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Thema: Entnommene Strommenge aus Akku in mAh anzeigen

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied
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    Entnommene Strommenge aus Akku in mAh anzeigen

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    Hallo,

    ich würde gerne die entnommene Strommenge aus einem Akku berechnen und anzeigen.
    Ich messe bereits die Spannung am Akku, und über einen Shunt den Strom.
    Wie bekomme ich nun einen Wert für die Elektriziätsmenge? Mir ist klar dass Q = I x t ist, nur ist mein Strom dummerweise nicht konstant.
    Später würde ich das gleiche Messverfahren gerne auch im häuslichen Stromnetz verwenden um z.B. die Stromkosten von einzelnen Geräten (Boiler, Waschmaschine usw.) zu ermitteln.


    Vielen Dank an alle

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von SprinterSB
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    Die im Zeitintervall [T0, T1] entnommene Ladungsmenge ist

    [LaTeX]
    Q = \int_{T0}^{T1} I(t) dt
    [/LaTeX]

    Das könnte man analog über einen Integrator berechnen, aber das ist wohl nich angesagt. Es bleibt dir also nur die Diskretisierung:
    Zerstückeln des Zeitintervalls in N Teilstückchen t_i der Länge

    delta_t = (T1-T0)/N

    Q = \sum{i=1}^N Q(t_i)

    und
    Q(t_i) = delta_t * I(t_i) (zum Beispiel)
    Q(t_i) = delta_t * (I(t_i) + I(t_{i-1})) / 2 (zum Beispiel)
    Disclaimer: none. Sue me.

  3. #3
    Benutzer Stammmitglied
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    Hm..

    So auf die schnelle würde ich auf integrieren tippen.. also kleinste Sümmchen von I x dt addieren.
    Dein dt kannst Du ja als Timerinterrupt geben lassen und dann nimmst Du je nach gewünschter Genauigkeit entweder den gerade aktuellen Stromwert (I) oder einen gemittelten (etwas Code für Mittelwertbildung in Intervall nötig). Diese differentiellen Ergebnisse addierst Du dann auf deinen Gesamt-Energieverbrauchswert drauf..

    So in etwa meine Vorstellung davon.
    Gruß
    Nico

  4. #4
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    Wie die vorhergehenden Antworten schon andeuten, ist es die Berechnung eines Integrals mit dt gegen null.

    Betrachtet man das Ganze aber von einer anderen Position, stellt sich Dir doch nur die Frage, wie oft muß I gemessen werden, damit es ein sinnvolles Ergebnis gibt? Dabei spielen die Genauigkeit des Shunts, des A/D-Wandlers und das zu messende Gerät eine Rolle. Schon bei 10 Messungen pro Sekunde wirst Du sehen, dass die Messwerte bereinigt von den Messfehlern bei normalen Haushaltsgeräten nahezu konstant sind, wenn Du nur einen ebenso kleinen Zeitraum von betrachtest.

    Gruss
    Frank

  5. #5
    Gast
    Bei (fast) DC mit langsamen Stromänderungen ist das alles richtig. Für Wechselstrom und Haushaltsgeräten mit einem signifikanten Induktivitäts- oder Kapazitätsanteil im Verbraucher ist das nicht mehr so einfach. Stichwort Wirkleistung und Blindleistung. Mal abgesehen davon, dass 230V nicht jedemanns Sache sind.
    Also, mAh aus dem Akku messen und den Verbauch von 230V-Geräten messen sind praktisch gesehen zwei Paar Stiefel.

    ciao .. bernd

  6. #6
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    Also ich würde die Messwerte ungefähr im Abstand von 30 - 50 ms (der µC soll ja auch andere Funktionen audführen) machen und ein Array damit füllen.
    Danach den Mittelwert bilden und mit der abgelaufenen Zeit berechnen.


    MFg

    Vader

  7. #7
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    Vielleicht sogar kürzere Abstände , so 10 - 20 ms

  8. #8
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    Danke schon mal für alle Tipps.

    bertl100, könntest du mir das mit den Arrays mal kurz erklären. Klingt sehr interessant. Hab leider nur noch keine Erfahrung damit.
    Um eine gute Genauigkeit zu erreichen, denke ich auch, dass mindestens alle 20 ms gemessen werden sollte.

    Ich versuche die nächsten Tage einen Codeschnipsel zu basteln.

    Gruß
    tooltime

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Also ich würde die Messwerte ungefähr im Abstand von 30 - 50 ms (der µC soll ja auch andere Funktionen audführen) machen und ein Array damit füllen.
    Danach den Mittelwert bilden und mit der abgelaufenen Zeit berechnen.
    Mit Arrays würde ich bei dem knapp bemessenen Speicher eines Controllers sparsam umgehen und Divisionen (z.B. zur Mittelwertbildung) würde ich auch nur vornehmen, wenn es unbedingt sein muss.

    Ich glaube, wenn du die Messwerte jeweils mit deinem Zeitintervall multiplizierst und das Ergebnis bei jeder Messung aufaddierst kommst du ungefähr auf dasselbe Ergebnis, sparst deinem Controller aber den Array und die Mittelwertbildung.

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von SprinterSB
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    Arrays
    brauchst du nicht...wozu auch???

    Du hast einen Wert Q, der für die entnommene Ladung steht. Die Einheit ist zB mAh.
    In einer Variablen Sum_I wird die Summer der Ströme gemerkt. Zu Anfang der Messung wird Sum_I=0 gesetzt.

    Am einfachsten ist es , Q = Sum_I *dt zu setzen, wobei dt die Dauer zwischen 2 Messungen ist und immer gleich bleibt.
    Denkbar wäre ein dt = 31.25ms = 1/32 Sekunde. Die Multiplikation mit dt ist dann eine Division durch 32, was durch einen 5-fachen Rechts-Shift zu erledigen ist -- große und langwierige Divisionsroutinen braucht's nicht, ebensowenig Arrays. Ist [I] = mA , dann ist die Einheit von Q: [Q] = mAs.
    Disclaimer: none. Sue me.

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