Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akkuspannung (Li-Ion 18650) anheben (~1,8V bei 3A)


von Patrick F. (der_patrick)


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Guten Morgen und hallo Forum!
Ich habe schon viel Hilfe nur durch das lesen hier erfahren, muss aber 
jetzt doch selber mal eine Frage stellen.

Hintergrund:
Ich habe mir ein Nuki smart lock 2.0 gekauft.
Soweit ist alles schick, jedoch mache ich mir schon jetzt einen Kopf 
über die Stromversorgung.
Betrieben wird das Ding mit 4 Stück AA Batterien oder Akkus also 4,8 bis 
6V.
Ich würde nun gerne, da ich Dampfer bin, 18650 Zellen (die habe ich hier 
immer voll geladen liegen) einsetzen.
3D-Drucker für ein Gehäuse ist vorhanden, Lötstation und Messgerät für 
kleinere Schaltung auch.

Das Problem:
Ich hatte überlegt folgende Bauteile einzusetzen:
Schutz für den AKKU z.B. - 
https://www.ebay.de/itm/BMS-1S-3A-Li-Ion-LiPo-Battery-18650-Charger-Protection-Board-4-2V-no-balance/173245592169?hash=item28563df269:g:~RYAAOSw1ztbI72Q
Step Up auf 5V (oder regelbar für 6V) z.B. - 
https://www.ebay.de/itm/DC-DC-Step-Up-Power-Apply-3V-32V-to-5V-35V-XL6009-400KHz-4A-Max/174543270061?hash=item28a396f0ad:g:W0IAAOSwDr9fyCoM
Sollte funktionieren, jedoch kann ich dann die integrierte 
Spannungsüberwachung des Nuki nicht nutzen.

Frage:
Gibt es eine einfache Möglichkeit die max. Spannung von 4,2V (voll 
geladen) der 18650 um 1,8V anzuheben (für die max. 6V des Nuki), wo die 
Ausgangsspannung entsprechend dem Akku abnimmt (z.B. 4,8V am Ausgang bei 
fast leerem Akku)? Geladen wird extern.

Daten:
Akku 18650 Sony Konion VTC6 Nennspannung. 3,7V (werden extern geladen)
Nuki 4,8V (Akkus), 6V (Batterien)
Max. Stromaufnahme 3A
Bauraum auf eine 18650 Zelle begrenzt


Schon mal vielen Dank für die Antworten!

Gruß Patrick

von MaWin (Gast)


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Patrick F. schrieb:
> Step Up auf 5V (oder regelbar für 6V) z.B. - Ebay-Artikel Nr.
> 174543270061
> Sollte funktionieren,

Was meinst du, wie schnell dein Akku leer sein wird, wenn du dieses Ding 
drangeklemmt hast ?

Der braucht auch wenn der Nuki Einbruchermöglicher nichts tut reichlich 
Strom aus dem Akku, ein vermutlich hundertfaches des Nuki.

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


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Patrick F. schrieb:
> Betrieben wird das Ding mit 4 Stück AA Batterien oder Akkus also 4,8 bis 6V
Und wie lange läuft es damit?

> Gibt es eine einfache Möglichkeit die max. Spannung von 4,2V (voll
> geladen) der 18650 um 1,8V anzuheben (für die max. 6V des Nuki)
Das Problem ist, dass die "Anhebeschaltung" einen Eigenbedarf hat, die 
möglicherweise den Ruhestrombedarf des Nuki bei weitem überschreitet.

> (für die max. 6V des Nuki)
Mit welcher Spannung arbeitet das Ding minimal? Denn NiMh Akkus sind 
erst bei 1V leer.

> wo die Ausgangsspannung entsprechend dem Akku abnimmt (z.B. 4,8V am Ausgang
> bei fast leerem Akku)?
Welchen Vorteil hätte so ein Spanungsverlauf überhaupt?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Patrick F. schrieb:
> Step Up auf 5V (oder regelbar für 6V) z.B. -
> Ebay-Artikel Nr. 174543270061

Normalerweise möchte der YL6009 natürlich die Spannung am Ausgang 
konstant halten. Man kann aber in seinen Feedback Kreis eingreifen. Wenn 
er am FB Eingang eine steigende Spannung erkennt, regelt er den Ausgang 
runter.

Dein Job ist es also, mit sinkender Akkuspannung eine steigende Spannung 
am FB Pin zu erzeugen. Das kann im einfachsten Fall ein PNP Transistor 
sein, der mit fallender Spannung an der Basis am Kollektor eine 
Spannungerhöhung produziert. Emitter ist an Plus.
Die Dimensionierung ist der springende Punkt. Solange die Spannung an 
der Basis kleiner als -0,6 V gegenüber dem Emitter ist, sperrt er. 
Aufmischen auf den normalen FB Kreis könnte man mit einer Diode machen.

Lothar M. schrieb:
> Welchen Vorteil hätte so ein Spanungsverlauf überhaupt?

Der TE möchte die Batteriewarnung des Schlosses weiterhin nutzen und 
erkennen, wann die 18650 Zelle leer ist.
Wenn ich sowas machen würde, dann vermutlich mit 2 Zellen und einem 
Step-Down.

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


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Matthias S. schrieb:
> Der TE möchte die Batteriewarnung des Schlosses weiterhin nutzen und
> erkennen, wann die 18650 Zelle leer ist.
Ja, richtig, steht ja da...  ;-)
Aber warum nicht einfach eine Schaltung, mit der der Schaltregler immer 
die "volle" Spannung ausgibt, bis zu dem Augenblick, wo der Akku fast 
leer ist. Dann wird die Spannung auf "leer" reduziert. So ein Umschalten 
von "voll" auf "leer" wäre allemal einfacher als irgendein "Verlauf 
entsprechend des Füllstands".

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Noch einfacher wäre es, 2 Zellen in Reihe zu schalten und die Spannung 
über 3-4 Si-Dioden zu führen. Dann hat man bei randvollen Zellen (8,4V) 
etwa 2V - 2,4V Spannungfall. StepUps oder -Downs sind dann überflüssig.

von Patrick F. (der_patrick)


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Erst mal Danke für die bisherigen Vorschläge und Anregungen!

2 Zellen scheiden aus, weil zu groß. Das Ding ist eh schon nicht hübsch 
und wenn ich es etwas nach unten verlängere wird es nicht schöner. Mit 2 
Zellen kann ich bisherigen Bereich der 4 AA Zellen nicht nutzen, dann 
hängt das Ding (Akkufach) was weiß ich wie weit nach unten raus.

> Was meinst du, wie schnell dein Akku leer sein wird, wenn du dieses Ding
> drangeklemmt hast ?
Ich habe keine Ahnung wie viel Leistung die brauchen. Ich habe die bis 
jetzt nur an Schaltungen mit Netzteil verwendet.

>> (für die max. 6V des Nuki)
> Mit welcher Spannung arbeitet das Ding minimal? Denn NiMh Akkus sind
> erst bei 1V leer.
Ich habe bis jetzt nur die Info 4V gefunden, da ich das Teil gerade erst 
montiert habe, fehlt mir die eigene Erfahrung.

@Matthias S.
Sorry aber da steig ich aus, dafür reicht mein Wissen nicht. Hört sich 
aber gut an und scheint genau das zu machen was ich gerne hätte.

> So ein Umschalten von "voll" auf "leer" wäre allemal einfacher als irgendein 
"Verlauf
> entsprechend des Füllstands".
Aber dann stehe ich vor der Tür und komme nicht rein 😉

Gut im Zweifelsfall könnte ich immer noch eneloops einsetzen, ich dachte 
es gibt vielleicht eine einfache, günstige Lösung die ich nicht kenne.

von Harald W. (wilhelms)


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Patrick F. schrieb:

> Gut im Zweifelsfall könnte ich immer noch eneloops einsetzen, ich dachte
> es gibt vielleicht eine einfache, günstige Lösung die ich nicht kenne.

Ja, die Beste Lösung sind Eneloops. :-)

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