Hier ein Vorschlag zu einen passiven Entlader für NiXX-Einzelzellen, um sie vor dem Laden in einen definierten Zustand zu bringen. Da mit einem halbwegs konstanten Strom (Lämpchen) entladen wird, in Verbindung mit einer Uhr, läßt sich damit auch die Kapazität eines voll geladenen Akkus abschätzen.
Eigentlich genügt zum Entladen ein einfacher Widerstand, man muß aber daran denken ihn rechtzeitig vom Akku zu trennen um Tiefentladung zu vermeiden.
Zum Schutz vor Tiefentladung dient der Transistor, sein Basiswiderstand und die Shottkydiode. Die Flußspannungen der Basis-Emitterdiode (Ube ca.0,6V) und der Diode (Uf ca. 0,2V) ergeben zusammen rund 0,8V. Sinkt die Akkuspannung unter diesen Wert, sperrt der Transistor und trennt damit die Last vom Akku. Ausgehend von ca. 1V wird der Laststrom immer weiter reduziert, bis zum völligen sperren. Durch diese Schaltung ist der Akku vor Tiefentladung geschützt und kann auch mal im Entlader vergessen werden.
Eine weitere Verbesserung wird erreicht den Festwiderstand durch ein Glühlämpchen zu ersetzen. Die Charakteristik der Lampe entspricht einem PTC, je kälter der Glühfaden desto niedriger sein Widerstand. Dadurch wird der Stromfluss Richtung kürzerer Entladezeit gesteuert (höherer Mittelwert).
Zudem dient das Lämpchen als anzeige der Entladung. Mit dem Basiswiderstand kann festgelegt werden, bei welcher Spannung (z.B: 1 Volt) die Lampe erlischt.
Versorgt wird die Schaltung aus dem zu entladenden Akku.
Will man die Kapazität eines Akku ermitteln, wird einfach eine batteriebetriebene Uhr aus dem Akku versorgt. Ist der Akku leer, bleibt die Uhr stehen. Es muss aber eine Uhr mit Zeigern sein, bei digitaler Anzeige ist diese ohne Versorgung dunkel. Durch einen geeigneten Vorwiderstand kann man auch hier die Abschaltspannung festlegen.
Das Bild zeigt die Akkuspannung (grüne Linie) im Bereich 1,5V bis 0,5V. Den Strom durch den Festwiderstand R4 (türkise Linie). Den Strom durch den Festwiderstand R3 mit Schutztransistor (blaue Linie) und den Strom durch das Lämpchen U1 (rote Linie).
Ich sehe gerade, daß im Schaltbild zwei verschiedene Transistortypen sind. Das ist ein Artefakt eines Versuchs und hat kaum Auswirkung auf das Ergebnis. Der BC807 ist die SMD-Version des BC327.
Einen BC327 hatte ich da, noch von TFK mit goldenen Beinchen, wusste garnicht, dass der schon so alt ist.
Von der Flußspannung her sollte die SS14 Deiner halbwegs ähneln.
Als Last 10 Ohm.
Ist auch bei deiner Schaltung gut zu erkennen, das der Strom stark rückläufig ist. Was denkst du wie lange ein AA oder AAA Akku gebraucht hätte um bei 80µA Entladestrom bis 0,56V zu entladen, da ist die Selbstentladung größer.
Welche Bauteile man genau dafür nimmt ist nicht so wichtig, es ist ja nur ein Tiefentladeschutz der unterhalb 1V greifen soll. Mein Prototyp arbeitet mit den im Bild gezeigten Bauteilen ganz gut. Mit einem 2,5V/0,15A Birnchen gehen Birnchen und Uhr bei 1,0V aus. Der mittlere Entladestrom ist dabei 100mA.
In erster Linie werde ich damit aber keine Kapazitäten schätzen, sondern Akkus vor dem Laden definiert entladen.
Ist auch bei deiner Schaltung gut zu erkennen, das der Strom stark
rückläufig ist. Was denkst du wie lange ein AA oder AAA Akku gebraucht
hätte um bei 80µA Entladestrom bis 0,56V zu entladen, da ist die
Selbstentladung größer.
Mir mißfällt, dass bei 0,85 Volt noch 25 mA fließen. Ich messe meine Akkus mit einem fremdversorgt µC-geregeltem Gerät (Eigenbau) und beende bei 0,90 Volt.
Ich hatte keine Lust auf umfangreichere Tests und es war mir auch nicht wichtig genug, eine feiner gestufte Meßkurve aufzunehmen. Zumindest hat mein Realaufbau die grundsätzliche Funktion Deiner Schaltung bewiesen, ich werde sie dennoch nicht einsetzen.
In Deiner käme man evtl. mit einer 1N4148 anstatt des Schotten früher runter.
Habe eben nach meinem Versuch gesehen. Hatte gestern einen neuen Akku mit unbekannten Inhalt angeschlossen. Heute Früh um 9:00 Uhr blieb die Uhr stehen und das letzte glimmen des Birnchen erlosch, also 1,0V erreicht. Lies den Akku aber angeschlossen und jetzt ca. 0:00 Uhr nachts, nach 15 Stunden, ist die Spannung auf 816mV gesunken und der Entladestrom liegt bei 1,89mA.
Mit einer normalen Siliziumdiode setzt die Wirkung des Unterspannungsschutz zu früh ein und es dauert ewig bis der Akku auf 1,0V entladen ist. Die Schleusenspannung der beiden Diodenstrecken liegen bei kleinem Strom bei zusammen ca 1,2V - Da ist der Akku noch weit von der Entladung entfernt.
Wenn das entladen schneller gehen soll braucht man nur einen niederohmigeren Lastwiderstand. Wenn ich ein 2,4V/0,4A Lämpchen nehme ist der mittlere Entladestrom bei rund 250mA. Dabei geht das Lämpchen aber schon bei rund 1,1V aus. Man kann auch mit noch größeren Strömen arbeiten, muß dabei aber die Belastbarkeit des Transistors beachten.
wenn man aber nur mal dein Schaltbild anschaut - und das ist nun mal bei Schaltungen DAS Kommunikationsmittel - dann sieht es so aus:
Da sind drei "Lasten" parallel an der Quelle V1, und zwar Q1, Q2 und R4.
Was auch immer Du in deiner Prosa verpackt hast, keiner wird das lesen und darüber vergessen, dass das Schaltbild eben Grütze ist.
Bis Du ein neues ordentliches Schaltbild mit nur der Schaltung die Ergebnis deiner Versuche war hier einstellst kannst Du gern alle Beschimpfen sie seien ja dumm weil sie deine Schaltung die Du funktionierend vor Dir hast nicht mit ihrer Glaskugel ausgependelt haben - das macht uns aber beiden kein Spass oder doch?
Im Bild sind drei verschiedene Schaltungen zum entladen von Akkus zu sehen, damit man die zugehörigen Kurven, zum direkten Vergleich, in einem Diagramm gemeinsam darstellen kann. Wer das nicht separieren kann, sollte besser die Finger davon lassen.
Gewisse Fakten muss man in diesem Forum deutlich ansprechen.
Im Bild sind drei verschiedene Schaltungen zum entladen von Akkus zu
sehen, damit man die zugehörigen Kurven, zum direkten Vergleich, in
einem Diagramm gemeinsam darstellen kann.
Na endlich - das hättest Du gleich zu Anfang erklären dürfen!
(Ich habe das zwar erkannt, aber konnte auch nicht umhin ...)
@Manfred
Nachdem du mich gleich zu Beginn angepisst und damit den Umgangston festgelegt hast, habe ich dich getreten. Das ist aber inzwischen geklärt und Schnee von gestern.
Dass du nicht einfach nachbetest was Andere dir vorbeten und die Schaltung aufbaust um dir ein eigenes Bild zu machen, hebt dich vom Heer der Schwätzer hier ab und verdient Respekt. Ein Mann der Tat.
Schapo. Tom
@Alle
Im Bild ist jetzt nur noch die relevante Schaltung mit der Ergänzung zur Kapazitätsschätzung. Der Widerstand Rv wird so gewählt dass die Uhr bei 1V stehenbleibt.
Der Akku im Versuch ist nun seit 24 Stunden nach erreichen von 1V an der Entladeschaltung verblieben. Seine Spannung ist jetzt 785mV und der Entladestrom 0,95mA.
Hier ein Vorschlag zu einen passiven Entlader für NiXX-Einzelzellen, um
sie vor dem Laden in einen definierten Zustand zu bringen. Da mit einem
halbwegs konstanten Strom (Lämpchen) entladen wird, in Verbindung mit
einer Uhr, läßt sich damit auch die Kapazität eines voll geladenen Akkus
abschätzen.
Eigentlich genügt zum Entladen ein einfacher Widerstand, man muß aber
daran denken ihn rechtzeitig vom Akku zu trennen um Tiefentladung zu
vermeiden.
Die Kapazität einer NiXX-Zelle abzuschätzen (nachzumessen!) macht schon Sinn!
Dabei braucht man - zumindest im Fall von NiCd - noch nicht mal Angst vor einer Tiefentladung zu haben.
Tiefentladung ist dann böse, wenn NiCd-Zellen im Batterieverbund (!) entladen werden. Dort läuft man Gefahr, dass sie schwächste Zelle (da zuerst leer) bei weiterer Entladung umgepolt wird: Der Entladestrom fließt weiter - was für die betroffene Zelle wie eine Ladung mit verpolter Ladespannung aussieht.
Modellflieger aus "alten Tagen" haben dem Rechnung getragen: Jede Zelle wurde im Batterie-Verbund mit 100 Ohm überbrückt. Kapazitätsverlust war fürs Fliegen mit "heiß-geladenem Akku" vernachlässigbar - aber über die Woche bis zum nächsten Wochenende hatten sich alle Zellen auf den gleichen Ladezustand = 0V eingestellt und damit bestmöglich angeglichen.
Ganz brauchbare Info findet sich z.B. unter http://www.elektronikinfo.de/strom/nicdakkus.htm, z.B. auch der etwas versteckte Hinweis zur Lagerung:
"Neu gekaufte Akkus sind immer fast vollständig entladen und müssen vor der ersten Verwendung erst einmal aufgeladen werden."
Das Ganze ist in Zeiten von BattG und BattV aber eh hinfällig...
NiXXEntlader.png
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