Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Trennrelais Steuergerät


von Adrian Z. (atze2701)


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Hallo Leute,

bin der Adrian, 25 Jahre und absoluter Neuling in Sachen Mikrokontroler.
Ich hoffe ich bin hier richtig und das mir geholfen werden kann :)

Zum Problem:

Ich baue mir zur Zeit ein Boot mit mehreren verschiedenen Stromkreisen, 
sprich 3 Batteriebänke. Diese 3 Batteriebänke sind voneinadner komplett 
unabhängig und sollen das auch bleiben. Hier stellt sich das Problem des 
Ladens der Bleibatterien. Es gibt fertige Lösungen aber die kosten ne 
Menge und machen zum Teil nicht das was ich möchte.

Ich möchte die Batterien mit Priorität Laden und Überwachen. Sprich Lade 
Batterie 1 bis ca. 90sec lang 13,8V dann schalte Wechselrelais.
Sobald Spannung an Batterie 1, 90sec unter 13,4V liegt schalte das 
Wechselrealis erneut.

Geladen wird mit automatischem Ladegerät, Lichtmaschine und Solarregler.
Prinzip wie im Dateianhang, wobei die mit 1,2&3 bezeichneten Stellen den 
Einbauort des Steuergerätes andeuten. Dieses soll zweimal angefertigt 
werden.

etwas ähnliches habe ich in einem anderem Forum gesehen, jedoch macht es 
mehr als ich benötige, ich hoffe ich darf das hier einfügen

http://www.t4-wiki.de/wiki/Trennrelais-Steuerger%C3%A4t_TR-SG#Schaltung

Ist das geplante realisierbar und macht Sinn ?
Habt ihr Tipps und Anregungen dazu ?
Wie kann ich das geplante am besten umsetzten ?

Mit freundlichen Grüßen

Adrian

von Adrian Z. (atze2701)


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Kann mir niemand helfen ?

von MaWin (Gast)


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> Kann mir niemand helfen

Nicht wirklich.

Ein Akku, der gerade auf 13.8V aufgeladen wurde,
geht sofort unter 13.4V wenn er abgeklemmt wird,
denn seine Ruhespannung ist 12.8V. Er sackt auch sofort
unter 13.4V wenn ein leerer Aku ihm parallegeschaltet
wird, denn der zieht die ganze Sache sofott nach unten.

Daher ist deine Theorie der Lade(um)schaltung nicht
realistisch.

Auch ist ein Akku der gerade eben 13.8V erreicht
noch nicht voll, dazu laden Laderegler bis 14.4V.

Wenn man sagt: Batterie 1 wird geladen bis sie 13.8V
erreicht hat, dann wird zwar ihr Ladestrom nicht abgestellt,
aber es wird Batterie 2 auch geladen bis sie ihrerseits
13.8V erreicht und dann kommt Batterie 3 hinzu,
dann könnte man das elektronisch realisieren.

Aber nicht mit deinen bereits vorgeregelten 13.8V aus
Solarladeregler, Lima und Ladegerät. Man bräuchte
mindestens 0.7V mehr für die Dioden die der Entkopplung
dienen, damit die zugeschaltete Batterie 2 nicht gleich
die schon fast volle Batterie wieder entlädt.

Hätte man die Batterien über Relais oder MOSFETs verbunden,
haben ise ja nahc dem verbinden alle dieselbe Spannung,
das geht auch nicht.

Verbindet man zumindest Batterie2 und Batterie3 nur über
Widerstände mit Batterie 1, Widerstände die selbst bei
leerer Batterie 2 und 3 nicht mehr als den Ladestrom fliessen
lassen, dann hat man zwar eine Stromverteilung die nie
negative wird (also Batterie 1 wieder entlädt), aber es
dauert extrem lange, und wenn man es beschleunigen wollte
müsste man mit mehr Spannung rangehen un Batterie 1 vor
dem überladen schützen. Also hilft statt Widerstand nur eine
Konstantstrombegrenzung, und die braucht eben auch etwas
Spannung für sich, mit 13.8V rein kommst du da für 13.8V
raus nicht aus.

Die Schaltung von T4 funktioniert auch nur so lange, wie
die Leitung zum Zweitakku einen erheblichen Widerstand hat,
der weniger Ausgleichsstrom fliessen lässt, als die LiMa
liefert, auch wenn der Zweitakku fast leer ist. Damit dauert
aber das Aufladen der Zweitbatterie sehr lange. Im Auto
wird das über die 14.4V der Lichtmaschine ausgeglichen,
also mit Überspannung geladen, dein Solarpanel und das 230V
Ladegerät liefert das aber nicht.

Es liegt also an winzigkleinen Details, ob so was klappt
oder nicht. Man kann sich nicht einfach mehr wünschen.

Eine theoretisch mögliche einfache Schaltung könnte die
Verbindung der Batterien langsam aufsteuern, je höher
die Spannung der Batterie1 liegt, je wvoller sie also wird.

Ab 13.4V wird Batterie 2 langsam immer mehr zugeschaltet bis
sie bei 123.6V ganz zugeschaltet ist, ab 13.6V wird Batterie3
langsam zugeschaltet bis 13.8V erreicht sind und alle 3
Akkus quasi parallel an den Ladequellen höngen. Das geht mit
linear aufgesteuerten MOSFETs noch recht gut, blöderweise
sind die Ladeströme hoch und die Verlustleistungen ebenso,
insbesondere bei einem richtig leeren Akku 3, also braucht man
dicke MOSFETs und grosse Kühlkörper (aber ansonsten nur 2 OpAmps
und eine Referenzspannungsquelle).

So eine Schaltung ist also wenig attraktiv, obwohl einfach.

Besser ist ein Schaltregler, man schaltet also bei voller
werdender Batteri 1 die Batteri 2 bruchteile für Sekunden zu,
der Ladestrom in sie steigt un d schon schaltet man wider ab,
damit der Ladestrom im Mittel  bei 13.4V gering ist und erst
bei 13.6V voll ist, und ebenso bei Batteri 3. Dummerweise
steigt der Stroj nicht langsam, langsam genug für die
schaltenden MOSFET. Also braucht man Spulen, die den Stromansteig
verlangsamen, und Spulen hocher Induktivität für viele Ampere
sind teuer und gross, also greift man lieber zu kleiner
Induktivität, muß dann aber schnell schalten. So 1 Mio mal pro
Sekunde. Solche rasend schnellen Schaltregler sind nichts mehr
für Anfänger, und die 25kHz Variante, die du noch bauen könntest,
ist schon von den Kosten für die Spulen her unattraktiv.

Daher kann man dir nicht wirklich helfen, und es hat schon
seinen grund, warum es solche Regler, wie du sie dir vorstellst,
nicht im Handel gibt.

von Adrian Z. (atze2701)


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Hallo und WOW was für ne lange Antwort....

das ich mich hier gemeldet habe scheint sich schon mal gelohnt zu haben 
:)

ok also muss ich wohl etwas umdenken....


Auf Dioden wollte ich verzichten wegen dem Spannungsabfall und diese 
sind beim zuschalten der Batterien in verschiedenen Ladestufen ja 
notwendig, um sie nicht zu koppeln.

Wenn die Ruhepannung der Batterie soweit absackt kann ich meine untere 
Grenze nicht einfach weiter herabsetzen, so dass diese einer zu 98% 
vollen Batterie gleicht ? Also statt der 13,4 V nur 12,7 V ?

Wenn ich ein Relais verwende, können die Laderegler der Ladegeräte ihre 
Kennlinie zum Laden doch selbst wählen. Die passen sich doch dem 
Batterieladezustand an.

Die Batterien sollen auch nicht Parallel geschaltet werden. Sie sollen 
immer für sich sein und in keinster weise Interagieren. Aus diesem Grund 
ist mir der Gedanke mit dem Wechselrelais gekommen.

Mit freundlichen Grüßen

Adrian

von MaWin (Gast)


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> Also statt der 13,4 V nur 12,7 V ?

Das geht, hat aber ggf. eine merkwürdige Umschaltung zur Folge, die du 
gar nicht willst.

Im Prinzip wird immer auf Batterie 1 umgeschaltet, wenn die belastet 
(entladen) wird.

von Adrian Z. (atze2701)


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Deswegen nenn ich die Schaltung dann auch Prioritätsladung :) genau das 
möchte ich erreichen auch wenn es komisch klingt :) also ist die 
grundlegende Frage der Realisierbarkeit damit geklärt ?

Wie geht es jetzt am besten weiter bezüglich der Umsetzung dieser Idee ? 
wie gesagt bin eine totaler Neuling in sachen Mikrokontroler


MfG


Adrian

von Anja (Gast)


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Adrian Zirk schrieb:
> lso ist die
> grundlegende Frage der Realisierbarkeit damit geklärt ?

noch lange nicht: Welche Leistung hat die Lima und welches Relais hält 
das häufige Schalten unter Last überhaupt aus?

Gruß Anja

von MaWin (Gast)


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> Neuling in sachen Mikrokontroler

Du brauchst keine Mikrocontroller dafür.

Simple Schmitt-Trigger, wie sie bei der Ladereglung vin Bleiakkus 
verwendet werden, und eine genaue Vergleichsspannung gegen die 
verglichen wird.

Damit die Schaltung im Ruhezustand (Akku1 wartet auf Laden) nicht zu 
viel Strom zieht,
sollte im Ruhezustand kein Relais angezogen sein, und ein Chip verwendet 
werden, der wenig Strom braucht (also auf jeden Fall kein 
Mikrocontroller).

Der ICL7665 (eBay) enthält alles was du brauchst.

+12V ----+-------+    |   |
         |       |    o   o
         |     Relais==\
         |       |      o
         +--|<|--+      |
         |       |      |
     +-------+   |    Akku1
In --|ICL7665|--|I      |
     +-------+   |S     |
         |       |      |
Masse ---+-------+------+

Wie man die Schaltpunkte vom ICL7665 berechnet und mit 3 Widerständen 
einstellt, steht in dessen Datenblatt. An den ICL7665 kommt ein MOSFET 
weil die dicken Relais rechzt viel Ansteuertsrom brauchen, ein BU10 tut 
es. An das Relais muß noch  verpolt eine Diode, die Freilaufiode, eine 
1N4001 tut es weil selten geschaltet wird. Und als Relais brauchst du 
eines, welches zumindest den Ladestrom aushält. EIn KFZ Relais Würfel 
sollte das tun.

Der ICL7665 enthält auch schon die ELektronik für den zweiten Akku, aber 
er hat nur einen Versorgungsspannungnaschluss. Die frage ist, woher er 
seine Spannung bekommt. Eigentlich vom volleren Akku. Bei dir wäre das 
immer Akku1. Dadurch misst er aber bei Akku2 nicht die 
Versorgungsspanung, sondern eine fremde Spannung. Also geht für den 
zweiten Akku nur Figure 4  im Datenblatt.

Der Dritte Akku wird ncht gemessen,. Er wird über die Relais geladen, 
wenn die ersten beiden "voll" sind.

Bleibt noch die Farge, wie man die 3 Ladequellen nutzt, wenn man nicht 
alle 3 parallel zusammenschaltet. Auch 2 Relais, die auswählen. Das geht 
ohne weitere Elektronik. Lediglich bei Solar kann es sein, daß die zwar 
Spannung liefrt, aber nicht genug Spannung. Aber Solar wird die dritte 
Quelle sein, die aktiv ist, wenn die anderen beiden nicht vorhanden 
sind. Also muß man dort nicht messen.

von MaWin (Gast)


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weil die dicken Relais recht viel Ansteuerstrom brauchen, ein BUZ10 tut

von Adrian Z. (atze2701)


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Also die Ladeleilstung beträgt 30A vom Ladegerät, 15A von der Lima und 
ca 10A vom Solarladeregler, wobei es im Regelfall nicht passiert das 
dieser Ladestrom zusammen zu 100% wirkt. Trotzdem nehme ich Relais die 
groß genug sind.


Die Schaltung von MaWin ist sogar für mich nachvollziehbar :)

denke das bekomme ich hin :) Komponenten von Reichelt beziehen ?

würde dann das von MaWin angeführte bestellen:

-ICL7665
-1N4001
-BU10
-starkes wechselrelais


was brauch ich noch ?

Sockel für den ICL77665 ?
Steckplatine ?
Gehäuse ?
Schraubklemmen?

einige Widerstände, Kabel und Lötzeug hab ich noch zu liegen....Würde 
aber ungern noch 5 mal Versand zahlen weil ich etwas vergessen habe ;)


Mit freundlichen Grüßen


Adrian

von Adrian Z. (atze2701)


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jetzt hab ich es geschnallt...BUZ 10 und ich habe mich gewundert weshalb 
ich unter BU 10 nichts finde... peinlich :)

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