Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LED bei unter 6.5V DC einschalten


von Seppim (seppim)


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Hallo zusammen,

ich habe einen Akku von der Firma Lupine für meine Fahrradbeleuchtung, 
allerdings ohne integrierte Kapazitätsanzeige.

Wenn ich die Spannung messe, liegt sie im geladenen Zustand bei etwa 7,0 
bis 7,2 V DC. Wenn der Akku leer ist und ich ihn kurz anlade, messe ich 
rund 6,3 V DC.

Jetzt zu meiner eigentlichen Frage:
Gibt es eine einfache Möglichkeit (auch für jemanden ohne großes 
Elektronik-Know-how), eine kleine Schaltung zu bauen, bei der eine LED 
leuchtet, sobald die Spannung unter 6,5 V fällt?

Idealerweise hätte ich zusätzlich einen kleinen Taster, mit dem ich die 
LED kurz aktivieren kann, um zu prüfen, ob die Anzeige funktioniert 
(quasi ein Selbsttest).

Ich müsste das aber in den Akku reinbauen können. Der Akku hat die Form 
eine Trinkflasche am Rad.

Ich freue mich über jede Hilfe oder Schaltungsvorschläge!

Vielen Dank im Voraus!


Edit: Bei Aliexpress finde ich nichts für 7.2V

: Verschoben durch Moderator
von Wulf D. (holler)


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Das kann man machen, für so etwas gibt es Komperatoren.

Frage mich aber ob dein Konzept passt: wenn bei fast leerem Akku eine 
LED eingeschaltet wird, verbraucht die auch Strom und könnte dem Akku 
unzulässig tief entladen.

Genau kann man das nicht beurteilen, kennen deinen Akku nicht.

Alternativ gibt es extrem stromsparende Fensterdiskriminatoren. Die 
könnten bei Unterspannung auch wieder ausschalten. ICL7665 war so ein 
Teil, ist heutzutage aus der Mode gekommen, da man alles mit Controllern 
erledigt.

von Hans (piaggio)


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Sind das 2 LiPo-Zellen in Serienschaltung?
Dann könnte das hier vielleicht helfen:
https://www.ebay.de/itm/364303617840?srsltid=AfmBOort-p2qdyEfxv9epW244_y0ONmXTAXxTjzyU90hAhwoc578y58U

von Seppim (seppim)


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von Arno R. (arnor)


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Seppim schrieb:
> eine kleine Schaltung zu bauen, bei der eine LED
> leuchtet, sobald die Spannung unter 6,5 V fällt?

Siehe Anhang. Das Diagramm zeigt den LED-Strom. Die Transistoren sind 
beliebige BC54x oder BC84x Stromverstärkungsklasse B oder C, oder 2N3904 
oder...

: Bearbeitet durch User
von Otto K. (opto_pussy)


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Man könnte eine kleine Hilfsschaltung mit zwei PNP-Transistoren auf eine 
Lochrasterplatine bauen. Bei unter 6,3 Volt geht die LED an und bei über 
6,5 Volt geht die LED wieder aus. Mit dem Taster wird die Schaltung für 
die optische Akkukontrolle eingeschaltet. Nach dem Loslassen verbraucht 
die Schaltung keinen Strom mehr.

Der 10 Ohm Widerstand R1 erzeugt eine Hysterese von 0,2 Volt, so dass 
die LED im Grenzfall nicht anfängt zu flackern.

von Arno R. (arnor)


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Seppim schrieb:
> Idealerweise hätte ich zusätzlich einen kleinen Taster, mit dem ich die
> LED kurz aktivieren kann, um zu prüfen, ob die Anzeige funktioniert
> (quasi ein Selbsttest).

Schaltung ergänzt.

von Otto K. (opto_pussy)


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Arno R. schrieb:
> Schaltung ergänzt.

Hallo Arno, wenn du jetzt noch einen 22 Ohm Widerstand in die Zuleitung 
legst, dann bekommst du in der Simulation den Knick in der fallenden 
Flanke sogar noch glatt gebügelt.

von Georg M. (g_m)


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von Michael B. (laberkopp)


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Seppim schrieb:
> Gibt es eine einfache Möglichkeit (auch für jemanden ohne großes
> Elektronik-Know-how), eine kleine Schaltung zu bauen, bei der eine LED
> leuchtet, sobald die Spannung unter 6,5 V fällt?

Sicher, aber ist es klug, den Akku weiter zu belasten, wenn er leer ist 
?

Der ICL7665 braucht nur 3uA, die LED vielleicht 2mA, allerdings enthält 
der ICL7665 einen zweiten Komparator, man könnte also eine Schaltung 
aufbauen die die LED bei geringer Spannung blinken lässt.

Alternativ ein reflektives LCD, das braucht praktisch keinen Strom, 
leuchtet aber nicht, wäre nur schwarz/silber.

Oder einen eInk Dot der auch nicht leuchtet und nur im Umschaltmoment 
kurz Strom braucht.

https://www.ynvisible.com/product/bar-graph-display-pack-of-3

Oder einfach so ein Ding anschliessen, zeigt aber nur auf Knopfdruck an

https://www.ebay.de/itm/385488397524

https://www.amazon.de/YUNIQUE-GREEN-CLEAN-POWER-Kapazit%C3%A4tskontrolle-Kapazit%C3%A4tsmesser-Kunststoff/dp/B01FKM86SU

: Bearbeitet durch User
von Seppim (seppim)


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Danke euch für die ersten Rückmeldungen – ich muss mich da jetzt mal 
durch die ganzen Infos durcharbeiten.

Mein Ziel ist es, dass ich nachts rechtzeitig sehe, wenn der Hauptakku 
zur Neige geht, damit ich noch rechtzeitig stehen bleiben und auf den 
Reserveakku umstecken kann.
Ich möchte vermeiden, dass mir z. B. bei 40 km/h um 03:00 Uhr plötzlich 
das Licht ausgeht.

Ein Ein-/Ausschalter wäre in der Tat sinnvoll, sonst würde die LED ja 
dauerhaft leuchten. Der Platz dafür ist allerdings etwas knapp (unter 
der oberen Verschraubung), aber müsste machbar sein.
Falls die LED beim Einschalten kurz aufblitzt, wäre das ideal – so hätte 
ich eine einfache Funktionskontrolle, ohne extra Prüftaste.

Hat sonst noch jemand eine Idee, wie man das eleganter oder 
platzsparender lösen könnte?

Der kleine Reserveakku hat übrigens eine eigene Kapazitätsanzeige in 
25 %-Schritten – darüber bin ich also informiert.

Eine andere Möglichkeit, die mir einfällt, eine Schaltung in die Leitung 
zu hängen. Bei niedrigen Akku soll er 2-3x das Licht blitzen lassen. 
Also aus/ein. Dann merke ich beim fahren über das Licht selbst das der 
Akku zum wechseln ist. Aber das ist wohl aufwändiger und würde in ein 
eigenes Gehäuse kommen.

: Bearbeitet durch User
von Otto K. (opto_pussy)


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Michael B. schrieb:
> zeigt aber nur auf Knopfdruck an

Ich hatte sowieso gedacht, dass der TE eine Schaltung haben will, die 
nur, solange der Knopf gedrückt wird, funktioniert. So wie das bei 
meinem E-Bike-Akku auch gemacht wurde (Bild). Denn dann ist der 
Stromverbrauch egal und man könnte sogar zusätzlich noch einen 47 Ohm / 
1,5 Watt Belastungswiderstand parallel zur Schaltung bauen.

Seppim schrieb:
> Idealerweise hätte ich zusätzlich einen kleinen Taster, mit dem ich die
> LED kurz aktivieren kann, um zu prüfen, ob die Anzeige funktioniert
> (quasi ein Selbsttest).

Auf den Selbsttest-Taster kannst du sogar verzichten. Schalte einfach 
einen 100uF Elko parallel zur Schaltung, nach dem Loslassen des 
Haupttasters sinkt die Spannung von selber unter 6,5 Volt ab und dann 
blitzt die rote LED sowieso schon kurz auf. Das sollte als Selbsttest 
genügen.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Seppim schrieb:
> Wenn ich die Spannung messe, liegt sie im geladenen Zustand bei etwa 7,0
> bis 7,2 V DC. Wenn der Akku leer ist und ich ihn kurz anlade, messe ich
> rund 6,3 V DC.

7 Volt passt irgendwie nicht, gemäß Deinem nachgereichen Link sind da 
zwei LiIon drin, Ladeende wäre ein Volt höher 8,4V. 6 Volt leer passt.

Michael B. schrieb:
> Der ICL7665 braucht nur 3uA, die LED vielleicht 2mA, allerdings enthält
> der ICL7665 einen zweiten Komparator, man könnte also eine Schaltung
> aufbauen die die LED bei geringer Spannung blinken lässt.

Die hattest Du mal gezeigt, 14.12.2023 17:46, allerdings hat sie bei mir 
wild geschwungen und musste erweitert werden, siehe dort:

Manfred P. schrieb:
>> Ich habe etwas gestochert und letzendlich einen N-FET hinzugefügt, der
>> den Taktgeber definiert abwürgt. Der beschert mir im Aktivzustand ca.
>> 0,6µA zusätzlichen Verbrauch, das tut nicht weh. Die Schaltung bleibt
>> unter 5µA (zzgl. LED).

Ich habe da eine aktuelle LED in Pink eingesetzt, mit dem 1µF in Reihe 
blitzt die recht hell auf und verlischt langsam, Strom sparen. Für 
seinen Spannungsbereich müssen Widerstände geändert werden!

Ein Problem könnte das werden:
Seppim schrieb:
> (auch für jemanden ohne großes Elektronik-Know-how),

Otto K. schrieb:
> Ich hatte sowieso gedacht, dass der TE eine Schaltung haben will, die
> nur, solange der Knopf gedrückt wird, funktioniert.

Wenn ich Knopf drücken will, setze ich ein DVM-Modul ein, Chineschen 
kurz über einen Euro. Die laufen ab 4 Volt und brauchen um 10..15 mA.

von Ralf X. (ralf0815)


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Manfred P. schrieb:
> Seppim schrieb:
>> Wenn ich die Spannung messe, liegt sie im geladenen Zustand bei etwa 7,0
>> bis 7,2 V DC. Wenn der Akku leer ist und ich ihn kurz anlade, messe ich
>> rund 6,3 V DC.
>
> 7 Volt passt irgendwie nicht, gemäß Deinem nachgereichen Link sind da
> zwei LiIon drin, Ladeende wäre ein Volt höher 8,4V. 6 Volt leer passt.

144 Wh und 20 Ah passen eh besser zu 1sXp aus 3,6 V LiIon-Zellen.
Was tatsächlich innerhalb der 'Akkuflasche' vorhanden ist, wissen wir 
nicht.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Ralf X. schrieb:
>> 7 Volt passt irgendwie nicht, gemäß Deinem nachgereichen Link sind da
>> zwei LiIon drin, Ladeende wäre ein Volt höher 8,4V. 6 Volt leer passt.
> 144 Wh und 20 Ah passen eh besser zu 1sXp aus 3,6 V LiIon-Zellen.

Nein, mal zwei Zahlen teilen: 144 (Wh) durch 20 (Ah) gibt 7,2 Volt, die 
Nennspannung von 2 LiIon in Reihe. Die genannten "LG MJ1 18650" liefern 
3,5 Ah, womit 2s6p nötig wären.

> Was tatsächlich innerhalb der 'Akkuflasche' vorhanden ist, wissen wir
> nicht.

Auch, wenn ich die genannten 7 Volt in Frage stelle, sprechen die für 
eine Reihenschaltung zweier Zellen.

Aaaber : Die gesamten Daten stinken nach China-Beschiss. Die einzelne 
18650 liefert 12Wh und wiegt 100 Gramm. Laut Webseite wiegt die 
Akkuflasche 680g, damit können nicht mehr als 6 Zellen eingebaut sein. 
Hätte ich das Ding auf dem Tisch, wäre binnen weniger Stunden 
ausgemessen und belegt, dass da nur 72Wh drin sind.

von H. H. (hhinz)


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Manfred P. schrieb:
> Die einzelne
> 18650 liefert 12Wh und wiegt 100 Gramm.

Ist das ein Bleiakku in dieser Bauform? LiIon wiegen etwa 50g.

von Ralf X. (ralf0815)


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Manfred P. schrieb:
> Ralf X. schrieb:
>>> 7 Volt passt irgendwie nicht, gemäß Deinem nachgereichen Link sind da
>>> zwei LiIon drin, Ladeende wäre ein Volt höher 8,4V. 6 Volt leer passt.
>> 144 Wh und 20 Ah passen eh besser zu 1sXp aus 3,6 V LiIon-Zellen.
>
> Nein, mal zwei Zahlen teilen: 144 (Wh) durch 20 (Ah) gibt 7,2 Volt, die
> Nennspannung von 2 LiIon in Reihe. Die genannten "LG MJ1 18650" liefern
> 3,5 Ah, womit 2s6p nötig wären.

Keine Ahnung, was mich da geritten hat, natürlich stimmt Dein Ergebnis.
Hatte da heute Nachmittag mal ohne Kommentar drauf geschaut und dann was 
verdreht.

Über die Zahlen einiger Hersteller oder Händler kann man natürlich nur 
lächeln, die Saldierung der Ah pro Zelle ist da nur der erste Schritt.

Von diesen Teilen: https://www.ebay.de/itm/276020198387 , allerdings 
über Ali sind ein paar zu mir unterwegs, wobei es bedauerlich ist, dass 
die nur bis 8s einsetzbar sind.
In anderen Beschreibungen hatte ich einiges mehr über die Teilchen 
gelesen, so z.B. dass sich die erst bei Unterschreitung einer 
programmierbaren Schwelle kurzzeitig 'ins Bild bringen', da stand etwas 
von ~8 sec.
Oder auf auf Testdruck...
Aber alles sehr unstrukturiert...
Also einfach mal zum antesten geordert, falls ok wäre nur schade, dass 
die bei 8s Schluss machen.

von Ralf X. (ralf0815)


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H. H. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> Die einzelne
>> 18650 liefert 12Wh und wiegt 100 Gramm.
>
> Ist das ein Bleiakku in dieser Bauform? LiIon wiegen etwa 50g.

Hier hat wohl Manfred direkt auf 7,2 V hochgerechnet.😉
Natürlich nur das Gewicht...

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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H. H. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> Die einzelne
>> 18650 liefert 12Wh und wiegt 100 Gramm.
> Ist das ein Bleiakku in dieser Bauform? LiIon wiegen etwa 50g.

Verdammt, warum musst Du schon wieder recht haben :-)

Den Akku hatte ich bei Reichelt gefunden, 106 Gramm - aber das ist ein 
Zweierpack. Nochmal sorgfältig G* befragt, sagt LG "Approx 49g".

Damit würden dann tatsächlich 12 Stück zum Gewicht der Akkuflasche 
passen, sollte dann 2s6p sein.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Ralf X. schrieb:
>> Nein, mal zwei Zahlen teilen: 144 (Wh) durch 20 (Ah) gibt 7,2 Volt, die
>> Nennspannung von 2 LiIon in Reihe. Die genannten "LG MJ1 18650" liefern
>> 3,5 Ah, womit 2s6p nötig wären.
>
> Keine Ahnung, was mich da geritten hat, natürlich stimmt Dein Ergebnis.
> Hatte da heute Nachmittag mal ohne Kommentar drauf geschaut und dann was
> verdreht.

Ralf X. schrieb:
>> Ist das ein Bleiakku in dieser Bauform? LiIon wiegen etwa 50g.
> Hier hat wohl Manfred direkt auf 7,2 V hochgerechnet.😉
> Natürlich nur das Gewicht...

Da haben wir beide daneben gegriffen und bedanken uns beim hinz für mein 
falsches Gewicht.

Ralf X. schrieb:
> Über die Zahlen einiger Hersteller oder Händler kann man natürlich nur
> lächeln, die Saldierung der Ah pro Zelle ist da nur der erste Schritt.

Das habe ich in diesem Fall vermutlich zu Unrecht unterstellt.

12 Zellen zu je 12Wh ergeben 144Wh und mit je 50 Gramm passen die auch 
zu den 680g der Akkuflasche.

von Seppim (seppim)


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Manfred P. schrieb:
> 7 Volt passt irgendwie nicht, gemäß Deinem nachgereichen Link sind da
> zwei LiIon drin, Ladeende wäre ein Volt höher 8,4V. 6 Volt leer passt.

Sorry, hatte ich ungenaue beschrieben. Die 7 Volt waren nicht voll 
geladen.
Hab ihn nun über Nacht geladen und messe nun 8,36V.

: Bearbeitet durch User
von Arno R. (arnor)


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Seppim schrieb:
> Falls die LED beim Einschalten kurz aufblitzt, wäre das ideal – so hätte
> ich eine einfache Funktionskontrolle, ohne extra Prüftaste.

Dann bau in meiner Schaltung anstelle des TEST-Tasters einen 100µF-Elko 
ein.

von Seppim (seppim)


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Dank Euren Infos habe ich nun einmal dies bestellt:
https://de.aliexpress.com/item/1005007129067195.html

2S 7.4V

Damit ist es wohl am einfachsten für mich?

von Michael B. (laberkopp)


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Seppim schrieb:
> Damit ist es wohl am einfachsten für mich

Muss man halt einschalten weil die Anzeige Strom braucht und blitzt beim 
Batterieanklemmen nicht von selbst auf wie du wolltest.

Aber bedauerlicherweise sind solche Anzeigen das einzig fertig 
verfügbare.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Wenn es kritisch sein sollte, hilft nur eine blinkende LED, die mit 
Absinken der Spannung langsamer blinkt. Also von 8,4V 1s bis 6,5V bei 
20s liegt und darunter aus ist.

von Klaus (feelfree)


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Dieter D. schrieb:
> Wenn es kritisch sein sollte, hilft nur eine blinkende LED, die mit
> Absinken der Spannung langsamer blinkt. Also von 8,4V 1s bis 6,5V bei
> 20s liegt und darunter aus ist.

Merke: Es gibt keine noch so schlechte Lösungsidee, die nicht von Dieter 
noch unterboten werden könnte.

von Seppim (seppim)


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Michael B. schrieb:
> Seppim schrieb:
>> Damit ist es wohl am einfachsten für mich
>
> Muss man halt einschalten weil die Anzeige Strom braucht und blitzt beim
> Batterieanklemmen nicht von selbst auf wie du wolltest.
>
> Aber bedauerlicherweise sind solche Anzeigen das einzig fertig
> verfügbare.

Ja, aber es gibt ja die Prüftaste. Beim fahren manchmal drauf drücken 
ist ein guter Kompromiss gegenüber selber bauen. Mal sehen wie ich es 
auf die Flasche bekomme und ob die Anzeige in etwa korrekt ist.

von Seppim (seppim)


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So, nun habe ich in der Anleitung der Lampe von Lupine den Hinweis 
gefunden, das die Lampe selbst 1x blinkt, wenn der Akku gering ist und 
zweimal blinkt, wenn es sehr gering ist.
Am Ende blinkt das Linkt sogar ständig und zeigt den leeren Akku an.

Im Moment teste ich das im Wohnzimmer.

Da hat der Hersteller wohl die Funktion eingebaut, die ich selbst 
umsetzen wollte!!

Das Modul benötige ich aber dennoch, um den Ladezustand zu Hause zu 
prüfen.

Danke für die Zahlreichen Infos und Tipps

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Seppim schrieb:
> 1x blinkt

Bei einem Modell blinkt eine rote LED neben der weissen LED. Sieht man, 
wenn man schraeg von der Seite in den Reflektor schaut.

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