Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik batteriebetriebener ESP32 --- Batterieschutzschaltung?


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von Egon M. (knut735)


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Hallo

Ein ESP32 wird mit einem Akku (z.B. LiFePo4) betrieben. Wie muß man für 
das Ende ausreichender Akkuspannung vorsorgen?

Der Esp32 wird sich wahrscheinlich am Ende der ausreichenden Spannung 
unkontrolliert verhalten, mehrmals Reset auslösen und schließlich 
irgendwie stehen bleiben.
Zieht er dann noch Strom? Dann entlädt sich der Akku weiter, wird 
tiefentladen und schließlich unbrauchbar?

Ich könnte mir vorstellen, die Akkuspannung zu messen und am Ende den 
ESP32 abzuschalten. Aber gibt es einen Befehl zum totalen Abschalten?
Hier am ESP32 könnte man wenigstens auf deep sleep ausweichen.

Wie machen es die Leute, die Geräte irgendwo aussetzen und dann nicht 
wissen, ob sie rechtzeitig die Akkus wechseln können?

VG

knut735

von Foobar (asdfasd)


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Es gibt Schutz-ICs - das verbreiteste dürfte DW01 sein.  Ist allerdings 
für LiIon (2.40V - 4.25V).  Ich meine, es gibt auch welche mit 
integrierten MOSFETs, hab aber keine Nummer im Kopf.  Das sind aber ICs, 
die verhindern sollen, dass die Akkus gefährlich werden resp kaputt 
gehen (seh sie als Sicherung) - bevor die anspringen, wird die Zelle 
schon ordentlich gestresst.  Die gibt's auch als fertiges Board, kann 
man evtl auch aus einem alten LiPo schlachten.  Oder "protected cells" 
nehmen, die haben den gleich drin.

Was auch gerne gemacht wird, ist, einen DC/DC-Konverter mit 
Under-Voltage-Lock-Out (UVLO) zu verwenden - die schalten bei zu 
niedriger Spannung ab.

: Bearbeitet durch User
von Michael U. (amiga)


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Hallo,

BMS für 1S LiFePO4 gibt es z.B. bei ebay usw.
Liegen hier seit mehr als einem Jahr in der Schublade...
Das ist jetzt keine Empfehlung, nur ein Erfahrungsbericht:
Seit gut 2 Jahren privat hier 18650 (1500mAh) und 14500 (600mAh) in 
Benutzung, für mich sind diese blauen China-Zellen inzwischen als 
"unkaputtbar" eingestuft.
ESP32 mit BME280 und MAX44009 auf dem Balkon, alle 5 Minuten Daten per 
MQTT.
2x 18650 die im Wechsel genutzt werden, getauscht und mit passendem 
Ladegerät extern geladen. Laufzeit fast auf den Tag genau 2 Monate, 
egal, ob Sommer oder Winter. Spannung wird per Spannungsteiler und ADC 
des ESP32 gemessen, mehr ca. als genau. Letzte Meldung des ESP32 ist 
meist knapp unter 2,5V, wenn ich es übersehe hat die Zelle nach 1-2 
Tagen noch ca. 1,3V...
Bei einer Zelle hatt ich mal die Kapazität getestet: neu runs 1600mAh, 
nach Mißhandlungen wie Tiefentladung und auch mal Überladung (als Li-IO 
geladen...) noch rund 1400mAh.
Einfach deshalb meine Faulheit, daß BMS endlich mal ranzulöten.
Letztlich bleibt also die Wichtigkeit eines "ausgesetzten" Gerätes, 
Daten bekommt man mit oder ohne BMS dann sowieso nicht mehr.

Gruß aus Berlin
Michael

von Monk (roehrmond)


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Bei weniger wichtigen Gerätschaften kenne ich die Methode, dass der 
Mikrocontroller die Batteriespannung mittels ADC misst und sich bei "Low 
Batt" schlafen legt.

Dann braucht er immer noch Strom, aber hoffentlich nicht so viel, dass 
der Akku in absehbarer Zeit beschädigt wird.

von Klaus H. (hildek)


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Steve van de Grens schrieb:
> Dann braucht er immer noch Strom, aber hoffentlich nicht so viel, dass
> der Akku in absehbarer Zeit beschädigt wird.

Ich kenne den ESP32 bzw. seine Schaltung nicht und kann daher nicht 
sagen, wie wenig Strom er im 'Schlaf' noch benötigt bzw. was da noch an 
Peripherie aktiv ist.
Man kann auch einen Transistor verwenden, mit dem der µC den Akku 
komplett abtrennt, ähnlich wie es beim Transistortester gelöst wurde.

Bei einem ATTiny (ohne zusätzliche Peripherie) ist die Methode mit dem 
Tiefschlaf jedoch völlig ausreichend; der verbleibende Stromverbrauch 
ist dann weit unterhalb der Selbstentladung des Akkus - wenn man darauf 
achtet, dass die angeschlossenen Lasten auch vorher abgeschaltet werden.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Foobar schrieb:
> Es gibt Schutz-ICs - das verbreiteste dürfte DW01 sein.  Ist allerdings
> für LiIon (2.40V - 4.25V).

Die Dinger heißen Schutz , nicht Betrieb. Die sollen Schaden abwenden, 
schalten aber für den Regelbetrieb zu spät, wenn der Akku etwas länger 
leben soll.

> Ich meine, es gibt auch welche
... hilft niemandem!

Michael U. schrieb:
> Spannung wird per Spannungsteiler und ADC
> des ESP32 gemessen, mehr ca. als genau.

Das ist der sinnvolle Weg: Spannung messen und sich selbst komplett vom 
Strom trennen.

Dazu gab es diverse Threads. Ich hatte mal meine Lösung dargestellt, die 
sich auf (fast) jeden beliebigen µC anpassen lässt und natürlich nicht 
jedem gefallen hat:

Beitrag "Re: Selbsthalteschaltung (mit µC) gesucht"

Die nachgelegte Idee (03.01.2021) mit dem Relais finde ich sehr 
interessant, wenn man denn ein bistabiles Relais passender 
Spulenspannung findet.

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