Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Batterie für Sensor 12 - 28 V max 100mA


von Kleiner M. (zarathustrah)


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Hallo :)

ich brauche eine Batterie für einen Sensor der 12 - 28 V benötigt und 
max 100mA aufnimmt.

Die Batterie sollte nicht mehr als 40€ kosten eine Spannung von 
vielleicht 14.4V haben und 2000mAh.

Welche art von Batterie würdet ihr mir da empfehlen? Ich habe an LiPo 
Akkus gedacht, da die oft genau den Spannungsbereich und die Kapazität 
liefern und nicht so teuer sind, leider sind die aber auch sehr 
empfindlich. Oder lieber einen Liion akku (ein reihe geschaltete 
zellen)? habt ihr noch andere ideen?


Und ein weiteres Problem was ich habe ist, mit der Tiefenentladung. 
Haben das die Akkus schon in sich? Eigentlich nicht oder? Brauche ich 
dann eine zusätzliche schaltung dafür? gibt es da welche die vielleicht 
nicht so groß sind? alle die ich gefunden habe sind bei 14.4V für 
autobatterien und mehrer Ampere ausgelegt soviel brauche ich nicht. und 
da meine schaltung noch einen ESP32 und einen ADC enthält dachte ich 
dass ich vielleicht die spannung von der batterie über den ADC auslesen 
könnte und wenn der akku unter 12V kommt, den akku automatiersiert von 
seinen Verbrauchern trennen könnte falls das möglich ist oder ist da ein 
eigenes gerät für sinnvoller?


Ich bin dankbar für Hilfe :)

von Jörg R. (solar77)


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Kleiner M. schrieb:
> ich brauche eine Batterie für einen Sensor...

Kleiner M. schrieb:
> da meine schaltung noch einen ESP32 und einen ADC...

Kleiner M. schrieb:
> ...benötigt und max 100mA aufnimmt.
>
> Die Batterie sollte nicht mehr als 40€ kosten eine Spannung von
> vielleicht 14.4V haben und 2000mAh.

Deine Angaben lassen Raum für Interpretation.


Die gesamte Schaltung benötigt 100mA und soll mit der Batterie ca. 20 
Stunden laufen?

3 Bleigelakkus mit je 6V und min. 4,5Ah, um nur eine Möglichkeit zu 
nennen.

Die Auswahl an Akkus ist für deine Anwendung schier unendlich.

von Wolfgang (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> Die gesamte Schaltung benötigt 100mA und soll mit der Batterie ca. 20
> Stunden laufen?

Auf welchem Spannungsniveau?
Sind die 100mA alleine für den Sensor?
Der ESP alleine braucht doch schon alleine bis zu 350mA, allerdings bei 
3.3V

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Kleiner M. schrieb:
> habt ihr noch andere ideen?
Meine Idee wäre, dass du mal das eigentliche Problem oder besser die 
Aufgabe beschreibst und nicht das, was du mit deinem derzeitigen Wissen 
als Lösung ansiehst.

> für einen Sensor der 12 - 28 V benötigt und max 100mA aufnimmt.
Und was braucht der geheime Sensor "normalerweise" oder 
"durchschnittlich"? Nimmt der Sensor die 100mA auf, egal ob du ihn mit 
12V versorgst oder mit 28V? Wie lange muss der Akku den Sensor versorgen 
können? Stimmen die aus deinen Angaben 2000mAh/100mA zurückgerechneten 
20 Stunden? Was passiert danach? Kommt jemand zum Ausschalten oder muss 
das tatsächlich automatisch passieren?

von m.n. (Gast)


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Wenn Dir 12 V reichen, wäre eine Powerbank mit Quick Charge 3.0 Option 
eine elegante Lösung. Man kann die Ausgangsspannung auf feste Werte 5, 9 
und 12 V sowie in 0,2 V Schritten zwischen 5 und 12 V einstellen.

Für Laden und Entladen sind passende Schutzeinrichtungen vorhanden. 
Kostenpunkt für eine PB mit 10 Ah (37 Wh) ca. 20 Euro. Benötigt wird 
noch eine kleine Schaltung (am besten mit µC), die die Ausgangsspannung 
einstellt.
Im Prinzip sind auch 20 V Ausgangsspannung möglich; ich kenne hierzu 
allerdings keinen Typ.

Alternativ würde ich einen 12 V Blei-Gel-Akku mit Aufwärtswärtwandler 
vorschlagen. Das Laden ist simpel und der Wandler übernimmt die 
Schutzfunktionen für Kurzschluß und Tiefentlandung.

von Kleiner M. (zarathustrah)


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Ich habe mich jetzt für einen Liion Akku Pack entschieden, weil die Lipo 
Akkus einen Balancestecker zum endladen/aufladen haben und ich sowas zum 
entladen nicht habe. Die Blei gel akkus scheinen eine gute günstige 
alternative zu sein aber leider ein bisschen groß und schwer und eine 
Nennspannung von genau 12V ich habe nicht dazu gefunden ob sie diese 
spannung auch konstant halten weil ich brauche min 12V.
Die Liion Akku Pack finde ich besser weil kleiner und keinen 
Balancestecker  aber auch teurer. Es hat eine Nennspannung von 14.8V 
(3,7V pro Zelle) und kann bis 12V (3V pro Zelle) sehr lange und gut den 
spannungsbreich halten den ich benötige.

https://www.voelkner.de/products/209082/Samsung-ICR18650-4er-Akkupack-4x-18650-Kabel-Li-Ion-14.8V-2600-mAh.html?ref=51&offer=0fc1776d4d8a18b5895e65fb045bb0f1&gclid=CjwKCAjw34n5BRA9EiwA2u9k39PIIijNnR26RrsOZtxUCCXZifoLq3FQK4vZ25KFwjda_L80yQ5fTBoCGB0QAvD_BwE

was haltet ihr davon? In der beschreibung auf der website steht 
""Leistungsstark und langlebig mit Schutzbeschaltung die eine Tiefent- 
oder Überladung verhindert. Darüber hinaus trennt die Schutzbeschaltung 
den Akku, wenn der Verbraucher keine Energie benötigt.""

Dh das akkupack hat schon eine schutzschaltung und ich muss mich darum 
erstmal nicht kümmern oder?

Wie ist das mit dem Aufladen bei so einem Akku pack geht das zB einfach 
mit dem IMAX B6 MINI? Und ist dort zum Aufladen dann der Balancestecker 
egal, weil das akku pack ja auch 4 zellen hat.

Wolfgang schrieb:
> Auf welchem Spannungsniveau?
> Sind die 100mA alleine für den Sensor?
> Der ESP alleine braucht doch schon alleine bis zu 350mA, allerdings bei
> 3.3V

Der esp32 hat eine eignen batterie die ihn betreibt, ich wollte keinen 
buck converter verwenden weil das den Sensor vllt beeinträchtigen könnte

von m.n. (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Kleiner M. schrieb:
>> habt ihr noch andere ideen?
> Meine Idee wäre, dass du mal das eigentliche Problem oder besser die
> Aufgabe beschreibst und nicht das, was du mit deinem derzeitigen Wissen
> als Lösung ansiehst.

Dazu ist ja leider nichts Weiteres bekannt geworden.

Der von Dir ausgesuchte LiIon-Akku wäre mir zu speziell. Warum Dein 
Sensor auf Schaltregler negativ reagieren sollte, ist mir nicht klar. 
Diese arbeiten heutzutage im MHz Bereich, sodaß sich die erzeugten 
Spannungen mit einfachen Mitteln gut filtern lassen.

Zunächst hatte ich den ESP in der Schaltung nicht beachtet. Anstatt 
diesem noch eine weitere Spannungsversorgung zu spendieren, würde ich 
die gesamte Schaltung auf 5 V auslegen und mit einer (nahezu) beliebigen 
Powerbank versorgen.
Aber mach, wie Du meinst.

von Kleiner M. (zarathustrah)


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m.n. schrieb:
> Man kann die Ausgangsspannung auf feste Werte 5, 9
> und 12 V sowie in 0,2 V Schritten zwischen 5 und 12 V einstellen.

Ich finde keine Powerbank mit der ich das machen kann. Also müsste ich 
danach mit einem Boost Converter die spannung von 5 V auf 12V bringen? 
um mit der einen USB Buchse den 12V Senor zu betreiben und mit der 
anderen Buchse könnte ich ja ganz normal auf 5V den Esp betreiben.

Ich habe gehört dass manche Probleme mit Powerbank haben da die 
Schaltung zuwenig strom für die Powerbank benötigt und die sich dann 
automatisch abschalten.

von m.n. (Gast)


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Kleiner M. schrieb:
> Ich finde keine Powerbank mit der ich das machen kann.

Beispiele:
https://www.reichelt.de/powerbank-li-po-10000-mah-usb-c-goo-59821-p224889.html?&trstct=pol_4&nbc=1
https://www.pollin.de/p/usb-powerbank-goobay-59821-qc3-0-10000-mah-aluminium-272134
https://www.pollin.de/p/usb-powerbank-goobay-59819-qc3-0-15000-mah-aluminium-272132
https://www.pollin.de/p/usb-powerbank-goobay-59854-qc-3-0-20000-mah-aluminium-272135

> Also müsste ich
> danach mit einem Boost Converter die spannung von 5 V auf 12V bringen?
> um mit der einen USB Buchse den 12V Senor zu betreiben und mit der
> anderen Buchse könnte ich ja ganz normal auf 5V den Esp betreiben.

oder so, da es einfacher für Dich ist.
Deine Mindestlast ist hoch genug. Die PB schaltet sich nicht ab.

von Dietrich L. (dietrichl)


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m.n. schrieb:
> Deine Mindestlast ist hoch genug. Die PB schaltet sich nicht ab.

Naja, Kleiner M. sagt bis jetzt "max. 100mA". Aber wie groß ist die Last 
mindestens? Vielleicht reicht das doch nicht...

von m.n. (Gast)


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Wenn bei 12 V ca. 100 mA benötigt werden, muß ein Aufwärtswandler am 5 V 
Ausgang einer PB ca. 250 mA liefern. Damit bleibt jede PB wach. Kommt 
noch der der Strom vom ESP dazu, dann erst recht.
Zu Risiken und Nebenwirkungen: 
http://www.mino-elektronik.de/Powerbank/powerbank.htm#pbw4

von m.n. (Gast)


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Die PB muß natürlich den Strom liefern ...

von Kleiner M. (zarathustrah)


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m.n. schrieb:
> Beispiele:
> 
https://www.reichelt.de/powerbank-li-po-10000-mah-usb-c-goo-59821-p224889.html?&trstct=pol_4&nbc=1

vielen dank für deine mühe :) die finde ich sehr interessant und die 
erkennt dann automatisch was davon "Ausgang Type-C: 5 V/3 A, 9 V/2 A, 12 
V/1,5 A" benötigt wird oder?

Dietrich L. schrieb:
> Naja, Kleiner M. sagt bis jetzt "max. 100mA". Aber wie groß ist die Last
> mindestens? Vielleicht reicht das doch nicht...

das kann ich leider gerade nicht genau sagen müsste man mal 
experimentell herausfinden wie groß die last wirklich ist. Im datenbatt 
des sensors steht einfach nur max. 100mA.
Zumal bei der Powerbank ja auch nicht angegeben ist wie hoch die min 
last sein muss damit die nicht runter fährt. Ich habe gerade im internet 
geschaut und da stand sowas wie min 100mA.

Gilt die min last für eine USB Buchse oder für beide zusammen?
Da meine komplette schaltung so ungefähr min 200mA benötigt, dachte ich 
gerade ich könnte auch die komplette schaltung dann aber mit extra 5 auf 
12v boost converter an eine USB Buchse machen, damit die mindest last 
garantiert ist. da ist aber wieder das problem eines geeingten Boost 
converter der dann auch max 100mA liefert die ich jetzt gefunden habe 
lagen bei 33mA in kleineren größe und nicht so teuer. Eigl finde ich 
eine Powerbank schon unschlagbar 20/30€ für 10Ah.
bin ich mir aber immer noch nicht so sicher mit der EMV mit dem ganzen 
schaltkreis. aber ich denke Powerbank wäre schon eine gute idee.

von m.n. (Gast)


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Kleiner M. schrieb:
> Gilt die min last für eine USB Buchse oder für beide zusammen?

Das ist alles zu pauschal gefragt.
"Normale" PBs funktionieren bis hinunter zu 50 mA; "anormale" brauchen 
auch schon mal 120 mA. Da sollte die Stromaufnahme Deiner Schaltung doch 
sicher darüber liegen.

Bei PBs, die mehrere Ausgänge haben, aber nur 5 V liefern, muß nur ein 
Ausgang aktiv sein, um auch die anderen eingeschaltet zu halten.
Bei PBs mit QC3.0 kann jeder Ausgang separat eingestellt werden und hat 
damit auch seine eigene Mindestlast. Ein nicht genutzter Ausgang bleibt 
nicht automatisch aktiv. Das hängt vom jeweiligen Hersteller/Modell ab.

Kleiner M. schrieb:
> da ist aber wieder das problem eines geeingten Boost
> converter der dann auch max 100mA liefert

Da gibt es hier im Forum Hinweise, daß solche Wandler in China 3 Euro 
kosten - für 10 Stück oder so ;-) Suche nach dem IC MT3608.

von Kleiner M. (zarathustrah)


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m.n. schrieb:
> Bei PBs mit QC3.0 kann jeder Ausgang separat eingestellt werden und hat
> damit auch seine eigene Mindestlast.

Aber bei QC3.0 stellt sich der Ausgang selber auf 12v oder kann man das 
manuell machen? In datenblattern zu PB mit QC3.0 steht "Die Powerbank 
verfügt über Quick Charge 3.0. Um diese Technologie benutzen zu können, 
prüfen Sie bitte ob ihr Endgerät entsprechend kompatibel ist." woher 
weiß ich ob meine schaltung QC3.0 kompatibel ist?

Die datenleitung im USB port scheint bei QC3.0 für die 
Spannungssteuerung verantwortlich zu sein und damit nur endgeräte die 
damit eine kommunikation mit der QC3.0 PB aufnehmen können. Also nehme 
ich einfach eine 5V standart PB.

von Wolfgang (Gast)


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Kleiner M. schrieb:
> Ich finde keine Powerbank mit der ich das machen kann. Also müsste ich
> danach mit einem Boost Converter die spannung von 5 V auf 12V bringen?

Kleiner M. schrieb:
> ich wollte keinen
> buck converter verwenden weil das den Sensor vllt beeinträchtigen könnte

Ob du einen Step-Up oder einen Step-Down Wandler einsetzt, dürfte von 
der Wirkung auf den Sensor her ziemlich egal sein. Bedenke, dass bei 
einem Boost Konverter der Strom, den deine Batterie liefern muss, 
erheblich höher ist (knapp Faktor 3 für Wandlung 5V -> 12V)

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