Kapazitaetsanzeige bei Blei-Gel-Akkus

Hallole,

ich verwende einen 6V-Blei-Gel-Akku als mobile externe Spannungsversorgung für eine Digitalkamera. Da dessen Kapazität von fast 8 Ah recht groß ist und zwischen den Einsätzen durchaus einige Zeit liegen kann, weiß ich meist nicht, wie der Ladungszustand des Akkus ausschaut. Die hier gelegentlichen geführten Diskussionen über die irrtumsanfällige Eigenintelligenz der Laptop-Akkus brachte mich auf den Gedanken, einen im Grunde simplen "Stromzähler" zu bauen und an den Akku anzulaschen, der die gelieferten Ströme über die Zeit aufsummiert und diese (oder die in etwa verbliebene Kapazität) etwa auf Tastendruck mit einer Reihe von LEDs (oder eine einstelligen Ziffernanzeige) grob signalisiert. Für einen PIC-Programmierer ist das natürlich kein Problem,aber da ich dies bekanntlich (noch immer) nicht bin, frage ich mal hier, ob es so etwas schon gibt.

Beste Grüße

Dr. Michael König

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    RA Dr. M. Michael König * Anwaltskanzlei Dr. König & Coll.
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RA Dr.M.Michael König
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Damit hättest Du wieder genau diese "irrtumsanfällige Eigenintelli- genz", die am Ende alles mögliche anzeigt, nur nicht den wirklichen Ladezustand des Akkus.

Blei-Gel-Akkus sind i.A. sehr gut dauerladefähig. Es bietet sich daher IMO an, den Akku bei Nichtgebrauch einfach am Ladegerät zu lassen. Dies sollte dann natürlich kein Billigmüll sein, sondern eines, das die korrekte Ladespannung (6.9V bei 20Grad, bei starken Temperatur- abweichungen Anpassung erforderlich) auch sauber einhält.

Hergen

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Hergen Lehmann
[...]

Genau das. Die Elektronik müßte entweder bei Nicht-Verwendung die Daten in einem EEPROM zwischenspeichern, oder aber sie würde über den Akku auch dann versorgt, wenn dieser nicht eingesteckt ist. Da stellt sich zum Einen das Problem, dass die Elektronik zusammen mit dem Akku in die Kamera passen muß, zum Anderen verbraucht Sie natürlich auch immer etwas.

Hinzuzufügen ist dazu, dass BleiGel Akkus eine sehr ausgeprägte Ladekurve, Meßbar über den Strom, haben. Man kann also ein Ladegerät konzipieren, dass anhand der Lade-Stromkurve nach wenigen Sekunden auch eine Aussage über den aktuellen Ladezustand machen kann. Dann bräuchtest Du nur kurz vor dem Gebrauch der Akkus diese in das Ladegerät stecken und denn mit der meisten Restkapazität nimmst Du mit.

Aber es gilt auch, was mei Vorredner sagte: Bleigels sind selbstregulierend. Ist er voll, nimmt er eiinfach kaum noch Strom auf, vorausgesetzt, die Ladespannung ist präzise gewählt. Also einfach die Dinger, auch nach geringfügigem Gebrauch, wieder in die Ladeschale.

Gruß

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Ulrich Prinz
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"But befor you connect, be advised:
you are plugging into the supply from hell."
Datasheet LTC1625, Automotive Considerations, Linear Tech.
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Ulrich Prinz

Am Sat, 27 Dec 2003 10:32:34 +0100 hat RA Dr.M.Michael König geschrieben:

[..] Reihe von LEDs (oder eine einstelligen

Das mit dem Dauerladen ist mir auch in den Sinn gekommen. Aber evt ist das ja aus irgendwelchen Gründen nicht möglich. Ausserdem könnte man mit so einer Anzeige auch gut wärend des Einsatzes abschätzen wie viel Ladung noch im Akku ist. Man könnte das doch auch analog lösen, oder? Einen Shunt und dann einen Integrator ... müsste doch relativ einfach sein, oder? Und wenn man dann noch OpAmps mit FET-Eingangsstufen benutzt ist der Eigenstromverbrauch auch fast 0. Würde man den Zähler bei jedem Voll/Entladen zurücksetzen (automatisch?) wäre es bestimmt auch sehr präzise. Man braucht halt einen Kondensator der einen sehr kleinen Leckstrom hat damit nicht zu viel Energie aus dem Akku verbraucht wird den Kondesator auf seinem Spannungsnivau zu halten.

Tschüss Martin L.

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Martin Laabs

Am Sat, 27 Dec 2003 10:32:34 +0100 hat RA Dr.M.Michael König geschrieben:

Was mit gerade noch eingefallen ist: Wenn der Blei-Gel Akku über längere Zeit (24h) nicht benutzt/geladen wurde kann man den Ladezustand über die Leerlaufspannung abschätzen. Ist zwar nicht so supergenau aber reicht evt. für den Zweck.

Tschüss Martin L.

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Martin Laabs

Hallo,

das messen der Ruhespannung gibt recht genaue Informationen über den Ladezustand. 24 Std. Wartezeit sind wohl nicht nötig. Aber 2 bis 3 Std. sind es sicher. Die Spannungsdifferenz zwischen voll und leer beträgt nur etwa

0,5V und ist temperaturabhängig und sehr abhängig vom Hersteller bzw Typ. Manche Hersteller haben genaue Datenblätter im Netz. Manchmal ist es sinnvoll, nicht einen Accu zu benutzen, sondern 2 oder 3 kleinere. Dann kann man eine Reserveschaltung herstellen und unterbrechungsfrei Accus austauschen.

Roland

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Roland Lüders

Am Sat, 27 Dec 2003 12:54:21 +0100 hat Roland Lüders geschrieben:

Also ich habe meine Informationen von Exide bzw. Sonnenschein. Es gibt irgendwo im Web eine sehr gute Einführung zu Blei/Gel Akkus. Und ich meine dort stand was von 24h Stunden. Evt. ist das ja weil das Elektrolyt fest ist.

Ok, bei den kleinen Blei/Gel Akkus gibt es sicher auch mehrer No-Name Hersteller. Aber die größeren werden (IMHO) nur noch von Exide hergestellt.

Aber wir hatten doch mal einen Batteriemann in der NG, evt. kann er noch was genaueres sagen.

In diesem Fall sind die Akkus ja aber schon da ... und es wäre sicherlich auch denkbar von einem Akku mal die Kennlinie aufzunehmen so sie nicht im Datenblatt ist.

Tschüss Martin L.

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Martin Laabs

RA Dr.M.Michael König wrote in news: snipped-for-privacy@4ax.com:

Genau so machen das die "gas gauge" chips z.B. bei Maxim-ic.com der bq2014. Die werden vom Akku mitversorgt (ca. 200uA Stromaufnahme) und können z.B. LED's ansteuern, die auf Knopfdruck den Ladezustand anzeigen. Ausserdem wird die Temperatur gemessen und die Selbstentladung "geschätzt" und vom Zählerstand abgezogen usw. usf. Wenn du das selber bauen willst, nimm einen Msp430, der braucht nur uA und kann auch negative Ströme messen, Applicationsbeispiele die genau das beschreiben gibt es bei ti.com

Alternativ könnte man es auch so machen, wie hier in diesen Patenten beschrieben:

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(Prinzip ähnlich icc-Lader, da wird die Spannungsänderung nach kurzen z.B. 1ms 12A Entladeimpulsen gemessen)

Matthias

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Matthias Weingart

RA Dr.M.Michael König schrieb:

Einfach die Spannung messen. Im gegensatz zu NiCd, NiMh oder LiIo kann man bei Bleiakkus ziemlich gute Kapazitätswerte bekommen.

Wie gesagt. Ich würde einfach über die Spannung gehen. Die Messung der entnommenen und geladenen Menge dürfte auch sehr ungenau sein. Zumindest kein genauerers Ergebnis bringen als die Abschätzung über die Spannung.

Gruss Wolfgang

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Wolfgang Gerber

RA Dr.M.Michael K=F6nig meinte:

Auch Hallo,

Etwas in der Art ?

formatting link

Funktioniert besser als die Beschreibung ahnen l=E4=DFt. Ich habe das mit in 2 12Volt Zusatzpacks f=FCr Filmscheinwerfer eingeba= ut und bin mit der Genauigkeit zufrieden.=20

Gru=DF Oliver

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Oliver Reinhold

RA Dr.M.Michael König äußerte sich wie folgt:

Also die imho einfachste praktikable Lösung ist, den Akku so oft als möglich voll zu laden. Und ggf einen Zweitakku mitnehmen. Da Blei-Gel-Akkus afaik keinen Memoryeffekt haben, kann man das auch problemlos tun. Aber ohnehin sind 8Ah für eine Digitalkamera seehr großzügig bemessen, so, dass du wohl recht lange und sehr viele Bilder fotographieren kannst, bevor dieser Akku schlapp macht.

Sicher - sowas kann man machen, aber imho ist der Aufwand nicht gerechtfertigt. Zweitakku und so oft als möglich laden bzw abschätzen ist imho bedeutend einfacher.

mfG Ottmar

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"yyyyyyy" in der Adresse gegen "emacher" ersetzen. Danke für Verständnis, aber 
257 Spam-Mails an einem Tag waren dann doch etwas zu viel. mfG Ottmar
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Ottmar Ohlemacher

Am Sat, 27 Dec 2003 12:07:09 +0100, meinte Ulrich Prinz :

Nein, warum? Nach jedem Laden wird der Zähler durch Tastendruck auf Null gesetzt (könnte sogar "automatisch" geschehen, indem die Stomrichtung ausgewertet wird: Sobald und solange ein Strom in den Akkus fließt wird der Zähler auf Null gesetzt.

Bitte genau lesen: Es geht um einen externen Blei-Gel-Akku - der ist bei 7,5 Ah bekanntlich viel zu groß und zu schwer, um in die Kamera zu passen. Nein, wie ich geschrieben habe soll die Schaltung an den Akku angelascht werden.

Noch ein Gerät, das dauernd am Netz hängt und unnötig Strom verbraucht.

Ja, ist klar, ist vorhanden.

Die Akkus sollen aber doch in einer bestimmten Weise geladen. Der Ladestrom ist dabei über einen weiten Bereich gleich. Wie paßt dies zusammen?

Ist das häufige Nachladen der Lebensdauer nicht abträglich?

Beste Grüße

Dr. Michael König

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RA Dr.M.Michael König

Am Sat, 27 Dec 2003 21:07:11 +0100, meinte Oliver Reinhold :

Vom ergebnis her schon, vom Ansatz nicht - hier wird ja wohl "nur" die Spannung gemessen.

Beste Grüße

Dr. Michael König

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RA Dr.M.Michael König

Am Sat, 27 Dec 2003 16:40:57 +0100, meinte Wolfgang Gerber :

Entspricht der Spannungsverlauf zwischen der Spannung voll geladen und der Spannung im weitgehend entladenen Zustand denn wirklich der noch vorhandenen Kapazität?

Ich will ja nicht die "Lademenge" wissen - wenn der Akku geladne ist, dann wird der Zähler resettet. Es geht nur um die Erfassung des Verbrauchs.

Das kann ich nicht recht glauben. Abgesehen von der Selbstentladung kann doch der Verbrauch sehr exakt erfaßt werden.

Beste Grüße

Dr. Michael König

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RA Dr.M.Michael König

Am Sat, 27 Dec 2003 14:13:44 +0000 (UTC), meinte Matthias Weingart :

Ist nicht von Maxim sondern TI. Und außerdem nicht für Blei-Gel sondern NiCd/NiMH.

Wie geschrieben. uC-Programmieren zählt nicht zu meinen Fertigkeiten.

Beste Grüße

Dr. Michael König

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RA Dr.M.Michael König

RA Dr.M.Michael König schrieb:

Das wäre Unsinn und widerspricht ja gerade dem Zählerprinzip. Der soll ja Teilladungen und Teil"ent"ladungen gleichermaßen verwalten können.

ok

Muss ja nicht dauernd am Netz hängen. Gerade einem intelligenten Lademanagement weiss der "Akku" ja wie voll er ist. Es würde ja schon reichen wenn er bei Unterschreiten einer Mindestladung Alarm geben würde oder sich selbst den Lader aktiviert.

Meine Sinus-Home-Handies habe z.B. so eine Ladesteurerung. Bis auf dass sie sich selbt in die Ladeschale legen.

Die benötigen etwa 3 Lade- und Gebrauchszyklen um den Akku bzw. sein Verhalten zu lernen. Und die Akkuanzeige funktioniert damit dann sehr verlässlich genau.

nein - eben nicht. Bei konstanter Ladespannung und leerem Akku ergibt sich ein Anfangs ein hoher Strom. Je voller der Akku desto niedriger der Strom.

Wird aber von Anfang an mit einer festen Lade"end"spannung gearbeitet, so dauert es bis zum "Voll" fast unendlich. In der Endphase wird der Strom ja immer niediger. So ein Verfahren taugt also nur dann, wenn man sehr viel Zeit hat.

Will man den Akku schnell vollbekommen, so muss mit überhöhter Ladespannung gearbeitet werden damit auch gegen Mitte bis Ende des Vorganges genug Strom fliessen kann. Wird dann die Endspannung des Akkus erreicht (gemessen am Akku), so wird die Ladespannung auf den Wert der Endspannung runtergestzt. -> Umschaltung auf Ladeerhaltung.

Blei-Akkus werden nicht über "Strom" geladen sondern an konstanter Spannung! Und natürlich eine Strombegrenzung als Sicherheit bzw. Überlastungsschutz.

Nö - deine Autobakterie wird auf die gleiche Weise geladen. Kurze Belastung beim Anlassen und dann Dauerladung bzw. Ladeerhalt während der Fahrt. Und alle USVs oder sonstigen bleiakkubetriebenen oder gepuuferten Systeme hängen i.d.R. immer an Dauerspannung.

Das ist ja gerade der Vorteil. Nach erreichen der Endspannung findet ja praktisch keine Ladung mehr statt. Ausser eben dem Verlustausgleich der Selbstentladung.

Gruss Wolfgang

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Wolfgang Gerber

RA Dr.M.Michael König schrieb:

Nicht ganz linerar - aber ziemlich gut verwertbar. Besser als bei allen anderen Akkus. Und ausreichend genau für jeden normalen Praxisfall.

Was willst du mit dem Verbrauch? Draus schliessen wie lange es noch reicht? Ich würde da lieber über die Spannungsanzeige gehen. Und daraus den Rest abschätzen. Ohne den ganzen Firlefanz mit elektronischer Verbrauchserfassung. Viel Aufwand für letztlich nicht bessere Aussage. Falls überhaupt. Bei "Blei" würde ich mich nur auf die Spannung verlassen.

Ist aber so. Ich habe noch keine einzige elektronische Restanzeige erlebt die wirklich gestimm hat. Egal ob Rasierer, Handy oder was ich wo überall so Anzeigen sind.

Bei meinen oben erwähnten Sinussen (Sini?) passt es eingermaßen. Zumindest in der Form daß, wenn leer angezeigt wird, auch gleich leer ist. Allerdings kann man auch bei "halbvoll" ganz schnell von "leer" (Abschaltung) überrascht werden. Also auch nix 100%iges.

Wer misst, misst Mist! Wenn du genaue Zahlen willst, dann stimmt das sicher. Nur wer sagt dir ob das dann mit der verfügbaren Kapazität stimmt? Du weisst, wie viel du entnommen hast. Gut. Also weisst du auch was noch drin sein "müsste".

Was wirklich noch drin ist, weiß keiner. Bei keinem Akkutyp. Weil einfach zuviele Faktoren zusammenspielen. Nur bei Blei gibt es die einigermaßen verlässliche Aussage über die Spannung. Oder besser noch die Säuredichte. Aber die wirst du ja nicht dauern messen wollen.

Gruss Wolfgang

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Wolfgang Gerber

Ottmar Ohlemacher schrieb:

Bleiakkus sind vollkommen anders als NiCads oder NiMHs - sehr geringe Selbstentladung, kann man schon mal einige Monate stehen lassen.

Wichtig ist, daß Zyklen mit geringer Entladetiefe dem Akku nicht schaden

- Zyklen mit vollständiger Entladung kann der Akku aber nur eine relativ geringe Anzahl durchmachen - bei Autobatterien nur ein Dutzend , bei "zyklenfesten" aber auch nur so 200-300.

Am einfachsten ist es wirklich, den Akku "bei Gelegenheit" zu laden - oder ihn gleich dauernd am Ladegerät zu lassen.

Gruß, Rainer

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Dr. Rainer Meergans

Wolfgang Gerber schrieb im Beitrag ...

Richtig. (Ladespannung - Akkuinnenspannung) / Akkuinnenwiderstand

Aber bis z.B. 98% voll ist es locker kalkulierbar und abwartbar.

Nein. So wie du es schreibst (2 x Endspannung, also gleiche Endspannung) geht es nicht. Damit es geht, muss die erste Endspannung hoeher sein (z.B. 14.4V) als die zur Erhaltungsladung verwendete zweite (13.8).

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
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MaWin

Am Sun, 28 Dec 2003 13:07:58 +0100, meinte Wolfgang Gerber :

Das ist überhaupt kein Unsinn sondern nur eine Frage dessen, was man will. Der externe Akku wird ja, wenn er geladen wird, immer voll geladen - und somit erübrigt sich das fehlerträchtige Berücksichtigen der Ladevorgänge. Was bleibt ist der Zustand nach dem Gebrauch.

Damit entfällt abe das simple "Dauerladen" und es muß ein wie auch immer geartetes

her.

Und dennoch muß der Zustand erfaßt werden - also eine Schaltung her, wie ich sie mir vorstelle.

Der aber begrenzt werden muß auf ein verträgliches Maß - und daher wird der Akku über lange Zeit mit dem gleichen Strom geladen. Die Diagramme der Hersteller sind da ziemlich klar.

Mhm. Also nach jedem Gebrauch gleich an den Zapfhahn. Na schön, wenn´s nicht schadet soll es mir recht sein.

Beste Grüße

Dr. Michael König

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RA Dr.M.Michael König

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