Batterie Ladeanzeige

[Scorpion]

Hallo

ich arbeite viel mit akkus und wiederaufladbaren battereien und wollte mir desshalb ein LAdezustands-anzeigegerät Bauen. ich hätte an was ganz einfaches gedacht mit vielleciht 5 der 6 5mm LEDs in enier reihe angeordnet (nciht unbedingt reihenschaltung!) und je foller die batterie desto mehr LEds lecuhten. jedoch verhalten sich batterien ja so dass sie im Leerlauf eine recht hohe spannung (eben 1,2 V bei AA oder 9V bei Blockbatterie) haben aber unter last sehr schnell zusammenbrechen wenn sie nciht merh voll sind. jetzt meine frage wie ist es möglcih ein solches gerät herzustellen ?

[Sailor]

Klar ist das möglich. Lastwind eichen und die Spannung darüber messen. Die kannst Du dann mit einem Analogmessgerät oder uber LED´s anzeigen.

Such mal im Netz unter "LED-Spannungsmesser"!

[Scorpion]

was meisnt mit Lastwiederstand eichen? heist das vereinfacht soviel wie einfach einen großen wiederstand 8der dann die last simuliert) vorschalten udn messen oder? aber wie bekomm ich das mit den LEDs in einer reihe hin und wie groß muss der wiederstand sein?

[Pehu]

Die Akkus unter Last zusetzen ist nicht allzu kompliziert. Einfach einen Widerstand an die Batterie anschließen. Der Widerstand ist dann der Verbraucher. Der Widerstand sollte natürlich nach dem Akkutyp (z.B. für Knopfzellen größer Widerstand, kleiner bei Mingon, ...) dimensioniert sein und auf die Leistung des Widerstandes sollte auch geachtet werden.

Eine Anzeige mit Leds zu bauen ist da viel komplizierter. Ehrlich gesagt, habe ich keinen Schaltplan parat. Ich hätte versucht das ganze mit einem Microcontroller zu lösen.

Edit: Da war mal wieder einer schneller.

[Sailor]

Conrad hat unter der Bestellnummer 197165-13 schon einen Bausatz für 12 Volt-Bleiakkus.

[juk]

Für eine einfache Anzeige brauchst du keinen Mikrocontroller, da reicht ein Fensterkomperator aus. Der zeigt dann mit 3 LEDs an "Super", "geht so" und "das wars"

Wenn dir so eine 3-stufige anzeige reicht, dann nimm einen TCA965 als Fensterkomperator. Im Datenblatt findest du musterschaltungen bzw. Google...

[Scorpion]

mh ok wenn das mti dne LEDs so kompliziert ist dann brauhcts das nciht sein hab ja ein multimeter aber noch kurz zu den "richtig dimensionierten" wiederständen.

welcher wäre z.B: richtig dimensioniert für einen 12V 3.6 A/h Akku?

welcher für eine AA Batterie 1,2 V und ca 2300mA/h

das wären so meine gängisten Akkus. undist das mti 1/8 Watt Kohleschichtwiederständen möglich? die sind ja nciht lange an den batterieen höchstens 30 sec zum messen eben?

[Solarki]

Man kann die NiMH Zellen sehr schön im unbelasteten Zustand messen mit einem
Multimeter. Es gild < 1,2V Batterie leer
1,25V die Batterie ist fast leer
1,30V die Batterie ist noch gut geladen
1,35V die Batterie ist einsetzbar
Die Angaben gelten nach Ladung oder Entladung nach einer Pause von 3 Stunden.
Anhand der Spannung ist die noch vorhandene Kapazität zu bestimmen ist so gut
wie unmöglich. Es ist immer eine Bilanzierung vorzunehmen nur so ist eine
Bestimmung der Restkapazität möglich.

[Scorpion]

mh ok ... und wie verhält essich ebi 12 V? proportional größer die abstände eben? <12v leer 12V fast leer und 14 V voll odeR?

[Solarki]

Für die 12V Bleibatterie:
12V die Batterie ist entladen, sofort aufladen.
12,6V die Batterie ist noch brauchbar
>12,9V Die Batterie ist gut geladen
Auch hier gild Messung erst nach 3Stunden
Ruhezeit.

[RPH]

Man kann die NiMH Zellen sehr schön im unbelasteten Zustand messen mit einem
Multimeter. Es gild < 1,2V Batterie leer
1,25V die Batterie ist fast leer
1,30V die Batterie ist noch gut geladen
1,35V die Batterie ist einsetzbar

Sorry,
aber es ist nicht möglich NiCd und NiMh Akkus im unbelasteten Zustand zu messen
und daraus eine brauchbare Aussage über die Restkapazität zu treffen.
Selbst der Ri des Meßgerätes verfälscht diese Messung, und wenn der Akku selber
schon hochomig ist ist hier keine Aussage mehr möglich.

Messe mal mit (falls vorhanden) diversen unterschiedlichen Messgeräten die Akkus und Du wirst staunen.

Bei einer Messung im belasteten Zustand ist es sehr wohl möglich, daraus
einen Rückschluss über die in etwa noch verfügbare Kapazität zu ziehen.

Dazu benötigt man aber die Entladekurven des jeweiligen Akkutypen, die haben leichte Unterschiede.

Als Faustregel gilt eine Belastung von 1/10 C während der Messung,
das ergibt reproduzierbare Messungen.

Bei 1,25V und 1C Belastung würde ich einen Akku zum Beispiel als VOLL bezeichnen.

MfG RPH

EDIT: Das mit der 12V Bleibatterie ist OK, die bekommt dadurch eine sehr gute Pflege
und sollte damit eigentlich sehr lange halten.
Entladeschlusspannung ist 10,8 V, hier hat aber bereits die Sulfat Bildung begonnen.
Die ist nicht mehr rückgängig zu machen, auch nicht mit Refreshern.

[Scorpion]

was heist sulfatbildung? klar sulfat wird gebildet aber was schadet daS?

meine Batterie hatte auf grund langer ruhezeit und selbstentladung einen leerlaufstrom von 2,4 V ? aber sie scheint ncoh nciht kaputt zu sein habsie gerade an solarzellen zum laden und jetzt habenschon wieder 7 V! das ganze geht eben nur sehr lange bei meinen kleine Soli-Zellen ...

[juk]

Es bildet sich unlösliches und chemisch ziemlich inaktives Bleisulfat. Das Bleisulfat ist für die Kapazität der Batterie bzw. Akku verloren und die entnehmbare Kapazität sinkt.

Bleisulfat kannst du ab einer bestimmten grenze auch nicht mehr abbauen, egal wie du den Akku behandelst.

Mir sind so schon zahlreiche Akkus gestorben. Blei-Gel, wie auch Nasse Akkus.

Blei-Akkus mögen es also überhaupt nicht, wenn sie längere Zeit im tiefentladenen Zustand gelagert werden.

Für deine Batterie sehe ich auch schwarz...

[Solarki]

Hier mal eine Entladekurve von einem NiMH Akku

2401_NiMh_Entladung_2.jpg (14.14 KiB) 18290 mal betrachtet

man kann sehen das 25mV zwischen 20% und 70% der entnommenen Kapazität liegen.
Das ist doch ein weiter Bereich wobei auch noch die Kontaktierung und die Toleranz
der Zellen eine Rolle spielt.

[juk]

Ja, deswegen ist es auch so schwer, eine konkrete Restkapazität alleine durch Messung eines unbekannten Akkus, ohne Kenntnis der Vorgeschichte anzugeben. Mehr als die Relative Mondfeuchte kann man bei den Meisten Akkutypen alleine durch eine kurze Spannungsmessung nicht angeben.

Deshalb sollte für einfach Aussagen so eine 3 Stufige Angabe "Super" "brauchbar" "mist" ausreichen.

Ansonsten müßte man hergehen, Strom und Spannung zu messen und eine Aussage z.b. über den aktuellen Innenwiderstand zu treffen, bzw. wie bei modernen LiIon-Akkus gleich die Energiebillianz mitzuschreiben.

Dabei kann es dann aber zu so tollen Effekten kommen, das der Mikrocontroller, der die Energiebillianz mitschreibt, denkt, der Akku sei am Ende, während der Akku aber eigentlich noch Ok ist.

Das habe ich mal bei einem Laptop erlebt. Als der Hersteller das erkannt hat, gab es ein Programm zum reset des Mikrocontrollers bzw. seines Gedächtnisses über den Akkuzustand und ein Firmwareupdate für den Akku... kein Witz, das Update wurde direkt in den Ladecontroller des Akku geschrieben.

[RPH]

Meine Empfehlung:

Kaufe Dir so ein einfaches Testgerät, die gibt es für wenige Euro in diversen Ausführungen.
Schaue ob die mechanische Verarbeitung von dem Teil so einigermaßen OK ist.

1845_RPH_X_14_BattTester_1.jpg (32.39 KiB) 18284 mal betrachtet

Obwohl ich einige Eigenbauten von Batterietestern aller Art habe verwende ich dieses Teil
so gut wie immer, weil das schnell, genau und praktisch ist und keinen Aufwand bedeutet.

Gruß RPH

PS:
Scorpion: Für die Bleibatterie solltest Du die letzte Ölung beantragen !

[luckylu1]

12v bleiakku leer? wer erzählt denn so etwas? 2V je zelle ist die stabile entladespannung eines bleiakkus etwa für
60% der entladekurve. bei gel oder vlies akkus, kannst du bis zum zusammenbrechen der spannung entladen, wird gleich danach wieder geladen, ist das voll ok, nur entladen stehen lassen sollte man sie keinesfalls. autoakkus
verdienen eigentlich den namen gar nicht, da kann schon eine einmalige ausschöpfung der kapazität das ende bedeuten, das gleiche gilt für li-ion akkus. während gel oder vlieszellen 500 oder 1000 ladezyklen (10%restkapazität)überstehen können ist bei autoakkus bei (20%restkapazität) bestenfalls mit 50 zyklen zu rechnen , li-ion akkus bringen es unter gleichen umständen etwa auf 300 zyklen. am robustesten sind NCd akkus, die vertragen auch tiefentladungen (ohne zellenumpolung) recht gut, NMH sterben auch beim rücksichtslosen entladen schnell. für alle typen gilt gleichermaßen, das eine reine spannungsmessung so gut wie nichts über den zustand und somit auch über die kapazität aussagen, wenn die vorgeschichte nicht bekannt ist. bei intakten akkus sagt die ladespannung bei einem definiertem strom noch am meisten über die im akku vorhandene kapazität aus.
eine oben schon erwähnte 3 stufen anzeige reicht im allgemeinen völlig aus, wobei eine umschaltung zwischen
ladeanzeige, leerlauf und entladung sinnvoll ist. ansonsten gilt, nichts ist trügerischer als eine reine spannungsanzeige, verlassen kann man sich nicht darauf. diese zusammenhänge sind auch die gründe, weswegen gute ladegeräte mit impulsen laden und in den pausen vergleichsmessungen durchführen, das ist momentan das beste um den akku voll- aber nicht zu über-laden. insgesamt ist es schon fast eine wissenschaft für sich.....

nachtrag: jo, RPH etwas anderes macht kaum sinn. kann man sich auch leicht selbst bauen, als instrument nimmt
man eins aus einem alten recorder oder verstärker, lässt sich auch relativ leicht mit leds bauen, ist dann allerdings etwas ungenauer abzulesen.

[jm2_de]

Es gild < 1,2V Batterie leer
1,25V die Batterie ist fast leer
1,30V die Batterie ist noch gut geladen
1,35V die Batterie ist einsetzbar

[/quote]

Da hast Du die Nennwerte genommen und nicht zwischen Akkus und Batterien unterschieden.
Hab über das Thema mal ein Referat geschrieben, daher weiss ich das die Werte nicht stimmen
Eine "Batterie" hat keine min. Zellenspannung wie ein Akku, sie ist leer wenn die Spannung bei 0V liegt.
Sie gilt eben als "leer" weil die Spannung nicht mehr für die entsprechende Anwendung ausreicht,
siehe Taschenlampen, mit 1V pro Zelle wäre die Lampe nicht mehr sehr hell.
Aber 1/3 der Kapazität sind ja noch drin, mit einem LED Treiber usw kann man sie also noch eine ganze
Zeit lang leersaugen.

Auch bei Akkus ist es ähnlich, die sind schon "leer" wenn sie bei 1,2V sind, haben aber immer noch einen
grossen Teil ihrer Energie und dürfen bis 0,9V entladen werden.
Nimmst Du einen stepdown Wandler und rechnest bei der Auslegung der Akkus nur mit 0,9V (oder etwas weniger)
dann kannst Du die Akkus auch bis dahin aussaugen, daher habe ich ja bei meiner Fahrradlampe nicht die
mindestens 4 Akkus, sondern 8, denn aus den 8 Akkus kann kann man nicht doppelt soviel Enerige ziehen wie aus
den 4 Akku, sondern fast 3x soviel - die mindestspannung wird selbst bei 0,9V pro Zelle nicht unterschritten.

aber es ist nicht möglich NiCd und NiMh Akkus im unbelasteten Zustand zu messen
und daraus eine brauchbare Aussage über die Restkapazität zu treffen.
Selbst der Ri des Meßgerätes verfälscht diese Messung, und wenn der Akku selber
schon hochomig ist ist hier keine Aussage mehr möglich.

Die Spannug hängt auch vom Strom ab, denn mit steigendem Strom fällt auch die Spannung ab.
Wenn man ein unbelastetes Akkupack misst fehlt der Spannungabfall durch den Verbraucher.
Ein Messaufbau der auch den Strom durch den Verbraucher mit einbezieht und mit entsprechenden
Messungen des Akkupacks (bzw Mittelwerte der Zellen, es gibt ja starke Schwankungen) kann man
aber eine halbwegs brauchbare Anzeige bekommen.
Das Ergebnis sind dann diese Anzeigen mit drei LEDs, rot, orange und grün - genauer gehts nicht

[Scorpion]

wow ich sehe Akkus zu laden ist eine Doktorarbeit wert^^

also mein 12V Akku (oder batterie? also er ist wiederauflatbar also akku?) ist zimlcih groß so ein schwarer quader 20 cm lang 10 breit und vielleciht 10 hoch ich hab erlich gesagt keine ahnung ob das ein vlies akku ist oder ein blei gel oder ein nasser .. mh ne nass ist er nciht also nciht wie ne autobatterie wo man destilliertes wasser nachfüllen muss. und kaputt ist er glaub cih auhc noch nciht obwohl er sicherlich sein halbes jahr oder jahr leer in der garage verbracht hat. er wird gerade sehr langsam wieder gefüllt (dank der solarzellen nciht anders möglich) ich denk das bringt ihn wieder in schwung. ansonsten hoff cih einfach mal das er noch etwas tut. cih brauch auch nciht die ganzen 3,6 A/H ! die Batterie wird ja fast jeden tag mit den solarzellen geladen und cih bracuhe sie eig nur für meine Experimente mit LEDs schaltungen etc, da cih kein netzteil habe und leiber umweltschonend fahren will ( okok und vor allem weil cih die Solarzellen udn den akku sowiso rumfahren hatte ...^^)

[Scorpion]

edit: mir ist gerade ncoh was gekommen, wenn man ein multimeter auf Strom anzeige schält und dann damit bei der batterie einen "kurzschluss" macht (eben wie man Amperé misst, in reihe) dann zeigt das auch was an. zwar geht dei anzeige wie ein counter runter aber wenn amn schnell hinhält nud gleich wieder weg dann geht das es zeigt dann einen wert an (bwei mri warens 550 mA , jede sec gingen 10 mA runter), daraus müsste siche r lade zustand sicher auch anzeigen lassen? aber ACHTUNG, dabei bekommt der multimeter einen kurzschluss ab! nur ganz kurz hinhalten (2 sec) mein multimeter hat eine sicherung drin, hoffe dann ist das nciht ganz so schlimm. aber wie stehts mti der methode? gut oder ebsser? *gg*

[Sailor]

Mit viel Glück misst Du nach dieser Methode, welche Kapazität dein Akku einmal hatte.

Wenn Du eine genaue Messreihe aufmachst, kannst Du nach einiger Zeit bestimmen: der Akku hatte vor der Messung eine Kapazität von ... mAh.

Achja: Zieh bei solchen Versuchen bitte eine Schutzbrille an!

Was da aus den Zellen kommt, ist nicht gesund für die Augen!

[jm2_de]

edit: mir ist gerade ncoh was gekommen, wenn man ein multimeter auf Strom anzeige schält und dann damit bei der batterie einen "kurzschluss" macht (eben wie man Amperé misst, in reihe) dann zeigt das auch was an. zwar geht dei anzeige wie ein counter runter aber wenn amn schnell hinhält nud gleich wieder weg dann geht das es zeigt dann einen wert an (bwei mri warens 550 mA , jede sec gingen 10 mA runter), daraus müsste siche r lade zustand sicher auch anzeigen lassen? aber ACHTUNG, dabei bekommt der multimeter einen kurzschluss ab! nur ganz kurz hinhalten (2 sec) mein multimeter hat eine sicherung drin, hoffe dann ist das nciht ganz so schlimm. aber wie stehts mti der methode? gut oder ebsser? *gg*

Ich dachte es geht immer noch um das messen des Ladezustandes bei belastetem Akku ?

[Sailor]

Mit dem Kurzschluss "belastet" er den Akku doch.

Etwas hoch die Belastung und nicht ganz ungefährlich aber sonst ...

Außer dem Akku und dem Multimeter geht doch nichts kaputt, wenn er die richtige Schutzkleidung trägt.

Edit: Er hat auch sicher jemanden, der ihm die Schweinerei wegmacht.

[jm2_de]

Mit dem Kurzschluss "belastet" er den Akku doch.

Etwas hoch die Belastung und nicht ganz ungefährlich aber sonst ...
Außer dem Akku und dem Multimeter geht doch nichts kaputt, wenn er die richtige Schutzkleidung trägt.

In den Multimetern ist eine Sicherung, wenn er Glück hat ist sie auswechselbar.
Die Idee finde ich generell sehr schlecht, da kann man ja auch gleich die Spannung messen
und die Akkus gleichzeitig an einen Widerstand als Last hängen damit auch ein Strom fliesst
und die Zellen belastet sind.

@scorpion
Warum kaufst Du nicht gleich ein mW/W-Meter ?

[physikphreak]

in Billig-Multimetern ist nur für die Messbereiche unter 200 mA eine Sicherung, die ist (zum Glück) auswechselbar.
der 10-A-Messbereich, den man für diese Methode auf jeden Fall braucht ist nicht abgesichert