Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Akku mit 5V/20A für LED Projekt


von Eric H. (richwars)


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Hi,
bin aktuell dran ein Akkupaket für ein LED Panel zu bauen. Das LED Panel 
ist soweit fertig und läuft aktuell mit einem Netzteil an 230V. Der 
Ausgang des Netzteils liefert 10A bei 5V.
Das ganze soll jetzt tragbar gemacht und um einen Akku erweitert werden. 
Das Panel besteht aus drei Einzeldisplays, aktuell laufen nur zwei 
Displays. Zusätzlich ist ein Raspberry Pi mit integriert auf welchem die 
Simulationen laufen.
Die einzelnen Panels brauchen jeweils 5V/4A und der Raspberry benötigt 
um die 700mA. Das heißt in Summe benötige ich eine Ausgangsleistung von 
5V*15A = 75W. Die Erhöhung auf 15A dient als Reserve für einen 
eventuellen Ausbau.

Den Akku würde ich gerne aus 18650 Li-Ion Zellen aufbauen. Diese sind 
vom Typ Samsung SDI INR18650-25R und besitzen keine Schutzschaltung. Der 
Akku sollte mit 5V oder 12V geladen werden. Ein Betrieb der Displays 
während des Ladevorgangs sollte möglich sein. Der Ladestrom muss nicht 
so hoch sein wie der Nennstrom der Verbraucher, da die Displays von der 
Helligkeit runtergeregelt werden können. Viel mehr geht es darum das die 
Arbeit an der Software nicht unterbrochen werden muss.

Hab mich die letzten Tage ein bisschen in die Li-Ion Akku Technik 
eingelesen aber bin noch zu keinem passenden Ergebnis gekommen.

Die erste Idee war es die TP4056 Lademodule zu verwenden und jeweils für 
eine Zelle parallel zu schalten. Damit müssten sich aus 15 Einzelmodulen 
mit jeweils einem Akku ein großer mit 15A Ausgangsstrom ergeben? Es 
scheitert aber an den StepUp Modulen, da diese sich nicht parallel 
schalten lassen und ein einzelnes einen zu geringen Strom liefert.

Die Schlussfolgerung daraus war einen Akku als 2S6P aufzubauen. Dazu 
wird ein Charger, BMS und eine Stepdown Wandler benötigt. Die Stepdown 
Wandler gibt es für größere Ausgangsleistungen. Da ich mich aber nicht 
wirklich auskenne in der Hardware scheitert es daran die richtigen 
Komponenten auszuwählen. Bzw sind meiner Meinung nach die Schaltungen 
nicht ausführlich genug beschrieben um eine Kombination zu erstellen.

Hat jemand eine Idee wie man das lösen könnte? Gegebenenfalls auch 
andere Lösungsansätze wie man das hinbekommen könnte?!
Danke!

von Stefan F. (Gast)


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Eric H. schrieb:
> Die erste Idee war es die TP4056 Lademodule zu verwenden und jeweils für
> eine Zelle parallel zu schalten. Damit müssten sich aus 15 Einzelmodulen
> mit jeweils einem Akku ein großer mit 15A Ausgangsstrom ergeben?

Du willst 15 Laderegler parallel schalten? Das finde ich sehr schräg.

Ich habe das Gefühl, dass du da zwei Dinge (Laden und Spannung wandeln) 
in einen Topf wirfst. Betrachte diese Aufgaben getrennt, dann findest du 
bestimmt handelsübliche Produkte, die dafür geeignet sind.

Wo brauchst du 15A, beim Laden oder am 5V Ausgang für deine Verbraucher?

Wo kommt die Energie für das Laden her? Wie viel Spannung/Strom?

von Harald (Gast)


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Eric H. schrieb:
> Da ich mich aber nicht
> wirklich auskenne in der Hardware scheitert es daran die richtigen
> Komponenten auszuwählen. Bzw sind meiner Meinung nach die Schaltungen
> nicht ausführlich genug beschrieben um eine Kombination zu erstellen.

Warum nicht einfach vernünftige Werkzeugakkus 18V. Und zwar zwei davon, 
damit Du ohne Unterbrechung wechseln kannst. Beide Akkus einfach per 
Diode voneinander entkoppelt. Vorteil: Vernünftiges schnelles solides 
Ladekonzept und kein eigener Eiertanz mit schlechten Vorkenntnissen. 
(Gerade bei deiner Beschreibung (keine Schutzschaltung, gepaart mit 
deinen Ideen TP4056 etc.)).
Step-Down von 18V ist sehr einfach hinzubekommen, einzig eine passende 
Unterspannungsabschaltung bei ca. 15V ist die einzige Herausforderung.

von Eric H. (richwars)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Du willst 15 Laderegler parallel schalten? Das finde ich sehr schräg.
von der Idee bin ich mittlerweile abgekommen. Nimmt zu viel Platz ein 
und es gibt keine Garantie das es funktionieren könnte.

>Wo brauchst du 15A, beim Laden oder am 5V Ausgang für deine Verbraucher?
Am Ausgang des Akkus brauche ich 5V und maximal 15A das ich meine 
Displays betreiben kann.

>Wo kommt die Energie für das Laden her? Wie viel Spannung/Strom?
Energie für das laden kommt aus einen handelsüblichen Netzteil, 5V/10A 
oder alternativ ein 12V Netzteil.

>Warum nicht einfach vernünftige Werkzeugakkus 18V. Und zwar zwei davon,
>damit Du ohne Unterbrechung wechseln kannst. Beide Akkus einfach per
>Diode voneinander entkoppelt. Vorteil: Vernünftiges schnelles solides
>Ladekonzept und kein eigener Eiertanz mit schlechten Vorkenntnissen.
>(Gerade bei deiner Beschreibung (keine Schutzschaltung, gepaart mit
>deinen Ideen TP4056 etc.)).
>Step-Down von 18V ist sehr einfach hinzubekommen, einzig eine passende
>Unterspannungsabschaltung bei ca. 15V ist die einzige Herausforderung.
Die Werkzeugakkus sind nicht gerade günstig und die 18650er Zellen habe 
ich noch hier rumliegen. Zusätzlich bräuchte ich dann noch ein passendes 
Ladegerät dafür.

von Stefan F. (Gast)


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Einen Step-Up Wandler von 3,7V nach 5V mit satten 15A Ausgangsstrom 
würde ich gar nicht bauen wollen. Das stelle ich mir sehr anspruchsvoll 
vor, vor allem, was die Verluste angeht.

Vielleicht magst du eine Laptop-Powerbank verwenden. Da hast du Akku, 
Netzteil und Laderegler schon einmal fertig von der Stange. Viele davon 
können mit 12V laden. Am Ausgang kommen in der Regel ungefähr 19V bis ca 
5A heraus. Die kannst du ohne Schwierigkeiten auf 5V 15A herunter 
wandeln, zum Beispiel mit 
https://www.amazon.de/PEMENOL-Stromversorgung-Spannungsregler-Abwärtswandler-Hocheffizienter/dp/B08G8C5PD1/ref=sr_1_7

von Harald (Gast)


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Eric H. schrieb:
> Die Werkzeugakkus sind nicht gerade günstig

Aldi haut die im Dauerprogramm günstig raus, samt Ladegerät für wenige 
€...
Dann bist Du so gut wie fertig. Dein eigener Ansatz mit den 
"rumliegenden" 18650 wird dich aufgrund der Ströme (insbesondere bei 
wenig Kenntnissen) noch lange begleiten und einiges an Lehrgeld kosten.

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