Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Unterspannungsanzeige durch LED


von Kampfpudding (Gast)


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Hallo liebe Bastler,

ich habe mir ein Mintyboost-Kit ( https://learn.adafruit.com/minty-boost 
) zusammengebaut und betreibe es mit 3 AA Batterien bzw. Akkus. Das 
funktioniert auch tadellos. Nur eine Sache fehlt mir daran noch:

Ich möchte gerne eine LED in die Box einbauen, die ab einer 
Zellenspannung von 1,1 Volt zu leuchten beginnt. Ich weiß, dass Akkus 
und Batterien unterschiedliche Spannungen und Entladekurven haben, aber 
das habe ich schon ausklamüsert :).

Ich habe mich auch schon ausgiebig durch deutsch- und englischsprachige 
Websites gelesen. Um diese Anleitungen wirklich zu verstehen, fehlt mir 
aber einfach elektronisches Know How.

Ein weiteres Problem ist, dass die Spannung des Batteriepacks (also der 
in Reihe geschalteten Zellen) während des Ladevorgangs deutlich 
niedriger ist, als wenn kein Gerät angesteckt ist. Warum ist das 
eigentlich so? Die Ausgangsspannung müsste doch die gleiche sein? Das 
müsste also zusätzlich in der Berechnung berücksichtigt werden.

Wie gesagt, bin ich leider nicht gerade ein Experte auf dem Gebiet 
Elektronik. Ein kleines Bisschen Basiswissen habe ich aber schon.

Ich hoffe, dass mir jemand helfen kann.

Liebe Grüße
Lukas :)

von Karl H. (kbuchegg)


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Ich denke, ich würde mit einem OpAmp einen Spannungsvergleicher 
aufbauen. Die Referenzspannung mit einem hochohmigen Poti einstellbar 
machen und natürlich eine Low-Power LED. Einen sowieso bereits fast 
leeren Akku will ich nicht auch noch mit einer normalen 15mA LED 
belasten.

: Bearbeitet durch User
von Kampfpudding (Gast)


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Danke für deine Antwort.

Von einer Methode mit OpAmp (Operationsverstärker?) habe ich auch schon 
gelesen. Allerdings fehlt mir dazu noch ein Schaltplan und eine 
Bauteilliste. Die Spannung, unter welcher die LED eingeschaltet wird, 
kann ich dann über ein Poti einstellen?

Was darf man unter einer Low-Power-LED verstehen? Habe hier noch ein 
paar 3mm-LEDs rumliegen, deren Strombedarf mir aber leider nicht genau 
bekannt ist.

Liebe Grüße
Lukas

von Karl H. (kbuchegg)


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Kampfpudding schrieb:
> Danke für deine Antwort.
>
> Von einer Methode mit OpAmp (Operationsverstärker?) habe ich auch schon
> gelesen. Allerdings fehlt mir dazu noch ein Schaltplan und eine
> Bauteilliste.

Die werde ich dir so auch nicht geben.

> Die Spannung, unter welcher die LED eingeschaltet wird,
> kann ich dann über ein Poti einstellen?

So ein OpAmp ist in diesem Falle eine eigentlich sehr einfache Sache.
Der hat 2 Eingänge. Der eine ist mit + beschriftet, der andere mit -
Am AUsgang kommt die Differenz der beiden Spannungen, ordentlich 
verstärkt raus (stell dir da ruhig einen Faktor von ein paar Millionen 
vor)

Stellst du also mit einem SPannungsteiler (Poti) an - Eingang eine 
Spannung ein, dann kommt am Ausgang die Versorgungsspannung raus (die 
Differenz ein paar Millionen mal verstärkt aber logischerweise nicht 
größer als die Versorungsspannung), sobald die Spannung + Eingang auch 
nur ein kleines bischen größer als die Spannung am - Eingang ist.

Wenn du daher die SPannung am - Eingang einstellbar machst .... zum 
Beispiel mit einem Spannungsteiler ....

Vielleicht mal ein bischen nach OpAmp Grundlagen googeln?

> Was darf man unter einer Low-Power-LED verstehen?

Eine LED, die nicht 15mA für 'mir brennts die Netzhaut weg Lichtstärke' 
benötigt, sondern nur 2 bis 3mA

> Habe hier noch ein
> paar 3mm-LEDs rumliegen, deren Strombedarf mir aber leider nicht genau
> bekannt ist.

häng sie mit 1kOhm Vorwiderstand an 5V. Wenn du noch was ordentliche 
Leuchten siehst, dann kannst du sie benutzen. Eine 'normale' rote LED 
bräuchte so um die 330Ohm als Vorwiderstand um ordentlich zu leuchten.
Kann man natürlich auch nehmen. Nur wie gesagt: ich finds nicht so 
prickelnd, einen ohnehin schon fast leeren Akku über möglicherweise 
Stunden auch noch eine LED antreiben zu lassen.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Kampfpudding schrieb:
> ich habe mir ein Mintyboost-Kit ( https://learn.adafruit.com/minty-boost
> ) zusammengebaut und betreibe es mit 3 AA Batterien bzw. Akkus. Das
> funktioniert auch tadellos. Nur eine Sache fehlt mir daran noch:
>
> Ich möchte gerne eine LED in die Box einbauen, die ab einer
> Zellenspannung von 1,1 Volt zu leuchten beginnt.

Hättest du die Version v1.2 gebaut (auf der Seite weiter unten) wäre die 
noch dabei gewesen.
Danach hat wohl jemand gedacht, daß es eine blöde Idee ist, wenn die 
Batterie schon fast leer ist, noch einen Verbraucher hinzuzuschalten.
Der MAX765 konnte das, der LT1302 kann es nicht, liefert dafür aber 
500mA statt 200mA.

Man kann solche Unterspannungsanzeigen mit dem ICL7665 aufbauen, das 
hätte den Vorteil, daß man wegen des zweiten Komparators die LED auch 
aufblitzen lassen kann um mehr Aufmerksamkeit zu bekommen und Strom zu 
sparen.

Also so ähnlich wie diese Schaltung
http://www.seekic.com/circuit_diagram/Power_Supply_Circuit/3_state_battery_indicator.html

Aber du hast nicht die Kenntnissse sie umzumodeln, und ich habe keine 
Lust dazu. Vielleicht erbarmt sich ja ein Anderer hier.

von Thomas E. (thomase)


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Karl Heinz schrieb:
> Nur wie gesagt: ich finds nicht so
> prickelnd, einen ohnehin schon fast leeren Akku über möglicherweise
> Stunden auch noch eine LED antreiben zu lassen.

Aber man könnte sie im 10-Sekunden-Takt kurz aufblitzen lassen. Das 
erhöht auch die Aufmerksamkeit. Damit ist der Opamp allerdings aus dem 
Rennen.

Ein Attiny25 allerdings würde alle Anforderungen mit links erledigen. 
Ohne Spannungsteiler und sonstiger externer Beschaltung ausser einem 
Poti zum Einstellen des Threshold.

mfg.

von Kampfpudding (Gast)


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Ein ATTiny wird aber auch etwas mehr Strom brauchen, als ein OpAmp, 
oder?

von Joachim B. (jar)


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Kampfpudding schrieb:
> Ein ATTiny wird aber auch etwas mehr Strom brauchen, als ein
> OpAmp,
> oder?

oder

kommt halt drauf an, ein Tiny vielleicht, aber was ist mit einem der 
mittels 32kHz Quarz alle Sekunde aus dem sleep geweckt wird und die LED 
blinken lässt, im sleep las ich hier verbraucht der 50µA. Ich kenne 
nicht alle OP(V)s aber welche zu finden die so tief liegen ist nicht 
einfach.

Zur LED nimm uh LEDs ultra helle die zeigen schon ab 50µ an einige 
ausgemessen, dummerweise sind die meisten klar und unter 50µA sieht man 
das nur noch sekrecht, seitlich ist so gut wie nix zu erkennen im 
Sonnenlicht könnte es auch schwer werden, aber was soll man bei dem 
Anforderungsprofil auch sagen, nix ist spezifiziert.

Wieso 1,1V ? Entladeschlußspannung sollte doch bei 0,9V liegen
3x wäre dann 2,7 oder bei 1,1V eben 3,3V

Willst du die Summenspannung dedektieren oder die Einzelspannung jeder 
Zelle die alle in Reihe liegen ?

Das Ergebnis einer Zelle wäre nicht sehr aussagekräftig, wenn es mit 
Batterien bestückt wäre ist mir der Tod einer egal, bei Akkus würde es 
schmerzen so das man jede Zellenspannung prüfen müsste.

Vielleicht denkst du noch mal nach was du willst oder wie.

von Thomas E. (thomase)


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Kampfpudding schrieb:
> Ein ATTiny wird aber auch etwas mehr Strom brauchen, als ein
> OpAmp,
> oder?

Im Sleepmode Power Down mit laufendem Watchdog-Oszillator ein paar µA.

Der Watchdog-Timer weckt ihn zyklisch auf und er läuft für ein paar ms 
oder weniger mit dem normalen 1(8)MHz Takt. In dieser Zeit macht er 
seine Messung, wertet diese aus, lässt evtl. die LED blitzen und legt 
sich wieder schlafen.

Autonom betrieben würde ich ihm mit AA-Batterien von Aldi 1-2 Jahre 
geben.

mfg.

von Kampfpudding (Gast)


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Die 1,1 Volt habe ich deswegen gewählt, weil ich auf Nummer sicher gehen 
will, damit ich keine Akkus zerstöre. Nur mit Batterien wäre mir das 
egal. Ändern ließe sich das später ja immer noch.

Ich möchte (auch der Einfachheit halber) die Summenspannung überwachen. 
Es besteht nur das Problem, dass die gemessene Spannung unter Last 
deutlich niedriger ist, als sie rein rechnerisch ist. Und das kann ich 
mir leider nicht erklären.

Wie eingangs schon erwähnt, zählt Elektrotechnik nicht zu meinen 
Stärken. Ein Watchdog-Oszillator sagt mir leider relativ wenig. Ganz zu 
schweigen, vom entsprechenden Aufbau der Schaltung.

von Joachim B. (jar)


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Kampfpudding schrieb:
> Ich möchte (auch der Einfachheit halber) die Summenspannung überwachen.

so ein Atmel hat mer als einen AD Wandler, wenns kein Tiny ist, m328p 
tuts auch oder m32

da kannst du jede Zelle überwachen, einfach von oben nach unten und für 
die Einzelzelle einfach die anderen Werte abziehen.

> Es besteht nur das Problem, dass die gemessene Spannung unter Last
> deutlich niedriger ist, als sie rein rechnerisch ist. Und das kann ich
> mir leider nicht erklären.

muss man auch nicht, unter Last ist doch normal wenn die tiefer liegen.

von Thomas E. (thomase)


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Joachim B. schrieb:
> so ein Atmel hat mer als einen AD Wandler, wenns kein Tiny ist, m328p
> tuts auch oder m32

Jeder AVR hat nur einen ADC.

Und wenns ein Tiny25 ist, hat dieser 4 ADC-Pins. Für die 
Einzelüberwachung von 3 Zellen braucht er davon 2.

Ein Atmega328p ist für so einen Kleinkram Perlen vor die Säue werfen.

Ein Tiny25 macht das locker.

mfg.

: Bearbeitet durch User
von Kampfpudding (Gast)


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Vielleicht braucht ein mancher ja das Technikgehabe gegenüber Laien um 
sich zu profilieren. Fakt ist, dass das dem Elektrotechnikexperten zwar 
ein erfüllendes Gefühl geben mag, dem Techniklaien jedoch kaum hilft.

Jeder hat eben starke und schwache Gebiete. Ich unterstelle euch einfach 
mal, dass ihr mir nicht sagen könnt, wie man ne D-Dur Tonleiter notiert. 
Aber geholfen hätte ich euch dabei trotzdem. Natürlich so, dass ihr's 
versteht ;) Irgendwie hätte ich mir das hier auch erhofft. (In Bezug auf 
Elektrotechnik, nicht auf die Tonleiter). Aber das ist wohl mittlerweile 
normal geworden und festigt das Bild des arroganten, selbstgefälligen 
Elektronikers leider nur.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Kampfpudding schrieb:
> Jeder hat eben starke und schwache Gebiete.

Dir wurden mehrere Lösungsansätze genannt. Dir sind sie jedoch zu 
komplex. Das ist verständlich, denn alle hier vorgestellten Lösungen 
(OpAmp, µC mit ADC) sind für einen Laien wie Dich, der zu faul ist, sich 
da reinzuknien, nicht machbar. Die einzige Lehre, die Du daraus ziehen 
kannst: Es gibt keine laiengerechte Lösung für Dein Problem.

Dummstellen und zu sagen "Ich kann gar nix, jetzt mal los!" nützt da gar 
nichts. Das Internet bietet alle Möglichkeiten, seine eigene Dummheit 
und Ignoranz zu überwinden. Die nötigen Stichworte wurden Dir genannt. 
Wenn Du diese nicht nutzen willst, ist das ganz und gar allein DEIN 
Problem. Das Forum bietet Hilfe zur Selbsthilfe und ganz bestimmt keine 
vorgekauten Lösungen.

Fazit: Deine Erwartungshaltung grenzt an Unverschämtheit und hat leicht 
schmarotzerhafte Ansätze. Im Usenet hättest Du dafür nur ein lapidares 
"Geh sterben." geerntet. Hier im Forum gehts halt etwas höflicher zu. 
Deshalb auch meine etwas ausführlichere Erklärung dazu.

P.S.
Dein Vergleich mit der D-Dur-Tonleiter hinkt. Diese Aufgabe wäre 
trivial.

von Harald W. (wilhelms)


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Kampfpudding schrieb:

> Vielleicht braucht ein mancher ja das Technikgehabe gegenüber Laien um
> sich zu profilieren. Fakt ist, dass das dem Elektrotechnikexperten zwar
> ein erfüllendes Gefühl geben mag, dem Techniklaien jedoch kaum hilft.
>
> Jeder hat eben starke und schwache Gebiete. Ich unterstelle euch einfach
> mal, dass ihr mir nicht sagen könnt, wie man ne D-Dur Tonleiter notiert.
> Aber geholfen hätte ich euch dabei trotzdem. Natürlich so, dass ihr's
> versteht ;) Irgendwie hätte ich mir das hier auch erhofft. (In Bezug auf
> Elektrotechnik, nicht auf die Tonleiter). Aber das ist wohl mittlerweile
> normal geworden und festigt das Bild des arroganten, selbstgefälligen
> Elektronikers leider nur.

Nun, Du kannst möglicherweise den Namen eines Tons allein durch
ören sagen. Aber kannst Du anderen auch in einem Forum erklären,
wie sie das machen sollen? Auch die Zusammenhänge in elektronischen
Schaltungen sind nicht beliebig trivial. Typischerweise braucht
man mehrere Jahre, bis man das beherrscht. Und Du willst das Durch
ein paar Fragen im Forum lernen?
Gruss
Harald

von Kampfpudding (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Und Du willst das Durch
> ein paar Fragen im Forum lernen?

Jo.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Kampfpudding schrieb:
>> Und Du willst das Durch
>> ein paar Fragen im Forum lernen?
>
> Jo.

Vergiss es. Dafür müsstest Du schon selbst Arbeit investieren. Du bist 
aber nicht gewillt, dies zu tun. Daher: unlösbare Aufgabe.

Du kannst abtreten.

von Karl H. (kbuchegg)


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Kampfpudding schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>> Und Du willst das Durch
>> ein paar Fragen im Forum lernen?
>
> Jo.

Wenigstens ehrlich.
Dann aber muss man dir sagen, dass du mit Zitronen gehandelt hast.
Wieviele # in D-Dur vorkommen und wo die liegen, ist einfaches 
Faktenwissen. Aber wie man eine Herzoperation macht, ist es aber eben 
nicht.

Im übrigen ist eine OpAmp Lösung, die ich oben angedeutet habe nicht so 
schwer (deswegen hab ich die auch vorgeschlagen und keine Lösung mit 
einem µC). Um ein wenig Eigeninitiative wirst du allerdings nicht 
rumkommen. Es gibt da draussen schon genug Blender, die anderer Leute 
Know How schamlos anzapfen und als ihr eigenes verkaufen.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Karl Heinz schrieb:

> Im übrigen ist eine OpAmp Lösung, die ich oben angedeutet habe nicht so
> schwer (deswegen hab ich die auch vorgeschlagen und keine Lösung mit
> einem µC).

Genau, typischerweise sind solche OPV-Lösungen auch einfacher
zu verstehen als Lösungen mit Einzeltransistoren. Obwohl viele
Anfänger das Gegenteil glauben.
Gruss
Harald

von Karl H. (kbuchegg)


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Kampfpudding schrieb:
> Vielleicht braucht ein mancher ja das Technikgehabe gegenüber Laien um
> sich zu profilieren. Fakt ist, dass das dem Elektrotechnikexperten zwar
> ein erfüllendes Gefühl geben mag, dem Techniklaien jedoch kaum hilft.
>

Ein Techniklaie geht zu einem Experten und bezahlt ihn, damit er seinen 
Job macht. Denn der hat das gelernt und weiß wie es geht. Dazu hat er 
Zeit investiert und sich auf diesem Gebiet gebildet. Aber auch ein 
Technikexperte, genauso wie ein Musiker, kann nicht von Luft und Liebe 
leben.
Ein Musiklehrer kann sich vielleicht ein paar Stücke von einem 
Geigenlaien anhören und ihm dann Tipps geben, wie er weiter kommt. Aber 
er kann nicht für ihn üben und er kann ihn nicht gratis unter die 
Fittiche nehmen und ihm Stunden geben. Es sei denn, er denkt er habe ein 
besonderes Talent entdeckt.

> Elektrotechnik, nicht auf die Tonleiter). Aber das ist wohl mittlerweile
> normal geworden

Es war schon immer normal, dass diejenigen, die etwas nicht können (was 
keine Schande ist) diejenigen engagieren, die das können. Ich würde 
sogar sagen, dass das einer der Grundpfeiler der menschlichen 
Zivilisation ist.

von MaWin (Gast)


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Karl Heinz schrieb:
> Kampfpudding schrieb:
>> Harald Wilhelms schrieb:
>>> Und Du willst das Durch
>>> ein paar Fragen im Forum lernen?
>>
>> Jo.
>
> Wenigstens ehrlich.

Vermutlich aber von einem namensgleichen Fake-Gast.

von Karl H. (kbuchegg)


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MaWin schrieb:
> Karl Heinz schrieb:
>> Kampfpudding schrieb:
>>> Harald Wilhelms schrieb:
>>>> Und Du willst das Durch
>>>> ein paar Fragen im Forum lernen?
>>>
>>> Jo.
>>
>> Wenigstens ehrlich.
>
> Vermutlich aber von einem namensgleichen Fake-Gast.

möglich. Allerdings ist die IP-Adresse identisch zum Eröffnungsposting.

von Kampfpudding (Gast)


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Karl Heinz schrieb:
> möglich. Allerdings ist die IP-Adresse identisch zum Eröffnungsposting.

Richtig. War ja auch ich.

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