Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 3,7V LiPo Akku für Projekt gesucht


von Kadir B. (kazuya91)


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Hallo,

Ich suche einen guten LiPo Akku für ein Projekt mit einem 
Mikrocontroller.

Mikrocontroller ist ein ESP32, angeschlossen wird der Akku an den "LiPo 
Fuel Gauge" von sparkfun (https://www.sparkfun.com/products/10617) zum 
Auslesen des Akkustands. Von da aus an ein HT7833 um die Spannung auf 
3,3V runterzuregeln.

Ich brauche einen Akku mit mindestens 6000mAH, da der Akku möglichst 
lange halten soll. (Ich weiß es kommt auch auf die Programmierung an). 
Der ESP32 wacht jeden Tag ein einziges Mal aus dem DeepSleep für 5 
Sekunden auf und legt sich wieder schlafen.

Am besten wäre gleich einer mit JST-Connector, ist aber kein Muss (kann 
man ja selbst anlöten).

Gibt es empfehlenswerte Akkus mit geringer Selbstentladung? Preis spielt 
erstmal keine Rolle.

: Verschoben durch Admin
von Klaus R. (klaus2)


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Nimm beliebige 18650er und schalte die parallel, fertig?

Klaus.

von Kadir B. (kazuya91)


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Ich möchte die Nachteile einer Parallelschaltung nicht haben.

von Sascha W. (sascha-w)


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Kadir B. schrieb:
> Ich möchte die Nachteile einer Parallelschaltung nicht haben.
Und das wären welche?

Sascha

von nur zufällig hier (Gast)


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Verstehe ich auch nicht. Aber es gibt auch einzelne mit mehr Kapazität. 
Schau mal hier https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus
Halt bei den grösseren (Abmasse) schauen.

Aber wenn du nur bis 3,3V runtergehst verschenkst du eh einiges an 
Kapazität.

von Stefan F. (Gast)


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Nimm lieber einen LiFePo4 Akku ohne Spannungsregler.

von Jörg R. (solar77)


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Kadir B. schrieb:
> Ich brauche einen Akku mit mindestens 6000mAH...

Wie kommst Du auf den Wert...?

> Der ESP32 wacht jeden Tag ein einziges Mal aus dem DeepSleep für 5
> Sekunden auf und legt sich wieder schlafen.

Wieviel Strom benötigt die Schaltung in den 5 Sekunden?

> da der Akku möglichst lange halten soll.

..wie lange?

von Gerald B. (gerald_b)


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Ich denke auch, solange man keine alten Zellen nimmt, wo eine eventuell 
schon intern "leckt" und so die anderen mit entläd, ist eine 
Parallelschaltung problemloser, als eine Reihenschaltung, wo man 
Balancer braucht.
Ich habe 2 Projekte, wo ich 4x 18650 parallel betreibe.
Wichtig ist, das man beim Zusammenschluss alle Zellen den selben 
Ladezustand besitzen, damit keine Ausgleichströme fließen.
Das es indentische Zellen mit der selben Zellchemie sein müssen, 
versteht sich von selbst.

von Andreas R. (daybyter)


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von Tuxpilot (Gast)


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> Ich brauche einen Akku mit mindestens 6000mAH, da der Akku möglichst
> lange halten soll. (Ich weiß es kommt auch auf die Programmierung an).
> Der ESP32 wacht jeden Tag ein einziges Mal aus dem DeepSleep für 5
> Sekunden auf und legt sich wieder schlafen.

Diese Kapazität reicht locker für 30 Jahre. Ein LiPo hat sich bis dahin 
bestimmt mehrmals selbst entladen. Meinst du das mit „einen guten LiPo“?

von Kadir B. (kazuya91)


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@StefanUS
Eine Voraussetzung für das Projekt ist das Auslesen der Akkukapazität. 
Der Fuel Gauge von sparkfun ist für LIPO ausgelegt. Außerdem brauche ich 
maximale Kapazität. Auch wenn der Spannungsregler Energie verbraucht, 
habe ich immer noch mehr Kapazität als mit LifePo4.

Jörg R. schrieb:
> Kadir B. schrieb:
>> Ich brauche einen Akku mit mindestens 6000mAH...
>
> Wie kommst Du auf den Wert...?
>
>> Der ESP32 wacht jeden Tag ein einziges Mal aus dem DeepSleep für 5
>> Sekunden auf und legt sich wieder schlafen.
>
> Wieviel Strom benötigt die Schaltung in den 5 Sekunden?
>
>> da der Akku möglichst lange halten soll.
>
> ..wie lange?

Wieviel Strom er währenddessen verbraucht muss ich noch genau messen. 
Ich takte den ESP32 von 240MHz maximaler Taktfrequenz auf 80Mhz runter 
(minimale Frequenz). An dem ESP32 werden 5 IR-Sensoren hängen die 
jeweils 5mA im Durchschnitt verbrauchen. Ich rechne also mit 
durchschnittlich 160mA mit einem Peak bis zu 300mA. Der Akku soll aller 
mindestens 6 Monate halten. Je länger desto besser.

Sascha W. schrieb:
> Kadir B. schrieb:
>> Ich möchte die Nachteile einer Parallelschaltung nicht haben.
> Und das wären welche?
>
> Sascha

Die Nachteile sind die dass man genau achten muss, dass die Zellen 
gleichen Alters sind, gleichen Ladezustand besitzen müssen etc.

Tuxpilot schrieb:
>> Ich brauche einen Akku mit mindestens 6000mAH, da der Akku
> möglichst
>> lange halten soll. (Ich weiß es kommt auch auf die Programmierung an).
>> Der ESP32 wacht jeden Tag ein einziges Mal aus dem DeepSleep für 5
>> Sekunden auf und legt sich wieder schlafen.
>
> Diese Kapazität reicht locker für 30 Jahre. Ein LiPo hat sich bis dahin
> bestimmt mehrmals selbst entladen. Meinst du das mit „einen guten LiPo“?

Ich meine mit einem guten LIPO dass LIPO nicht gleich LIPO ist. Sprich, 
es gibt welche mit schlechter Qualität und Fake-Kapazität, sowie einer 
höheren Selbstentladung als andere LIPO von "guten" Herstellern.

von Markus W. (markusw36)


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Schau mal bei Adafruit nach da gibt es einzellige Lipo Packs mit deiner 
gewünschten Kapazität welche Preislich auch erschwinglich sind!

https://www.adafruit.com/product/353

: Bearbeitet durch User
von Wv0 (Gast)


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Powerbank?

von Kadir B. (kazuya91)


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Markus W. schrieb:
> Schau mal bei Adafruit nach da gibt es einzellige Lipo Packs mit
> deiner
> gewünschten Kapazität welche Preislich auch erschwinglich sind!
>
> https://www.adafruit.com/product/353

Genau sowas suche ich. Jetzt fragt sich halt ob die Qualität des Akkus 
in Ordnung ist. Sprich ob es wirklich die angegebene Kapazität hat und 
möglichst geringe Selbstentladung.

Wv0 schrieb:
> Powerbank?

Wie kriege ich diese den an das im Eingangspost erwähnte Fuel Gauge 
angeschlossen?

von Markus W. (markusw36)


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Kadir B. schrieb:
> Markus W. schrieb:
>> Schau mal bei Adafruit nach da gibt es einzellige Lipo Packs mit
>> deiner
>> gewünschten Kapazität welche Preislich auch erschwinglich sind!
>>
>> https://www.adafruit.com/product/353
>
> Genau sowas suche ich. Jetzt fragt sich halt ob die Qualität des Akkus
> in Ordnung ist. Sprich ob es wirklich die angegebene Kapazität hat und
> möglichst geringe Selbstentladung.


Schau dir einmal das Datenblatt an auf der Seite ich kenne mich da nicht 
wirklich aus da sind drei 18650 akkus verbaut vielleicht findest du da 
mehr dazu

von nur zufällig hier (Gast)


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Ich denke es sollen keine parallelen Zellen sein? Jetzt doch?

Und 5s/Tag mit 300mA. Rechne mal ;-) Da braucht es keine 6000mAh Akkus 
für lange Laufzeit. Oder planst du ne Raumsonde? ;-)

von nur zufällig hier (Gast)


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BTW: 5s/Tag bei 300mA und 6000mAh sind grob überschlagen 39 Jahre ;-)
Oder habe ich mich da jetzt grob verhauen?

von Martin (Gast)


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Schau mal bei den Modellbauakkus.

https://www.stefansliposhop.de/Akkus:::173.html

Frag mal dort an, ob die auch Einzelzellen haben.

von Markus W. (markusw36)


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nur zufällig hier schrieb:
> Ich denke es sollen keine parallelen Zellen sein? Jetzt doch?
>
> Und 5s/Tag mit 300mA. Rechne mal ;-) Da braucht es keine 6000mAh Akkus
> für lange Laufzeit. Oder planst du ne Raumsonde? ;-)

ansonsten am besten mal bei aliexpress oder bei einem anderen chinesen 
nachschauen (
https://www.aliexpress.com/item/32813467304/32813467304.html). Die 
Qualität der Akkus kann ich jedoch nicht beurteilen aber sie sind 
günstig und wirklich nur 1 zeller

von Thomas K. (ek13)


Angehängte Dateien:

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Ohne Spanungsregler...

von Kadir B. (kazuya91)


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nur zufällig hier schrieb:
> Ich denke es sollen keine parallelen Zellen sein? Jetzt doch?
>
> Und 5s/Tag mit 300mA. Rechne mal ;-) Da braucht es keine 6000mAh Akkus
> für lange Laufzeit. Oder planst du ne Raumsonde? ;-)

Hab übersehen dass da 3 Zellen drin sind. Du musst bedenken dass ich 
Kapazität durch den Spannungsregler verliere, sich der Akku selbst 
entlädt und der Microcontroller auch Strom aufnimmt wenn er schläft. Da 
werden 6 Monate schon knapp. Zusätzlich kommt noch die Tatsache hinzu, 
dass die Angaben der Hersteller nicht der Tatsachen entsprechen.

Markus W. schrieb:
> nur zufällig hier schrieb:
>> Ich denke es sollen keine parallelen Zellen sein? Jetzt doch?
>>
>> Und 5s/Tag mit 300mA. Rechne mal ;-) Da braucht es keine 6000mAh Akkus
>> für lange Laufzeit. Oder planst du ne Raumsonde? ;-)
>
> ansonsten am besten mal bei aliexpress oder bei einem anderen chinesen
> nachschauen (
> https://www.aliexpress.com/item/32813467304/32813467304.html). Die
> Qualität der Akkus kann ich jedoch nicht beurteilen aber sie sind
> günstig und wirklich nur 1 zeller

Solche China-Akkus habe ich auch schon entdeckt. Leider nur schlechtes 
darüber gelesen. Ein Akku der sogar 4000Mah haben sollte, entpuppte sich 
als einer mit 1700Mah.

Thomas K. schrieb:
> Ohne Spanungsregler...

Interessante Batterie, kannte ich noch nicht. Aber leider nicht 
aufladbar.


Was haltet ihr denn von denen hier:
https://de.aliexpress.com/item/6500-mAh-3-7-V-Soshine-Hohe-Kapazit-t-32650-Li-Ion-Akku-mit-18A-Entladestrom/32843262600.html?spm=a2g0x.search0104.3.1.7f6a6f6aqB7a2u&ws_ab_test=searchweb0_0%2Csearchweb201602_5_10320_10152_10321_10065_10151_10344_10068_10342_10547_10343_10322_10340_10548_10341_10193_10194_10084_10083_10618_10630_10304_10307_10302_10180_10313_10059_10184_10534_100031_10319_10103_10627_10626_10624_10623_10622_10186_10621_10620_10142%2Csearchweb201603_1%2CppcSwitch_7&algo_expid=9e00783c-614d-44ea-9cbc-874157838c6f-0&algo_pvid=9e00783c-614d-44ea-9cbc-874157838c6f&transAbTest=ae803_5&priceBeautifyAB=0

Die LifePo4 von Soshine werden gerne von ESP32 besitzern eingesetzt. 
Sind also nicht schlecht. Die Frage ist halt, gibt es entsprechende 
"Batteriefächer" an denen ich einen JST-Connector ranlöten kann. Ist das 
möglich? Kenne mich da nicht so aus. Ein entsprechendes Ladegerät 
bräuchte ich auch.

Oder sollte ich die eine Nummer kleiner nehmen?
https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus/26650/soshine/soshine-26650-5000mah-3-6v-3-7v-li-ion-akku-7a-pcb-buttontop/a-100704/

Laut Amazon Rezension hat jemand diese getestet und seine Batterie hatte 
5200mah von 5500 als Kapazität.

von Jörg R. (solar77)


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Kadir B. schrieb:
> Ich rechne also mit
> durchschnittlich 160mA mit einem Peak bis zu 300mA. Der Akku soll aller
> mindestens 6 Monate halten. Je länger desto besser.

300mA Peak für 5 Sekunden am Tag. Habe ich das so richtig verstanden? In 
der übrigen Zeit sind die Sensoren aus und der uC im DeepSleep? Wenn ich 
das richtig recherchiert habe liegt der Stromverbrauch je nach Modi bei 
10uA, 100uA oder 150uA.

Dann braucht die Schaltung für 1 Jahr Betrieb <2Ah, im ungünstigsten 
Fall des DeepSleep Modi und 300mA für 5 Sekunden am Tag.

von Andreas R. (daybyter)


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Ich weiss ja nicht, wo Dein Gerät betrieben wird, aber bedenke auch, 
dass LiPos bei Kälte stark abbauen!

Die HK Akkus fand ich immer recht gut, aber schon in einer ungeheizten 
Turnhalle im Winter bekommt man da keinen grossen Strom mehr raus. Wobei 
es für paar mA immer reichen sollte, denke ich mal. Da wird 
Selbstentladung Dein größeres Problem werden.

von Stefan F. (Gast)


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Schau Dir mal den Schaltplan von diesem "LiPo Fuel Gauge" an. Dann wirst 
du sehen, daß dieses Ding ausschließlich die Spannung misst. Auf diese 
Weise kann man den Ladezustand nur sehr grob erfassen, keinesfalls in 
10% Schritten oder gar noch feiner.

Richtige Anzeigen (wie man sie vom Smartphone oder Laptop gewohnt ist) 
messen, wie viel Strom rein und raus geht und berücksichtigen dabei auch 
die Alterung des Akkus.

Dazu kommt, dass dieses Ding ca 20µA Ruhestromaufnahme hat. Verglichen 
mit dem, was ich sonst gewohnt bin, ist das grande merde.

Die Eigenstromaufnahme dieser Meßschaltung und die Selbstentladung des 
Akkus wird deine Messung im Laufe eines jahres bis zur völligen 
Unbrauchbarkeit verzerren.

Laut Datenblatt ist der Chip für alle Akku-Zellen geeignet, die mit "Li" 
anfangen, also auch LiFePo4.

Ich würde dieses Produkt dennoch nicht verwenden. Anstatt einen schlecht 
geeigneten Akku mit einer schlechten Zusatzschaltung zu benutzen, nimm 
lieber einen Akku, der out-of-the-box geeignet ist.

von Bernd K. (bmk)


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Das hier wäre doch ein Kandidat:
https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus/32650/trustfire/trustfire-32650-6000mah-3-7v-geschuetzte-li-ion-akku/a-100707/

Bitte mal auf 'Testergebnisse - lygte-Info' klicken.
Hat laut Test sogar 6266 mAh @ 200mA Entladestrom.
Und ist geschützt. Kann sich sehen lassen.

von Philipp G. (geiserp01)


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Für diesen Verbrauch würde ich einfach ein LiPo Akku nehmen und diesen 
tagsüber mit einem Solarmodul laden. Dafür reichen 500mAh.

von Kadir B. (kazuya91)


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Jörg R. schrieb:
> Kadir B. schrieb:
>> Ich rechne also mit
>> durchschnittlich 160mA mit einem Peak bis zu 300mA. Der Akku soll aller
>> mindestens 6 Monate halten. Je länger desto besser.
>
> 300mA Peak für 5 Sekunden am Tag. Habe ich das so richtig verstanden? In
> der übrigen Zeit sind die Sensoren aus und der uC im DeepSleep? Wenn ich
> das richtig recherchiert habe liegt der Stromverbrauch je nach Modi bei
> 10uA, 100uA oder 150uA.
>
> Dann braucht die Schaltung für 1 Jahr Betrieb <2Ah, im ungünstigsten
> Fall des DeepSleep Modi und 300mA für 5 Sekunden am Tag.

Hmm, dürfte ich fragen ob du sowas wie Selbstentladung in deiner 
Berechnung miteinkalkuliert hast?

Andreas R. schrieb:
> Ich weiss ja nicht, wo Dein Gerät betrieben wird, aber bedenke
> auch,
> dass LiPos bei Kälte stark abbauen!
>
> Die HK Akkus fand ich immer recht gut, aber schon in einer ungeheizten
> Turnhalle im Winter bekommt man da keinen grossen Strom mehr raus. Wobei
> es für paar mA immer reichen sollte, denke ich mal. Da wird
> Selbstentladung Dein größeres Problem werden.

Der Microcontroller wird in einem Gebäude verwendet. Definitiv nicht 
draußen.

Stefan U. schrieb:
> Schau Dir mal den Schaltplan von diesem "LiPo Fuel Gauge" an. Dann
> wirst
> du sehen, daß dieses Ding ausschließlich die Spannung misst. Auf diese
> Weise kann man den Ladezustand nur sehr grob erfassen, keinesfalls in
> 10% Schritten oder gar noch feiner.
>
> Richtige Anzeigen (wie man sie vom Smartphone oder Laptop gewohnt ist)
> messen, wie viel Strom rein und raus geht und berücksichtigen dabei auch
> die Alterung des Akkus.
>
> Dazu kommt, dass dieses Ding ca 20µA Ruhestromaufnahme hat. Verglichen
> mit dem, was ich sonst gewohnt bin, ist das grande merde.
>
> Die Eigenstromaufnahme dieser Meßschaltung und die Selbstentladung des
> Akkus wird deine Messung im Laufe eines jahres bis zur völligen
> Unbrauchbarkeit verzerren.
>
> Laut Datenblatt ist der Chip für alle Akku-Zellen geeignet, die mit "Li"
> anfangen, also auch LiFePo4.
>
> Ich würde dieses Produkt dennoch nicht verwenden. Anstatt einen schlecht
> geeigneten Akku mit einer schlechten Zusatzschaltung zu benutzen, nimm
> lieber einen Akku, der out-of-the-box geeignet ist.

Erstmal möchte ich dir für deinen sehr ausführlichen Beitrag danken.

Wo hast du die Angabe von 20µA Ruhestromaufnahme her? Auf der zweiten 
Seite des  Datenblatts ist eine Tabelle. Dort steht dass die Schaltung 
einen "active Current" von 75µA hat und einen "Sleep Mode Current" von 
1µA. Ich würde gerne den Fuel Gauge wirklich weglassen, doch es ist eine 
Anforderung den ungefähren Akkuzustand zu kennen.
Ich weiß auch dass der ESP32 einen ADC hat, den man theoretisch 
verwenden könnte, aber es gibt scheinbar massive Probleme damit. 
Angeblich viel zu ungenau. Die Entwickler arbeiten noch heute dran...
Siehe hier: https://github.com/espressif/esp-idf/issues/164
Welchen Akku schlägst du denn vor? LifePo4 von Soshine?
Reicht die Entladekurve denn für diesen Sensor hier?
https://www.exp-tech.de/sensoren/entfernungnaeherung/4905/pololu-carrier-with-sharp-gp2y0d805z0f-digital-distance-sensor-5cm?___SID=U
Von den IR-Sensoren kommen 5 zum Einsatz. Die Mindestspannung ist 2,7V.

Bernd K. schrieb:
> Das hier wäre doch ein Kandidat:
> https://www.akkuteile.de/lithium-ionen-akkus/32650...
>
> Bitte mal auf 'Testergebnisse - lygte-Info' klicken.
> Hat laut Test sogar 6266 mAh @ 200mA Entladestrom.
> Und ist geschützt. Kann sich sehen lassen.

Danke, werde ich in Erwägung ziehen.

von Jörg R. (solar77)


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Kadir B. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Kadir B. schrieb:
>>> Ich rechne also mit
>>> durchschnittlich 160mA mit einem Peak bis zu 300mA. Der Akku soll aller
>>> mindestens 6 Monate halten. Je länger desto besser.
>>
>> 300mA Peak für 5 Sekunden am Tag. Habe ich das so richtig verstanden? In
>> der übrigen Zeit sind die Sensoren aus und der uC im DeepSleep? Wenn ich
>> das richtig recherchiert habe liegt der Stromverbrauch je nach Modi bei
>> 10uA, 100uA oder 150uA.
>>
>> Dann braucht die Schaltung für 1 Jahr Betrieb <2Ah, im ungünstigsten
>> Fall des DeepSleep Modi und 300mA für 5 Sekunden am Tag.
>
> Hmm, dürfte ich fragen ob du sowas wie Selbstentladung in deiner
> Berechnung miteinkalkuliert hast?

Nein, Selbstentladung habe ich nicht berücksichtigt. Die komplette 
Berechnung ist auch eher eine grobe Berechnung - weil keine konkreten 
Zahlen zur Verfügung stehen.


Kadir B. schrieb:
> Ich würde gerne den Fuel Gauge wirklich weglassen, doch es ist eine
> Anforderung den ungefähren Akkuzustand zu kennen.

Anforderung oder konkrete Vorgabe?

Den "ungefähren" Akkuzustand könntest Du auch berechnen, ohne zu messen. 
Wenn die Stromaufnahmen der verschiedenen Modi bekannt ist kannst Du es 
grob hochrechnen. Wenn der Akku aber ein Jahr und länger hält, aber nur 
6 Monate Laufzeit angestrebt werden, wozu dann der Akkuzustand?

von Kadir B. (kazuya91)


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Jörg R. schrieb:
> Den "ungefähren" Akkuzustand könntest Du auch berechnen, ohne zu messen.
> Wenn die Stromaufnahmen der verschiedenen Modi bekannt ist kannst Du es
> grob hochrechnen. Wenn der Akku aber ein Jahr und länger hält, aber nur
> 6 Monate Laufzeit angestrebt werden, wozu dann der Akkuzustand?

Angestrebt sind MINDESTENS 6 Monate. Je länger desto besser. Der User 
soll benachrichtigt werden wenn der Akkustand niedrig ist. Der Akku soll 
also nicht alle 6 Monate ausgetauscht werden, sondern nur wenn der Akku 
wirklich ausgetauscht werden muss.

von Manfred (Gast)


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Markus W. schrieb:
> ansonsten am besten mal bei aliexpress oder bei einem anderen Chinesen 
nachschauen

Besser nicht, die Erfahrungen sind sehr gemischt bis negativ.

Kadir B. schrieb:
> von Soshine

Von Soshine habe ich 9V-Blöcke, die halten, was sie versprechen - würde 
ich riskieren, zu kaufen.

von Kadir B. (kazuya91)


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Manfred schrieb:
> Markus W. schrieb:
>> ansonsten am besten mal bei aliexpress oder bei einem anderen Chinesen
> nachschauen
>
> Besser nicht, die Erfahrungen sind sehr gemischt bis negativ.
>
> Kadir B. schrieb:
>> von Soshine
>
> Von Soshine habe ich 9V-Blöcke, die halten, was sie versprechen - würde
> ich riskieren, zu kaufen.

Ja, von denen habe ich auch nur gutes gehört.

Ich habe meine Auswahl nun eingegrenzt. Entweder wird es der

Keeppower IMR26650: 
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?412789-Test-Review-of-Keeppower-IMR26650-5200mAh-(Black)-2015

Oder die Soshine 26650 mit 5500mAh
http://www.candlepowerforums.com/vb/showthread.php?407720-Test-Review-of-Soshine-26650-5500mAh-(Black)


Die Frage ist jetzt: Welche Akkulaufzeit kann man erwarten? Wie berechne 
ich diese?

Gehen wir von folgenden Daten aus (nur als Beispiel, Werte müssen nicht 
stimmen):

ESP32-Verbrauch im Deepsleep mit der Peripherie : 235µA
ESP32-Verbrauch untertaktet auf 80MHz, während einer Übertagung: 150mA
5 IR-Sensoren die jeweils 5mA verbrauchen : 25mA
Kapazität des Li-ION Akkus: 5000mAh.

An einem einzigen Tag ist der ESP32 ca. 5 Sekunden wach. Den Rest des 
Tages ist er im Deep Sleep.
Von diesen 5 Sekunden sind die 5 IR-Sensoren nur zwei Sekunden aktiv. 
Danach werden sie während der ESP32 noch aktiv ist, mit einem Switch 
deaktiviert.

Ich hab mal das ganze in ein Matlab Skript geschrieben
1
%Kapazitaet in mAh
2
cap = 5000;
3
4
wifi_mA = 150; %koennte niedriger sein mit 80MHz
5
sensoren_mA = 25; %5 sensoren, 5mA pro sensor
6
deepsleep_uA = 235; %ohne Fuel Gauge etc.
7
8
%umrechnen
9
cap_mAs = cap * 3600;
10
deepsleep_mA = deepsleep_uA / 1000;
11
12
%Laufzeit
13
%Wifi dauer in sekunden
14
wifi_dauer = 5;
15
sensor_dauer = 2;
16
%deepsleepdauer pro tag
17
deepsleep_dauer = (60*60*24) - wifi_dauer;
18
19
wifi_mAsec = wifi_mA * wifi_dauer;
20
deepsleep_mAsec = deepsleep_mA * deepsleep_dauer;
21
22
zyklusverbrauch = wifi_mAsec + (sensor_dauer * sensoren_mA)  + deepsleep_mAsec;
23
24
Laufzeit = cap_mAs / zyklusverbrauch

Ist an meiner Berechnung etwas falsch?

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Kadir B. schrieb:
> Wie berechne ich diese?
Ein paar Werte multiplizieren und addieren?

> Ich hab mal das ganze in ein Matlab Skript geschrieben
Das tut schon weh.

x-Sekunden Senden mal Strom = Milliamperesekunden
x-Sekunden Sensoren mal Strom = mAs
x-sekunden Schlaf mal Strom = mAs

Summe der mAs pro Tag durch Sekunden pro Stunde teilen, so schwer?

von Tuxpilot (Gast)


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Ich verstehe zwar deine Anforderungen nicht, aber...

Wenn es um 6 Monate oder 3 Jahre geht, würde ich Eneloop-Akkus (NiMH, 
AA) nehmen, davon 3 in Reihe. Ich habe die billigsten AA-Akkus (XCELL) 
in meiner Wanduhr, läuft auch 2 Jahre durch.

Wenn es wirklich 40–50 Jahre (so wie nach deiner Rechnung) halten soll, 
wird das Gebäude vermutlich eher aufgegeben. Mit Selbstentladung kommst 
du mit deinen 5500mAh Akkus vielleicht auf 5 Jahre. (Wikipedia: 4%/Monat 
Selbstentladung)

Meine Empfehlung: Nimm die vorgeschlagene Litium-Primärzelle. Wird die 
nach ≈10 Jahren getauscht, gibt es vielleicht Batterien, die 50 Jahre 
(inkl. Selbstentladung) halten.

von Kadir B. (kazuya91)


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Manfred schrieb:
> Kadir B. schrieb:
>> Wie berechne ich diese?
> Ein paar Werte multiplizieren und addieren?
>
>> Ich hab mal das ganze in ein Matlab Skript geschrieben
> Das tut schon weh.

Wieso? Das Skript diente lediglich dazu, dass ich dann einfach mit den 
Werten rumspielen kann und auf "Run" klicken kann damit ich mal sehe wie 
sich die einzelnen Werte auf die Laufzeit auswirken. Es würde eher 
"wehtun" wenn ich jedes mal die Laufzeit per Stift und Papier ausrechne.

von Bernd K. (bmk)


Angehängte Dateien:

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Hier noch eine interessante Primärzelle mit sehr hoher Kapazität:
https://www.akkushop.de/de/er34615-lithium-batterie-d-mono-36-volt-19000mah/

Das besondere: Die konstante Spannungslage bis zum Ende.

Während die Spannung von Lithium Akkus beim Entladevorgang von anfangs 
4,2V bis zum Ende auf unter 3V absinkt, werden hier die 3,6V bis zum 
Ende gehalten. Allerdings nur bei geringen Strömen von 2-3 mA. Bei 100mA 
Entladestrom liegt die Spannung dann bei 3,3V bis zum Ende. Hierbei ist 
die entnehmbare Kapazität allerdings nur noch 10Ah. Immerhin.

von Jörg R. (solar77)


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Bernd K. schrieb:
> Hier noch eine interessante Primärzelle mit sehr hoher Kapazität:
> https://www.akkushop.de/de/er34615-lithium-batteri...
>
> Das besondere: Die konstante Spannungslage bis zum Ende.
>
> Während die Spannung von Lithium Akkus beim Entladevorgang von anfangs
> 4,2V bis zum Ende auf unter 3V absinkt, werden hier die 3,6V bis zum
> Ende gehalten. Allerdings nur bei geringen Strömen von 2-3 mA. Bei 100mA
> Entladestrom liegt die Spannung dann bei 3,3V bis zum Ende. Hierbei ist
> die entnehmbare Kapazität allerdings nur noch 10Ah. Immerhin.

Diese Batterien gibt es u.a. auch von Saft. Auch mit geringerer 
Kapazität und auch mit Lötanschlüssen. Diese Spannungsstabilität ist 
schon interessant.

Ich würde den ganzen Aufwand mit messen etc. gar nicht betreiben. Eine 
Batterie, oder auch die erwähnten Eneloop, einfach nach einiger Zeit 
(Jahren) wechseln.
Die Frage ist ob die Messung genau genug ist und das gewünschte Ergebnis 
bringt.
Im Grunde würde auch eine Spannungsmessung ausreichen, alle paar Tage 
oder Wochen. Ab einem festgelegten Wert kann dann Alarm gegeben werden.


Bernd K. schrieb:
> Allerdings nur bei geringen Strömen von 2-3 mA. Bei 100mA
> Entladestrom liegt die Spannung dann bei 3,3V bis zum Ende.

Das „Problem“ wird es hier nicht geben. Die 300mA Pesk treten nur für 5 
Sekunden am Tag auf.

: Bearbeitet durch User
von Kadir B. (kazuya91)


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Bernd K. schrieb:
> Hier noch eine interessante Primärzelle mit sehr hoher Kapazität:
> https://www.akkushop.de/de/er34615-lithium-batteri...
>
> Das besondere: Die konstante Spannungslage bis zum Ende.
>
> Während die Spannung von Lithium Akkus beim Entladevorgang von anfangs
> 4,2V bis zum Ende auf unter 3V absinkt, werden hier die 3,6V bis zum
> Ende gehalten. Allerdings nur bei geringen Strömen von 2-3 mA. Bei 100mA
> Entladestrom liegt die Spannung dann bei 3,3V bis zum Ende. Hierbei ist
> die entnehmbare Kapazität allerdings nur noch 10Ah. Immerhin.

Wow, die Batterie ist ja mal der Hammer. Danke!

Bevor ich zu voreilig bin... Ich habe jetzt mal nach dieser Batterie 
gegoogled. Nirgendwo habe ich eine Spannung von 4,2V in einer 
Entladungskurve gefunden. Sollte die Spannung im vollgeladenen Zustand 
tatsächlich 3,6V betragen, so kann ich mir sogar den Spannungsregler 
sparen, welches die Lebenszeit nochmal erhöht. Deshalb würde ich gerne 
unbedingt wissen wo du die 4,2V Anfangsspannung her hast.

Jörg R. schrieb:
> Bernd K. schrieb:
>
> Ich würde den ganzen Aufwand mit messen etc. gar nicht betreiben. Eine
> Batterie, oder auch die erwähnten Eneloop, einfach nach einiger Zeit
> (Jahren) wechseln.
> Die Frage ist ob die Messung genau genug ist und das gewünschte Ergebnis
> bringt.
> Im Grunde würde auch eine Spannungsmessung ausreichen, alle paar Tage
> oder Wochen. Ab einem festgelegten Wert kann dann Alarm gegeben werden.

Da stimme ich dir zu. Eine Spannungsabfrage reicht da schon.

von Jörg R. (solar77)


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Kadir B. schrieb:
> Sollte die Spannung im vollgeladenen Zustand
> tatsächlich 3,6V betragen, so kann ich mir sogar den Spannungsregler
> sparen, welches die Lebenszeit nochmal erhöht. Deshalb würde ich gerne
> unbedingt wissen wo du die 4,2V Anfangsspannung her hast.

Ja, die Spannung dieser Zellen beträgt 3,6 Volt. Bernd's 4,2 Volt 
beziehen sich auf einen geladenen Lithium Akku. Der hat 4,2 Volt.

Bernd K. schrieb:
> Während die Spannung von Lithium Akkus beim Entladevorgang von anfangs
> 4,2V bis zum Ende auf unter 3V absinkt....

von Bernd K. (bmk)


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von Kadir B. (kazuya91)


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Jörg R. schrieb:
> Kadir B. schrieb:
>> Sollte die Spannung im vollgeladenen Zustand
>> tatsächlich 3,6V betragen, so kann ich mir sogar den Spannungsregler
>> sparen, welches die Lebenszeit nochmal erhöht. Deshalb würde ich gerne
>> unbedingt wissen wo du die 4,2V Anfangsspannung her hast.
>
> Ja, die Spannung dieser Zellen beträgt 3,6 Volt. Bernd's 4,2 Volt
> beziehen sich auf einen geladenen Lithium Akku. Der hat 4,2 Volt.
>
> Bernd K. schrieb:
>> Während die Spannung von Lithium Akkus beim Entladevorgang von anfangs
>> 4,2V bis zum Ende auf unter 3V absinkt....


Bernd K. schrieb:
> Die Entladekurve eines 18650er Lithium Akkkus:
>
> https://www.pedelecforum.de/forum/index.php?attach...

Ach dann hab ich mich verlesen sorry. Ich dachte Bernd meinte mit den 
4,2V die Batterie, die er vorgeschlagen hat. Dann ist ja der Akku von 
Bernd ja die ideale Batterie mit den maximalen 3,6V. Denn der ESP32 hat 
eine "Operating Voltage" von 2,3V bis 3,6V laut Datenblatt.
Wenn die Batterie wirklich bis zum Schluss eine Spannung von 3,6V 
konstant hält, sehe ich ein "Problem" bei der Benachrichtigung bei 
kritischem Akkustand, wenn man nur die Spannung misst.

Bernd K. schrieb:

> Bei 100mA Entladestrom liegt die Spannung dann bei 3,3V bis zum Ende. Hierbei
> ist die entnehmbare Kapazität allerdings nur noch 10Ah. Immerhin.

Heißt das, ich kann von den 19Ah nur 10Ah verwenden? Irgendwie entnehme 
ich der Entladekurve etwas anderes :(

: Bearbeitet durch User
von nur zufällig hier (Gast)


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Die Ah Angabe ist eh nur ne grobe Hausnummer. Es ist NICHT so das in nen 
Akku x mAh drin sind und das man diese dann rausnehmen kann.
mAh als Kapazitätsangabe ist eher Marketing als technische Info.

Für genauere Werte muss man sich die Entladekurven im Datenblatt 
anschauen.

von Jörg R. (solar77)


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Kadir B. schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Kadir B. schrieb:
>>> Sollte die Spannung im vollgeladenen Zustand
>>> tatsächlich 3,6V betragen, so kann ich mir sogar den Spannungsregler
>>> sparen, welches die Lebenszeit nochmal erhöht. Deshalb würde ich gerne
>>> unbedingt wissen wo du die 4,2V Anfangsspannung her hast.
>>
>> Ja, die Spannung dieser Zellen beträgt 3,6 Volt. Bernd's 4,2 Volt
>> beziehen sich auf einen geladenen Lithium Akku. Der hat 4,2 Volt.
>>
>> Bernd K. schrieb:
>>> Während die Spannung von Lithium Akkus beim Entladevorgang von anfangs
>>> 4,2V bis zum Ende auf unter 3V absinkt....
>
> Bernd K. schrieb:
>> Die Entladekurve eines 18650er Lithium Akkkus:
>>
>> https://www.pedelecforum.de/forum/index.php?attach...
>
> Ach dann hab ich mich verlesen sorry. Ich dachte Bernd meinte mit den
> 4,2V die Batterie, die er vorgeschlagen hat. Dann ist ja der Akku von
> Bernd ja die ideale Batterie mit den maximalen 3,6V.

Der Akku ist eine Batterie - nicht wiederaufladbar!!!

> Denn der ESP32 hat eine "Operating Voltage" von 2,3V bis 3,6V laut
> Datenblatt. Wenn die Batterie wirklich bis zum Schluss eine Spannung von
> 3,6V konstant hält, sehe ich ein "Problem" bei der Benachrichtigung bei
> kritischem Akkustand.

Ja, nur würde ich die Batterie dann nach X-Jahren prophylaktisch 
tauschen.
Und, kurz vor Ende sinkt die Spannung etwas, das kannst du auswerten. 
Nur muss dann auch schnell gewechselt werden.

> Bernd K. schrieb:
>
>> Bei 100mA Entladestrom liegt die Spannung dann bei 3,3V bis zum Ende. Hierbei
>> ist die entnehmbare Kapazität allerdings nur noch 10Ah. Immerhin.
>
> Heißt das, ich kann von den 19Ah nur 10Ah verwenden?

Ja, wenn Du permanent 100 mA entnimmst. Das machst Du aber nicht.

von Manfred (Gast)


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Bernd K. schrieb:
> Hier noch eine interessante Primärzelle

Sehr interessant, vor allem, was LiSoCl2-Zellen machen, wenn nach einem 
Tag Pause der Strompeak von 150mA kommt. Viel Spaß wünsche ich.

Goggle: Spannungssack

von Jörg R. (solar77)


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Manfred schrieb:
> Bernd K. schrieb:
>> Hier noch eine interessante Primärzelle
>
> Sehr interessant, vor allem, was LiSoCl2-Zellen machen, wenn nach einem
> Tag Pause der Strompeak von 150mA kommt. Viel Spaß wünsche ich.
>
> Goggle: Spannungssack

Berechtigter Einwand, aber warum mit diesem hämischen Unterton?
Gib doch lieber eine kurze Erklärung bzw. einen Link dazu ab.

Das Einbrechen der Spannung würde bei einer Überwachung Alarm auslösen, 
ein Nachteil.

: Bearbeitet durch User
von Manfred (Gast)


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Jörg R. schrieb:
> aber warum mit diesem hämischen Unterton?

Ich bin überzeugt davon, dass die Masse derer, die hier diese tollen 
Zellen empfehlen, diese noch nie real eingesetzt haben.

Einen Kollegen hat das mal in Richtung Wahnsinn getrieben, dann landete 
das auf meinem Tisch und hat mich auch lange beschäftigt - ein 
Datenblatt, was dieses Verhalten ausweist, hatten wir nicht bzw. gab es 
vmtl. noch nicht.

von Jörg R. (solar77)


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Manfred schrieb:
> Ich bin überzeugt davon, dass die Masse derer, die hier diese tollen
> Zellen empfehlen, diese noch nie real eingesetzt haben.

Ich benutze diese Zellen, allerdings mit geringerer Kapazität. Und ich 
habe eine kontinuierliche Belastung mit sehr geringem Strom. Da tritt 
der Effekt nicht auf.
Ich habe von dem Effekt schon einmal etwas gehört, hier im Forum. Da 
ging es aber um Lithium Knopfzellen. Die Anwendung war eine ähnliche wie 
die des TO, mit deutlich weniger Strom. Aber die Impulsbelastung gab es.
Leider war mir das total entfallen.


Manfred schrieb:
> ...dann landete das auf meinem Tisch und hat mich auch lange beschäftigt -
> ein Datenblatt, was dieses Verhalten ausweist, hatten wir nicht bzw. gab
> es vmtl. noch nicht.

Gerade unter diesem Aspekt hättest Du doch etwas mehr über den Effekt 
schreiben können?

von Kadir B. (kazuya91)


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Manfred schrieb:
> Bernd K. schrieb:
>> Hier noch eine interessante Primärzelle
>
> Sehr interessant, vor allem, was LiSoCl2-Zellen machen, wenn nach einem
> Tag Pause der Strompeak von 150mA kommt. Viel Spaß wünsche ich.
>
> Goggle: Spannungssack

Guter Einwand, dachte ich hätte jetzt die eierlegende Wollmilchsau 
gefunden. So ein Verhalten der Batterie ist natürlich schlecht, bei 
Überwachung noch schlimmer. Also werden es dann doch die Lithium-Ionen 
Akkus, es sei denn jemandem fällt noch was ein.

von Jörg R. (solar77)


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Kadir B. schrieb:
> Manfred schrieb:
>> Bernd K. schrieb:
>>> Hier noch eine interessante Primärzelle
>>
>> Sehr interessant, vor allem, was LiSoCl2-Zellen machen, wenn nach einem
>> Tag Pause der Strompeak von 150mA kommt. Viel Spaß wünsche ich.
>>
>> Goggle: Spannungssack
>
> Guter Einwand, dachte ich hätte jetzt die eierlegende Wollmilchsau
> gefunden. So ein Verhalten der Batterie ist natürlich schlecht, bei
> Überwachung noch schlimmer. Also werden es dann doch die Lithium-Ionen
> Akkus, es sei denn jemandem fällt noch was ein.

Jein!

Die Frage ist ob die Sensoren alle gleichzeitig eingeschaltet und 
abgefragt serden müssen. Wenn nein, nacheinander mit X Sekunden, oder 
auch Minuten, einschalten und abfragen. Werte zwischenspeichern und dann 
absenden.

Die mittlere Stromaufnahme bleibt nahezu gleich, die Impulsbelastung 
sinkt um ein Vielfaches.

Eine weitere Frage ist ob man die abgefederte Impulsbelastung durch 
Goldcaps auffangen kann.

Die Spannungsprüfung kann vor der ganzen Prozedur erfolgen.


Eneloop wurde schon genannt.

Du must dir aber erst einmal im klaren werden wie lange die Schaltung 
laufen soll. Mindestens 6 Monate, je länger desto besser...ist keine 
Berechnungsgrundlage.
Käme eine Stromversorgung aus Akkus und kleiner Solarzelle in Betracht?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Machen Akkus überhaupt Sinn, wenn wir von 6 oder mehr Monaten reden?

Weil, dann müsste man ja zum schnellern Austausch einen zweiten 
geladenen Akku ständig vorrätig haben, also vermutlich ständig am 
ladegerät oder man müsste regelmäßig nachladen. Das ist doch 
unpraktisch! Da tausche ich lieber alle 6 Monate ein paar 
Einweg-Batterien aus.

von Baum (Gast)


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Du willst das ganze doch drinnen betreiben. Wieso dann keon 
steckernetzteil?.

von Kadir B. (kazuya91)


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Jörg R. schrieb:
> Kadir B. schrieb:
>> Manfred schrieb:
>>> Bernd K. schrieb:
>>>> Hier noch eine interessante Primärzelle
>>>
>>> Sehr interessant, vor allem, was LiSoCl2-Zellen machen, wenn nach einem
>>> Tag Pause der Strompeak von 150mA kommt. Viel Spaß wünsche ich.
>>>
>>> Goggle: Spannungssack
>>
>> Guter Einwand, dachte ich hätte jetzt die eierlegende Wollmilchsau
>> gefunden. So ein Verhalten der Batterie ist natürlich schlecht, bei
>> Überwachung noch schlimmer. Also werden es dann doch die Lithium-Ionen
>> Akkus, es sei denn jemandem fällt noch was ein.
>
> Jein!
>
> Die Frage ist ob die Sensoren alle gleichzeitig eingeschaltet und
> abgefragt serden müssen. Wenn nein, nacheinander mit X Sekunden, oder
> auch Minuten, einschalten und abfragen. Werte zwischenspeichern und dann
> absenden.
>
> Die mittlere Stromaufnahme bleibt nahezu gleich, die Impulsbelastung
> sinkt um ein Vielfaches.
>
> Eine weitere Frage ist ob man die abgefederte Impulsbelastung durch
> Goldcaps auffangen kann.
>
> Die Spannungsprüfung kann vor der ganzen Prozedur erfolgen.
>
> Eneloop wurde schon genannt.
>
> Du must dir aber erst einmal im klaren werden wie lange die Schaltung
> laufen soll. Mindestens 6 Monate, je länger desto besser...ist keine
> Berechnungsgrundlage.
> Käme eine Stromversorgung aus Akkus und kleiner Solarzelle in Betracht?

Die Sensoren müssen nicht zwangsweise alle gleichzeitig eingeschaltet 
werden, doch der ESP32 soll so kurz wie möglich im "aktiven" Modus sein. 
Eine Verzögerung von Sekunden nacheinander erhöht die Stromaufnahme. Von 
welchen Eneloops sprichst du genau? Gibt ja viele von denen.
Was die Laufzeit angeht: Man soll so selten wie möglich den Akku/die 
Batterie austauschen. Es soll also so lang wie möglich laufen. Das mit 
den mindestens 6 Monaten habe ich mir selbst als Ziel gesteckt.

Stefan U. schrieb:
> Machen Akkus überhaupt Sinn, wenn wir von 6 oder mehr Monaten
> reden?
>
> Weil, dann müsste man ja zum schnellern Austausch einen zweiten
> geladenen Akku ständig vorrätig haben, also vermutlich ständig am
> ladegerät oder man müsste regelmäßig nachladen. Das ist doch
> unpraktisch! Da tausche ich lieber alle 6 Monate ein paar
> Einweg-Batterien aus.

Genau da kommt ja die Überwachung der verwendeten Batterie ins Spiel. 
Wenn man weiß, dass der Akku/die Batterie bald leer ist, bereitet man 
sich dementsprechend vor. Ich beschränke mich nicht auf Akkus. Batterien 
sind auch in Ordnung. Die von Bernd vorgeschlagene Energieversorgung war 
ja auch eine Batterie.

Baum schrieb:
> Du willst das ganze doch drinnen betreiben. Wieso dann keon
> steckernetzteil?.

Weil der ESP32 zwar Indoor verwendet wird, dort wo er aber seine Arbeit 
verrichtet keine Steckdose vorhanden ist.

von Baum (Gast)


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Kadir B. schrieb:
>>
>
> Weil der ESP32 zwar Indoor verwendet wird, dort wo er aber seine Arbeit
> verrichtet keine Steckdose vorhanden ist.

Gibt es in der näheren (20-50m) umgebung eine? Ich würde das ganz 
einfach mit einer kabeltrommel umgehen. (Weil ja so oder so langfristig 
im einsatz)
Oder einfach ein kabel ziehen. (Lampe anzapfen? Muss ja nicht 24/7 
laufen zum laden, paar stunden reichen ja.)
Oder falls ein fenster in der nähe ist tatsächlich eine kleine 
Solarzelle nutzen.
Ich selbst nutze so ein System als inselanlage mit 12V 24Ah Akku und 50W 
PV.
Als Notlösung (darf kein loch bohren) habe ich eine Sat/TV 
fensterdurchführung benutzt um das ganze zu verbinden.
Nicht elegant aber funktioniert.

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