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Thema: Tiefentladeschutz für 12 V Bleigelakku

  1. #1
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    Tiefentladeschutz für 12 V Bleigelakku

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    Hallo,

    um meinen Bleigelakku nicht zu ruinieren, möchte ich ihn gerne, dass sie dank einer Tiefentladeschutzschaltung automatisch vom Verbraucher getrennt, sobald der Akku die minimale Entladespannung erreicht hat. Die liegt bei meinem Panasonic 12 V, 7.2 AH bei etwa 11 Volt, hab auch schon was von ca 10,7 V gelesen.

    Und hier http://insel.heim.at/malediven/35005...tm#Tiefentlade habe ich auch schon eine erste Schaltung gefunden. Ich hätte zwar auch einen ATTiny13, mit dem man sowas wohl auch realisieren könnte, da sind aber eigentlich unter anderem dank der Programmierschnittstelle schon alle Pins belegt.
    Der ADC am MOSI (PIN 5) wäre noch "halb" frei, aber zur anderen Hälfte auch schon durch den ISP belegt. Also wäre eine Schaltung, die ohne den Tiny13 auskommt schon besser, sonst gibts wieder arge Probleme.

    Bei der Schaltung oben ist ja ein Relais eingebaut. Da ich aber nur einen maximalen Strom von 0,6 A bei 12 V habe und auch noch ziemlich wenig Platz, würde ich das Relais gerne durch einen Transistor ersetzen. Könnte mir bitte jemand bei der Auswahl helfen? Brauche ich einen FET?

    Und noch eine sehr unbeholfene Frage zum Schluss. Wo ist bei der obigen Schaltung UEingang bzw. der Akku (bei V1?) und wo der Ausgang?
    Kennt vielleicht noch jemand eine Schaltung die mit relativ wenigen Bauteilen auskommt und den gleichen Zweck erfüllt und würde mir verraten, wo ich sie finden kann?

    Viele Grüße
    der Tob

  2. #2
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    Die Schaltung zeigt nur den Steuerstromkreis, der Laststromkreis, da wo du dann den "Ausgang" findest, ist nicht dargestellt.
    Eine Diode, in Sperrrichtung, parallel zum Relais, würde auch nicht schaden!

    Wenn du einen Transistor einbaust, was bei 0,6A sehr vernünftig ist, kannst du den Lastsstrom direkt beim Transistor anschließen.
    Grüße,
    Harri

  3. #3
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo Harri,

    danke für die Tip. Welche Diode wäre da ok? Reicht eine 1N4004 parallel zum Relais bzw. in meinem Fall Transistor?
    Dort steht ja, man könne die Schaltung, die ursprünglich für 6 Volt Akkus ausgelegt ist, mit einigen Änderungen übernehmen. Ich habe bei Reichelt nach einer passenden Z-Diode gesucht, um die dortige zu ersetzen und die ZD 11, Z-DIODE 1,3 W gefunden. Laut Datenblatt beträgt bei ihr V Zmin 10, 4 und V Zmax 11,6. (http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA...;ARTICLE=23069). Würde die denn passen?

    Und würde ein FET IRL3803 als Transistor passen. Der hängt auch in meinem Laststromkreis an einem Atmel Controller und schlaltet dort den 0,5 A Motor. Bin damit soweit zufrieden, weiß aber nicht, ob er sich auch für diesen Zweck eignet. Andererseits hätte ich hier ja die nahezu vollen 12 Volt Steuerspannung des Akkus, da müsste also auch ein normaler NPN reichen, oder?

    Denkst du, dass der Rest der Schaltung so übernommen werden kann (von dem dort angesprochenen 3,3kOhm Widerstand abgesehen)?

    Viele Grüße
    tob

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Anbei der Schaltplan wie das ungefähr aussehen könnte. Nimm eine Z Diode mit etwa 9V Durchbruchspannung(übrigens kann man Z Dioden auch durch LEDs, in Durchlassrichtung geschaltet, nachbauen).

    Die Kennlinie sieht wie im Anhang aus, die blaue Linie gibt dir den Ausgangsstrom an. Wie du siehst wird er bei etwa 11V abgedreht.

    Die Diode parallel zur Last brauchst du nur dann, wenn es eine induktive Last(Spule) ist.
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken unbenannt_186.jpg  
    Grüße,
    Harri

  5. #5
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    Vielen Dank! Mit welcher Software hast du das berechnet? Ich vertraue dem Graphen mal, will nur anmerken, dass ich woanders gelesen habe, dass der Spannungswert der Zenerdiode + 0,7V die Schaltschwelle ergibt. War nicht direkt auf diese Schaltung bezogen, ich dachte aber es sei als Faustregel übertragbar - bei Interesse: http://www.mtb-news.de/forum/archive.../t-195769.html Beitrag von manne.

    RL ist in deinem Schaltplan das Relais, oder? Ist es für die Berechnung der Zenerdiode, bzw ihr Verhalten von Bedeutung, dass hier ein Widerstand von 100 Ohm angegeben ist?

    Eine induktive Last (Motor) habe ich ja. Reicht eine gewöhnliche 1N4004 Diode? Schnell muss sie ja nicht sein, soweit ich das verstanden habe, ebenso wenig, wie der Transistor, der das Relais ersetzt.

    Viele Grüße
    tob

  6. #6
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    Mit Multisim ist das gemacht.

    RL ist die Last, was auch immer das dann ist, in deinem Fall halt der Motor.
    Die Diode reicht(sie kann 1A), die Induktivität des Motors drückt nämlich dann die von dir angegebenen 0,6A kurzzeitig durch die Diode durch.

    Das mit der exakten Schaltschwelle ist so eine Sache. Wenn du das ganze genau haben willst dann würde ich an deiner Stelle eher eine OPV Schaltugn hernehmen.
    Wenns aber, wie ich annehme, nicht so genau hergeht, dann sollte das schon reichen. Kannst es ja mal in real ausmessen bei welchem Wert der Strom ausgeschaltet wird.
    Wie bereits gesagt kannst du die Zenerdiode durch LEDS bzw. normale Dioden ersetzen, z.B. 5 gelbe LEDS mit Uf=2V ergeben dann eine Referenzspannung von 10V.
    Grüße,
    Harri

  7. #7
    Benutzer Stammmitglied
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    Ok, danke. Du hast jetzt aber nicht das Relais komplett wegrationalisiert, sondern es nur der Einfachheit halber nicht in die Skizze übertragen. Da muss dann der zweite NPN-Transistor hin, und hinter den der eigentliche Laststomkreis. Richtig?

    Viele Grüße
    tob

  8. #8
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    Nö, das Teil ist weg. Der eine Transistor übernimmt jetzt die Aufgabe. Bei 0,6A Strom ist das auch für kleinere Transistoren kein Problem.

    Denk dir deine Last einfach als RL. Also deinen Motor. Den hängst du also zwischen Kollektor und + Pol der Spannungsquelle. So einfach ist das.
    Grüße,
    Harri

  9. #9
    Benutzer Stammmitglied
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    Oh, prima. Es ist schon etwas mehr als nur ein Motor, also auch ein FET, ein Mikrocontroller und ein wenig Kleinkram an den ADCs. Aber das dürfte ja keinen Unterschied machen. Insgesamt braucht es nicht mehr als 0,6 A und die meiste Zeit nur 0,03 A.
    Ich nehme an, die Widerstände in deiner Skizze sind aber schon nur "skizzenhaft" beschriftet, also dass R2 3.3 kOhm hat und R1 eben so viel, wie das Datenblatt des jeweiligen Transistors vorschlägt. Also eher 10k statt 1k. Das soll jetzt keine Kritik an deiner Skizze sein, freu mich darüber ich frag nur zur Sicherheit.

    Vielen Dank nochmal!
    tob

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hallo Tobias,
    du solltest deine Abschaltschwelle nochmal überdenken. Bleiakkus leben um so länger, je weniger sie entladen werden. Eine Autobatterie überlebt z.B. einige 100 Zyklen bei einer Entladung auf 90%. Aber gleichzeitig nur ~5Zyklen bei einer Entladung auf 0%. Die Entladetiefe ist wirklich entscheidend.

    Auf http://www.batteryuniversity.com/partone-13.htm, ganz unten, findest du eine Tabelle. Laut dieser Tabelle würde ich nicht unter 12V gehen um das Leben des Bleiakkus zu verlängern.

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