Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TP4056 Ladestand, Energiesparmodus


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von Tomme (Gast)


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Servus Leute,

es geht Mal wieder um das Lademodul TP4056, mit das ich ein 3,7V Li-Ion 
Akku laden will, um einen Sender zu versorgen. Meine Frage(n): Wie kann 
ich mir den Akkustand vom Akku an einem Display (Sender) anzeigen 
lassen, während der Sender im Betrieb bzw. am Laden ist. Außerdem soll 
der Sender in einen Energiesparmodus gehen, wenn er nicht in Bewegung 
ist.
Der Sender besteht aus einem Inertialsensor und Mikrokontroller.
Bin über jede Hilfe dankbar

Beitrag #6720825 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6721172 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6721914 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Hermann W. (hermannw)


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Einen Plan habe ich schon, aber bisher nur in der Theorie gelöst.
Die Idee ist im Anhang skizziert:
-Zuerst wird der Akku vollgeladen
-dann die Entadekennlinie aufgenommen
-die wird über der Restkapazität aufgetragen (blau)
-dann wird die Ladekennlinie im gleichen Diagramm über der geladenen 
Kapazität aufgetragen (rot)
-jetzt wird mit dem Innenwiderstand Ri (hier mit 150mR ziemlich hoch) 
aus beiden Kurven der Spg-Abfall an Ri herausgerechnet (gelb und grün)

Das Ergebnis: beide Kurven decken sich weitgehend. Diese errechnete 
Kurve ist auch ziemlich genau die stromlose Leerlauf-Spg der Zelle. Wie 
man sieht, ist Ri bis zum Entladeknick konstant. Unterhalb des 
Entladeknicks muss noch die Kurve korrigiert werden (Ri bis 250mR).
Die Kapazität kann man also in jedem Zustand (Laden, Entladen, Leerlauf) 
aus den aktuellen Strom- und Spg-Werten berechnen.
Vorgehen im AVR:
-Leerlauf-Spg als Stützpunkttabelle hinterlegen
-Strom und Spg messen
-aktuelle Leerlauf-Spg über Ri berechnen
-über Stützpunkttabelle Kapazität berechnen

Vielleicht baue ich das nochmal auf.

von Manfred (Gast)


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Hermann W. schrieb:
> Einen Plan habe ich schon, aber bisher nur in der Theorie gelöst.
> Die Idee ist im Anhang skizziert:

Schmeiß Deine Theorie weg, reale Akkukennlinien sehen erheblich anders 
aus.

Tomme will mal wieder etwas, wo schon x-tausende Ingenieure dran 
gescheitert sind, das ist nicht so einfach. Man kann Spannung und 
Strom messen und daraus eine Energiebillanz rechnen, einfach geht 
anders.

von Hermann W. (hermannw)


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Manfred schrieb:
> reale Akkukennlinien sehen erheblich anders
> aus.

Wie denn? Das ist eine real gemessen Lade- und Entlade-Kennlinie eines 
realen Akkus. Da der Strom  mit 0,6A konstant ist, kann man auf der 
x-Achse auch die Zeit auftagen. Die ist dann beim Laden links und beim 
Entladen rechts Null.

von Lukas (Gast)


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Manfred schrieb:

> Tomme will mal wieder etwas, wo schon x-tausende Ingenieure dran
> gescheitert sind, das ist nicht so einfach. Man kann Spannung und
> Strom messen und daraus eine Energiebillanz rechnen, einfach geht
> anders.

kann ich nicht von der Zellspannung ausgehen
und diese Tabelle aufstellen:


Zellspannung        Ladezustand
4,2V                100%
4,1V                90%
4,0V                80%
3,9V                60%
3,8V                40%
3,7V                20%
3,6V                 0%

von Hermann W. (hermannw)


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Lukas schrieb:
> kann ich nicht von der Zellspannung ausgehen

Wie in meinem gemessenen Diagramm zu sehen ist, ist die Spg abhängig vom 
Lade- und Entladestrom. Auch im Leerlauf (mittlere Linie) ist die Kurve 
nicht linear, dass kann man aber in der Tabelle berücksichtigen.

von Lukas (Gast)


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könntest du mir das vllt aufbauen? Wäre sehr hilfreich, weil das hört 
sich sehr gut an

von Hermann W. (hermannw)


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Lukas schrieb:
> könntest du mir das vllt aufbauen?

Mal so auf die Schnelle:
Der Ladestrom wird über A1 mit der internen Verstärung V=20 gemessen 
(ein 2. OP geht auch). Der Entladestrom wird mit dem OP invertiert und 
verstärkt. Da der OP negative Eingangs-Spg verarbeiten muss, wird mit A4 
eine negative Versorgungs-Spg gepumpt.

von Lukas (Gast)


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was ist der T84 für ein Bauteil?
Wie hoch ist der Lastwiderstand?

von Hermann W. (hermannw)


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T84 ist der µC Tiny84, der programmiert werden muss. Das Programm ist 
nur als Grobgerüst im Kopf vorhanden. Der Last-R ist der Verbraucher und 
damit von der Anwendung vorgegeben.

von Manfred (Gast)


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Hermann W. schrieb:
> Wie denn? Das ist eine real gemessen Lade- und Entlade-Kennlinie eines
> realen Akkus.

Sieht aus wie die einer Zink-Kohle Batterie oder eines richtig kaputten 
Akkus.

Ein typischer Li-Akku siehe Anhang, bei sehr hohen Strömen oder 
Schrottakkus ist die Steigung evtl. größer.

Beim Laden kann man aus der Spannung auch nicht sonderlich viel erahnen, 
im Anhang eine Zelle mit etwa 800mAh und einer Ladung mit 250mA bis 4,2V 
(Lade-IC Texas / BQ). Schaust Du das Datenblatt vom TP4056 an, ist der 
dortige Graph fast gleich.

Wer hier behauptet, aus der Spannug auf den Ladezustand schließen zu 
können, hat entweder eine neue Akkuphysik erfunden oder erzählt Märchen.

von Hermann W. (hermannw)


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Manfred schrieb:
> Sieht aus wie die einer Zink-Kohle Batterie oder eines richtig kaputten
> Akkus.
Das habe ich mir gleich gedacht: du bist mit deinem Urteil so schnell, 
dass du keine Zeit hast, ein Diagramm zu lesen. Wenn es nicht wie dein 
Standard aussieht, ist es sowieso verkehrt.
Die Diagramme unterscheiden sich gar nicht. Meine Ladekurve (rot) ist 
ein Ausschnitt aus deiner. Der einzige Unterschied, meine Kurve beginnt 
bei 3,5V und die Achse beginnt bei 3V. Was bei dir auf den letzten 4mm 
passiert, füllt bei mir das ganze Diagramm.

Manfred schrieb:
> Wer hier behauptet, aus der Spannug auf den Ladezustand schließen zu
> können, hat entweder eine neue Akkuphysik erfunden oder erzählt Märchen.

Da du alles weißt, sag doch woran du genau den Schrottakku erkennst.

Manfred schrieb:
> Tomme will mal wieder etwas, wo schon x-tausende Ingenieure dran
> gescheitert sind
Als Ingenieur sollte man alte Glaubenssätze auch mal kritisch in Frage 
stellen. Ich bis zwar noch bei den Voruntersuchungen, aber die sind 
schon mal erfolgversprechend. Ich weiß noch nicht wie gut das wird, aber 
es hat sich schon oft folgender Spruch bewahrheitet.

Alle sagen, das geht nicht.
Dann kam einer, der wusste das nicht
und hat es einfach gemacht.

von RCP (Gast)


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Tomme schrieb:
> es geht Mal wieder um das Lademodul TP4056, mit das ich ein 3,7V Li-Ion
> Akku laden will, um einen Sender zu versorgen.

es geht Mal wieder um das Lademodul TP4056, mit dem ich einen 3,7V 
Li-Ion
Akku laden will, um einen Sender zu versorgen.

Isses denn so schwer?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Den Ladezustand kann man anhand der Spannung nur grob abschätzen, wenn 
dabei stets der gleiche Strom fließt. Dabei musst du aber schon 
zumindest zwischen Laden und Entladen unterscheiden.

Deswegen ist es eher üblich, die Energiemengen zu messen, die rein und 
raus fließen, sowie Wirkungsgrad und Verschleiß des Akkus zu 
berücksichtigen. So machen das die Smartphones und Laptops.

Der TP4056 liefert dir nur ein Signal, das den Ladevorgang anzeigt. Er 
kann dir nicht anzeigen, wie voll der Akku ist.

: Bearbeitet durch User
von Hermann W. (hermannw)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Deswegen ist es eher üblich, die Energiemengen zu messen, die rein und
> raus fließen

Dafür gibt es z.B. den BQ2040 "Gas Gauge IC".  Der erfordert aber eine 
lange Liste von Parametern, die eingegeben werden muß. Dafür kann er 
aber LIion und NiMH. Über LEDs zeigt er direkt mit 25% Auflösung den 
Ladezustand an. Über SMBus lassen sich Kapazität usw. anforden.

von Hermann W. (hermannw)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Den Ladezustand kann man anhand der Spannung nur grob abschätzen, wenn
> dabei stets der gleiche Strom fließt

Damit das auch bei unterschiedlichen Strömen geht, mache ich gerade die 
oben angefangenen Überlegungen und Messungen. Ob das zum ausreichenden 
Erfolg führt, ist noch unklar.

von TP4056-Laden? (Gast)


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Tomme schrieb:
> Meine Frage(n): Wie kann
> ich mir den Akkustand vom Akku an einem Display (Sender) anzeigen
> lassen, während der Sender im Betrieb bzw. am Laden ist. Außerdem soll

Ganz einfach: LM391x, und Bauteile als LED-Anzeige (Punkt oder 
Bandbetrieb am Pin 9 des LM), noch einenTaster oder Schalter in Reihe 
schonhast deie Anzeige. Das Gefasel von Atyny oder sowas ist unsinnig 
und für nur die geeignet, die was auf schlau wichtig tun hier ablassen 
müssen.

Du brauchst weder dazu einen Controller, noch sonstigen Schnickschnack. 
LED-Kette reicht völlig aus.

Wozu braucht man eine Klartextanzeige mit Parametern, mit denen niemand 
was anfangen kann?
Was interessiert hier ein Zahlenwert? Also  ich will sehen, wieviel 
Ladung noch da ist oder bis leer oder voll geladen übrig ist. Oder 
starrst du die ganze Zeit das Display an, bis es abschaltest? ich nicht.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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TP4056-Laden? schrieb:
> Ganz einfach: LM391x
> Das Gefasel von Atyny oder sowas ist unsinnig und für nur die
> geeignet, die was auf schlau wichtig tun hier ablassen müssen.

Der LM3914 ist für Privatkunden nur noch schwer zu bekommen. Zeitweise 
gibt es ihn bei Reichelt, momentan für Satte 7,10 Euro.

Ein ATtiny kostet hingegen gerade mal ein Euro und bietet mehr 
Flexibilität. Zum Beispiel kann er die gewünschte Steuerung des 
Energiersparmodus gleich mit übernehmen.

Ja, dann muss man ihn programmieren können bzw. es lernen. Das ist heute 
eben so, genau so wie man ohne Englisch nicht mehr weit kommt. Deswegen 
wird das Thema ja auch in den Schulen voran getrieben. In anderen 
Ländern beginnen sie schon in der Grundschule mit dem Programmieren. 
Vielleicht sollte man sich einfach mal dem aktuellen Gepflogenheiten 
anpassen.

> Wozu braucht man eine Klartextanzeige mit Parametern,
> mit denen niemand was anfangen kann?

Solche Fragen könnte ich auch den Auftraggebern stellen, die 
letztendlich meine Familie ernähren. Da ist fast alles unnötig. Na und? 
Wenn er es so haben will, dann lass ihn doch!

Warum kommunizierst du über einen Computer? Das ist auch unnötig.

: Bearbeitet durch User

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