Einfache Akkuüberwachung mit simpler Statusanzeige

Hallo NG,

f=FCr eine simple Akku=FCberwachung (4 x NiMh, Entladeschlusspannung ca.

0=2E9V je Zelle) dachte ich an einen Komparator (Open Drain), der ab 3=2E6V (4 x Entladeschlu=DFspannung) seinen Ausgang auf GND durchschaltet. Dieses Zustands=E4nderung wird an den nachgeschalteten DC/DC-Wandler gegeben und deaktiviert ihn. Soweit so gut.

Ich h=E4tte allerdings gerne noch eine Statusanzeige (3 LEDs, voll=3Dgr=FCn, mittel=3Dorange, leer=3Drot). Die LEDs sollen bei bestimmten Spannungsstufen leuchten und werden =FCber einen Lichtleiter an die Frontplatte gef=FChrt, oder man nimmt eine mehrfarbige LED.

Aber wie mache ich das am einfachsten? Nehme ich das 3 Komparatoren die bei unterschiedlichen Spannungsschwellen ansprechen?

Danke f=FCr Eure Ideen.

Gru=DF Michael

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Michael Guenther
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Michael Guenther schrieb:

Ni-basierende Akkus lassen sich nicht bzw. nur absolut ungenau über eine Spannung messen. Die Kennlinie ist von fast voll bis fast leer ziemlich waagerecht.

Es gibt spezielle ICs, die die entnommene und zugeführte Ladung messen können. Alles andere ist ziemlich sinnlos.

Gruss Wolfgang

--
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Wolfgang Gerber

Michael Guenther schrieb:

Wie Wolfgang Gerber schon ausführte, ist mit einer Spannungsmessung nicht viel zu machen.

Wenn die Randbedingungen stimmen, gibt es aber noch eine einfach Möglichkeit zur groben Anzeige. Randbedingungen:

- uC im Gerät

- Stromverbrauch der Schaltung ist bekannt und zwar bei allen wichtigen Betriebszuständen die auch der uC kennen muss.

- nichtflüchtiger Speicher vorhanden (wenige Byte)

Den Komparator für den Tiefentladeschutz, den du ja bereits vorgesehen hast, behältst du bei. Was noch benötigt wird ist ein "Akku voll" Signal aus der internen Ladeschaltung.

Das Signal "Akku voll" setzt den Strommengenzähler (im nichtflüchzigen Speicher) auf den Kapazitätswert des Akkus minus 20% (lt. Definition ist ein Akku defekt, wenn er weniger als 80% seiner Nennkapazität hat). Der uC subtrahiert nun die jeweilige Strommenge während des Betriebs. Werden die definierten Grenzen erreicht, dann die entsprechenden LED an. Sollter der Komparator ansprechen, so bleibt normalerweise genügend Zeit, um den Strommengenzähler zu sichern. Aus der ermittelten Betriebszeit kann auch der Hinweis auf die Erneuerung der Akkus abgeleitet werden.

Gruß Rolf

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Rolf Mennekes

Hallo Michael,

Ich kann mich meinen Vorrednern nur anschliessen. Wenn Du es aber partout doch ueber die Spannung machen willst, und das wird leider in vielen Billiggeraeten getan, dann brauchst Du nur zwei Komparatoren und etwas Logik:

Beide COMP zeigen ueber deren Schwelle an: VOLL Oberer ist drunter, unterer drueber: MITTEL Beide drunter: LEER

Nun wirst Du aber schnell feststellen, dass VOLL nur fuer ganz kurze Zeit bis gar nicht leuchtet, MITTEL dann ganz lange und wenn LEER leuchtet, leuchtet es in kuerzester wieder nicht mehr, weil dann der Akku schon ziemlich tief ausgelutscht ist. Was er u.U. auf Dauer nicht mag. Bei einer Serienschaltung erst recht nicht, denn dabei koennen sich Zellen umpolen.

--
Regards, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

Michael Guenther schrieb:

Nimm einfach einen ATtiny13 und gut ist. Spannung messen, dann die 3 LED ansteuern. Der braucht dann als UVLO nur ganz wenig Strom wenn man es richtig macht...

Andreas

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Andreas Ruetten

Andreas Ruetten schrieb:

Und was willst du mit der Spannung? Eine völlig wertlose Aussage ergibt das! Siehe Posting von Joerg.

Gruss Wolfgang

--
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Wolfgang Gerber

Hallo Wolfgang,

Na ja, wenn schon ein uC rein soll, kann man damit auch gleich einen schoenen Totalisator bauen. Geht sogar im sparsamen Burst-Mode, wenn man die Messignale genuegend tiefpassfiltert. Falls der ATtiny so etwas kann.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

Hallo zusammen,

herzlichen Dank f=FCr Eure Tipps und Erfahrungen. Mein Problem bei der Ladungsmessung ist, dass das Ger=E4t eigentlich nicht zum Laden der Akkus genutzt werden soll, die werden extern geladen. Wie mache ich dann bei einem Wechsel der Akkus dem Ger=E4t klar, wieviel Energie zur Verf=FCgung steht.

Von TI gibt es nette ICs (z.B. bq2010) die eine entsprechende Kontrolle machen, siehe:

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.html Hat jemand von Euch mit solchen Bauteilen Erfahrungen? Danke.

Gru=DF Michael

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Michael Guenther

Michael Guenther schrieb:

Mit diesem Thema haben wir uns hier in der Firma schon ausführlich beschäftigt und nur unbefriedigende oder sehr unbefriedigende oder total unbefriedigende Lösungen gefunden :( Schlussendlich wurde es so realisiert, dass der Anwender beim Wechseln der Akkus per Tastenkombination den Akku "anmeldet". Erschwerend kommt noch hinzu, dass auch Batterien (Mignonzellen) möglich sind. Also alles in Allem eine suboptimale Lösung.

Eine Möglichkeit wurde noch favorisiert und zwar die automatische Anmeldung durch Spannungsüberwachung (der uC wird mit einer Batterie gepuffert). Wenn keine Batteriepufferung für den uC vorhanden ist, dann kann man dies so lösen, dass der uC ständig an der Akkuspannung hängt. Wird der Akku entnommen, so wird, beim wieder einsetzen, ein Reset ausgelöst. Hat aber den Nachteil, dass dem Endkunden damit oft nicht bewusst ist, was er tut; z.B. halbleere Akkus einsetzen (Akkus sollen gewechselt werden, aber keine geladenen vorhanden, also Alte wieder rein).

Wenn keine Primärzellen eingesetzt werden können/dürfen, dann kann man eventuell mit einer Spannungsmessung unter Last eine voll/nicht voll Entscheidung treffen. Dann muss aber sichergestellt werden, dass immer Akkus des selben Herstellers und Kapazität eingesetzt werden. Außerdem ändert sich der Innenwiderstand nicht nur mit der Ladung sondern auch mit dem Alter (Nutzung) der Zelle.

Aber wenn hier jemand was praktikables weis, wäre ich auch sehr interessiert.

Gruß Rolf

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Rolf Mennekes

Hallo Rolf,

Serielle EEPROMs sind heutzutage billig. Mit denen koennte man eine "Tankanzeige" aufbauen. Wenn der Akkus selbst keinen uC mitfuehrt, muesste aber sicher sein, das jedes an ihn angeschlossene Geraet diese Anzeige auffrischt. Selbstentladung bringt das alles jedoch in Schieflage, weshalb selbst teure Laptop Akkus mit "Bord-Computer" drauf hin und wieder durch volle Entladung zurueckgesetzt werden sollen.

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Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

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