Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akkukapazität messen mit Lastwiderstand


von Volt C. (voltcurrent)


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Hallo,

ich habe über die Zeit jede Menge unterschiedlich alter Akkus 
angesammelt und dachte mir, es wäre doch schön zu wissen, was die noch 
taugen.
Also habe ich mir einen kleinen Aufbau gebastelt, mit dem ich die zuvor 
vollgeladenen Akkus (in diesem Fall Mignon; AA) entlade und dabei 
Spannung/Strom über die Zeit messe.
Der Aufbau besteht aus einem µC(Arduino), welcher ein Realis schaltet 
und die Spannung überwacht. Zugeschaltet wird ein 10 Ohm Lastwiderstand. 
Ich teste zwei Mignon-Zelle zurzeit (also ca. 2,4V).

Und jetzt kommen meine Zweifel (Gedankenfehler?). Als Referenz habe ich 
zwei ganz neue/volle 3800mAh Mignons genommen. Die sind nach 2,3h 
weitgehend leer (schalte etwas zeitverzögert unter der Restspannung von 
2,2V ab, siehe Grafik).

Jetzt mal alle "Kleinigkeiten" vernachlässigt:

I = 2,4V/10 Ohm = 240mA
Akku-Kapazität = 240mA * 2,3h = 552mAh (das ist ja relativ weit weg von 
3800mAh)

Ist der Akku so falsch muss ich die Schuld bei mir suchen?

von Ralf X. (ralf0815)


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Volt C. schrieb:
> Und jetzt kommen meine Zweifel (Gedankenfehler?). Als Referenz habe ich
> zwei ganz neue/volle 3800mAh Mignons genommen. Die sind nach 2,3h
> weitgehend leer (schalte etwas zeitverzögert unter der Restspannung von
> 2,2V ab, siehe Grafik).
>
> Jetzt mal alle "Kleinigkeiten" vernachlässigt:
>
> I = 2,4V/10 Ohm = 240mA
> Akku-Kapazität = 240mA * 2,3h = 552mAh (das ist ja relativ weit weg von
> 3800mAh)
>
> Ist der Akku so falsch muss ich die Schuld bei mir suchen?

Wenn Du Zellen in Serie schaltest, ändert sich natürlich nichts an den 
mAh ggü. der Einzelzelle.
WENN Deine Messung richtig war, hast Du um 550mAh gezogen, was für eine 
AA Ni-MH-Lügenschrottzelle durchaus hinkommt.

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Bei 1,1V/Zelle sollten die schon weitestgehend entladen sein. Eventuelle 
Fehlerquelle könnten noch Übergangswiderstände am Batteriehalter sein, 
prinzipiell würde ich aber schon sagen, dass die Zellen so nicht mehr 
viel Wert sind, oder vorher nicht richtig aufgeladen wurden.

von RTG (Gast)


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Volt C. schrieb:
> Mignon; AA

und

> 3800mAh

passt nicht so recht zusammen!

von Volt C. (voltcurrent)


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Ja, 3800mAh ist ungewöhnlich viel. Steht aber drauf. Sogar noch sehr 
anschaulich wieviel mehr das gegenüber "normalen Akkus" ist.
Aber gut, genau so'was will ich ja checken.

Der Punkt mit den 2 Akkus in Reihe ist aber auch interessant:

Hätte ich nur eine Zelle, wären es ja nur 1,2V und folglich 120mAh. Wenn 
das auch 2,3h hält, sind es pro Zelle ja sogar nur 275mAh. Ups!?

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Volt C. schrieb:
> Steht aber drauf.

ich hab auch schon Brüllwürfel gesehen auf denen 200W stand und dessen 
Stecker-Schaltnetzteil 12VA hatte.

Willkommen in der Welt des Marketings

: Bearbeitet durch User
von Volt C. (voltcurrent)


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... könnte ich ja Batterien aus Deinem Brüllwürfel klauen. Wenn die 
Energie nicht von außen kommt muss sie ja drin sein :-)))

von Ralf X. (ralf0815)


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Volt C. schrieb:
> Hätte ich nur eine Zelle, wären es ja nur 1,2V und folglich 120mAh. Wenn
> das auch 2,3h hält, sind es pro Zelle ja sogar nur 275mAh. Ups!?

Nein, halbe Spannung am gleichen Widerstand bedeutet automatisch halber 
Strom, aber dann doppelte Zeit, bis die Zelle leer ist.
Du musst halt zwischen Kapazität in mAh und Wh unterscheiden!

Eine GUTE (und relativ neue) AA-Ni-Mh Zelle hat i.d.R. irgendwo um 
2.300mAh (bei z.B. 2.500mAh Aufdruck), eine ordentliche 16850er 
LiIOn-Zelle aber auch nicht viel mehr.
Nur hat die LiIon-Zelle dennoch über die dreifache Kapazität in Wh 
gemessen.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen, hallo Volt.C

Wenn du schon eh mit einem Arduino arbeitest, warum nutzt du diesen 
nicht als (milli)Amperestunden Zähler.

Die billigen INA2019 Breakout-Boards findet man zuhauf im Netz.

Ein entsprechendes ARDUINO Projekt findest du z.B. hier:
https://arduino-projekte.webnode.at/meine-libraries/stromsensor-ina219/

Dann hast du echte mAH und musst noch nichtmal grossartig rechnen.

73
Wilhelm

von Volt C. (voltcurrent)


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Ok, da hatte ich zu kurz gedacht.

Die einzelne Zelle liegt in beiden Fällen bei ca. 1,2V, nur der Strom 
ist entweder 120mA oder 240mA. Die doppelte Energie von zwei Zellen 
ergibt sich dann wohl aus der Gesamtspannung von 2,4V * Strom.
Anyhow, ich messe zum Vergleich mal andere Akkus aus meinem Vorrat. Die 
sind zwar schon älter, aber trotzdem mal interessant.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Volt C. schrieb:
> zwei ganz neue/volle 3800mAh Mignons

Zwei solche Zellen habe ich auch. Das sind Fake-Angaben. Die gab es mal 
auf dem Wühltisch für 50ct im Bazaar-Viertel. Habe ich damals extra 
mitgenommen, um ein Vorzeigeobjekt zu haben.

von Volt C. (voltcurrent)


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.. doch, mein Arduino zählt auch die mAh (und schreibt alles auf der 
SD-Karte mit, so entstand die Grafik). Die steigende Gerade sind die 
mAh.

: Bearbeitet durch User
von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Sorry vertippt.
Soll natürlich INA219! heissen

73
Wilhelm

von Christian M. (likeme)


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Es spielt auch eine Rolle mit wieviel Strom die Akkus entladen werden. 
Wenn sie warm beim Entladen werden ist die Energie in Wärme und nicht in 
Form von Strom "raus gegangen". 1/10...1/20 der Kapazität nimmt man zum 
Entladen und daraus kannst die Kapazität errechnen. Übrigens, eine 
Mignon mit 3800mA/h... wenn es gäbe, dann hätten wir kein Problem mit 
den Elektroautos ;-)

von Volt C. (voltcurrent)


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Das Modul INA219 (habe gerade mal gegoogled) bietet natürlich eine 
einfache Spannung-/Strommessung.
Ich verzichte allerdings gerne auf die Strommessung über den 
Shuntwiderstand (also sehr niederohmigen Widerstand), weil ich hier mit 
niederigen Spannungen bzw. hohen Toleranzen kämpfe. Und wenn ich schon 
einen schönen 10Ohm Lastwiderstand habe, wo der Strom ja "durch muss", 
kann ich den Strom doch dort bestimmen.

: Bearbeitet durch User
von Volt C. (voltcurrent)


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Zur Ergänzung: ich habe uralte 1800mAh Mignonzellen zum Vergleich 
getestet.
Die liefen 5,2h und kommen auf 1200mAh :-)))
Ich dachte die alten Akkus sind Schrott. Aber die neuen ... naja, ich 
habe ja Rückgaberecht.

von Manfred (Gast)


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Volt C. schrieb:
> neue/volle 3800mAh Mignons

Zeige ein Bild von den Akkus.

Volt C. schrieb:
> .. doch, mein Arduino zählt auch die mAh (und schreibt alles auf der
> SD-Karte mit, so entstand die Grafik). Die steigende Gerade sind die
> mAh.

Ob der auch richtig rechnet - ich zweifele das an.
Über die Zeit nimmt der Strom ab, das kann in der Grafik keine saubere 
Gerade ergeben.

von Ralf X. (ralf0815)


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Manfred schrieb:
> Volt C. schrieb:
>> .. doch, mein Arduino zählt auch die mAh (und schreibt alles auf der
>> SD-Karte mit, so entstand die Grafik). Die steigende Gerade sind die
>> mAh.
>
> Ob der auch richtig rechnet - ich zweifele das an.
> Über die Zeit nimmt der Strom ab, das kann in der Grafik keine saubere
> Gerade ergeben.

Wie wenig die Kurve der aufsummierten mA über die Zeit von einer Geraden 
abweicht, erstaunt manche immer wieder.
Hat i.d.R. dennoch seine Richtigkeit.
Die beiden Akkus aus dem Anhang wurden an ~7,5Ohm entladen, Messaufbau, 
bzw. Datenübertragung nach Calc aber nicht ideal:
Spannung mit einer Nachkommastelle, mA mit zwei und mAh mit drei und das 
alles mit langen Zeitintervallen, mA auf I * 10 auf die linke Achse 
skaliert.

: Bearbeitet durch User
von 2aggressive (Gast)


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Volt C. schrieb:
> Aber die neuen ... naja, ich
> habe ja Rückgaberecht.
Nach mehrmaligen laden/entladen werden die deutlich besser werden, das 
ist normal. Schrottig sind solche völlig überzogen gelabelte Teile 
trotzdem.

Unabhängig von solchen mit "Phantasiezahlen" bemalten Akkus gibt es zwei 
verschieden hochgezüchtete Sorten NiMH: Wenn du nicht absolut unbedingt 
auf allerhöchste Kapazitäten angewiesen bist dann kauf dir besser 
"Ready2Use/R2U/RTU/LowSelfDischarge/LSD", die haben etwas weniger 
Kapatität, aber viel weniger Selbstentladung (Akkutod in der Schublade) 
und idR länger (Zyklenzahl) einen viel niedrigeren Innenwiderstand. 
(Belastbarkeit/Wirkungsgrad). Sanyo Eneloop waren damals die ersten, 
heutzutage kann man LSD-NiMH bedenkenlos und preiswert beim Discounter 
kaufen, Rechne mit etwa 4Euro/4Zellen.

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