Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Tiefenentladungschutz


von Matthias T. (matthias_199)


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Hallo meine lieben,

Also ich bin mir nicht ganz sicher ob Unterspannungsschutz 
Tiefentladeschutz ist, aber was ich verhindern will ist das der Akku zu 
leer wird und davon schaden nimmt.

Heute poste ich mal in Analogtechnik weil das ding wirklich voll analog 
sein soll kein uc nix.

ich benutze 2 mal

http://www.conrad.de/ce/de/product/206025/Modellbau-Akkupack-NiMh-72-V-2000-mAh-Conrad-energy-Stick-Tamiya-Stecker?ref=list

in Reihe geschaltet, da kommen nach dem laden etwas mehr als 7.2 V raus 
sind rund 8.
Also in Reihe rund 16 V

Beim nem Kumpel hab ich das Ding mal entladen und laden lassen.

Das war so ein Teures Grauper mit USB Schnittstelle was einen Plot 
erstellt.

Und man hat ganz schön gesehen das er es bis rund 7 V entladen und dann 
Geladen hat.

Also denke ich das die Spannung nicht unter 7 V sinken darf.
Pro Akku und für den Zusammenschluss dann nicht unter 14 V

Ich hab mich nun doch etwas informiert und umgeschaut, und viele 
Schaltungen basteln sich ja eine Referenzspannung und das werten sie 
dann meisten mit nem kleinen ic aus der eine 5V Spannung von einem 
Regeler braucht.

Das wollte ich so nicht weil von 16V auf 5V zukommen is ja schon ne 
massive Strom Verschwendung.

Meine Idee war ein Schmidt Trigger zu bauen und dessen Signal auf ein 
Relai oder Mosfet zu geben.
Den Trigger deshalb weil nach dem entkoppeln die Spannung ja wieder 
steigt und ich damit verhindern will das die Batterie wieder an geklemmt 
wird,
Also würde ich denk punkt etwas zentraler wählen und dafür ein etwas 
größeres Schaltfenster.

Den der Verbraucher ist ein PC bzw der Motor von einem Roboter.
Also können da Durchaus einiges ans Ströme Fließen und ein Mosfet wird 
doch dann immer so heiß dabei oder nicht ?

Was haltet ihr von meiner Idee

MFG
Matze

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias T. schrieb:
> Was haltet ihr von meiner Idee
Elektroniker unterhalten sich mit Schaltplänen. Zeiche einfach mal so 
einen (mit Bauteilnamen R4, T2, D8 und evtl sogar Bauteilwerten) und 
stell den zur Diskussion. Aus deinem langen Text eine Schaltung 
abzuleiten ist mir zu anstrengend...


> Schmidt Trigger
Der gute Mann hieß Schmitt.

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias T. schrieb:

>  Tiefenentladungschutz

Der Tiefentladeschutz muss sicherstellen, das keine einzelne Zelle
unter 0V entladen wird. Das ist bei 12 in Reihe geschalteten Zellen
durch Messung der Gesamtspannung nur schwer festzustellen.

von U. M. (oeletronika)


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Matthias T. schrieb:
> 
http://www.conrad.de/ce/de/product/206025/Modellbau-Akkupack-NiMh-72-V-2000-mAh-Conrad-energy-Stick-Tamiya-Stecker?ref=list
Hallo,

> in Reihe geschaltet, da kommen nach dem laden etwas mehr als 7.2 V raus
> sind rund 8. Also in Reihe rund 16 V
12 Zellen mit einer Nennspannung von je 1,2V sind 14,4V.

Es sind NiMH-Akkus. Deren Eigenschaften sind rel. gut bekannt.
Im Zweifelsfall besorgt man sich die Datenblätter vom Hersteller.
Da stehen ganz konkrete Zahlen für Ladevorgänge und vor allem für
"maxium ratings" drin. Diese sind strikt einzuhalten, will man lange 
Freude an den Akkus haben.

> Beim nem Kumpel hab ich das Ding mal entladen und laden lassen.
> Das war so ein Teures Grauper mit USB Schnittstelle was einen Plot
> erstellt.
> Und man hat ganz schön gesehen das er es bis rund 7 V entladen und dann
> Geladen hat.
Das bezieht sich auf das 6er-Pack?

Die Entladeschlusspannung von NiMH liegt bei minimal ca. 0,8...0,9V.
Wenn man vorsichtig ist, geht man nicht unter 1V.
Die nicht genutzte Restladung ist dann eh nicht groß.
Die typische Entladekurve sieht so aus:
http://www2.ife.ee.ethz.ch/~rolfz/batak/easy2use/entladekurvenVoll_h500.jpg
Man erkennt, das die Entladespannung lange Zeit recht stabil ist , aber 
ab ca. 1,2V dann zügig abfällt.

Im Ladegerät muß man gar nicht so weit entladen. Da geht es her darum, 
einen definierten Anfangszustand zu haben. Deshalb sind auch ca. 1,15V 
erstmal ok.

> Also denke ich das die Spannung nicht unter 7 V sinken darf.
Dazu später noch einige Hinweise.

> Pro Akku und für den Zusammenschluss dann nicht unter 14 V
Das ist kein schlechter Wert.

Mit 12 Zellen in Reihe sollte also die minimale Spannung nicht unter
12 x 0,9V = ca. 11V gehen. Das ist aber nur die halbe Wahrheit.

Man muß aber auch sicher gewährleisten, dass nicht einzelene Zellen 
schon viel tiefer liegen.

Hast du bei 12 Zellen noch 13V Spannung, so sind das pro Zelle im Mittel 
ca. 1,08V (also eigentlich noch ok).
Aber da die Zellen nie ganz gleich sind, kann es sein, dass 11 Zellen 
noch ca. 1,20 V haben und eine schon auf ca. 0V runter ist und sogar 
schon mit -0,2V umgepolt läuft. Diese Zelle geht dann sehr schnell 
kaputt und ist nicht mehr zu retten.

Deshalb muß man bei Reihenschaltungen vieler Zellen viel vorsichtiger 
sein,
um sytematische Tiefentladung und Umpolung der schwächsten Zelle zu 
vermeiden.
Deshalb werden NiMH-Akkus auch gerne etwas überladen, um zu 
gewährleisteh, dass auch die Zellen mit der geringsten Restladung auch 
richtig voll werden und dabei die anderen Zellen schon anfangen zu 
gasen.
Gegen Überladen sind diese Zellen rel. robust.
Allerdings ist bei mehr als ca. 6...8 Zellen das Problem nicht mehr gut 
beherrschbar, sofern man keine Einzelzellenüberwachung hat.

Aber wie oben geschrieben, kann man den Problemen begegnen, indem man 
die minimale Entladespannung sehr konservativ ansetzt (z.B. auf 1,2V pro 
Zelle = 14,4V für 12 Zellen).
Aufladen ist dann auch allemal besser mit 6 Zellen pro Pack, als mit 12 
Zellen.

> Ich hab mich nun doch etwas informiert und umgeschaut, und viele
> Schaltungen basteln sich ja eine Referenzspannung und das werten sie
> dann meisten mit nem kleinen ic aus der eine 5V Spannung von einem
> Regeler braucht.
> Das wollte ich so nicht weil von 16V auf 5V zukommen is ja schon ne
> massive Strom Verschwendung.
Das ist Unsinn.
1) Man kann die 14V auf 5V wandeln, indem man einen Schaltregler 
verwendet.
Ist aber evtl. gar nicht nötig. Der Regler selbst braucht auch Strom.

2) Die Kontrollelektronik sollte beim Stromverbrauch vergleichsweise zu 
Akkukapazität sehr sparsam sein.
Wie man das praktisch umsetzt, ist egal,

3) Spannung und Strom sind zwei verschiedene Größen, Deshalb ist es 
nicht per Def. "Stromverschwendung", wenn man die Spannung reduziert.

> Meine Idee war ein Schmidt Trigger zu bauen und dessen Signal auf ein
> Relai oder Mosfet zu geben.
Nix anderes mache die üblichen Überwachungsschaltungen, die du oben 
verpönst.

> Den Trigger deshalb weil nach dem entkoppeln die Spannung ja wieder
> steigt und ich damit verhindern will das die Batterie wieder an geklemmt
> wird,
Ja, solche Schaltung braucht Hysterese.

Man kann das aber auch als Selbsthalteschaltung entwerfen, so dass die 
Schaltung nicht wieder von selbst starten kann, nachdem sie sich 
ausgeschaltet hat.

> Den der Verbraucher ist ein PC bzw der Motor von einem Roboter.
> Also können da Durchaus einiges ans Ströme Fließen und ein Mosfet wird
> doch dann immer so heiß dabei oder nicht ?
Das sind schon extrem scharf formulierte Parameter,  "einiges ans 
Ströme"
und "immer so heiß".  Da weiß man ganz genau, um was es sich handelt.

Die werden genau so heiß, dass die Verlustleitung mit der Wärmeabgabe im 
Gleichgewicht steht.
Wenn man das entsprechnd designed, dann muß es auch nicht heiß werden.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Matthias T. (matthias_199)


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Klar hast du natürlich recht ich arbeite gerne mit Worte :) Informatiker 
eben.


Sorry ich bin unterwegs deshalb nur eine kleine ASCII Zeichnung.
1
 
2
    14.4 - 18 V ( so Wie sich der Akku entlädt fällt es)  
3
   -   +
4
    |                                           Relai Verbraucher 
5
    | |                                             |-----|
6
|---| |-------------+-------------------------------|     |----------- +
7
|   | |             |                          |----|-----|
8
|                   |                          |
9
|                   |       Schmitt Trigger    |           |----------- -
10
|                   |-------Uaus = 14.5 V------|           |
11
|                           Uein = 16.5 V                  |
12
|----------------------------------------------------------|

Das war meine Idee wenn die Spannung vom Akku zu tief wird macht das 
Relai Dicht.
Wenn man denn Akku Wechselt schaltet er wieder durch.
Mein Vermutung ist wenn ich den Akku abkopple wird er in der 
Leerlaufspannung sicher keine 2V mehr als davor haben ?

würde die Grundidee so passen ?

MFG
Matthias

: Bearbeitet durch Moderator
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Matthias T. schrieb:
> Das war meine Idee wenn die Spannung vom Akku zu tief wird macht das
> Relai Dicht.
Das passt mal von der Idee her.

> Wenn man denn Akku Wechselt schaltet er wieder durch.
> Mein Vermutung ist wenn ich den Akku abkopple wird er in der
> Leerlaufspannung sicher keine 2V mehr als davor haben ?
Es könnte sein, dass eine gewisse zeitliche Verzögerung nicht schaden 
könnte, denn wenn z.B. ein Motor anläuft braucht er kurzzeitig 
wesentlich mehr Strom als im Dauerlauf.

> würde die Grundidee so passen ?
Grundlegend stimmt die Richtung. Aber der Teufel steckt im Detail.


BTW ein Relais has ein s hinten dran...

von Matthias T. (matthias_199)


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@ Harald Wilhelms Danke Erstmal sehr informative !.

Mit dem Heiß hat es sich auf den Festspannungsregler bezogen
Denn der Verwandelt doch die "überflüssige Spannung in Hitze oder nicht 
?"

so ein 5V Regler muss ja sozusagen die 14.4 V auf 5V Bringen = 9.4 V
Im schlimmeren Fall 18 V - 13 V = 5 V

Wenn ich davon ausgehe das die Schaltung 100mA Verbraucht (Schätzwert 
mir fehlt die Erfahrung :))


dann sind 13 V * 0.1 A = 1.3 W Hitze die Weg wollen sehe ich das Falsch 
?
Das meinte ich mit heiß :)
Und heiß heißt immer wir verlieren Energie nicht Wahr ?

Wieviel Strom zu Motor fließt kann ich dir nicht genau sagen.

Aber zum PC denn das müsst rund 3-4 A sein denn der Akku hält ne runde 
halbe stunde am PC

Wenn ich das mal so im Kopf Richtig überschlagen habe (muss nicht 
stimmen.)

MFG Matthias

von Mehmet K. (mkmk)


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Lothar Miller schrieb:
> BTW ein Relais has ein s hinten dran...

Ich glaube, wenn Du nicht mit dem Finger darauf gezeigt haettest, waere 
dies innerhalb des Rauschens der anderen 18 Fehler irgendwie 
untergegangen.

von franz (Gast)


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Mehmet Kendi schrieb:
> Ich glaube, wenn Du nicht mit dem Finger darauf gezeigt haettest, waere
> dies innerhalb des Rauschens der anderen 18 Fehler irgendwie
> untergegangen.
Nein, der ist ein Teil des Rauchens mit hoher Amplitude

von Matthias T. (matthias_199)


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Stellt euch vor das Legasthenie eine anerkannte Krankheit ist und es 
gibt diese in mehren Abstufungen

Das jemand der das hat, dass nicht noch groß rausschreit finde ich 
eigentlich logisch.

Deshalb @ Mehmet Kendi und franz

würde ich euch höflich bitte in Zukunft nachzudenken bevor man so etwas 
schreibt das nicht zum Thema gehört !

Es gibt Leute die sehen das nicht so Locker und lässig wie ich und 
fühlen sich Beleidigt und Diskriminiert und das Zurecht !
Das kann auch im Internet heutzutage schnell Folgen haben, die 
vielleicht nicht schlimm sind aber unangenehm für alle beteiligten  !

Hingegen die Geschichte mit den Relais hilfreich ist und zum Thema 
gehört.

Danke  Lothar Miller mir war nicht klar das Relai nicht Einzahl ist 
sondern Relais und zugleich auch die Mehrzahl !

Aber jetzt hab ich was dazugelernt und weiß es.

Hoffentlich ihr beide auch !

MFG
Matthias

von vincent (Gast)


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Matthias T. schrieb:
> bevor man so etwas
> schreibt das nicht zum Thema gehört !
Deinen Beitrag würde ich auch nicht als On Topic einstufen.

von Matthias T. (matthias_199)


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Erstens

vincent schrieb:
> Matthias T. schrieb:
>> bevor man so etwas
>> schreibt das nicht zum Thema gehört !

Bitte Richtig Zitieren und nicht aus dem Zusammenhang reißen.
Das richtige Zitat sollte lauten !

Matthias T. schrieb:
> Deshalb @ Mehmet Kendi und franz
>
> würde ich euch höflich bitte in Zukunft nachzudenken bevor man so etwas
> schreibt das nicht zum Thema gehört !

Sachen aus dem Zusammenhang nehmen ist nicht wirklich die feinste Art !

vincent schrieb:
> Deinen Beitrag würde ich auch nicht als On Topic einstufen.

Vincent ich gebe dir Vollkommen Recht !
Jedoch nehme ich mir als Person die Ziel der Posts ist das Recht darauf 
zu reagieren, oder findest du das du selber nicht das Recht hast 
Stellung zu beziehen wenn man etwas über dich aussagt ?

Aber ich wäre dafür hier wieder Fachlich zu bleiben und zum Thema 
zurückzukommen !

MFG
Matthias

von Harald W. (wilhelms)


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Matthias T. schrieb:

> Stellt euch vor das Legasthenie eine anerkannte Krankheit ist und es
> gibt diese in mehren Abstufungen
>
> Das jemand der das hat, dass nicht noch groß rausschreit finde ich
> eigentlich logisch.

Aber derjenige kann ein Rechtschreibkorrekturprogramm benutzen!

von Alexander E. (cheshirecat)


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Hallo Matthias,

Pollin hat ein Bausatz im Programm, nennt sich "Akku-Tiefentladeschutz". 
Die Schaltung davon ist im Download-Bereich verfügbar und entspricht 
m.E. etwa dem, was du dir vorgestellt hast (Spannungsüberwachung und ein 
Relais, das ab einer bestimmten Schwelle abschaltet). Vielleicht könnte 
man das als Lösungsansatz nehmen und etwas nach deinem Bedarf 
modifizieren.

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