Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Rollerbatterie: Tiefentladung


von Jonas M. (tschortsch)


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Hallo Leute,

ich möchte für ein kleines Elektronikprojekt eine Rollerbatterie 
verwenden.
Um sicher zu stellen, dass diese nicht tiefentladen wird, möchte ich 
eine Schaltung konstruieren, die eben dies verhindert.
Die Schaltung ist prinzipiell fertig, allderings fehlt mir eine 
Information: Bis zu welcher Spannung kann ich die Batterie entladen ohne 
sie dabei zu beschädigen?
Es handelt sich um eine 12V Rollerbatterie mit 4Ah.

Gruß und Danke,
Jonas

von Olek (Gast)


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Diese Battrien solten eigentlich nicht entladen werden.
Verwendet werden diese nur zum starten des Rollers.

Die Spannung der Battrie veriiert vom Strom der ihr entnommen wird.
D.h. muss die Spannung im Idealfall bei einer bekannten Last gemessen 
werden, um auf deren Ladungszustand rückschlüsse zu ziehen.

Genauere Angaben finden sich meist in den Datenblättern des jeweiligen 
Herstellers.

von Bond (Gast)


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Mit "Rollerbatterie" ist wohl ein Blei oder Blei-Gel-Akku gemeint?

Mißt Du die Spannung unter Last? Welcher Strom?

Meine Erfahrung mit Blei-Gel Akkus ist bei einer Last von
3 bis 5 A (7,5Ah-Akku, 12V) bei Messung unter Last oder kurz
(ein paar sek. nach Abschalten der Last) 10,5V als Untergrenze,
bei "Leerlauf", so 10 bis 20 mA etwa bei 12V. Ich weiß,
ggf. kann weiter entladen werden, aber bisher haben sich
diese Schwellwerte ganz gut bewährt. Die Spannungswerte
wurden an den Akkuklemmen gemessen, bei entsprechenden
Leitungen ist deren Widerstand zu berücksichtigen.

von Jonas M. (tschortsch)


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Aha, dann scheint es wohl nicht so einfach zu gehen, wie ich mir das 
vorgestellt habe.
Mit der Rollerbatterie soll ein Audioverstärker (max. 2A) betrieben 
werden. Allerdings hängt die Last hier ja stark von der Lautstärke und 
von der Impedanz der Boxen ab...
Ich möchte ungern die Musik für eine Messung ausschalten.
Ein Kumpel von mir hat eine Ladestandsanzeige mit Opamps und LED's für 
eine Autobatterie entworfen, die wohl auch funktioniert. So ähnlich 
wollte ich das auch machen: Opamp vergleicht Batteriespannung mit 
Referenzspannung und schaltet bei genügend Saft den Verstärker dahinter 
über ein Relais ein.
Beim Einschalten sollte das ja noch funktionieren, im laufenden Betrieb 
dann wohl eher nicht, oder?
Habt ihr Vorschläge, wie man das für den Betrieb realisieren könnte?

Danke und Gruß,
Jonas

von Bond (Gast)


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Wenn Du eine Musikanlage mit dem Akku betreibst, würde
ich bei etwa 10,5V Abschalten. (Klemmenspannung am Akku)
Eventuell würde ich die Schwelle auf ca. 11V hochsetzen, besonders
wenn der Verstärker die 2A nur kurzfristig, ein paar Sekunden "zieht".
Mag sein, DA? Du nicht das Letzte Bißchen an Kapazität aus
dem Akku holst, aber er dankt es mit längerer Lebensdauer.

In meinem Fall messe ich kurz nach (ein paar ms) dem Abschalten
der Last, geht in diesem Fall, damit wird der Spannungsabfall der
Zuleitungen kompensiert.
Die Messung erfolgt im "Leerlauf" also kann keine nennenswerte
Spannung am Kabel abfallen und der Akku hat sich noch nicht erholt.

Bitte denke daran daß ein "Rollerakku" eher wie eine kleine
"Starter Betterie" so wie im Auto ist. Die sind leider nicht
für ständiges Laden und entladen gedacht. Nimm besser einen
Zyklenfesten Blei-Gel Akku, der ist auch "Auslaufsicher", es
passiert nichts wenn der Akku mal umkippt.

von Jonas M. (tschortsch)


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Bond schrieb:
> Wenn Du eine Musikanlage mit dem Akku betreibst, würde
> ich bei etwa 10,5V Abschalten. (Klemmenspannung am Akku)
> Eventuell würde ich die Schwelle auf ca. 11V hochsetzen, besonders
> wenn der Verstärker die 2A nur kurzfristig, ein paar Sekunden "zieht".
> Mag sein, DA? Du nicht das Letzte Bißchen an Kapazität aus
> dem Akku holst, aber er dankt es mit längerer Lebensdauer.
>
> In meinem Fall messe ich kurz nach (ein paar ms) dem Abschalten
> der Last, geht in diesem Fall, damit wird der Spannungsabfall der
> Zuleitungen kompensiert.
> Die Messung erfolgt im "Leerlauf" also kann keine nennenswerte
> Spannung am Kabel abfallen und der Akku hat sich noch nicht erholt.
>
> Bitte denke daran daß ein "Rollerakku" eher wie eine kleine
> "Starter Betterie" so wie im Auto ist. Die sind leider nicht
> für ständiges Laden und entladen gedacht. Nimm besser einen
> Zyklenfesten Blei-Gel Akku, der ist auch "Auslaufsicher", es
> passiert nichts wenn der Akku mal umkippt.

Alles klar, ist bestellt.
Fehlt mir nur nocoh die Spannung bei voll aufgeladenem Akku, aber die 
kann ich ja dann messen.
Viele Dank euch!

Gruß
Jonas

von Jonas M. (tschortsch)


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Hey,

also ich haben den konkreten Entwurf der Schaltung soweit mal fertig (s. 
Anhang).
Eine Frage bleibt aber noch: Im Grenzfall wird das Relais eventuell 
ständig ein- bzw. ausgeschaltet, da ja hier dann die Last zugeschaltet 
bzw. von der Batterie getrennt wird.
Könnte man das mit einem einfachen Glättungskondensator zwischen Vcc und 
GND lösen? Der müsste natürlich entsprechend groß sein..

Zur Schaltung:
3 OP's werden für die Akkustandanzeige verwendet (die 3, die den Ausgang 
an dem unteren Pin-Array angeschlossen haben), der letzte OP steuert das 
Relais an, und soll nur durchschalten, wenn entsprechend Spannung an den 
Klemmen anliegt.

Danke und Gruß,
Jonas

von Stefan (Gast)


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Warum so aufwändig? Nimm doch einfach ein 12V Relais:
1
               Taster "Ein"   
2
12V Batt o---+----/ ----+----------+--o Verbraucher
3
             |          |          |
4
             +----/ ----+          X
5
               Relais-Kontakt      X Spule
6
                                   X  6V
7
                                   |
8
     GND o-------/ ---------|>|----+                        
9
           Taster "Aus"   Zener Diode 6V
Mit dem Taster "Ein" schaltest Du die Anlage an. Mit dem Taster "Aus" 
(Öffner-Kontak!) schaltest Du sie wieder aus. Wenn die Batterie schwach 
wird, fällte das Relais von alleine ab.

Beim Laden musst du mit bis zu 15V rechnen. Wenn die Batterie voll ist 
und entladen wird, dann hat sie zunächst 13,8V und sinkt dann stetig ab.

von Jonas M. (tschortsch)


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Danke für die Antwort.
Bei deinem Vorschlag bleibt leider das Problem mit dem Grenzfall 
bestehen.
Da ich keine adequate Lösung gefunden habe (Schmitt-Trigger will auch 
nicht so recht passen), hab ich mein Konzept jetzt komplett über den 
Haufen geschmissen und lass das alles jetzt von nem ATTiny13 steuern. Da 
habe ich diese ganzen Probleme nicht da ich alles per Software abfangen 
kann.

Gruß
Jonas

von Stefan (Gast)


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Mein Schaltungsvorschlag mit dem Relais kennt keinen Grenzfall. Wenn das 
Relais abfällt, bleibt es solange aus, bis jemand den "Ein" Taster 
drückt. Das klappt aber nur, wenn die Batteriespannnung bis dahin wieder 
deutlich höher ist, als sie beim abschalten war. Also mit 
Schmitt-Trigger Wirkung.

von Jonas M. (tschortsch)


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Okay, klingt eigentlich nicht schlecht. Habe allerdings die andere 
Schaltung / Software fertig. Aber aus reinem Interesse: Entnimmt man 
diese Schwellspannung des Relais dem Datenblatt oder auf experimentellem 
Weg?

Gruß
Jonas

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