Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfachste Möglichkeit zur Spannungsüberwachung?


von Florian S. (toxic92)


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Guten Abend,

ich möchte gerne in ein geplantes Akkupack eine LED als Anzeige 
einbauen, die mir
1)entweder "Spannung ausreichend" signalisiert und ausgeht, wenn die 
definierte Mindestspannung unterschritten wird
oder
2)anzeigt, dass die Mindestspannung unterschritten wurde --> Akku 
aufladen

Jetzt hätte ich gerne eine Schaltung, die
-aus leicht zu lötenden Bauteilen besteht (keine Möglichkeit zum 
Platinenätzen/SMD-Löten vorhanden)
-aus möglichst wenigen Bauteilen besteht: ein IC, der mit der 
LED+Vorwiderstand in Serie rail-to-rail hängt, wäre das Optimum
-möglichst günstig ist

Das Akkupack wird aus 14 NiMH AAA-Zellen bestehen, geladen wird 
strombegrenzt mit einem 24V-Netzteil. Somit wären also rein theoretisch 
Spannungen zwischen etwa 12,6V (fast tiefentladen) und etwa 24V möglich.

Habe schon länger gesucht, aber noch nicht befriedigendes gefunden.


Danke schonmal für eure Vorschläge!

von tt2t (Gast)


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und mit der LED wird der leere Akku dann noch weiter entladen ...

von Florian S. (toxic92)


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Theoretisch ja, praktisch nein, das Akkupack wird dann abgeschalten und 
baldmöglichst aufgeladen. Betrieben wird damit ein Lüfter, der vor mir 
auf dem Tisch steht. Somit sieht man die LED dann sofort. Akku deswegen, 
um mobil zu sein (Student)

von tt2t (Gast)


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Komparator, ein Eingang Spannungsreferenz (z.B. Zenerdiode oder 
Referenz-IC), anderer Eingang am Spannungsteiler zwischen Vdd und Vss, 
am Ausgang eine LED mit Vorwiderstand

von Ich (Gast)


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Florian S. schrieb:
> Akku deswegen, um mobil zu sein (Student)
Ich frage mich aber schon, was Student mit "mobil [zu] sein" zu tun hat, 
so kausal wie das hier zu sein scheint.

von Florian S. (toxic92)


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Ok, aber noch einfacher als mit einer Komparatorenschaltung ist es nicht 
hinzubekommen, oder? Also mit einem speziellen Baustein für solche 
Aufgaben?

Ja hatte vorhin wenig Zeit, jetzt nochmal ausführlicher: Im 
Hörsaal/Klassenzimmer hat man ja wechselnde Sitzplätze und eben nicht 
immer eine Steckdose in der Nähe. Das Akkupack und der Lüfter sorgen im 
Sommer halt für "frischen Wind", als mobiler Ventilator, ähnlich den 1€ 
Ventilatoren, nur leiser, mit mehr Luftstrom und wiederaufladbar. Ist 
dann mitlerweile die dritte Version. Man findet eben immer etwas zum 
Verbessern.

von Einfach (Gast)


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Vielleicht reicht dann ja auch ein einfaches 24V Relais.
Mit einem Taster könnte man es in Selbsthaltung bringen.
Beim unterschreiten der Haltespannung fällt es dann halt ab.
Ein Wechselkontakt für eine grüne LED der andere für eine rote.


Viel Spass und viel Erfolg

von tt2t (Gast)


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> Also mit einem speziellen Baustein für solche Aufgaben?

Ein Komparator IST ein spezieller Baustein genau dafür: Vergleich von 
Spannungen

von Harald W. (wilhelms)


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Ich schrieb:

>> Akku deswegen, um mobil zu sein (Student)
> Ich frage mich aber schon, was Student mit "mobil [zu] sein" zu tun hat,
> so kausal wie das hier zu sein scheint.

Irgendwo in der Bibel steht m.W.: "...und er nahm sein Bett und
ging heim...". Heutzutage heisst es wohl: "Und er nahm seinen
Lüfter und ging heim."
Meint
Harald

von Florian S. (toxic92)


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Ok, danke für eure Vorschläge. Ich denke, es wird dann die 
Komparatorschaltung, sollte hinzubekommen sein.

Und ja, den Lüfter nehm ich am Ende des Tages auch wieder mit heim :)

von Anja (Gast)


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Florian S. schrieb:
> ein IC, der mit der
> LED+Vorwiderstand in Serie rail-to-rail hängt, wäre das Optimum
> -möglichst günstig ist

bei 24V würde ich einen TL431 + 3 Widerstände + LED verwenden.
also etwa die halbe Schaltung aus Figure 29 im Datenblatt.
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl431.pdf

Ansonsten: mit sparsamem Spannungsregler und Mikroprozessor kann man 
auch eine komplette Spannungsanzeige + Steuerung der Last bei einem 
Stromverbrauch von ca 10uA realisieren.

Gruß Anja

von BastelHeini (Gast)


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Florian S. schrieb:
> Das Akkupack und der Lüfter sorgen im
> Sommer halt für "frischen Wind"

Früher(tm), als ich noch die Schulbank gedrückt habe, brauchte niemand 
von uns im Klassenzimmer einen Lüfter auf dem Tisch. Wir haben die Wärme 
ertragen wie echte Männer (und Frauen) und haben es alle überlebt!

von skyperhh (Gast)


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Ich würde den ICL7665 vorschlagen, --> 
http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/ICL7665.pdf

Der hat passende Spannungsreferenzen gleich mit dabei, Open-Collector 
Ausgänge und kann Über- / Unterspannung anzeigen... einziger Nachteil, 
die Versorgungsspannung darf max. 16V betragen, die zu überwachende 
Spannung kann aber größer sein... das Ding ist sehr Sparsam vom 
Stromverbrauch. Als LED kann ich empfehlen, verwende eine 
super-/utrahelle LED und begrenze den Strom auf 0,2mA - 0,5mA, dann 
leuchtet sie mit der Helligkeit einer "normalen" LED.

von andreas6 (Gast)


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Hallo,

nun noch die Variante mit Einzelzellenüberwachung. Bei so vielen Zellen 
in Reihe macht das Sinn.

MfG. Andreas

von ge-nka (Gast)


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Hier eine Anzeige china Variante,
für Entladung/ Spannung sehr Temperaturabhängig, für 2mA LED,
12,6V LED ist AUS,2,3mA,
12,7V LED ist EIN,2,4mA,
24,0V LED ist EIN,10,6mA.

von John B. (johnbauer)


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Florian S. schrieb:
> Das Akkupack wird aus 14 NiMH AAA-Zellen bestehen, geladen wird
> strombegrenzt mit einem 24V-Netzteil. Somit wären also rein theoretisch
> Spannungen zwischen etwa 12,6V (fast tiefentladen) und etwa 24V möglich.

Wenn Du deine NiMH-Akkus auf 1,7V pro Zelle lädst, dann werden sie sehr 
bald sehr tot sein.

Die einfachste Möglichkeit der Spannungsüberwachung dürfte ein kleines 
Drehspulinstrument sein (wenn genug Platz vorhanden ist). Und auch die 
Stromspahrenste (wenige 100µA).

Gruß
John

von Florian S. (toxic92)


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@Anja
Das wäre mir auch ganz recht. Das heißt also praktisch nur den rechten 
Teil der Schaltung aus Figure 29 zu verwenden, oder? Und der R4 lässt 
sich ja einsparen, solange der LED-Strom größer als 1mA ist, richtig? 
Ich hätte etwa 2-5 mA vorgesehen, wäre das OK?

@John
Wie lade ich denn dann das Akkupack am geschicktesten? Meines Wissens 
benötigen die NiMH eben am besten -dV, -dT oder im einfachsten Fall 
einen konstanten Strom von etwa C/10. Wenn die Spannungsdifferenz 
zwischen Netzteil und Akku zu klein wird (gegen Ladeende) fließt ja ein 
geringerer Strom, somit wäre die C/10 Berechnung falsch und das Laden 
würde länger als die 10h bzw. 14h mit Ladewirkungsgrad dauern.

von Anja (Gast)


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Florian S. schrieb:
> Das heißt also praktisch nur den rechten
> Teil der Schaltung aus Figure 29 zu verwenden, oder? Und der R4 lässt
> sich ja einsparen, solange der LED-Strom größer als 1mA ist, richtig?
> Ich hätte etwa 2-5 mA vorgesehen, wäre das OK?

alles exakt. Wobei ich bei 1-2mA bleiben würde. Bei AAA Zellen hat man 
nicht soo üppig Strom übrig.

John Bauer schrieb:
> Wenn Du deine NiMH-Akkus auf 1,7V pro Zelle lädst, dann werden sie sehr
> bald sehr tot sein.

Wenn da noch eine Konstantstromquelle (LM317) und ggf. noch eine 
Rückflußschutzdiode an den 24 V hängen wird man nicht viel mehr als 1,5V 
/ Zelle herausbringen. Das paßt dann schon. Ich hätte da eher Bedenken 
ob die Akkus auch wirklich voll werden.

Gruß Anja

von Florian S. (toxic92)


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Wunderbar, dann nehm ich deinen Vorschlag und bleib bei 2mA.

Genau, ich hatte den LM317 zur Strombegrenzung vorgesehen. Diode kommt 
auch noch rein. Passt dann ja alles.

Vielen Dank & noch ein schönes Wochenende wünscht
Florian

von RS (Gast)


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Der MC34161 passt gut zu deinen Anforderungen. Bringt alles mit, was du 
brauchst.

von Florian S. (toxic92)


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RS schrieb:
> Der MC34161 passt gut zu deinen Anforderungen. Bringt alles mit, was du
> brauchst.

Sieht gut aus, werd ich mir mal näher anschauen. Danke!

von RS (Gast)


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Im hinteren Teil des Datenblatts sind diverse Schaltungsvarianten drin, 
die auch auch auf deine Anwendung passen. Besonders die Berechnung des 
Spannungsteiles ist nicht wirklich tivial und dort als Formel angegeben.


Gruß, RS

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