Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Batteriestatus mit LED's anzeigen ohne IC


von Tim L. (timtom)


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Hallo,

ich bin gerade dabei mir eine kleine tragbare Musikbox zu basteln werde 
diese mit 2x 9V Batterien (somit 18V) beitreiben. Insgesamt werde ich 4x 
9V Batterien einbauen, allerdings werden immer 2 davon nicht im Betrieb 
sein. So kann ich quasi auf die beiden anderen Batterien umschalten, 
wenn die anderen beiden leer sind.

Ich muss natürlich wissen, dass das eine Batteriepack leer ist. So 
dachte ich mir, dass ich eine LED-Anzeige bastel, die mir anzeigt, 
welchen Ladestand die Batterien haben (25% (4.5V), 50% (9V), 75% 
(13.5V), 100% (18V)). Ich habe mich dafür natürlich auch schon im 
Internet informiert und ich las, dass man um soetwas zu realisieren 
einen IC bräuchte.

Allerdings möchte ich mein Projekt möglichst Preisgünstig gestalten und 
ohne solch einen IC vorgehen. Man könnte theoretisch 4 LED's gleicher 
Art nebeneinander schalten. Zu jeder kommt dann ein anderer Widerstand 
(man könnte hier auch mit Transistoren arbeiten).

Was meint ihr, wie ich das am einfachsten und am preisgünstigsten lösen 
kann? Widerstände & Transistoren usw. habe ich alles da.

Ich freue mich auf jede Antwort! :)

Gruß,
Tim

von Cyblord -. (cyblord)


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Mit einem Spannungsteiler pro LED, die gewünschte Schwelle einstellen. 
Wird aber nicht besonders genau und auch nicht besonders "binär". Also 
da kann die LED auch mal nur schwach leuchten oder so. Aber die haben ja 
eine definierte Vorwärtsspannung. Da drunter leuchten die gar nicht. Mit 
dieser Spannung und deiner gewünschten Anzeigespannung kannst du dann 
den benötigten Teiler ausrechnen.

Die Idee mit den 9V Batterien für eine Musikbox ist übrigens mies. Die 
können keine ordentlichen Ströme und haben nur wenig Kapazität. Da hat 
man keine Freude.

> Ich freue mich auf jede Antwort!
Das bezweifle ich hier im Forum stark.

: Bearbeitet durch User
von Düsendieb (Gast)


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aber:
schau dir mal die Entladekurve einer Alkaline Batterie an. Da gibt es 
keinen linearen Zusammenhang zwischen Spannung und Kapazität.

Ich hoffe Du meinst keine 9V Blockbatteren. Die haben eine dermaßen 
kleine Kapazität, dass diese schon von den LED´s schnell entleert 
werden.

von Oliver R. (orb)


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Da fällt mir spontan eine Diodenkette mit Transistoren als LED-Treiber 
ein wie z.B. hier: 
http://www.meisterkuehler.de/forum/ideen-innovationen/16684-i-led-pegel-zb-spannungsanzeige.html

von Max H. (hartl192)


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Tim L. schrieb:
> möglichst Preisgünstig gestalten und
> ohne solch einen IC vorgehen
Das schließt sich nicht aus. Ein 4-Fach OPV (LM324) kostet < 15ct und 
wäre mit der Richtigen Außenbeschaltung für dein Vorhaben geeignet. Dazu 
noch eine Z-Diode und ein bisschen Hühnerfutter.

von Harald W. (wilhelms)


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Tim L. schrieb:

> ich bin gerade dabei mir eine kleine tragbare Musikbox zu basteln werde
> diese mit 2x 9V Batterien (somit 18V) beitreiben.

Ich nehme an, Du meinst 9V-Blöcke? Das ist nicht besonders sinnvoll,
da die ein schlechtes Volumen/Kapaztätsverhältnis haben. Nimm besser
die entsprechende Anzahl Mignon oder Mikrozellen je nach vorhanden-
dem Platz. M.E. müssten auch schon 12V reichen.

> So dachte ich mir, dass ich eine LED-Anzeige bastel, die mir anzeigt,
> welchen Ladestand die Batterien haben (25% (4.5V), 50% (9V), 75%
> (13.5V), 100% (18V)).

So einfach geht eine Kapazitätsmessung leider nicht. Du kannst
davon ausgehen, das bei einer 1,5V Zelle diese bei 1V praktisch
leer ist.

> Allerdings möchte ich mein Projekt möglichst Preisgünstig gestalten und
> ohne solch einen IC vorgehen.

Wenn es preisgünstig werden soll, musst Du einen µC nehmen. Der
kostet weniger als 1€ und braucht kaum Aussenbeschaltung.
Du müsstest Ihn allerdings selbst programmieren.
Gruss
Harald

von Cyblord -. (cyblord)


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Von einem 9V Block bin ich auch ausgegangen. Gibt es noch andere 9V 
Batterien? Evt. so "Laternenbatterien"?

Allerdings gibt es heute LEDs, ich hab welche hier, die leuchten bei 
500µA schon extrem hell. Da hält sogar ein Blockbatterie ne Weile.

: Bearbeitet durch User
von ich (Gast)


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Tim L. schrieb:
> (25% (4.5V),    <== Batterie tot       (0,375V/Zelle)
>  50% (9V),      <== Batterie tot       (0,75V/Zelle)
>  75% (13.5V),   <== Batterie fast tot  (1,125V/Zelle)
> 100% (18V))     <== Batterie ok        (1,5V/Zelle)

Die Schaltschwellen solltest du nochmal überdenken...

von ich (Gast)


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cyblord ---- schrieb:
> Da hält sogar ein Blockbatterie ne Weile.

Aber nur ohne Musik :-))

von Harald W. (wilhelms)


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ich schrieb:
> cyblord ---- schrieb:
>> Da hält sogar ein Blockbatterie ne Weile.
>
> Aber nur ohne Musik :-))

Das was heutzutage so aus einem Radio herauskommt, erinnert sowieso
nur noch entfernt an Musik. :-)

von ich (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> ich schrieb:
>> cyblord ---- schrieb:
>>> Da hält sogar ein Blockbatterie ne Weile.
>>
>> Aber nur ohne Musik :-))
>
> Das was heutzutage so aus einem Radio herauskommt, erinnert sowieso
> nur noch entfernt an Musik. :-)

Du sprichst mir aus dem Herzen! :-)
Aber egal, was da brüllt, die Batterien werden davon auch leer.
Vielleicht sogar noch mehr als mit richtiger Musik, weil es ja im Radio 
fst keinen Sender mehr gibt, wo nicht die Kompression fast 100% beträgt. 
Keinerlei Dynamik mehr, nur noch Brei.

Aber wir schweifen vom Thema ab...

von frage (Gast)


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hm… ich frag mich ob man die anzeige led(s) nicht direkt als krude 
"spannungsreferenz" für die opv nehmen könnte - zum stromsparen.

von MaWin (Gast)


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Tim L. schrieb:
> (25% (4.5V), 50% (9V), 75% (13.5V), 100% (18V)

Das ist doch Quatsch. Die Spannung einer Batterie lässt doch nicht 
linear it der Restkapazität nach. Ein 9V Block gilt als leer, wenn er 
nur noch 5.4V hat, mit folgender Kurve

http://www.gpbatteries.com/INT/images/prod/datasheet/Photo/GPCR-V9_Datasheet.pdf

Es lohnt sich, mal die Datenblätter zu lesen, statt wahlfrei rumzuraten.

Wie du aber am zweiten Diagramm siehst, hängt die Spannung viel mehr von 
der Temperatur ab, als von der Restladung.

Eine Spannungsmessung zur Kapazitätsanzeige kannst du also vergessen.


> Was meint ihr, wie ich das am einfachsten und am preisgünstigsten lösen
> kann?

Mit einem IC. LM339 wäre passend.

> Widerstände & Transistoren usw. habe ich alles da.

Nun denn.

Ein Transistor kann im UBEreverse-betrieb als ca. 7V Spannungsrefernz 
verwendet werden, allerdings ist der nicht besonders genau. Du kannst 
die tatsächliche Spannung nachmessen wo in dieser Schaltung 7 steht.
Die Schaltung

  +---+----+-----+---+
+ |   |    |     |   |
  o  4k7  LED    |  4k7
 9V   |    |     |   |
  o  7+---|<     >|-10kPoti
  |   |   E|     |E  |
  o   |    +--+--+   |
 9V  E|       |     10k
  o   >|-+   1k      |
- |   |  |    |      |
  +---+--+----+------+

kann mit normalen NPN Transistoren wie BC547 aufgebaut werden und 
schaltet die LED ein wenn die Spannung unter ca. 10.8V sinkt, wo genau, 
kann mit dem 10k Poti eingestellt werden.

Für mehr als eine Schaltschwelle kannst du mehrere dieser 
Doppeltransistorschaltungen (Stromspiegel oder long tailed pair geannnt) 
verwenden, die alle an Punkt 7 kommen.

Spass macht das aber nicht, 9 Transistoren und 13 Widerstände und 4 
Potis zu verbauen.

von Tim L. (timtom)


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cyblord ---- schrieb:
> Die Idee mit den 9V Batterien für eine Musikbox ist übrigens mies. Die
> können keine ordentlichen Ströme und haben nur wenig Kapazität. Da hat
> man keine Freude.

Warum?

@Alle anderen: Okayy..

von ich (Gast)


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Tim L. schrieb:
> cyblord ---- schrieb:
>> Die Idee mit den 9V Batterien für eine Musikbox ist übrigens mies. Die
>> können keine ordentlichen Ströme und haben nur wenig Kapazität. Da hat
>> man keine Freude.
>
> Warum?
>
> @Alle anderen: Okayy..

Er hätte vielleicht exakter schreiben sollen:
"Da hat man nicht lange Freude."

von Cyblord -. (cyblord)


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Tim L. schrieb:
> cyblord ---- schrieb:
>> Die Idee mit den 9V Batterien für eine Musikbox ist übrigens mies. Die
>> können keine ordentlichen Ströme und haben nur wenig Kapazität. Da hat
>> man keine Freude.
>
> Warum?

Wie Warum? Habe des doch bereits begründet? Weil deine Musikbox da 
geschätze 2 Minuten läuft. Dann musst du die Batterien wechseln. Warum? 
Weil!

von Tim L. (timtom)


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Aber sicher doch, nur 2 Minuten..

von Wilhelm F. (Gast)


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Ich würde mir zur Batteriespannungsanzeige evtl. auch ein kleines 
Drehspulinstrument gönnen. Vielleicht findet sich da schon was wie z.B. 
ein VU-Meter aus einem alten Tonbandgerät. Oft haben die eine 
zweifarbige Skala mit rotem und grünem Bereich. Dann stellt man das mit 
Vorwiderständen so ein, daß der Farbübergang auch der Grenzwert der 
Batterie ist. dB-Angaben auf der Skala sollten einen aber nicht weiter 
stören.

Sonst 2-3 passende Z-Dioden in Serie mit einer LED.

Damit das im Betrieb keinen Strom frißt: Anzeige auf Tastendruck.

von Leo B. (luigi)


Angehängte Dateien:

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Hab das nicht getestet und ist auch nur eine ganz spontane Idee, aber 
eine Reihe LEDs und dazu je ein kleiner JFET sollte doch relativ scharfe 
Schaltpunkte für die LEDs geben. Die LED-Forwärts-Spannungen legen dabei 
die Schaltschrittweite fest.

Nur ne Idee, könnte aber klappen...

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