Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Batteriestatus


von Karlo F. (karlo_f)


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Guten morgen,

die Forensuche hat mich leider nicht sonderlich erhellt, deshalb ein 
eigener Post.

Ich betreibe über einen Atmega32 einen kleinen Motor per PWM und div. 
Taster, LEDS. Betrieben wird das über ein 9V Netzteil - alles gut un 
schön.

Um mobil sein zu können, habe ich ein Batteriepack aus 6 AA Batterien 
noch dran gehängt, welches per Schalter aktiviert wird. Auch das 
funktioniert noch blendend.

Mit zunehmender Nutzung entlädt sich das Pack natürlich aber. Das hat 
zur Folge, dass die unterschiedlichen Werte für den PWM nicht mehr in 
der gleichen Umdrehungsgeschwindigkeit resultieren. Ich würde nun gerne 
irgendwie den Ladestatus der Batterien messen um einen Zuschlagwert für 
den PWM draufzupacken.

Ist das möglich? Über Tipps wie ich den Ladezustand ermitteln kann würde 
ich mich sehr freuen.

Gruß Karlo

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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Entscheidend für die Drehzahl wird wohl die Spannung unter Last, d.h. 
bei eingeschaltetem Motor, sein. Du musst daher, meiner Meinung nach, 
nicht den Ladezustand der Batterien bestimmen, sondern einfach über 
einen AD-Kanal des Controllers die Batteriespannung messen (über einen 
Spannungsteiler).
Abhilfe würde ansonsten natürlich eine echte Drehzahlmessung des Motors 
schaffen, anstatt ihn einfach nur mit einer gewissen PWM anzusteuern.

Gruß,
Alex

von Anja (Gast)


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Karlo F. schrieb:
> Ich würde nun gerne
> irgendwie den Ladestatus der Batterien messen um einen Zuschlagwert für
> den PWM draufzupacken.

Was hat der Ladezustand mit der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors zu 
tun?
Zumindest bei einem DC-Motor ist die Geschwindigkeit in erster Nänerung 
abhängig von der inneren Spannung am Motor = EMK. (= äußere Spannung 
abzüglich Spannungsabfall am Wicklungswiderstand).

Für eine erste Regelung würde ich die Spannungsdifferenz an den 
Motorklemmen messen. Verfeinern kann man dies wenn man den 
(temperaturabhängigen) Innenwiderstand und den Strom durch den Motor 
oder die EMK in den PWM-Pausen mißt.

Gruß Anja

von Karlo F. (karlo_f)


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Mangels wirklicher Kenntnisse war der Ladezustand meine Vermutung - je 
länger das System im Betrieb war, desto langsamer wurde der Motor. Aber 
danke schonmal für die Antworten - ich werde beim Mittagessen darüber 
nachdenken :)

Viele Grüße
Karlo

von Jens B. (nixiefreak)


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Du kannst auch einen Hochsetzsteller (StepUp) verwenden, um aus deinen 
sechs AA-Zellen immer 9V zu erhalten.

Gruß
Jens

von Karlo F. (karlo_f)


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Evtl. muss ich doch erstmal grundlegend die Problematik verstehen:

Ich ging bislang davon aus, dass bei Nutzung die Spannung konstant ist, 
die verfügbaren Ampere jedoch abbauen. Ist das schonmal falsch? Mir 
fehlen hier wohl grundlegende Informationen zur Stromlehre ;)

von STK500-Besitzer (Gast)


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Karlo F. schrieb:
> Ich ging bislang davon aus, dass bei Nutzung die Spannung konstant ist,
> die verfügbaren Ampere jedoch abbauen. Ist das schonmal falsch? Mir
> fehlen hier wohl grundlegende Informationen zur Stromlehre ;)

Ampére ist die Einheit für die Anzahl der Ladungen pro Zeiteinheit, auch 
gerne als elektrischer Strom bezeichnet.
Dieser Strom wird dadurch erzeugt, dass unterschiedliche Potentiale über 
einen Leiter verbunden werden. (Spannung in einem Stromkreis).
Das Problem dass du hast, ist, dass die Batteriespannung mit der Zeit 
abnimmt, weil die beiden Potentiale der Batterie sich immer weiter 
annähern.
Dadurch sinkt auch die Drehzahl des Motors, da diese von der Spannung 
abhängig ist.
Du müsstest also entweder die Batteriespannung messen, oder, was 
sinnvoller wäre die Drehzahl deines Motor, oder sogar beides.

von Alex B. (Firma: Ucore Fotografie www.ucore.de) (alex22) Benutzerseite


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STK500-Besitzer schrieb:
> Du müsstest also entweder die Batteriespannung messen, oder, was
> sinnvoller wäre die Drehzahl deines Motor, oder sogar beides.

Oder wie weiter oben auch schon vorgeschlagen die variable 
Batteriespannung in eine konstante Motor-Betriebsspannung wandeln 
(Stichwörter: Schaltregler, DC/DC-Wandler, Step-Up-Regler, 
Boost-Converter, Hochsetzsteller). Siehe auch [[Versorgung aus einer 
Zelle]].

von Klaus 2. (klaus2m5)


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Karlo F. schrieb:
> Ich ging bislang davon aus, dass bei Nutzung die Spannung konstant ist,
> die verfügbaren Ampere jedoch abbauen. Ist das schonmal falsch? Mir
> fehlen hier wohl grundlegende Informationen zur Stromlehre ;)

Der entnommene Strom sinkt, da bei fortschreitender Entladung der 
Innenwiderstand der Batterien steigt und gleichzeitig die verfügbare 
Leerlaufspannung fällt. Es ist also deutlich komplexer, als Du denkst. 
Dieses Verhalten ist dann nicht nur zwischen verschiedenen 
Batteriemarken unterschiedlich, sondern auch noch zwischen Batterien der 
gleichen Marke mit unterschiedlichem Herstellungsdatum. Das lässt sich 
nie im Leben vernünftig kompensieren.

Die Drehzahl direkt per Drehzahlmessung zu regulieren, ist am 
sinnvollsten. Die Spannung zu stabilisieren (Stepup/Stepdown Regler zur 
Schonung der Batterien) ist möglich, wenn ersteres nicht geht. Die 
Regelung durch Messung der Batteriespannung zu stabilisieren ist auf 
Deutsch gesagt Murks.

von STK500-Besitzer (Gast)


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Alex Bürgel schrieb:
> STK500-Besitzer schrieb:
>> Du müsstest also entweder die Batteriespannung messen, oder, was
>> sinnvoller wäre die Drehzahl deines Motor, oder sogar beides.
>
> Oder wie weiter oben auch schon vorgeschlagen die variable
> Batteriespannung in eine konstante Motor-Betriebsspannung wandeln
> (Stichwörter: Schaltregler, DC/DC-Wandler, Step-Up-Regler,
> Boost-Converter, Hochsetzsteller). Siehe auch Versorgung aus einer
> Zelle.

Kommt wohl auch auf den Motor an...

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