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Akku-Ladegerät im Selbstbau

Hallo zusammen

Ich hab mir in den Kopf gesetzt, ein Akku-Ladegerät für NiMH-Mignon-Zellen selbst zu bauen. Der Ladevorgang soll per Mikrocontroller (ein ATmega32 ist dafür wohl ganz gut geeignet) überwacht werden. Der Controller bekommt ein grafisches LCD-Display, über das man den aktuellen Ladezustand, die Spannungen und Ströme usw. aller 4 Akkuschächte ablesen kann.

So weit mal zu den Äußerlichkeiten, umsetzen möchte ich das folgendermaßen:

- Jeder Akkuschacht soll eine vom Mikrocontroller regelbare Konstantstromquelle bekommen

- Die Zellenspannung an jedem Schacht sowie der Ladestrom jedes Schachts soll individuell vom Mikrocontroller überwacht werden; Zellenspannung kann direkt gemessen werden, den Ladestrom möchte ich über den Spannungsabfall an einem sehr niederohmigen Messwiderstand erfassen. Der ATmega32 hat 8 ADC-Eingänge, die reichen also gerade für

4 Schächte.

- Der Controller soll für die Messungen immer wieder kurzzeitig den Ladestrom unterbrechen und per dU/dT-Verfahren erkennen wann ein Akku voll ist um daraufhin die jeweilige Konstantstromquelle auf einen geringen Strom (Erhaltungsladung) zu schalten.

- Man soll mit ein paar Eingabetasten den Ladestrom für jeden Akku vorbestimmen können

Die Software für den Mikrocontroller ist kein Problem, aber zur Elektronik habe ich noch ein paar Unklarheiten. Wie realisiere ich am besten die regelbaren Konstantstromquellen? Ich habe bereits einige Schaltpläne zu dem Thema gesehen, aber die waren alle auf kleine Ströme ausgelegt, und zum Laden möchte ich einen Strom von bis zu 2 Ampere verwenden können ohne dass mir die Konstantstromschaltung abraucht. Ausserdem würds mich interessiern ob mein Plan so überhaupt funktionieren kann oder ob ich noch irgendwo ein wichtiges Detail vergessen haben sollte.

Grüße Rene

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Rene Schneider
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"Rene Schneider" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Hallo! Die meisten Schwierigkeiten wird Dir bei Deinem Projekt die mechanische Ausführung der Akkuhalterung bereiten. Die Übergangswiderstände unter wechselnden Temperaturen gehen in die Messung stark ein. Handelsübliche Batteriekästen sind definitiv nicht geeignet. Vielleicht wenn Du ein gutes controllergesteuertes Akkuladegerät plünderst........? :-))) Gruß von Hartmut

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Hartmut Feller

Rene Schneider schrieb im Beitrag ...

de.sci.electronics FAQ:

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Application Note Reference Design PICREF-2 (NiCD/NiMH

  • PC-Interface)
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    (Reflexlader C166)
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    (NC2000)
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    Bauanleitung von 130136 (mit U2402)
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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
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MaWin

Uwe Hercksen schrieb:

Ich weiß ja nicht, wie Ihr das seht, aber ich halte die Messung des Ladestroms bei diesem Verfahren technisch für völlig überflüssig.

Strommessung braucht man höchstens für eine definierte Entladung zur Kapazitätsbestimmung.

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Wolfgang Hauser

Martin Lenz schrieb:

Genau das schrieb der OP bereits in seiner Anfrage. Und so machen es bessere Ladegäte auch. Also ist das Kontaktproblem gar nicht vorhanden. Dem Ladestrom bzw. der Konstantstromquelle ist das ziemlich egal. Solange einigermaßen Kontakt besteht. Und gemessen wird stromlos.

Gruß Wolfgang

--
Jeder Seemann liebt die Flotte tausendmal mehr als die Prüde
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Wolfgang Gerber

Das stimmt so weit schon, an sich ist eine Strommessung zur "Akku-Voll-Bestimmung" nicht nötig, dafür ist nur die Zellenspannung wichtig. Aber ich will ja nicht nur ein popeliges Standardladegerät nachbauen ;-) Meines soll den Strom, der grad in jeden Akku fließt, auf dem grafischen LCD anzeigen können - und ebenso nach Beenden der Ladung, wie viele mAh jetzt eigentlich in den Akku gegangen sind. Für beides braucht man zwangsläufig eine Strommessung...die außerdem auch ganz praktisch ist um den Erhaltungsladestrom zu überwachen.

Gruß Rene

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Rene Schneider

Rene Schneider schrieb:

Das dachte ich mir schon, allerdings wäre dann IMHO eine richtige Kapazitätsmessung das Feature, was mir in den Sinn käme. Und nebenbei fällt auch noch eine Entlade- und Refreshfunktion ab.

Es sei denn, Du hast Konstantstrom bekannter Stärke.

Erhaltungsladung ist doch eh nur eine Pi-mal-Daumen-Methode, meßtechnisch ist da nicht viel zu wollen.

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Wolfgang Hauser

Hallo,

"Rene Schneider" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Für normale Mignon-Akkus würde ich den Aufwand nicht machen, wenn du spezielle Akku-Pack laden möchtest, sieht die Sache anders aus. Aber deine Vorstellungen mit Mikroprozessorsteuerung und Display usw. hat die Industrie bereits umgesetzt und baut die Teile in Serie, warum dann noch selber bauen. Ich denke, der Aufnwad dafür ist einfach zu gross.

Mein Ladegerät kann 8 Rundzellen ( Micro bis Mono ) plus 2 9-Volt Blöcke unabhängig mit verschiedenen Ladeprogrammen aufladen, überwacht dabei die Zellenspannung und Akkutemperatur, lädt neben NiCd und NiMH-Akkus auch RAM-Zellen, zeigt den aktuellen Ladestrom für jede Zelle an, dazu die Akkuspannung, misst auf Wunsch die Akkukapazität ( Lade-Entlade-Lade-Programm ). Für jeden zu ladenen Akku kann man ein anderes Programm wählen, das Gerät erkennt automatisch den Akkutyp und Grösse und stellt daraufhin den Ladestrom ein ( NiCd mit hohem Strom, NiMH eben mit kleinem Strom ).

Thomas

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Thomas Hermans

Jap, dass es sowas gibt weiss ich :o) Ich wills ja nicht hauptsächlich bauen um danach ein praktisches Ladegerät zu haben (ist mehr oder weniger "nur" ein schöner Nebeneffekt), ich bau das ja aus Spaß - das Motiv sollte jeder leidenschaftliche Bastler gut nachvollziehen können. Wenn ich nur gern n Ladegerät hätte wärs einfacher (und wahrscheinlich sogar billiger) einfach eines zu kaufen.

Gruß Rene

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Rene Schneider

Hmm das wär natürlich alles noch möglich...softwaretechnisch ist das Gerät wenns von der Hardware mal steht ja beliebig erweiterbar. Ich müsst nur noch irgendwo nen Widerstand zum Entladen einbauen...

Gruß Rene

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Rene Schneider

Okay, d.h. ich nehm zwei Konstantstromquellen und pump damit nacheinander die Akkus in den 4 Schächten voll (wenn nur 2 belegt sind kann ich praktischerweise ja beide dauerhaft laden). Das is ne gute Idee um den Aufbau einfacher zu machen.

Klar, dazu ist der Controller ja letztendlich da...das Teil hat 32 kByte Flash-Speicher, da bekomme ich problemlos die Ausgaberoutinen für das Grafikdisplay (sind schon fertig vorhanden aus nem anderen Projekt) und tonnenweise Sonderfunktionen rein.

Danke für den Tipp, das scheint mir das zu sein was ich brauche...jetzt werd ich mal versuchen das durchzurechnen was da so an Verlust entsteht bei meinen anvisierten 2 Ampere.

Gut, die Entladeschaltung ist bereits beschlossene Sache - dazu müsste im Prinzip ja ein Widerstand ausreichen, an dem der Strom ganz einfach verbraten wird...der muss nur entsprechend stabil sein um mit der Verlustleistung klarzukommen. Alles andere (Ladeprogramme etc.) ist danach ja reine Softwaresache und könnte auch im Nachhinein noch erweitert werden wenn die Hardware steht.

Gruß Rene

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Rene Schneider

Hmm ach das Ding muss ja schaltbar sein...okay, da is ein Transistor praktischer. Muss man den nur gut kühlen...

Gruß Rene

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Rene Schneider

Vielleicht gibts da auch noch ne andere Möglichkeit:

Du läßt die Ladeüberwachung einen echten Ladecontroller übernehmen.... damit wäre die sichere und richtige Abschaltung bei "Voll" mal gewährleistet und ne Entlade- und Refreshfunktion bringen die meist auch mit. Den kannst du im Allgemeinen mit nem µC einfach steuern. Dann kannst Du dich längerfristig mit dem Auswerten der Ströme und Spannungen beschäftigen. Stromregelung könnte man über BUCK-Converter realisieren in dem man den Feedback-U-Teiler mit einem digi-Poti ( I2C- oder SPI-gesteuert) "aufwertet". Das fällt mir dazu mal ein. Der Rest wurde ja schon mehr als gut erläutert.

BTW: Die Routinen und so weiter für die Grafikanzeige täten mich mal interessieren. (da steh ich nämlich völlig auf dem Schlauch)

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Uwe Seidel

"Gerd Kluger" schrieb im Newsbeitrag news:bg5951$sjs$ snipped-for-privacy@news1.wdf.sap-ag.de...

Hallo! Schönen Dank für die niveauvolle Anrede; bleib dort! Am Kern meines Einwurfs ändert das nichts. Die Mechanik ist ein Problem für den Hobbyelektroniker. Der Aufwand den die Hersteller solcher Geräte treiben bezeugt das. Deswegen mein nicht ganz ernst gemeinter Hinweis auf das Schlachten eines professionellen Geräts. Und ob die Ladezustandsmessung strommäßig völlig unbelastet optimal ist muß sich erst im Laufe dieses Threads erweisen. Gruß von Hartmut

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Hartmut Feller

Hallo! Das hatte ich schon erwähnt. Handelsübliche Batteriehalter sind definitiv ungeeignet. Gruß von Hartmut

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Hartmut Feller

Wäre ne Möglichkeit, allerdings isses wenn die Hardware mal stimmt auch kein großes Ding mehr das den Mikrocontroller selbst machen zu lassen...

Sorry wenn ich frag...aber was ist denn ein Buck-Konverter? Diese digitalen Potis kenn ich, aber ein Buck-Konverter ist mir neu...

...you've got mail! :o)

Gruß Rene

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Rene Schneider

Das sind Schaltregler mit denen man u.a. auch Accus laden kann, weil man über externe R´s den Strom und die Ua manipulieren/programmieren kann.

Ein einfacher Zeitgenosse ist IMHO der LT1510 von Linear Technologies Für größere Ströme gibts da bestimmt auch was.

THX , you too.

Uwe

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Uwe Seidel

Rene Schneider schrieb im Beitrag ...

Dann britzelt dein Transistor durch.

-- Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com homepage:

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de.sci.electronics FAQ:
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Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask. Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

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MaWin

Hi Martin.

wäre für meine Begriffe auch die "richtigste" oder effizienteste Lösung. Hast du ne Typennummer parat ?

Uwe Seidel

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Uwe Seidel

Hi,

"Rene Schneider" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Kann ich nachempfinden, das war früher bei mir auch so, ich habe gebastelt was das zeug und der Lötkolben hergab. Nachdem ich meine Elektronik-Techniker Prüfung gemacht hatte, gings damit bergab.

Aber ehrlich gesagt, an einen schönen Schaltplan dafür währe ich auch sehr interessiert, rein aus interesse an der Materie. Mein letztes Ladegerät war ein Reflexlader für Akkupack für Fotoapparat / Akkuschrauber usw., war auch mehr so ein "aus der Not heraus" gebaut, da es nichts ordentliches zu vernüftigen Preis gab. Habs aber auf Basis eines Ladecontroler-IC gemacht, der Rest war dann nur noch Spannunsgteiler, Netzteil, usw., nichts aufregendes zumindest.

Thomas

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Thomas Hermans

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