Tiefentladung eines 12V Akkus verhindern

OP #7861758
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Hallo, Für ein Arduino-Projekt habe ich einen 12v (20AH) Akku zur Stromversorgung,der knapp 5 Tage hält. Aktuell muss ich den Akku noch regelmäßig manuell laden, aber in Zukunft soll da ein Solarmodul dran.

Jetzt habe ich das Problem, dass ich manchmal vergesse, den Akku rechtzeitig zu laden und dann ist teilweise schon sehr leer (<9V), so dass ich Probleme habe, den wieder zu laden. Ich suche jetzt temporär eine günstige Möglichkeit, zu verhindern, dass er sich so sehr entlädt. Hat da jemand evtl eine Idee?

Vielleicht noch eine relevante Info: In meinem Projekt habe ich einen 12V Stromkreis und parallel einen 5V Stromkreis (über einen Festspannungsregler)

Danke

Beitrag #7861766 wurde von einem Moderator gelöscht.
(Firma: Funkenflug Industries) #7861770
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dann ist teilweise schon sehr leer (<9V), so dass ich Probleme habe, den wieder zu laden.

Kannste gleich wegschmeißen, Du hast ihn bereits getötet. Niemals unter 10,5V entladen und so tief auch nur wenn er danach sofort, unverzüglich wieder aufgeladen wird.

Ansonsten gibts doch genug Tiefentlade-Schutzmodule bei ebay oder wo auch immer, bei den Preisen lohnt es sich nicht, sowas selbst zu bauen.

#7861777
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Hallo Tobi.

Dafür gibt es kompakte fertige Solar-Laderegler für kleines Geld. Ich habe den "PWM LCD SSTH-MN 12V/24V 20A", ist im Netz zu finden und hat nur rund 20€ gekostet. Der hat sogar noch zwei USB-Buchsen zur Versorgung mit 5Volt (Vorsicht: gibt es auch ohne USB).

Viel Erfolg Tom.

Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #7861790
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Tobi schrieb:

12v (20AH) Akku zur Stromversorgung,der knapp 5 Tage hält.

Das sind also 240Wh, 5 Tge sind 120h, dein Gerät braucht also durchschnittlich 2W. Das ist viel zu viel zu viel für ein Batteriegerät.

Wofür brauchst du diese Leistung? Was macht das Gerät?

habe ich einen 12V Stromkreis und parallel einen 5V Stromkreis

Wieviel Strom wird in jedem dieser Versorgungspfade benötigt?

(über einen Festspannungsregler)

Über einen linearen Festspannungsregler vom Schlage 7805? Oder wenigstens über einen Schaltregler?

Ich suche jetzt temporär eine günstige Möglichkeit, zu verhindern, dass er sich so sehr entlädt. Hat da jemand evtl eine Idee?

Die Holzhammermethode wäre ein 5V-Relais und eine 9V1 Z-Diode. Zum Starten musst du dann die Z-Diode einmal überbrücken, damit das Relais anzieht. Es schaltet dann bei ca. 10V wieder ab.

#7861813
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Da im beigelegten Datenzettel nichts darüber steht, habe ich jetzt den Eigenstromverbrauch meines Reglers nachgemessen. Ohne Last und ohne Solarpanel braucht er aktiv (Ausgang eingeschaltet) 100mA und passiv 9mA aus dem Akku. Damit nimmt er im Betrieb rund 100mA für sich selbst.

Das ist nicht wenig, aber auch nicht tragisch. Denn für nicht genutzte Solarenergie gibt es kein Geld.

#7861832
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Jetzt habe ich die Messung mehrfach wiederholt und kann die 100mA nicht mehr reproduzieren. Egal ob ein- oder ausgeschaltet braucht der Regler rund 10mA. Keine Ahnung woher die 100mA kamen, wohl - wer misst misst Mist.

Die USB-Buchsen werden auch ausgeschaltet, wenn der Ausgang abgeschaltet wird.

Tom

#7861883
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Tobi schrieb:

habe ich einen 12v (20AH) Akku zur Stromversorgung,der knapp 5 Tage hält. Aktuell muss ich den Akku noch regelmäßig manuell laden, aber in Zukunft soll da ein Solarmodul dran.

Welche Art von Akku ist das denn,

ein Bleiakku (Motorrad-Starterakku)

ein zyklenfester Bleiakku (Gel-Akku)

ein LiIon oder ein LiFePO4 Akku

oder 10 Zellen NiCd oder NiMH ?

Ja, das macht einen Unterschied.

Wenn du Starterakkus verwendest: der ist schon kaputt, entsorgen.

Wenn du zyklenfeste Bleiakkus verwendest: schau ins Datenblatt, bei welcher Entladetiefe welche Zyklenzahl erreichbar ist, oft 600 Zyklen bis 50%

50% Entladetiefe heisst bis 12.4V entladen. Eine einfache Schaltung inklusive Solarregler ist

1
               Diode
2
      +------+--|>|------+----------+--------+---+---+-----+
3
      |      |           |          |        |   |   |     |
4
      |      |          R12         |       R23 10k  |     |
5
      |      |           |     +---------+   |   |   |     |S
6
      |      |           +-R13-|Out2 Out1|---)---+---(----|I P-MOSFET
7
      |      | N-MOSFET  |     |         |   |       |     |
8
   +  |      I|----+-----(-----|Hys2 Hys1|---+       |     |
9
 Solarmodul S|     |     |     |         |   |       | +   |
10
   -  |      |     |     |     | ICL7665 |  R22     Akku   |
11
      |      |     |     |     |         |   |       | -   |
12
      |      |    10k    +-----|Set2 Set1|---+       |     |
13
      |      |     |     |     +---------+   |       |     | +
14
      |      |     |    R11         |       R21      |  Verbraucher
15
      |      |     |     |          |        |       |     | -
16
      +------+-----+-----+----------+--------+-------+-----+
#7861885
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Wenn du eh schon einen Arduino verwendest, dann kann der doch auch die Akkuspannung überwachen, per Spannungsteiler an einem Analog Input. Mit einem Transistor, der per Digitalausgang eine Selbsthaltung realisiert, die du bei Unterspannung einfach ausknipst, hast du keinen Ruhestromverbrauch.

#7861976
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Gerald B. schrieb:

Wenn du eh schon einen Arduino verwendest, dann kann der doch auch die Akkuspannung überwachen, per Spannungsteiler an einem Analog Input. Mit einem Transistor, der per Digitalausgang eine Selbsthaltung realisiert, die du bei Unterspannung einfach ausknipst, hast du keinen Ruhestromverbrauch.

Jou, so habe ich das gemacht, an einem LiIon. Um den Arduino herum ist unter anderem auch ein Display, was kurz vor dem Ende warnt und Aus ist danach absolut stromlos.

Die Schaltung taugt ebenso für 12 Volt, wobei der P-FET oben kein Logic-Level sein muß, aber einen möglichst geringen RDS(on) haben sollte. Anstatt des MCP1702 sitzt da eben sein Wandler von 12 auf 5 Volt.

Anstatt "von Hand zu Fuß" kann er natürlich auch nach einem Wandler suchen, der sich abschalten lässt.

Die Messung der Batteriespannung per Teiler mit knapp 1 mA Querstrom an einem Analog-Eingang des µC bekommt er hoffentlich selbst hin. Man kann es auf die Spitze treiben und den Meß-Teiler nur alle Viertelstunde per FET kurz anschalten, das habe ich an anderer Stelle so gemacht.

Angehängte Dateien:
#7862490
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Dieter D. schrieb:

Nachdem da sowieso noch eine Solarzelle dazukommen soll, waere es gut Tobi wuerde die Fragen von Laberkopf beantworten und nennt mal, bei welchem Ditributor er bevorzugt einen Solarregler kaufen wuerde.

Bei Pollin.

Dann kann das Forum einen geeigneten Produktvorschlag machen.

Dafür muss ich nicht den Wunschshop des TOs kennen. Victron baut gute Solarregler. Bei mir in der Garage hängt ein kleiner Victron Solarregler, für ein 24V System. Leerlaufleistungsaufnahme 0,25W, Leerlaufstrom ca. 11mA.

Dieter D. schrieb:

Jörg R. schrieb:

Wieviel Ampere Ruhestromverbräuche haben die denn so?

Der vierte Post: https://www.wohnmobilforum.de/w-t118631.html

Null aussagekraft.

(Firma: Hobbytheoretiker) #7862499
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Jörg R. schrieb:

Bei Pollin.

Das fällt unter ...

Null aussagekraft.

... weil das nur der TO wirklich beantworten kann.

Wenn Du den Thread unter Deinem Zweitaccount gestartet hast, dann ist damit natürlich die Frage beantwortet.

Jörg R. schrieb:

Null aussagekraft.

Wenn für Dich ein Post an ein neues Forumsmitglied, man solle bei den Daten auch auf die Ruhestromaufnahme achten (Das verlinkte andere Forum besagt auch nicht mehr.) keinen Informationswert besitzt, dann bist Du auch nicht wirklich gut darin anderen etwas beizubringen.

Selbst kenne ich so einen Fall, wo halt nicht darauf geachtet wurde. Der Solarladeregler der Hütte hatte den gleichen hohen Ruhestrom auch nach der Abschaltung. Das hatte demjenigen zweimal den Akku gekillt. Seitdem nun ein anderes Gerät verwendet wird, ist das Vergangenheit.

OP #7862511
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Hallo,

Erstmal vielen Dank für die ganzen Antworten und sorry für meine späte Antwort. Bin leider nicht früher dazu gekommen.

Ich verwende diesen Blei-Akku: https://kraftmax.eu/akkus/bleiakkus/12v/2021/kraftmax-industrial-pro-bleiakku-12v/20ah-agm-hochleistungs-blei-akku-der-neusten-generation

Als Solar-Laderegler habe ich aktuell diesen hier: https://www.amazon.de/dp/B0DCG49PYB?ref_=ppx_hzsearch_conn_dt_b_fed_asin_title_1&th=1 Den habe ich günstig von einem Kumpel bekommen.

Den Akku konnte ich jetzt glücklicherweise wieder aufladen und er sieht auch soweit gut aus, was die Spannung angeht. Da hab ich wohl nochmal Glück gehabt.

Ich habe mir jetzt mal den Batteriewächter bestellt, den Wolfgang empfohlen hat. Der kommt hoffentlich morgen, dann bau ich den gleich mal ein.

#7862520
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Hallo Tobi.

Der von mir verwendete Regler und Ähnliche überwachen nicht nur das laden des Akku, sondern auch das entladen. Sie haben eine einstellbare Entladespannung, bei deren Unterschreitung der Ausgang abgeschaltet wird.

Um ein ständiges ein- ausschalten beim nachladen des Akku im Solarbetrieb unter Last zu verhindern, hat er eine einstellbare Spannung ab der der Ausgang wieder aktiviert wird.

Bei mir ist die Endabschaltung auf 11Volt und die Reaktivierspannung auf 13Volt eingestellt. Damit schaltet der Regler die Last bei unterschreiten von 11Volt ab und erst wenn der Akku auf 13Volt aufgeladen ist wird der Ausgang wieder eingeschaltet.

Tom

#7862752
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Hier ist mal ein Link zu so einem Solar-Regler, da kann man sich einen Einblick über das Gerät verschaffen.

https://www.amazon.de/Anern-laderegler-30A-Intelligente-Solarregler/dp/B0B8YXBK8R/ref=pd_lpo_d_sccl_1/258-4665222-1031851?pd_rd_w=RvHt3&content-id=amzn1.sym.716712ef-df33-47df-ae89-8f57d61f71e1&pf_rd_p=716712ef-df33-47df-ae89-8f57d61f71e1&pf_rd_r=K5PZ70SH4MZR84SKP6GH&pd_rd_wg=A4NOd&pd_rd_r=b0b77a79-e135-4926-8bcf-53fd6215c731&pd_rd_i=B0B8YXBK8R&psc=1

Wegen häufiger Stromausfälle verwende ich ihn zusammen mit einem 20W Solarpanel und einem 6Ah Bleiakku zur Versorgung eines 12V Mini-PC. Der PC mit Monitor braucht im Mittel rund 1,2A

Tom

(Firma: matzetronics) #7862879
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Tom A. schrieb:

Der von mir verwendete Regler und Ähnliche überwachen nicht nur das laden des Akku, sondern auch das entladen.

Der Solarregler des TE hat aber keinen Lastausgang. Der lädt ausschliesslich die Batterie und hat deswegen keine Unterspannungsüberwachung, wohl aber Überspannungsschutz. Der Batteriewächter muss also in den Lastkreis.

(Firma: Hobbytheoretiker) #7862987
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Matthias S. schrieb:

und hat deswegen keine Unterspannungsüberwachung

Matthias hat das verständlicher ausgedrückt, als ich im Post davor.

Bei Deinem Laderegler, Tobi, wird in der Beschreibung auch behauptet es gäbe einen Unterspannungsschutz. Oft ist dabei nur gemeint, dass der Akku nicht über die Solarzellenseite enttladen würde, wenn die Eingangsspannung niedriger als die des Akkus wäre. Manchmal gibt es noch die Funktion, dass der Solarladeregler ein Ruhestromaufnahme im Bereich von wenigen zehn Milliamper aufweist, aber bei Unterspannung sich abschaltet und kleiner ein Milliamper wird.

Aber keine der beiden Funktionen schaltet Deine Last bei Unterspannung ab und der Hersteller nutzt die Irreführung für die Beschreibung.

#7863032
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Dieter D. schrieb:

Bei Deinem Laderegler, Tobi, wird in der Beschreibung auch behauptet es gäbe einen Unterspannungsschutz. Oft ist dabei nur gemeint, dass der Akku nicht über die Solarzellenseite enttladen würde, wenn die Eingangsspannung niedriger als die des Akkus wäre. Manchmal gibt es noch die Funktion, dass der Solarladeregler ein Ruhestromaufnahme im Bereich von wenigen zehn Milliamper aufweist, aber bei Unterspannung sich abschaltet und kleiner ein Milliamper wird.

Woher nimmst Du Deine Erkenntnisse?

(Firma: Hobbytheoretiker) #7863511
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Matthias S. schrieb:

denn es wäre bei einem reinen Solarladeregler sinnlos

Wenn Du etwas suchst, findest Du welche mit der Angabe: Your battery is protected against under voltage by (over-)discharge protection ...

Bei der Amazone steht zum Beispiel: "während er Ihre Batterie vollständig vor Überladung, Überentladung, Überspannung, Überstrom, Überlastung, Kurzschluss, Verpolung und anderen Sicherheitsvorkehrungen schützt, was seine Verwendung sicherer macht."

#7863534
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Matthias S. schrieb:

denn es wäre bei einem reinen Solarladeregler sinnlos, einen Unterspannungsschutz drin zu haben, wie in jedem Ladegerät.

Danke!

In Zeiten von MosFets ist es auch egal, ob Serien- oder Shuntregler, von Ruhestrom zu faseln bei Unterspannung und die Abschaltung (wovon?)...

Selbst bei Relaissteuerungen ist das Relais abgefallen bei Nachladung, also stromlos...

(Firma: matzetronics) #7863623
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Dieter D. schrieb:

"während er Ihre Batterie vollständig vor Überladung, Überentladung, Überspannung, Überstrom, Überlastung, Kurzschluss, Verpolung und anderen Sicherheitsvorkehrungen schützt, was seine Verwendung sicherer macht."

Ist doch auffallend, das da nichts von Unterspannung steht, oder? Und wie soll ein Ladegerät, egal ob Solar oder nicht, vor Unterspannung schützen? Erklär das mal bitte. Ach, nee, es ist ja Dieter...

(Firma: Hobbytheoretiker) #7863642
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Matthias S. schrieb:

Und wie soll ein Ladegerät, egal ob Solar oder nicht, vor Unterspannung schützen? Erklär das mal bitte. Ach, nee, es ist ja Dieter...

Tiefentladungs-, Überentladungs-, Unterspannungs-...schutz.

Indem Du die Erläuterung noch mal aufmerksam liest.

Vielleicht kommt die Erinnerung. Wenn nicht, dann schaue Dir Michaels Schaltung an. Er beschrieb mal warum seine Schaltung besser ist als einige käufliche Solarlader.

#7865009
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Habe jetzt die Ursache für die 100mA Ruhestromaufnahme gefunden. Es ist nicht der Laderegler, sondern der Mini-PC.

Wenn der PC an der Spannungsbuchse ca. 12V hat, braucht er einen Strom im Bereich 40mA bis 100mA. Wird er eingeschaltet braucht er rund 1,2A und mehr. Im Betrieb mit Steckernetzteil habe ich keine Möglichkeit ihn ganz abzuschalten (nur Stecker ziehen). Am Solarregler kann ich die Spannung am Regler abschalten.

Tom

OP #7865013
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Ich hätte jetzt noch eine Frage zur Einstellung meines Batteriewächters: Ab welcher Spannung sollte ich denn die Verbraucher abschalten? Gibt es da einen grundsätzlichen Wert, der für alle 12V Akkus sinnvoll ist, oder hat das evtl auch mit dem Akku-Typ zu tun?

(Firma: Funkenflug Industries) #7865017
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Bleiakkus mögen generell keine Tiefentladung. Am besten finden sie es, wenn sie voll geladen bei 15..20°C in der stillen Ecke stehen.

Meistens werden 10,5V als absolute untere Entladeschlussspannung angegeben. Um das genau zu wissen, sollte man ins Datenblatt des jeweiligen Akkus schauen. Es schadet auch nicht, wenn man schon bei 11V oder 11,5V abschaltet, meiner Erfahrung nach kommt darunter sowieso nicht mehr viel Strom aus dem Akku.

#7865019
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Hallo Tobi.

Die Abschaltspannung und die Ladeendspannung sind vom Akkutyp abhängig. Ich habe bei Bleiakkus mit 11Volt (10,5V) gute Erfahrungen gemacht. Die Ladeendspannung steht auf dem Akku: Im Standby 13,6V....13,8V / Zyklisch 14,5V....14,9V

Bei 3,6V LiPo in 3s (3 seriell) wähle ich 3V als Entladeendspannung je Akku, bei 3s also 9V. Diese Spannung ist nicht so kritisch ca. 2,5V bis 3,3V je Akku. Als Ladeendspannung wird 4,2V je Zelle empfohlen, bei 3s also 12,6V. Diese Spannung sollte nicht überschritten werden.

Der Laderegler kann kein balancing der Akkus. Für längere Lebensdauer der Akkus ist ein BMS anzuschließen, oder gelegentlich von Hand zu balancieren (die Zellen auf gleiche Spannung bringen).

Tom

#7865032
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Tobi schrieb:

oder hat das evtl auch mit dem Akku-Typ zu tun?

Was für ein brillianter Gedankenweg eines genialen Schnellmerkers

Michael B. schrieb:

Welche Art von Akku ist das denn, ein Bleiakku (Motorrad-Starterakku) ein zyklenfester Bleiakku (Gel-Akku) ein LiIon oder ein LiFePO4 Akku oder 10 Zellen NiCd oder NiMH ? Ja, das macht einen Unterschied.

Bleiakkus: am Besten gar nicht entladen. Zumindest zyklenfeste benutzen. Und selbst dann die Kapazität nur zum Teil nutzen. Siehe Datenblatt.

OP #7865035
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Michael B. schrieb:

Tobi schrieb:

oder hat das evtl auch mit dem Akku-Typ zu tun?

Was für ein brillianter Gedankenweg eines genialen Schnellmerkers

Ist dieser Ton wirklich notwendig? Wenn Dich was daran stört, welche Fragen ich stelle, oder wie ich sie stelle, oder was auch immer, dann bin ich immer offen für Anmerkungen oder Kritik in vernünftiger respektvoller Form. Aber spar Dir bitte diese süffisante, von oben herab degradierende Art...

OP #7865048
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Ben B. schrieb:

Herzlich Willkommen bei mikrocontroller.net! Besser, Du gewöhnst Dich dran.

Ach Du, ich bin nicht erst seit gestern online unterwegs und weiß natürlich, welche Verhaltensweisen mancher Menschen da zum Vorschein kommt, aber ich bin einfach nicht mehr bereit, das unkommentiert hinzunehmen. Schweigen ist wie mitmachen...

#7865067
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Tobi schrieb:

Ist dieser Ton wirklich notwendig?

Bei Leuten wie dir offenbar schon, erst jetzt hast du es gemerkt,

denn als normale Frage nach dem Akkutyp gestellt hast du es ignorant übergangen "Ich ? Ich soll hier was tun und antworten ? Kommt gar nicht in Frage, ich bin hier der, der die Fragen stellt und werde ums verrecken keine Antwort auf Rückfragen geben werde, dafür ist mir schon das nachdenken und hintippen zu viel Mühe, sollen doch die anderen Forenteilnehmer sich hier die Beine ausreissen und Antworten fur alle von mir offen gelassenen Möglichkeiten präsentieren aus denen ich mir dann eine mir genehme aussuche".

#7865163
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Tobi schrieb:

Ich suche jetzt temporär eine günstige Möglichkeit, zu verhindern, dass er sich so sehr entlädt. Hat da jemand evtl eine Idee?

Vor einem Weilchen habe ich die Schaltung von AI nachgebaut für mein altes Batterieladgerät. Das schaltet damit alles automatisch. aus bei 14,7V, wieder ein bei 12,5V. Sollte dein Problem lösen.

https://www.youtube.com/watch?v=i8flTIAIt2s

Ich habe allerdings eine neuere Version erhalten, die kann mehr

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