinzip das, was die Ursprungsfrage vermuten läst.

Mal abwarten, ob Daniel ausgestiegen ist.

Manfred schrieb:

> Konstantstromlasten gibt es in beliebigen Varianten zu kaufen, auch für
> billig beim Chinesen. Dann braucht man aber zusätzlich ein Meßgerät mit
> Aufzeichnungsfunktion (am PC?), um Spannung / Zeit auswerten zu können.
>
> Solange man nur LiIon bis zu 3V herunter entlädt, geht eine Stromlast
> einfach mit dem LM1117 - Anhang. Will / muss man weiter herunter, wird
> man eine Stromsenke mit OP und externer Versorgung bauen, Beispiele
> lassen sich zuhauf finden.
>
> Will man Akkus entladen, muß eine automatische Abschaltung erfolgen, um
> die nicht per Tiefentladung zu ruinieren. Bei Primärzellen ist das egal.
>
>> Es gibt solche Geräte zu kaufen, jedoch haben diese meist
>> viel mehr Funktionen und kosten sehr viel Geld
>
> Ein Eigenbau benötigt viel Zeit, unter industrieller Kostenkalkulation
> im Prüfmittelbau hätte ich mal gut 10kEur ausgeguckt.
>
> Vor ein paar Jahren habe ich sowas für mich gebaut *). Das Schaltbild
> habe ich niemals vollständig gezeichnet, aber die wesentliche Teile
> sieht man:
> Der INA219 misst Strom und Spannung, der µC rechnet und schaltet einen,
> zwei oder keinen der Lastwiderstände zu. Die Feinregelung macht der
> IRF540, der vom D/A-Wandler MCP4725 gesteuert wird.
>
>
Das sieht doch schonmal toll aus, der INA219 wäre spannend, da es da 
auch schon eine ArduinoLibrary gibt, welche man benutzen kann. Zur 
Konstanstromlast habe ich nun auf die Schnelle das gefunden:

https://static-cdn.imageservice.cloud/2562851/current-sink-stability.jpg

Wenn man den 1R Widerstand durch 1.8Ohm ersetzt, würde man 0-1.3 A Strom 
erhalten, das wäre für mich mehr als ausrechend, da der maximalstrom 
weit tiefer ist. Hälst du einen INA219 + den LT1492 für eine gute 
Lösung? Das ganze würde dann entweder von einem Arduino oder einem STM32 
ausgewertet werden und per Virtual-COM in ein File gespeichert werden.

Daniel schrieb:
> Das sieht doch schonmal toll aus, der INA219 wäre spannend, da es da
> auch schon eine ArduinoLibrary gibt, welche man benutzen kann.

Den INA219 gibt es günstig als China-Modul, die Meßwerte sind verdammt 
gut.

> Zur
> Konstanstromlast habe ich nun auf die Schnelle das gefunden:
> https://static-cdn.imageservice.cloud/2562851/current-sink-stability.jpg

Die klassische Schaltung nach Lehrbuch, funktioniert so gut, wie der OP 
driftet. Es muß jemand die Steuerspannung anlegen, wer tut das bei Dir?

Da der INA219 Strom messen kann, war das für mich ein Grund, die 
Regelung direkt den µC machen zu lassen und auf den externen OP zu 
verzichten

> Hälst du einen INA219 + den LT1492 für eine gute
> Lösung?

Anstatt des LT1492 tut das auch ein normaler OP.

> Das ganze würde dann entweder von einem Arduino oder einem STM32
> ausgewertet werden und per Virtual-COM in ein File gespeichert werden.

Ansischtssache: Ich will unabhängig vom PC messen, mein Arduino misst 
auch mal mehrere Tage lang mit knapp 2 Watt aus dem Netz einen Akku und 
schreibt die Werte auf die SD-Karte.

Axel S. schrieb:
> Einen ADC zur Messung der Batteriespannung hat wohl jeder µC.
>
> Wahrscheinlich willst du auch noch ein Display und ein paar Tasten. Um
> Einstellungen vorzunehmen, die Messung zu starten und zu beobachten.
> Vielleicht auch eine SD-Karte zum Loggen der Daten?

So habe ich das angegangen.

> Wenn du das alles selber bauen mußt, kommst du vielleicht auch auf den
> Trichter, daß man Anforderungen nicht weiter aufbläst, als notwendig.
> 4.5V * 1000mA sind z.B. 4.5W. Da muß man schon mal über Kühlung
> nachdenken.

Ach komm, 4,5 Watt sind noch ziemlich einfach zu beherrschen - aber 
klar, man muß über diesen Punkt nachdenken.

Die Abwärme war bei mir ein limitierender Faktor, von der Schaltung her 
könnte ich mehr Strom, aber ich hatte keine größeren Kühlkörper im 
Bastelbestand.

Wie ich weiter vorne schon schrieb: Der Zeitaufwand ist nicht ohne, 
sowas läuft einem gerne aus dem Ruder. Im Endeffekt hatte ich noch 
Stress, weil der Speicher im A* arg eng wurde, aber viel gelernt, 
Programmcode zu optimieren.

Manfred schrieb:
> Jens G. schrieb:
>> Batterie = hintereinander geschaltete Zellen.
> *Klugscheißer*
Was spricht eigentlich dagegen, korrekte Begriffe zu verwenden?
>
> Konstantstromlasten gibt es in beliebigen Varianten zu kaufen, auch für
> billig beim Chinesen. Dann braucht man aber zusätzlich ein Meßgerät mit
> Aufzeichnungsfunktion (am PC?), um Spannung / Zeit auswerten zu können.
>
Zusätzliches Meßgerät? Die letzte elektr. Last, die ich vom Chinesen 
bezog, hatte BT. Und ne schlechte App dazu.

> Solange man nur LiIon bis zu 3V herunter entlädt, geht eine Stromlast
> einfach mit dem LM1117 - Anhang. Will / muss man weiter herunter, wird
> man eine Stromsenke mit OP und externer Versorgung bauen, Beispiele
> lassen sich zuhauf finden.
>
Ach ja? Du schriebst doch, dass Zellentyp/chemie sowas von unwichtig 
sei...

> Will man Akkus entladen, muß eine automatische Abschaltung erfolgen, um
> die nicht per Tiefentladung zu ruinieren. Bei Primärzellen ist das egal.
>
Ach ja? Du schriebst doch, dass Primär/Sekundärzelle unwichtig sei...
Jetzt doch nicht?
Kein Haar aufm Kopp, aber Kamm in der Tasche?

>> Es gibt solche Geräte zu kaufen, jedoch haben diese meist
>> viel mehr Funktionen und kosten sehr viel Geld
>
> Ein Eigenbau benötigt viel Zeit, unter industrieller Kostenkalkulation
> im Prüfmittelbau hätte ich mal gut 10kEur ausgeguckt.
>
Jaja, mit 100% Gemeinkostenanteil. Laß das mal einen hingebungsvollen 
Praktikanten machen... Kommt dann trotzdem nicht in den grünen Bereich

> Vor ein paar Jahren habe ich sowas für mich gebaut *). Das Schaltbild

Toll.
Vor paar Tagen habe ich sowas gekauft:
https://www.ebay.de/itm/DL24-150W-Electronic-Load-Voltmeter-Ammeter-Battery-Capacity-Power-USB-Tester/383636426347
Das soll nur als Anhaltspunkt dienen.

Und bitte: Steht das Ziel und nicht der Weg zum Ziel im Mittelpunkt... 
Zuerst mal suchen und sehen, was es gibt. Dann überlegen, was man sich 
selber bauen kann - oder muß. Jedenfalls dann, wenn es den 
Hobbyelektroniker betrifft, im kommerziellen Umfeld wird sowieso ein 
Fertiggerät gekauft, denn für die 500€, die das kosten würde (bspw. 
Rigol DL3021 o.ä.) kriegste nix entwickelt zusammengelötet und geprüft 
und gewartet, von evtl. Schmäckerchen wie Anforderungen der ISO9001 wg. 
innerbetrieblicher Dokumentation mal ganz abgesehen.

> Dem Gerät ist es egal, was ich damit entlade, ob einen Bleiakku oder
> eine AAA-Alkalizelle - Strom ist Strom.
>
Holla die Waldfee - das hätte ich hier ja nun gar nicht gedacht.

Ja, es gibt sicher verschieden aufwändige Wege, um zum Ziel zu kommen - 
heute sind die Wege kürzer - und eleganter.
Man muss sie halt kennen, oder wenigstens anerkennen, dass eine Lösung 
von vor paar Jahren heute nicht mehr so ganz cool ist.