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Thema: Nutzbare Kapazität 12V 9Ah Bleigelakku

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Nutzbare Kapazität 12V 9Ah Bleigelakku

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    Hallo beisammen,

    ich frage mich grade, welche Kapazität bei einem 12V 9Ah-Bleigelakku wirklich nutzbar ist.
    Bei diesem Set hier z.B. versorgt der Laderegler den Verbraucher nur solange bis der Akku auf ca. 11,7V entladen wurde.

    Am liebsten wäre mir ein einstellbarer Laderegler, dem ich sagen kann "unter xxV machste zu, aber öffnen darfste erst wieder ab xxV". Der Hintergrund ist, dass ich grade eine Schaltung entworfen habe, die prinzipiell gut damit funktioniert, aber in dem Fall, dass der Akku wirklich entladen ist, läuft die Schaltung an und wird kurz darauf wieder vom Strom getrennt, da beim Anlaufen so viel Strom benötigt wird, dass der Laderegler wieder dicht macht.

    Um nun weitere Überlegungen anstellen zu können, wüsste ich gerne, wie ich den Akku einschätzen kann.

    Nach dem Laden an einem für den Akkutyp geeigneten Ladegerät hat der Akku bis zu ca. 13,8V. Dann ist auch erstmal die Selbstentladung recht groß. Man kann quasi schon zusehen, wie nach dem Entfernen des Ladegeräts erstmal die Spannung abfällt. Eine Langzeitmessung kann ich aber nicht machen, da mein Multimeter nach ner Weile aus geht

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Hallo Cysign,

    nur mit Spannungsauswertung kann die Kapazität nicht ermittelt werden.
    Ohne Last geht dein fast leerer Akku wieder auf 12 Volt. Nun nehme ich an, dein Laderegler, sagt Ok.
    Die Folge er fängt an zu schwingen.
    Eine gute Lösung ist auch den Laststrom mit auszuwerten.
    Ich mache dies mit einem kleinem LEM Stromspannungswandler.


    Wenn Fragen wie, einfach melden.

    Mit freundlichen Grüßen
    fredred

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ja genau, das Schwingen ist das Problem.
    Ich hab grade mal nach LEM-Spannungswandler gesucht, aber da bin ich hauptsächlich auf den Hersteller LEM gestoßen.
    Was hats denn damit auf sich?

    Leider hab ich kein Messgerät um den Anlaufstrom zu messen. Denn kurz nachdem die Schaltung mit Strom versorgt wird, läuft ein Gleichstrommotor kurz an. Im Betrieb zieht die Schaltung dann ca. 250mAh (für maximal ca. 8 Sekunden, ansonsten knapp unter 50mAh).
    Ich könnte mit einem Labornetzteil an Stelle des Akkus versuchen, den minimalen Anlaufstrom zu bestimmen und den Anlaufstrom des Motors dann mit einem Widerstand begrenzen. Das würde zumindest die Lastspitze etwas einengen. Aber Gelöst wäre das Problem damit noch nicht.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von Cysign Beitrag anzeigen
    ich frage mich grade, welche Kapazität bei einem 12V 9Ah-Bleigelakku wirklich nutzbar ist.
    Bei diesem Set hier z.B. versorgt der Laderegler den Verbraucher nur solange bis der Akku auf ca. 11,7V entladen wurde.
    Das klingt ja eher nach einem Entladeregler als nach einem Laderegler, was ja auch zwei komplett unterschiedliche Funktionen sind.
    Am liebsten wäre mir ein einstellbarer Laderegler, dem ich sagen kann "unter xxV machste zu, aber öffnen darfste erst wieder ab xxV". Der Hintergrund ist, dass ich grade eine Schaltung entworfen habe, die prinzipiell gut damit funktioniert, aber in dem Fall, dass der Akku wirklich entladen ist, läuft die Schaltung an und wird kurz darauf wieder vom Strom getrennt, da beim Anlaufen so viel Strom benötigt wird, dass der Laderegler wieder dicht macht.

    Um nun weitere Überlegungen anstellen zu können, wüsste ich gerne, wie ich den Akku einschätzen kann.

    Nach dem Laden an einem für den Akkutyp geeigneten Ladegerät hat der Akku bis zu ca. 13,8V. Dann ist auch erstmal die Selbstentladung recht groß. Man kann quasi schon zusehen, wie nach dem Entfernen des Ladegeräts erstmal die Spannung abfällt.
    Das hat mit Selbstentladung nichts zu tun. Die wirkliche Akkuspannung kann man nur messen, wenn gleichzeitig ein Strom fließt. Die ca. 14V sind nur die Ladeschlußspannung.
    Die Nominalspannung ist 12V, der nutzbare Bereich geht bis etwa 10V nach unten. Im KFZ kann beim Starten die Spannung auch auf 8V sinken, im Winter bei kaltem Motoröl auch mal auf 6V. Ein "Tiefentladeschutz" bei 11,7V scheint mir ungeeignet. Kurzzeitig 8V und auf Dauer 10V sollte er schon zulassen. Das Ganze hat mit der Kapazität nichts zu tun, ist eine reine Spannungsfrage.

    Du kannst natürlich auch einen 10 mal größeren Akku nehmen, und hoffen, daß dann die 11,7V besser passen. Wirtschaftlich ist das nicht, die Kapazität des Akkus wird nur zu einem Bruchteil genutzt.

    Ich hab grade mal nach LEM-Spannungswandler gesucht, aber da bin ich hauptsächlich auf den Hersteller LEM gestoßen.
    Was hats denn damit auf sich?
    Ist wie mit Tempo-Taschentuch. Ein LEM Stromsensor stamm halt von der Fa. LEM.

    MfG Klebwax
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Naja, es ist Lade- und Entladeregler. Einerseits läd er den Akku vom Solarstrom aus, andererseits versorgt er den Verbraucher mit Strom.
    Vielleicht wärs sinnvoller, zusätzlich zu diesem etwas ungünstigen Laderegler noch einen einstellbaren Entladeregler dazu zu schalten?
    Aber ich kenn mich in dem Bereich um ehrlich zu sein nicht wirklich aus. Ich war bisher nie auf Akkustrom angewiesen
    Ein paar Beispiele würden mir da enorm weiterhelfen.

    Am liebsten wäre mir, dass der Entladeregler den Akku vor einer Tiefentladung schützt, aber erst den Strom ab einem Grenzwert freigibt, den ich einstellen kann, so dass ich aus dem Schwingszenario rauskomme.

    Gibt es nicht vielleicht 'nitelligente' Laderegler für Solarstrom, die den Ladestrom messen und daher den Füllstand ermitteln und erst ab einem gewissen Ladestrom den Stromfluss an den Verbraucher wieder freigeben?

    //Edit: Hmmm...ne andere Idee wäre, dass ich noch ne kleine, enorm energiesparende Schaltung zwischenschalte, die nach einer einstellbaren Zeit erst wieder den Stromfluss freischaltet.
    Sprich: Akku lädt, geht über die Sperrkapazität und das Modul fängt bei enorm geringem Stromverbrauch an z.B. nen Elko zu laden. Und wenn der voll ist, wird der Stromfluss freigegeben. Wäre sowas denkbar?
    Geändert von Cysign (13.10.2014 um 07:26 Uhr)

  6. #6
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    Vielleicht schreibt du noch mal in drei Sätzen auf, was du eigentlich willst.
    Und bitte folgende Begriffe sauber auseinanderhalten: Strom - Spannung, Ladung - Entladung


  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Geht klar

    Die Vorraussetzung:
    Ein Solarpanel, das über einen Laderegler einen Bleigelakku lädt.
    Dies speist eine Schaltung auf Basis eines Arduinos, der je nach Vorraussetzung einen Gleichstrommotor über ein Relais aktiviert (entweder für 4 Sekunden oder für 8 Sekunden).

    Problem:
    Fällt der Bleigelakku unter einen gewissen Ladestand, wird er vom Laderegler geschützt, indem dieser den Arduino vom Strom nimmt.
    Ist der himmel relativ bewölkt, wie in den letzten Tagen, versorgt der Laderegler den Arduino zwar wieder mit Strom, trennt ihn jedoch kurz danach wieder, um den Akku zu schützen, was die besagte Schwingung ist.

    Was ich mir wünsche:
    Eine Schaltung, die den Arduino erst nach einem gewissen Füllstand wieder mit Strom versorgt, um genau diese Schwingung zu vermeiden.

    Meine Idee:
    Wenn der Akku leer ist, wird der Arduino vom Strom getrennt. Dies wird aller Wahrscheinlichkeit nachts passieren, so dass die ersten Sonnenstrahlen morgens nicht reichen, um die Schaltung mit Strom zu versorgen.
    Wenn nun der Laderegler die Schaltung mit Strom versorgt, wäre nun meine Idee, dass nicht der Arduino selbst mit Strom versorgt wird, sondern zuerst eine kleine Zwischenschaltung, die erst nach z.B. 30 Minuten oder 2 Stunden den Strom zum Arduino durchschaltet. Diese Steuerung muss in der Zeit justierbar sein und darf selbst nur sehr wenig Strom verbrauchen.
    Aber das ist wie gesagt nur eine Idee. Da ich diese Problematik bisher noch nie hatte, bin ich offen für jegliche Vorschläge, die zum Ziel führen

    Bei dem Solar-Part handelt es sich um dieses Set hier:
    http://www.voelkner.de/products/3760...tung-20-W.html

  8. #8
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    Ich würde den Laderegler und den Unterspannungsschutz trennen.

    Im Campingbereich gibt es Unterspannungsschutzschalter für genau deinen Zweck, die haben auch etwas mehr Hysterese eingebaut.

    Noch einfacher: Dein Arduino verbraucht doch vermutlich nur wenige mA, der eigentliche Stromverbraucher wird ja erst zugeschaltet. Miss doch über den Arduino die Spannung. Wenn diese vor dem Einschalten wenigstens 11 V beträgt, führst du deinen 4 oder 8 Sekunden Zyklus komplett aus, und wenn die Spannung unter 11 V ist, wird gar nicht erst gestartet.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Laderegler und Unterspannungsschutz zu trennen bedeutet auch, dass ich den Regler aus dem Set rausschmeißen muss, bzw. parallel dazu einen 'Batteriewächter' anschließe, der die Entladeregelung steuert und das Schwingen vermeidet.

    Der Arduino verbraucht mit dem angeschlossenen Display zusammen knapp unter 50mA. Mit dem Motor (ohne Anlaufstrom) ca. 250mA.
    Wobei ich auch erwähnen möchte, dass bereits alls Analogpins des Arduino belegt sind.

    Der problematische Schwingverhalten tritt aber schon ein, sobald Arduino mit Display (HD44780) mit Strom versorgt werden.

    Haben die Unterspannungsschutzschalter/Batteriewächter dann auch zwei unterschiedliche Werte zum Aus- und Einschalten?
    Auf Anhieb hab ich bei ebay eigentlich nur ähnliche Laderegler wie den aus dem Set gefunden. Ich weiß auch nicht genau, was ich da suchen muss
    Geändert von Cysign (13.10.2014 um 08:45 Uhr)

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von hbquax Beitrag anzeigen
    . Miss doch über den Arduino die Spannung. Wenn diese vor dem Einschalten wenigstens 11 V beträgt, führst du deinen 4 oder 8 Sekunden Zyklus komplett aus, und wenn die Spannung unter 11 V ist, wird gar nicht erst gestartet.
    Was vermutlich nichts bringen wird, da ,wie oben geschrieben, der Regler schon bei 11,7V abschaltet. Die 11,7V sind einfach Mist, es sollten eher 10V sein. Wenn man diesen Wert nicht ändern kann, muß man den Unterspannungsschutz umgehen. Dann ist das:
    Noch einfacher: Dein Arduino verbraucht doch vermutlich nur wenige mA, der eigentliche Stromverbraucher wird ja erst zugeschaltet. Miss doch über den Arduino die Spannung.
    sicher das eleganteste.

    Wenn der Akku leer ist, wird der Arduino vom Strom getrennt. Dies wird aller Wahrscheinlichkeit nachts passieren, so dass die ersten Sonnenstrahlen morgens nicht reichen, um die Schaltung mit Strom zu versorgen.
    Dann ist das ganze System falsch dimensioniert. Wenn morgens der Akku leer ist und das ganze nur funktioniert, wenn die Sonne scheint, wozu dann überhaupt ein Akku. Er hat 9Ah, d.h. milchmädchenmäßig gerechnet liefert er (wenn er voll ist) 1 Stunde 9A oder eher 9 Stunden 1A. Da du in Sekunden rechnest, für etwa 3600 Sekunden 9A oder für 30 000 Sekunden 1A. Und da rechne mal deine 4 bis 8 Sekunden dagegen.

    MfG Klebwax
    Geändert von Klebwax (13.10.2014 um 09:45 Uhr) Grund: Betonung geändert
    Strom fließt auch durch krumme Drähte !

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