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Thema: Energiemenge messen, die ein Akku aufgenommen hat

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Energiemenge messen, die ein Akku aufgenommen hat

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    Sorry, für den blöden Titel, aber ich wußte nicht, wie man es genau beschreiben soll
    Mein vorhaben:
    Ich will, einfach messen wieviel Energie in ein Akku reingepumpt wurde, ohne weiß Gott
    was alles auf dem AVR zu rechnen.
    Mein Aufbau, klasisch
    Spannungsquelle -> akku ->Shunt(2 Ohm)
    ADC misst den Spannungabfall am Shunt, also nichts wildes.

    Jetzt meine Überlegung:
    Bei einem Strom von 1mA fallen am Shunt 2mV ab, das ergibt bei 10 Bit ADC und 2,56V AREF einen ADC Wert von 0.8(theoretisch) und das ganze berechnet nach
    ADC=Vin*1024/AREF
    Wenn ich die 0.8 mit 60*60 multipliziere erhalte ich 2880, was dann 1 mAh entsprechen müßte

    Wenn ich jetzt jede Sekunde eine Messung mache, und den Wert in einer Variable aufsummiere müßte dann 1 mAh gespeichert sein, wenn die Variable 2880 erreicht hat.

    Stimmt das soweit ?
    Wenn ja brauche ich auf dem AVR kaum was zu rechnen und die Sache wäre ja ziemlich einfach, oder habe ich da irgendwo einen Fehler ?

    Gruß und danke Sebastian
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    Linus Torvald

  2. #2
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    Hi, der kleinste ADC-Wert ist natürlich 1.
    Was dann ca. 1,2mA entspricht.

    Schau auch mal bei www.maxim-ic.com
    MAXIM hat div. Batteriemonitoring ICs, die teilweise nur mit 30mOhm Shunts arbeiten, oder sogar weniger. Die messen in der + Leitung den Strom und stellen den dann einem µController als Analogwert zur Verfügung. So hast du einen viiiel kleineren Shunt.

    Wenn du weiterhin zu der Analogspannugn aus dem Shunt eine feste Gleichspannung von z.B. 1,27V hinzuaddierst, kannst du auch den Strom messen, der raus fließt.

    Sigo

  3. #3
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    Hi, der kleinste ADC-Wert ist natürlich 1.
    Was dann ca. 1,2mA entspricht.
    O man, das ist mir doch klar, es war nur eine Überlegung.
    Wenn men es so will soll man nicht mit 0.8 und 1mA sondern 8 und 10 mA rechnen

    Die Schlußfolgerung sollte nur sein, daß wenn ich jede Sekunde eine Messung mache und die Werte aufaddiere ist 1mAh entnommen/geladen, wenn ich 2880 zusammen habe.

    Dazu wollte ich nur eine Antwort hören ja / nein
    und wenn nein, welche andere Möglichkeit es gibt, ohne den Controller mit weiß Gott welchem Rechenaufwand zu belasten.

    Gruß Sebastian
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  4. #4
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    Antwort: ja


  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von robocat
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    deine rechnung stimmt so (zumindest wüsst ich nicht was falsch ist). du kannst aber nicht davon ausgehen, dass nach 1h 1mA auch 1mAh "drin" ist im akku.

    ich bastle gerade eine lade/entladeschaltung für eine zelle, befasse mich also quasi mit einer ähnlichen thematik, und will die kapazität auch über integral(I)dt (<--- lässt sich das so ausdrücken?) ermitteln, kurz gesagt also genauso wie du.

    gruesse

  6. #6
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    Antwort: ja
    Das ist eine gute Antwort \/ Danke Dir.
    Die Sache mit Maxim IC ist die, ja die haben viele gute Lösungen aber die besten kriegt man nirgendwo zu kaufen.
    2 Ohm Shunt nehm ich dann schonmal in kauf, es ist nicht mit großen Strömen zu rechnen.

    Gruß Sebastian
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  7. #7
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    Hallo Robocat, danke für die Antwort,
    du kannst aber nicht davon ausgehen, dass nach 1h 1mA auch 1mAh "drin" ist im akku.
    Naja gut, irgendwelche Verluste muß man da wohl noch einkalkulieren, läßt sich da was pauschal sagen, oder hängt das von der Zelle ab ?
    In meinem Fall geht es sich darum, den Ertrag einer Sollarzelle zu bestimmen, und in diesem Fall hat man leider keinen konstanten Strom, deswegen diese Rechnung...

    Gruß Sebastian
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  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von robocat
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    ich muss gestehen, mit solarzellen kenne ich mich gar nicht aus. soweit ich weiss kann man sie kurzschliessen, um den kurzschlusstrom zu messen.

    wenn (angenommen du willst einen akku damit laden) die durch die solarzelle erzeugte spannung niedriger ist, als die zellenspannung, wird wahrscheins gar nicht geladen (1), oder dein akku entläd sich sogar (2). braucht man dann eine diode die diese entladung verhindert (3)?

    wenn allerdings ein strom in der gewünschten richtung fliesst, solltest du den mit der von dir beschriebenen methode schon messen können, unabhängig davon, wieviel er zur ladung der akkuzelle beiträgt.

    für den ladevorgang ist unter anderem noch die selbstentladung der akkuzelle zu berücksichtigen. soweit ich weiss läd man eine ni-mh-zelle mit etwa dem 1,4fachen ihrer kapazität, also 14h mit 180mA für eine 1,8Ah-zelle. ich denke aber, dass dieser wert keine konstante ist, also 140h mit 18mA bringen wohl ein ganz anderes ergebnis (wahrscheinlich kompensiert man damit grade mal die selbstentladung und der akku wird nie voll).

    alles mit zahlen in klammern sind details, die ich selber nicht sicher weiss.

    tut mir leid, dass ich mehr fragen aufwerfe, als ich antworten geben kann. ich hoffe es findet sich jemand, der da kompetenter ist als ich.

    gruesse (und sry für das nicht sehr hilfreiche posting)

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo Robocat,
    ja ne, also ganz soo hilflos steh ich nicht da
    und für die meisten Sachen ist schon gesorgt.
    Ich sehe das ganze auch nicht als einen ernstzunehmenden Akkulader, sondern eher als Spielerei, aber was soll's, sind wir alle nicht große Kinder ?


    Natürlich habe ich eine Schottky Diode als Schutz gegen Entladung bei Nacht und schlechtem Wetter.
    Und ja es ist mir schon klar, daß man dringend Sonne braucht um ernsthaft was zu laden, sonst reicht es nur für die Erhaltungsladung.

    Naja, wie den auch sei, einen schönen Abend noch

    Gruß Sebastian
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    Linus Torvald

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von robocat
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    hm, ich wollte weder klugscheissen noch mich sonderlich blamieren. ich dachte mir aber schon, dass ich nicht viel hilfreiches beitrage.

    was für eine solarzelle verwendest du da? versorgt die den controller mit?

    mein lader wird auch nur ein einzelstück und ist auch eher ne spielerei (das kind in der katze ^^). ich möchte bisschen herausfinden, wie sich akkus (nimh und nicd) verhalten. der ladestrom ist allerdings ein anderes kaliber als deiner.

    ich schalte zum entladen einen npn über einen 0,5ohm shunt nach masse, 1A last sind damit drin (geregelt über pwm). geladen wird mit einer ebenfalls pwm gesteuerten konstantstromquelle (etwa 2A sind damit machbar). aber das nur am rande (werde demnächst einen eigenen thread dafür aufmachen).

    das ganze dient eigentlich nur dazu, mir das verhalten einer akkuzelle zu erschliessen.

    berichte aber ruhig mal deine fortschritte und ergebnisse, der umgang mit solarzellen interessiert mich schon länger.

    gruesse und gute nacht von der katz

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