Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Digitales Potentiometer hier sinnvoll?


von Ernst H. (Firma: Laboratorium_S1) (ernst_haft)


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Hallo,

ich möchte ein Ladegerät bauen, welches mir verschiedene 
Lithium-Ionen-Akkus laden kann. Daher soll der Strom im CC-Modus und die 
Spannung im CV-Modus auf einen für den Akku bestimmten Wert mittels 
eines Mikrocontrollers (z.B. Arduino) festgelegt werden.

Ich fand bisher dies:
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/two-step-lithium-battery-charger-circuit-with-cc-cv-mode

Dieses Ladegerät sieht vielversprechend aus. Jedoch sind die Spannung 
und der Strom durch Widerstände festzulegen. Die Widerstände sind 
allerdings, einmal eingebaut, nicht mehr an weitere Akkus anpassbar.

Daher die Frage:
Kann ich digitale Potentiometer nutzen? Macht es Sinn, oder entstehen zu 
große Verlustströme? Lassen sich die Widerstände passend Regeln?

Mögliches Poti:
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21978c.pdf

Vielen Dank für alle Antworten.
Mit besten Grüßen

Ernst

von Hannes J. (Firma: _⌨_) (pnuebergang)


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> R1 1.5R 1W

So, und jetzt schau mal ganz genau in das Datenblatt und überlege dir in 
wie vielen Aspekten das digitale Potentiometer nicht passen könnte.

Das gleiche Spiel noch mal für R2 und R3. Na, was könnte da das Problem 
sein?

von Ernst H. (Firma: Laboratorium_S1) (ernst_haft)


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Hannes J. schrieb:
>> R1 1.5R 1W
>
> So, und jetzt schau mal ganz genau in das Datenblatt und überlege dir in
> wie vielen Aspekten das digitale Potentiometer nicht passen könnte.
>
> Das gleiche Spiel noch mal für R2 und R3. Na, was könnte da das Problem
> sein?

Klar, die Leistungsbelastbarkeit ist hier das Problem.
Auch die Größe, weshalb ich das Platinenlayout anpassen müsste.

Ich würde mir allerdings digitale Potis suchen, die die verwendeten 
Leistungen abkönnten.

Würde das Prinzip des digitalen Potentiometers allerdings funktionieren?

von Andreas M. (elektronenbremser)


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Nein

von Ernst H. (Firma: Laboratorium_S1) (ernst_haft)


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Was wären denn Möglichkeiten, die funktionieren würden?

von Rainer W. (rawi)


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Ernst H. schrieb:
> Ich würde mir allerdings digitale Potis suchen, die die verwendeten
> Leistungen abkönnten.

Viel Erfolg

von Uwe D. (monkye)


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Die Schaltung funktioniert super, hab ich schon vor 20 Jahren gebaut - 
allerdings ohne den Arduino…
Und so flexibel in Bezug auf den maximalen Ladestrom ist das eh nicht.

Und es gibt eine Reihe von „Modifikationen“ diverser Step-Downs, wo die 
Potis für CC bzw. CV digital ersetzt wurden - mit deutlich mehr Luft 
nach oben.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Ernst H. schrieb:
> Ich würde mir allerdings digitale Potis suchen, die die verwendeten
> Leistungen abkönnten.

Mach das mal. Such mal nach einem elektronischen Poti mit 1.5Ω 
(meinetwegen auch 10Ω) Endwiderstand. Oder 1W Belastbarkeit.

Ernst H. schrieb:
> Was wären denn Möglichkeiten, die funktionieren würden?

Andere. Die gezeigte "Schaltung" jedenfalls schon mal nicht. Lader für 
Li-Ionen Akkupacks gibt es im Modellbau-Sektor. Auch DIY.

von Sebastian R. (sebastian_r569)


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Ernst H. schrieb:
> Ich würde mir allerdings digitale Potis suchen, die die verwendeten
> Leistungen abkönnten.

Sag Bescheid, wenn du eines gefunden hast.

von Rainer W. (rawi)


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Sebastian R. schrieb:
> Sag Bescheid, wenn du eines gefunden hast.

Nimm so etwas und stelle den mit einem Arduino über einen Linearantrieb. 
Das Ding hat sogar noch Reserve ;-)
https://www.tme.eu/de/details/bxs300-3.3/dekaden/mcp/bxs300-320va-3-3-ohm-10a/

von Re (r42)


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Ernst H. schrieb:
> Kann ich digitale Potentiometer nutzen?

Dass die Daten der erhältlichen Potis ziemlich disjunkt zu dem 
einzusetzenden Widerstand sind, wurde ja schon hinreichend erwähnt.

Der Spannungsbereich, in dem die digitalen Potns einsetzbar sind, tut 
ein übriges - aber das steht doch schon alles im von Dir verlinkten 
Datenblatt drin.


Ernst H. schrieb:
> Lassen sich die Widerstände passend Regeln?

Du willst die Widerstände stellen, nicht regeln. Andere Liga.

Für den Einsatzzweck würde es IMHO ausreichen, z.B. 6 Festwiderstände 
mit Relais zuzuschalten, das würde 64 verschiedene Werte ergeben. Dann 
passt das auch mit der Leistung und es ist potentialfrei.

(re)

von Cyblord -. (cyblord)


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Ernst H. schrieb:
> Dieses Ladegerät sieht vielversprechend aus. Jedoch sind die Spannung
> und der Strom durch Widerstände festzulegen. Die Widerstände sind
> allerdings, einmal eingebaut, nicht mehr an weitere Akkus anpassbar.

Wenn du ein Ladegerät bauen willst, dann baue eines das passt und 
versuche nicht ein völlig unbrauchbares zu modifizieren.

Ansonsten kann man Lipo Ladegerät mit frei einstellbarem Strom an jeder 
Ecke kaufen.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Uwe D. schrieb:
> Die Schaltung funktioniert super, hab ich schon vor 20 Jahren gebaut -

Ernsthaft? Eine derartig kriminell schlechte Schaltung?

> allerdings ohne den Arduino…

Besser ist das. Wenn die Steuersoftware des Arduino nicht funktioniert, 
fackelt ratzfatz erst der Akku und dann die Wohnung ab.

von Michael B. (laberkopp)


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Ernst H. schrieb:
> Kann ich digitale Potentiometer nutzen?

Nein. Die ganze Schaltung ist Unsinn. Von Laien für Laien. So ist kein 
kommerzielles Ladegerät gebaut.

Ernst H. schrieb:
> Daher soll der Strom im CC-Modus und die Spannung im CV-Modus auf einen
> für den Akku bestimmten Wert mittels eines Mikrocontrollers (z.B.
> Arduino) festgelegt werden

Einzelzellen lädt man ja nur bis 4.2V aber mehrere in Reihe kann ja ganz 
schön viel werden, wie weit soll es denn gehen, 10 Zellen, 42V ?

Wenn mehrere in Reihe sind muss es entweder ein Batteriepack mit BMS 
battery management system sein, oder man muss jede Zelle einzeln messen, 
mit einem Balancerkabel wie bei Modellbauladern. Welche Akkuart gedenkst 
du zu laden ?

Wenn man hohe Spannung und niedrige Spannung bei hohem Strom haben will, 
sind Linearregler wie LM317 unsinnig, um 1 Akku zu laden verballerst du 
die Leistung von 9 anderen in Wärme. Man nutzt Schaltregler. Bei so 
gutmütigen Lasten wie Akkus kann man einen einfachen Schaltregler direkt 
vom Controller per PWM steuern lassen, man braucht nur einen 
Schslttransidtor (MOSFET), z.B. P-Kanel, Spule und Freilaufdiode. Der 
Mikrocontroller misst sowieso den Strom und die Spannung.

Apropos Spannungsmessung: Die Spannung am Ladeschluss muss bei 1 Zelle 
sehr genau eingehalten werden, 0.5%, die Referenzspannung im uC ist aber 
um +/-10% daneben. Ein TL431B liefert eine 0.5% Spannung die man als 
Referenz verwenden kann. Beim Strom kommt es nicht so genau drauf an, 
die höchste Anforderung dort stellt die Ladungsmessung z.B. 1295mAh dar, 
wie genau die also sein soll.

Die Schaltung ist also viel einfacher, hier das Prinzip (ohne 
Bedien/Anzeigeteil):
1
+24V--+--------------------+---+
2
      |                    |   |
3
      |  +----+            R   |S
4
      +--|7805|----+       +--|I PMOSFET
5
         +----+    |       R   |
6
            |   +-----+    |   |
7
            |   |  PWM|-R-|<   +-Spule-+
8
            |   | uC  |    |E  |       |
9
            |   |   A1|----(---(--+-R1-+ +
10
            |   |     |    |   |  |   Akku
11
            |   |   A0|----(---(--(----+ -
12
            |   +-----+    |  _|_ |    |
13
            |      |       |  /_\ R2 Rshunt
14
            |      |       |   |  |    |
15
GND---------+------+-------+---+--+----+
aber die Software ist trickreicher, sie bestimmt die PWM mit der der 
MOSFET den Strom zum Alku durchschaltet je nach gemessenem Strom A0 und 
gemessener Akkuspannung A1, dabei muss sie bei eingeschaltetem MOSFET 
den Spannungsabfall an Rshunt vom Spannungsmesswert abziehen um in 
dieser Schaltung richtig zu messen.

Je nach dem wie schnell du diese Regelung hinbekommst, 10kHz oder 
100kHz, ergibt sich die benötigte Induktivität der Spule.

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


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Ernst H. schrieb:
> Digitales Potentiometer hier sinnvoll?
Schon vor dem Klick auf den Link wusste ich die Antwort: Nein!

> Ich fand bisher dies:
> 
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/two-step-lithium-battery-charger-circuit-with-cc-cv-mode
Ein offensichtliches Erstlingswerk eines Arduinisten.

Ernst H. schrieb:
> Ich würde mir allerdings digitale Potis suchen, die die verwendeten
> Leistungen abkönnten.
Aha, der Konjunktiv: wenn es denn sowas überhaupt gäbe.

> Würde das Prinzip des digitalen Potentiometers allerdings funktionieren?
Wie wäre es, wenn du dir mal anschaust, wie andere sowas machen. CV/CC 
Netzteile und Schaltpläne dazu gibts ja an jeder Ecke.

von Flip B. (frickelfreak)


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Ich kann mich nur anschließen Schaltung und die geplante modifikation 
sind unterirdisch.

1.  Lithiumakkus nur mit Ladegeräten laden, welche Zellbalancing 
unterstützen, oder die mit dem BMS kommunizieren und dann zum Balancing 
den Ladestrom  reduzieren. NICHT mit CC/CV laden und auf die 
Überspannungs-Notabschaltung eines BMS verlassen.

2. CC/CV es sollten immer beide Regelschleifen gleichzeitig laufen, z.b. 
durch reihenschaltung der regel-ICs. Eine umschaltung ist unnötig und 
gefährlich, da im fehlerfall unbegrenzter überstrom oder unbegrenzte 
überladung auftritt. Schau dir hierzu den Schaltplan eines beliebigen 
Labornetzteils an.

Schau dir mal die Schaltpläne der alten AVR-Basierten 
Balancing-Modellbaulader an. IMAX B6 z.b., diese sind ein guter 
Startpunkt.

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Ernst H. schrieb:
> ich möchte ein Ladegerät bauen, welches mir verschiedene
> Lithium-Ionen-Akkus laden kann.

Definiere "verschiedene" in elektrischen Werten.

> mittels eines Mikrocontrollers (z.B. Arduino) festgelegt werden.

Ist machbar, ich könnte das.

> Ich fand bisher dies:
> 
https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/two-step-lithium-battery-charger-circuit-with-cc-cv-mode
> Dieses Ladegerät sieht vielversprechend aus.

Das sieht komplett idiotisch aus. Wenn schon mit LM317, würde ich 
Strombegrenzung und Spannungsregler in Reihe schalten.

> Kann ich digitale Potentiometer nutzen?

Kommt auf die Schaltung und deren Potentiale an, also Ja, Nein oder 
vielleicht.

Lothar M. schrieb:
>> Würde das Prinzip des digitalen Potentiometers allerdings funktionieren?
> Wie wäre es, wenn du dir mal anschaust, wie andere sowas machen. CV/CC
> Netzteile und Schaltpläne dazu gibts ja an jeder Ecke.

Für eine Einzelzelle 4,2V könnte ich mir tatsächlich vorstellen, den 
1k-Widerstand an einem TP4056 per Digitalpoti abzubilden.

Flip B. schrieb:
> CC/CV es sollten immer beide Regelschleifen gleichzeitig laufen, z.b.
> durch reihenschaltung der regel-ICs. Eine umschaltung ist unnötig und
> gefährlich, da im fehlerfall unbegrenzter überstrom oder unbegrenzte
> überladung auftritt.

So ist das. Deine Shifttaste setzt aus oder ist schwergängig!

Es ist und bleibt sinnlos, solange die benötigten Werte für Strom und 
Spannung nicht bekannt sind.

von Obelix X. (obelix)


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Googlesuche : "diy digital controlled power supply"

von Michael B. (laberkopp)


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Obelix X. schrieb:
> Googlesuche : "diy digital controlled power supply"

Spitzenvorschlag, führt dann zu so was

https://www.youtube.com/watch%3Fv%3DPJ6ZEYMhzgs%26pp%3DygUMI2RjcmVndWx0dXJl

Ein 1800 W linear geregeltes Netzteil mit 2 TO246 Leistungstransistoren.

So lange keine Profi dabei sitzt nützen dem Anfänger solche Tipps rein 
gar nichts.

von Cyblord -. (cyblord)


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Michael B. schrieb:
> So lange keine Profi dabei sitzt nützen dem Anfänger solche Tipps rein
> gar nichts.

Ein Anfänger baut auch kein µC gesteuertes Ladegerät.

von Obelix X. (obelix)


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Michael B. schrieb:
> Spitzenvorschlag, führt dann zu so was

Bei den Ergebnissen geht es nicht darum etwas 1:1 nachzubauen, aber es 
kann als Vorlage helfen wie andere eine Spannung oder Strom digital 
steuern. Dann ist es auch egal welche Spannung oder Strom die gefundenen 
Schaltungen liefern. Das Prinzip ist aber das gleiche.

Es sollte also ein Tipp zur Selbsthilfe sein und nicht zum blinden 
nachbauen.

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


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Du könntest statt dessen zwischen mehreren Widerständen mit ein paar 
Relais umschalten. Wenn es mehr als 4 Werte werden sollen, dann lohnt 
sich auch ein R2R Netzwerk als DA-Wandler

von Frederic S. (frederics)


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Es gibt Labornetzteile bei denen Du Strom und Spannung über uart vom 
Arduino aus Einstellen kann.
z.B. das JT-DPM8605.

Das kann CV und CC Modus mit einer mehr als ausreichenden Auflösung. 
Starte erstmal damit.

von Udo S. (urschmitt)


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Frederic S. schrieb:
> Es gibt Labornetzteile bei denen Du Strom und Spannung über uart vom
> Arduino aus Einstellen kann.
> z.B. das JT-DPM8605.

Ist das auch geeignet zum Laden von Akkus? Wie verhält es sich wenn am 
Ausgang Akkus angeschlossen sind und das Gerät wird ausgeschaltet?

von Michael B. (laberkopp)


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Frederic S. schrieb:
> Es gibt Labornetzteile bei denen Du Strom und Spannung über uart vom
> Arduino aus Einstellen kann.
> z.B. das JT-DPM8605.

Bloss sind die zu ungenau, um 1 Zelle (ohne Schutzschaltung) genau auf 
4.20V aufzuladen.

von Rahul D. (rahul)


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Udo S. schrieb:
> Ist das auch geeignet zum Laden von Akkus? Wie verhält es sich wenn am
> Ausgang Akkus angeschlossen sind und das Gerät wird ausgeschaltet?

Mit einer (zusätzlichen) Diode am Ausgang ist das Netzteil doch 
geschützt.
Wie verhalten sich denn Netzteile, die mit einem (dickeren) Kondensator 
belastet werden im Ausschaltmoment?

von Michael B. (laberkopp)


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Rahul D. schrieb:
> Mit einer (zusätzlichen) Diode am Ausgang ist das Netzteil doch
> geschützt.

Und die Spannung liegt um bis zu 1V daneben, supi fur LiIon die schon 
0.05V übel nehmen...


> Wie verhalten sich denn Netzteile, die mit einem (dickeren) Kondensator
> belastet werden im Ausschaltmoment?

Ihre Ausgangsspannung sinkt so langsam wie eben dieser Kondensator 
entladen wird, schliesslich wird auch der interne Siebelko nicht 
schneller entladen.

: Bearbeitet durch User
von Rahul D. (rahul)


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Michael B. schrieb:
> Und die Spannung liegt um bis zu 1V daneben, supi fur LiIon die schon
> 0.05V übel nehmen...

Warum war mir nur klar, dass (von dir) so ein Kommentar kommt?
Dafür gibt es (bei richtigen Netzteilen) auch Sense-Eingänge.
Oder man musst die Spannung direkt an der Batterie.
Mehrzellige LiIon-Akkus brauchen eh ein BMS zum Balancen der einzelnen 
Zellen.




Michael B. schrieb:
> Bloss sind die zu ungenau, um 1 Zelle (ohne Schutzschaltung) genau auf
> 4.20V aufzuladen.

Die Ladeschlussspannung kann man auch wunderbar selber - wie in der 
anfangs geposteten Schaltung - messen. Z.B. mit einem INA219.

Been there, done it.

von Michael B. (laberkopp)


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Rahul D. schrieb:
> Warum war mir nur klar, dass (von dir) so ein Kommentar kommt?

Weil du (schon vorher) wusstest dass dein Vorschlag Stuss ist ?

Rahul D. schrieb:
> Z.B. mit einem INA219.

Das hast du natürlich in deinem so einfach erscheinenden Beitrag 
'vergessen'.

Rahul D. schrieb:
> Dafür gibt es (bei richtigen Netzteilen) auch Sense-Eingänge

Klar. Die mit den Power-Ausgängen über Widerstände verbunden sind, damit 
sense auch funktioniert wenn man sense offen lässt, und dieser 
Widerstand überbrückt die Diode rückwärts. Es ist einfach alles Stuss, 
was du schreibst.

von Ernst H. (Firma: Laboratorium_S1) (ernst_haft)


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Ich hatte ursprünglich vor, Akkus, die sich hinsichtlich ihrer 
Ausgangsspannung unterscheiden, zu laden. Ein paar genauere Blicke in 
die jeweiligen Datenblätter zeigten aber, dass sich die Ladespannungen 
mit je 4.2V gleichen. Mea culpa. Genaueres Lesen hilft :/

Einer der Akkus: 
https://asset.conrad.com/media10/add/160267/c1/-/en/001431335DS01/datenblatt-1431335-samsung-nr18650-25r-spezial-akku-18650-hochstromfaehig-hochtemperaturfaehig-flat-top-li-ion-36-v-2500-mah.pdf

Demzufolge brauche ich „lediglich“ variabel regelbare Ladeströme. Auf 
den µC will ich eher ungern verzichten, da er anhand der Messergebnisse 
für Strom und Spannung die Lademodi wechseln kann. Darüber hinaus 
startet bzw. beendeter den Ladevorgang, ohne, dass ich physisch Knöpfe 
drücken muss. So kann ich beispielsweise eine Temperatur- oder 
Zeitsteuerung (es wird nur zu bestimmten Uhrzeiten geladen) realisieren.

Michael B. schrieb:
> Ernst H. schrieb:
>> Kann ich digitale Potentiometer nutzen?
>
> Nein. Die ganze Schaltung ist Unsinn. Von Laien für Laien. So ist kein
> kommerzielles Ladegerät gebaut.

Ok. Ich nehme hiermit offiziell Abstand von der Idee, die Schaltung 1:1 
nachzubauen.

> Ernst H. schrieb:
>> Daher soll der Strom im CC-Modus und die Spannung im CV-Modus auf einen
>> für den Akku bestimmten Wert mittels eines Mikrocontrollers (z.B.
>> Arduino) festgelegt werden
>
> Einzelzellen lädt man ja nur bis 4.2V aber mehrere in Reihe kann ja ganz
> schön viel werden, wie weit soll es denn gehen, 10 Zellen, 42V ?

Es bleibt (s.o.) somit bei Einzelzellen.

> Welche Akkuart gedenkst du zu laden ?
Siehe Link oben.


> Wenn man hohe Spannung und niedrige Spannung bei hohem Strom haben will,
> sind Linearregler wie LM317 unsinnig, um 1 Akku zu laden verballerst du
> die Leistung von 9 anderen in Wärme. Man nutzt Schaltregler. Bei so
> gutmütigen Lasten wie Akkus kann man einen einfachen Schaltregler direkt
> vom Controller per PWM steuern lassen, man braucht nur einen
> Schslttransidtor (MOSFET), z.B. P-Kanel, Spule und Freilaufdiode. Der
> Mikrocontroller misst sowieso den Strom und die Spannung.

Ist es für den Akku ungefährlich, wenn er mit PWM-Signalen geladen wird?
Sollte der µC unerwartet ausfallen und ein HIGH-Signal am PWM-Ausgang 
lassen, welches durch den Ausfall dauerhaft einen Stromfluss durch Akku 
erzeugen würde, wird der Akku zerstört werden, soweit ich weiß.

> […]
> Die Schaltung ist also viel einfacher, hier das Prinzip (ohne
> Bedien/Anzeigeteil):
>
1
> +24V--+--------------------+---+
2
>       |                    |   |
3
>       |  +----+            R   |S
4
>       +--|7805|----+       +--|I PMOSFET
5
>       |  +----+    |       R   |
6
>       |     |   +-----+    |   |
7
>      ===    |   |  PWM|-R-|<   +-Spule-+
8
> 0.22µF|     |   | uC  |    |E  |       |
9
>       |     |   |   A1|----(---(--+-R1-+ +
10
>       |     |   |     |    |   |  |   Akku
11
>       |     |   |   A0|----(---(--(----+ -
12
>       |     |   +-----+    |  _|_ |    |
13
>       |     |      |       |  /_\ R2 Rshunt
14
>       |     |      |       |   |  |    |
15
> GND---+-----+------+-------+---+--+----+
16
>

- Soll eine Z-Diode oder eine herkömmliche pn-Diode verwendet werden?
- Die Widerstände beim MOSFET stellen, wenn ich das richtig verstanden 
habe, den Arbeitspunkt ein und sind daher nach dessen Datenblatt zu 
dimensionieren.
- Der Transistor beim PWM-Ausgang müsste ein npn-Transistor (z.B. BC547) 
sein.
- Liefert der 7805 die Versorgungsspannung für den µC? Wenn ja, fehlen 
doch noch die im Datenblatt erwähnten Stützkondensatoren.
Datenblatt: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm7800.pdf
- Wie wähle ich clever den Shunt-Widerstand?

> […]
> Je nach dem wie schnell du diese Regelung hinbekommst, 10kHz oder
> 100kHz, ergibt sich die benötigte Induktivität der Spule.
Ich habe ein paar Formeln gefunden, die bei dem hier entstehendem 
Abwärtswandler anwendbar wären Lässt sich hiermit die Spule 
dimensionieren?
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/abw_hilfe.html
Annahme: die Kapazität des Wandlers bildet der Akku.

von Cyblord -. (cyblord)


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Ernst H. schrieb:
> Ich hatte ursprünglich vor, Akkus, die sich hinsichtlich ihrer
> Ausgangsspannung unterscheiden, zu laden.

Das zeigt du von Lipo-Akkutechnik keine Ahnung hast. Und wohl auch noch 
nie mal ein paar Lipos an einem fertigen Ladegerät geladen hast.
Quasi jeder schon mal Lipos nur benutzt hat, z.B. im Modellbau, weiß 
das.

Warum willst du mit so wenig wissen unbedingt selbst ein Ladegerät 
dengeln?

von Michael B. (laberkopp)


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Ernst H. schrieb:
> Einer der Akkus:

Also ungeschützte Einzelzelle, relevant ist

CCCV, 1.25A, 4.20 ± 0.05 V, 125mA cut-off

Ernst H. schrieb:
> Soll eine Z-Diode oder eine herkömmliche pn-Diode verwendet werden?

Schottky wäre gut als Freilaufdiode, da es nur noch um 1 Zelle und 
noderaten Strom geht SB320.

> Die Widerstände beim MOSFET stellen, wenn ich das richtig verstanden
> habe, den Arbeitspunkt ein und sind daher nach dessen Datenblatt zu
> dimensionieren.

Sie sollten verhindern, dass UGSmax bei 24V überschritten wird. Da es 
nur noch um 1 Zelle geht, reicht eine 5V Versorgung und der (LogicLevel 
P-MOSFET für ca. 3A wie TSM3457) kann direkt an den uC PWM Ausgang ohne 
Pegelwandler.

> Der Transistor beim PWM-Ausgang müsste ein npn-Transistor (z.B. BC547)
> sein.

Ja, entfällt wenn uC und Schalttransistor beide an 5V hängen. Nur ein 
schwacher pull up damit der MOSFET aus bleibt bis der Pin als Ausgang 
programmiert wird.

> Liefert der 7805 die Versorgungsspannung für den µC? Wenn ja, fehlen
> doch noch die im Datenblatt erwähnten Stützkondensatoren.

Ja. Uberflüssig wenn 5V als Betriebsspannung der ganzen Schaltung 
verwendet werden

> Wie wähle ich clever den Shunt-Widerstand

Kommt auf den Analogeingang des uC an und wie genau man messen will. 
Vorgeschlagen wurde TL431B als Referenz, damit Analogbereich 0-2.5V. Man 
will aber nicht 2.5V als maximale Spannung am shunt, bei 5V Versorgung 
und 4.2V Akku hat man nur noch 0.8V üblich, sagen wir 0.5V maximal am 
shunt bei vielleicht 5A, also 0.1 Ohm. Dann reicht die 10 bit Auflösung 
für 25mA, reicht ja wohl.

Besser ware ein uC mit 2 differentiell messenden Analogeingängen mit 
PGA, wie Attiny85 mit  0.125V full scale an 0.05 Ohm bis 2.5A mit 2.4mA 
Auflösung.

Damit die Akkuspannung ohne Spannungsteiler direkt (über 10k 
Schutzwiderstand) an einem uC Pin gemessen werden kann muss man als 
Referenzspannung die VCC von 5V verwenden die aber ungenau ist, also 
erst mal die genaue 2.5V Referenz aus dem TL431B messen und zu wissen 
wie hoch die ca. 5V denn nun sind.

Schmidt-Walter gibt einen guten Startpunkt. Die Software (PID Regler) 
musst du aber schreiben. Man kann sogar forward-Regelungschen, weil das 
Verhalten von Spule bei 5V rein und bekannter Akkuspannung 
vorausberechencar ist.

: Bearbeitet durch User
von Ernst H. (Firma: Laboratorium_S1) (ernst_haft)


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Michael B. schrieb:
>> Wie wähle ich clever den Shunt-Widerstand
>
> Kommt auf den Analogeingang des uC an und wie genau man messen will.
> Vorgeschlagen wurde TL431B als Referenz, damit Analogbereich 0-2.5V. Man
> will aber nicht 2.5V als maximale Spannung am shunt, bei 5V Versorgung
> und 4.2V Akku hat man nur noch 0.8V üblich, sagen wir 0.5V maximal am
> shunt bei vielleicht 5A, also 0.1 Ohm. Dann reicht die 10 bit Auflösung
> für 25mA, reicht ja wohl.
>

Soweit komme ich noch mit. Der Shuntwiderstand soll also 0.1 Ohm groß 
sein?
Ist der Potentialunterschied des MOSFETs problematisch?

> Damit die Akkuspannung ohne Spannungsteiler direkt (über 10k
> Schutzwiderstand) an einem uC Pin gemessen werden kann muss man als
> Referenzspannung die VCC von 5V verwenden die aber ungenau ist, also
> erst mal die genaue 2.5V Referenz aus dem TL431B messen und zu wissen
> wie hoch die ca. 5V denn nun sind.

Und hier bin ich ein bisschen raus. Welcher der Widerstände ist nun 10k 
groß? R1? Und welche 5V sind hier gemeint? Die, die (fast gänzlich) am 
Akku anliegen?

von Michael B. (laberkopp)


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Ernst H. schrieb:
> Der Shuntwiderstand soll also 0.1 Ohm groß sein?

Nicht immer. Es sollte klein genug sein, damit der Spannungsabfsll 
anbihm nicht die Schaltung stört, und gross genug, um am Analogeingang 
noch ausreichend genaue Ergebnisse zu produzieren. Es hängt also vom 
gewünschten Ladestrom ab und von der Auflösung des ADC.

Ernst H. schrieb:
> Welcher der Widerstände ist nun 10k groß?

Schutzwiderstand vor ADC Eingang.
1
+5V ---+-----+---+
2
       |     |   |
3
       |   100k  |
4
    +-----+  |   |S
5
    |  PWM|--+--|I TSM3457
6
    |     |      |
7
    |     |      +--Spule--+
8
    |     |      |         |
9
    |   A1|------(---10k---+
10
    |     |     _|_        | +
11
    |     |     /_\      Akku
12
    |     |      |         | -
13
    |   A0|------(---10k---+
14
    +-----+      |         |
15
       |         |        0R1
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       |         |         |
17
GND ---+---------+---------+

von Uwe D. (monkye)


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Axel S. schrieb:
> Uwe D. schrieb:
>> Die Schaltung funktioniert super, hab ich schon vor 20 Jahren gebaut -
>
> Ernsthaft? Eine derartig kriminell schlechte Schaltung?

Naja, da kamen max. 500mA raus und hinten dran hingen NiMH oder NiCd 
Blöcke, meist für Empfänger oder kleine „Schaumwaffeln“. Abgeschalten 
wurde per Temperatur.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Rahul D. schrieb:
> Die Ladeschlussspannung kann man auch wunderbar selber - wie in der
> anfangs geposteten Schaltung - messen. Z.B. mit einem INA219.

Der INA219 ist sehr genau, ich habe davon ein paar im Einsatz. Wenn man 
mutig ist, kann man mit dem eine µC-gesteuerte Regelschleife aufbauen. 
Oder er lässt den Quatsch und setzt auf fertige Lade-ICs.

Ernst H. schrieb:
> Demzufolge brauche ich „lediglich“ variabel regelbare Ladeströme. Auf
> den µC will ich eher ungern verzichten, da er anhand der Messergebnisse
> für Strom und Spannung die Lademodi wechseln kann. Darüber hinaus
> startet bzw. beendeter den Ladevorgang, ohne, dass ich physisch Knöpfe
> drücken muss. So kann ich beispielsweise eine Temperatur- oder
> Zeitsteuerung (es wird nur zu bestimmten Uhrzeiten geladen) realisieren.

Was soll der Quatsch? C* wird wohl richtig liegen:
Cyblord -. schrieb:
> Das zeigt du von Lipo-Akkutechnik keine Ahnung hast.

Je nach Kapazität des Akkus kann man die Strombegrenzung umschalten, ab 
etwa 80% Ladung verringert der Akku von selbst den Strom, da muß kein 
Modus gewechselt werden.

Es gibt fertige ICs, sehr verbreitet der TP4056. Den maximalen Ladestrom 
bis zu 1A bestimmt der Widerstand an Pin2, der zwischen 1k2 und 10k 
variiert werden kann. Das müsste sogar per Digitalpoti gehen, weil auf 
GND bezogen.

Das IC beendet die Ladung von selbst und nimmt sie wieder auf, wenn die 
Zellenspannung weit genug abgefallen ist.

Er zeigt das per LED an. Wenn unbedingt mit einem Arduino gespielt 
werden muß, kann der diese abfragen. Über CE könnte er den 4056 sperren, 
einen NTC im Akku kann der TP4056 selbst auswerten.

von Ernst H. (Firma: Laboratorium_S1) (ernst_haft)


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Manfred P. schrieb:
> Es gibt fertige ICs, sehr verbreitet der TP4056. Den maximalen Ladestrom
> bis zu 1A bestimmt der Widerstand an Pin2, der zwischen 1k2 und 10k
> variiert werden kann. Das müsste sogar per Digitalpoti gehen, weil auf
> GND bezogen.
>
> Das IC beendet die Ladung von selbst und nimmt sie wieder auf, wenn die
> Zellenspannung weit genug abgefallen ist.
>
> Er zeigt das per LED an. Wenn unbedingt mit einem Arduino gespielt
> werden muß, kann der diese abfragen. Über CE könnte er den 4056 sperren,
> einen NTC im Akku kann der TP4056 selbst auswerten.

Ich wollte, da ich mich jetzt längere Zeit nicht gemeldet hatte, mal ein 
kurzes Update geben:

Da ich vorher fertige Lade-ICs nicht auf dem Schirm hatte, kam diese 
Möglichkeit zuerst nicht in Betracht. Jetzt habe ich recherchiert und 
den MCP73837 für mich entdeckt, da ich hier mittels Pull-Up-Widerständen 
die Modi von einem Mikrocomputer auslesen und mittels LCD anzeigen 
lassen kann. Derzeit tüftle ich an einer passenden äußeren 
(Schutz-)Schaltung.

Vielen Dank für die Hilfe an alle.

von Harald W. (wilhelms)


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Ernst H. schrieb:

> Derzeit tüftle ich an einer passenden äußeren (Schutz-)Schaltung.

Vor was soll die schützen?

von Ernst H. (Firma: Laboratorium_S1) (ernst_haft)


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Harald W. schrieb:
> Vor was soll die schützen?

Zu großen Strömen durch den Akku (Sicherung).
Und ich möchte mit dem Mikrocontroller den Ladevorgang beenden. Entweder 
mit Relais die Stromversorgung zum IC kappen oder mittels Digitalpoti 
den Stromregelwiderstand über 70kOhm bringen (Prog1) und den IC so in 
den Standbymodus versetzen.

von Rainer W. (rawi)


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Michael B. schrieb:
> Und die Spannung liegt um bis zu 1V daneben, supi fur LiIon die schon
> 0.05V übel nehmen...

Dagegen ist jedes Netzteil mit 4-Leiter Anschluss gewappnet.

von Michael B. (laberkopp)


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Rainer W. schrieb:
> Dagegen ist jedes Netzteil mit 4-Leiter Anschluss gewappnet.

Warum hast du die schon längst zu fem Thema gegebene Antwort überlesen ?

Michael B. schrieb:
> Die mit den Power-Ausgängen über Widerstände verbunden sind, damit sense
> auch funktioniert wenn man sense offen lässt, und dieser Widerstand
> überbrückt die Diode rückwärts. Es ist einfach alles Stuss, was du
> schreibst.

von Flip B. (frickelfreak)


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Alle zerschossenen Labornetzteile, die ich in den Händen hatte, waren 
Opfer von (verpoltem) Akkuladen.

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