Akku-Ladegerät im Selbstbau

[Rene Schneider]

Hallo zusammen

Ich hab mir in den Kopf gesetzt, ein Akku-Ladegerät für
NiMH-Mignon-Zellen selbst zu bauen. Der Ladevorgang soll per
Mikrocontroller (ein ATmega32 ist dafür wohl ganz gut geeignet)
überwacht werden. Der Controller bekommt ein grafisches LCD-Display,
über das man den aktuellen Ladezustand, die Spannungen und Ströme usw.
aller 4 Akkuschächte ablesen kann.

So weit mal zu den Äußerlichkeiten, umsetzen möchte ich das
folgendermaßen:

- Jeder Akkuschacht soll eine vom Mikrocontroller regelbare
Konstantstromquelle bekommen

- Die Zellenspannung an jedem Schacht sowie der Ladestrom jedes
Schachts soll individuell vom Mikrocontroller überwacht werden;
Zellenspannung kann direkt gemessen werden, den Ladestrom möchte ich
über den Spannungsabfall an einem sehr niederohmigen Messwiderstand
erfassen. Der ATmega32 hat 8 ADC-Eingänge, die reichen also gerade für
4 Schächte.

- Der Controller soll für die Messungen immer wieder kurzzeitig den
Ladestrom unterbrechen und per dU/dT-Verfahren erkennen wann ein Akku
voll ist um daraufhin die jeweilige Konstantstromquelle auf einen
geringen Strom (Erhaltungsladung) zu schalten.

- Man soll mit ein paar Eingabetasten den Ladestrom für jeden Akku
vorbestimmen können


Die Software für den Mikrocontroller ist kein Problem, aber zur
Elektronik habe ich noch ein paar Unklarheiten. Wie realisiere ich am
besten die regelbaren Konstantstromquellen? Ich habe bereits einige
Schaltpläne zu dem Thema gesehen, aber die waren alle auf kleine
Ströme ausgelegt, und zum Laden möchte ich einen Strom von bis zu 2
Ampere verwenden können ohne dass mir die Konstantstromschaltung
abraucht.
Ausserdem würds mich interessiern ob mein Plan so überhaupt
funktionieren kann oder ob ich noch irgendwo ein wichtiges Detail
vergessen haben sollte.

Grüße
Rene

[Hartmut Feller]

Post by Rene Schneider
Hallo zusammen
Ich hab mir in den Kopf gesetzt, ein Akku-Ladegerät für
NiMH-Mignon-Zellen selbst zu bauen. Der Ladevorgang soll per
Mikrocontroller (ein ATmega32 ist dafür wohl ganz gut geeignet)
Ausserdem würds mich interessiern ob mein Plan so überhaupt
funktionieren kann oder ob ich noch irgendwo ein wichtiges Detail
vergessen haben sollte.

Hallo!
Die meisten Schwierigkeiten wird Dir bei Deinem Projekt die mechanische
Ausführung der Akkuhalterung bereiten. Die Übergangswiderstände unter
wechselnden Temperaturen gehen in die Messung stark ein. Handelsübliche
Batteriekästen sind definitiv nicht geeignet. Vielleicht wenn Du ein gutes
controllergesteuertes Akkuladegerät plünderst........? :-)))
Gruß von Hartmut

[Uwe Hercksen]

Post by Hartmut Feller
Hallo!
Die meisten Schwierigkeiten wird Dir bei Deinem Projekt die mechanische
Ausführung der Akkuhalterung bereiten. Die Übergangswiderstände unter
wechselnden Temperaturen gehen in die Messung stark ein. Handelsübliche

Hallo,

da könnte man ja mit einer Vierpolmessung was dagegen tun, den Ladestrom
über zwei Kontakte zuführen, die Spannung an der Zelle über zwei andere
Kontakte abgreifen. Dann hat man zwar was gegen die Übergangswiderstände
getan, aber die internen Widerstände von den Kontakten bis zu den
Platten in der Zelle spielen immer noch mit.

Bye

[Martin Lenz]

Post by Uwe Hercksen

Post by Hartmut Feller
Hallo!
Die meisten Schwierigkeiten wird Dir bei Deinem Projekt die mechanische
Ausführung der Akkuhalterung bereiten. Die Übergangswiderstände unter
wechselnden Temperaturen gehen in die Messung stark ein. Handelsübliche

Hallo,
da könnte man ja mit einer Vierpolmessung was dagegen tun, den Ladestrom
über zwei Kontakte zuführen, die Spannung an der Zelle über zwei andere
Kontakte abgreifen. Dann hat man zwar was gegen die Übergangswiderstände
getan, aber die internen Widerstände von den Kontakten bis zu den
Platten in der Zelle spielen immer noch mit.

Da ist aber eine kurze Unterbrechung des Ladestromes einfacher.

Martin

[Wolfgang Gerber]

Post by Martin Lenz

Post by Uwe Hercksen
da könnte man ja mit einer Vierpolmessung was dagegen tun, den Ladestrom
über zwei Kontakte zuführen, die Spannung an der Zelle über zwei andere
Kontakte abgreifen. Dann hat man zwar was gegen die Übergangswiderstände
getan, aber die internen Widerstände von den Kontakten bis zu den
Platten in der Zelle spielen immer noch mit.

Da ist aber eine kurze Unterbrechung des Ladestromes einfacher.

Genau das schrieb der OP bereits in seiner Anfrage. Und so machen es
bessere Ladegäte auch. Also ist das Kontaktproblem gar nicht
vorhanden. Dem Ladestrom bzw. der Konstantstromquelle ist das ziemlich
egal. Solange einigermaßen Kontakt besteht. Und gemessen wird
stromlos.


Gruß
Wolfgang

[Olaf Kaluza]

Post by Wolfgang Gerber
Genau das schrieb der OP bereits in seiner Anfrage. Und so machen es
bessere Ladegäte auch. Also ist das Kontaktproblem gar nicht
vorhanden. Dem Ladestrom bzw. der Konstantstromquelle ist das ziemlich

Ganz stimmt das leider nicht. Ich habe auch schon NC Akkus an meinem
Labornetzteil mit 2A in einem billigen Reichelt-Adapter-geladen. Da
sind dann nach einer Minute die Anschluesse aus dem Plastik geflutscht
weil die Federn zu heiss geworden sind.
Vermutlich sind diese Batterieadapter ein echter Geheimtip wenn man
Widerstandsdraht braucht. :-/

Olaf

[Hartmut Feller]

Post by Olaf Kaluza
Ganz stimmt das leider nicht. Ich habe auch schon NC Akkus an meinem
Labornetzteil mit 2A in einem billigen Reichelt-Adapter-geladen. Da
sind dann nach einer Minute die Anschluesse aus dem Plastik geflutscht
weil die Federn zu heiss geworden sind.
Vermutlich sind diese Batterieadapter ein echter Geheimtip wenn man
Widerstandsdraht braucht. :-/

Hallo!
Das hatte ich schon erwähnt. Handelsübliche Batteriehalter sind definitiv
ungeeignet.
Gruß von Hartmut

[Wolfgang Hauser]

Post by Uwe Hercksen
da könnte man ja mit einer Vierpolmessung was dagegen tun, den Ladestrom
über zwei Kontakte zuführen,

Ich weiß ja nicht, wie Ihr das seht, aber ich halte die Messung des
Ladestroms bei diesem Verfahren technisch für völlig überflüssig.

Strommessung braucht man höchstens für eine definierte Entladung zur
Kapazitätsbestimmung.

[Rene Schneider]

Post by Wolfgang Hauser
Ich weiß ja nicht, wie Ihr das seht, aber ich halte die Messung des
Ladestroms bei diesem Verfahren technisch für völlig überflüssig.
Strommessung braucht man höchstens für eine definierte Entladung zur
Kapazitätsbestimmung.

Das stimmt so weit schon, an sich ist eine Strommessung zur
"Akku-Voll-Bestimmung" nicht nötig, dafür ist nur die Zellenspannung
wichtig. Aber ich will ja nicht nur ein popeliges Standardladegerät
nachbauen ;-) Meines soll den Strom, der grad in jeden Akku fließt,
auf dem grafischen LCD anzeigen können - und ebenso nach Beenden der
Ladung, wie viele mAh jetzt eigentlich in den Akku gegangen sind. Für
beides braucht man zwangsläufig eine Strommessung...die außerdem auch
ganz praktisch ist um den Erhaltungsladestrom zu überwachen.

Gruß Rene

[Wolfgang Hauser]

Post by Rene Schneider
Aber ich will ja nicht nur ein popeliges Standardladegerät
nachbauen ;-)

Das dachte ich mir schon, allerdings wäre dann IMHO eine richtige
Kapazitätsmessung das Feature, was mir in den Sinn käme. Und nebenbei
fällt auch noch eine Entlade- und Refreshfunktion ab.

Post by Rene Schneider
Meines soll den Strom, der grad in jeden Akku fließt,
auf dem grafischen LCD anzeigen können - und ebenso nach Beenden der
Ladung, wie viele mAh jetzt eigentlich in den Akku gegangen sind. Für
beides braucht man zwangsläufig eine Strommessung...

Es sei denn, Du hast Konstantstrom bekannter Stärke.

Post by Rene Schneider
die außerdem auch
ganz praktisch ist um den Erhaltungsladestrom zu überwachen.

Erhaltungsladung ist doch eh nur eine Pi-mal-Daumen-Methode,
meßtechnisch ist da nicht viel zu wollen.

[Rene Schneider]

Post by Wolfgang Hauser

Post by Rene Schneider
Aber ich will ja nicht nur ein popeliges Standardladegerät
nachbauen ;-)

Das dachte ich mir schon, allerdings wäre dann IMHO eine richtige
Kapazitätsmessung das Feature, was mir in den Sinn käme. Und nebenbei
fällt auch noch eine Entlade- und Refreshfunktion ab.

Hmm das wär natürlich alles noch möglich...softwaretechnisch ist das
Gerät wenns von der Hardware mal steht ja beliebig erweiterbar. Ich
müsst nur noch irgendwo nen Widerstand zum Entladen einbauen...

Gruß Rene

[Rene Schneider]

On Tue, 29 Jul 2003 19:37:51 +0200, "Gerd Kluger"

Entladen wird nicht über nen Widerstand sondern über nen Transistor.
Warum? Da kommst Du sicherlich dirch einfaches Überlegen drauf ;-)

Hmm ach das Ding muss ja schaltbar sein...okay, da is ein Transistor
praktischer. Muss man den nur gut kühlen...

Gruß Rene

[Wolfgang Fischer]

Post by Rene Schneider
On Tue, 29 Jul 2003 19:37:51 +0200, "Gerd Kluger"

Entladen wird nicht über nen Widerstand sondern über nen Transistor.
Warum? Da kommst Du sicherlich dirch einfaches Überlegen drauf ;-)

Hmm ach das Ding muss ja schaltbar sein...okay, da is ein Transistor
praktischer. Muss man den nur gut kühlen...

Kann man nicht mit einem Transistor Lastwiderstände zuschalten?

Das ist hier nicht nötig. Bei die Entladung einer Mignonzelle (1.2V) mit
2A entsteht eine Verlustleistung von 2.4W. Das lässt sich mit einem
kleinen Kühlkörper (z.B. 10 K/W) kühlen.

Gruß, Matthias Dingeldein

[MaWin]

Hmm...ich überleg mir das gerade, wie das denn aussieht wenn ich
einfach mit dem Transistor die Zelle quasi "kurzschließe"

Dann britzelt dein Transistor durch.

[Martin Lenz]

On Tue, 29 Jul 2003 22:42:21 +0200, Wolfgang Fischer

Post by Wolfgang Fischer
Bei die Entladung einer Mignonzelle (1.2V) mit
2A entsteht eine Verlustleistung von 2.4W. Das lässt sich mit einem
kleinen Kühlkörper (z.B. 10 K/W) kühlen.

Hmm...ich überleg mir das gerade, wie das denn aussieht wenn ich
einfach mit dem Transistor die Zelle quasi "kurzschließe" (darauf
läuft das Ganze ja raus). Da wird der Strom ja nur noch durch den
Innenwiderstand der Zelle (und den Widerstand des Transistors, der
aber sehr niedrig sein sollte wenn er durchgeschaltet ist) begrenzt,
also dürften folglich mehr als nur 2 Ampere fließen - oder seh ich das
falsch?
Wenn das stimmt wärs vielleicht doch empfehlenswert, nen
Lastwiderstand einzubauen der für die Umsetzung der Energie in Wärme
sorgt.

Empfehlenswert ist es, einen Widerstand als Shunt einzubauen und das
ganze als geregelte Stromsenke zu betreiben (braucht einen OPV und noch
ein paar Widerstände).

Also der Transistor arbeitet dann nicht als Schalter sondern im
Linearbetrieb. Das oist insbesondere dann nett, wenn du nicht immer nur
einzelne Zellen (ent)laden willst. Ausserdem kannst du dann einfach
verschiedene Ströme einstellen. Wenn du immer nur AA Zellen hast, dann
kannst auch einen Widerstand mit dem transistor zuschalten.

Martin

[Martin Lenz]

Post by Rene Schneider

Post by Wolfgang Hauser
Ich weiß ja nicht, wie Ihr das seht, aber ich halte die Messung des
Ladestroms bei diesem Verfahren technisch für völlig überflüssig.
Strommessung braucht man höchstens für eine definierte Entladung zur
Kapazitätsbestimmung.

Das stimmt so weit schon, an sich ist eine Strommessung zur
"Akku-Voll-Bestimmung" nicht nötig, dafür ist nur die Zellenspannung
wichtig. Aber ich will ja nicht nur ein popeliges Standardladegerät
nachbauen ;-) Meines soll den Strom, der grad in jeden Akku fließt,
auf dem grafischen LCD anzeigen können - und ebenso nach Beenden der
Ladung, wie viele mAh jetzt eigentlich in den Akku gegangen sind. Für
beides braucht man zwangsläufig eine Strommessung...die außerdem auch
ganz praktisch ist um den Erhaltungsladestrom zu überwachen.

Klar braucht man eine Strommessung: Den Shunt in der
Konstantstromquelle, den diese zum Regeln verwendet. :-) Spaß beiseite,
ich würde das Gerär eher mit einer hinreichend genauen
Konstantstromquelle bauen, sodaß ich den Strom vorgebe (vom µC her),
nicht messe.
Messen müsste ich ihn zum Beispiel bei einem Modellbaulader, den ich mal
gesehen hatte: Autobatterie (Zigarettenanzünder) - mechanische 60min
Schaltuhr, Zementwiderstand, Akku und zurück. :-) Wehe der Akku war
nicht leergefahren, dann war er nachher gekocht.

Aber selbst wenn ich den Strom messen will dann brauch ich bloß noch
einen Shunt, den kann ich bei hohen Strömen natürlich in
4-Leiterschaltung betreiben. Ich denke aber es war die Rede von einer
4-Leitermessung der Klemmenspannung des Akkus und das ist meiner Meinung
nachunnötig/sinnlos.

Martin

[Thomas Hermans]

Hallo,

Post by Rene Schneider
Das stimmt so weit schon, an sich ist eine Strommessung zur
"Akku-Voll-Bestimmung" nicht nötig, dafür ist nur die Zellenspannung
wichtig. Aber ich will ja nicht nur ein popeliges Standardladegerät
nachbauen ;-) Meines soll den Strom, der grad in jeden Akku fließt,
auf dem grafischen LCD anzeigen können - und ebenso nach Beenden der
Ladung, wie viele mAh jetzt eigentlich in den Akku gegangen sind. Für
beides braucht man zwangsläufig eine Strommessung...die außerdem auch
ganz praktisch ist um den Erhaltungsladestrom zu überwachen.

Für normale Mignon-Akkus würde ich den Aufwand nicht machen, wenn du
spezielle Akku-Pack laden möchtest, sieht die Sache anders aus.
Aber deine Vorstellungen mit Mikroprozessorsteuerung und Display usw.
hat die Industrie bereits umgesetzt und baut die Teile in Serie, warum dann
noch
selber bauen. Ich denke, der Aufnwad dafür ist einfach zu gross.

Mein Ladegerät kann 8 Rundzellen ( Micro bis Mono ) plus 2 9-Volt Blöcke
unabhängig mit verschiedenen Ladeprogrammen aufladen, überwacht dabei die
Zellenspannung und Akkutemperatur, lädt neben NiCd und NiMH-Akkus
auch RAM-Zellen, zeigt den aktuellen Ladestrom für jede Zelle an, dazu die
Akkuspannung, misst auf Wunsch die Akkukapazität (
Lade-Entlade-Lade-Programm ).
Für jeden zu ladenen Akku kann man ein anderes Programm wählen, das Gerät
erkennt automatisch den Akkutyp und Grösse und stellt daraufhin den
Ladestrom ein
( NiCd mit hohem Strom, NiMH eben mit kleinem Strom ).

Thomas

[Rene Schneider]

On Tue, 29 Jul 2003 17:52:02 +0200, "Thomas Hermans"

Post by Thomas Hermans
Für normale Mignon-Akkus würde ich den Aufwand nicht machen, wenn du
spezielle Akku-Pack laden möchtest, sieht die Sache anders aus.
Aber deine Vorstellungen mit Mikroprozessorsteuerung und Display usw.
hat die Industrie bereits umgesetzt und baut die Teile in Serie, warum dann
noch
selber bauen. Ich denke, der Aufnwad dafür ist einfach zu gross.

Jap, dass es sowas gibt weiss ich :o) Ich wills ja nicht hauptsächlich
bauen um danach ein praktisches Ladegerät zu haben (ist mehr oder
weniger "nur" ein schöner Nebeneffekt), ich bau das ja aus Spaß - das
Motiv sollte jeder leidenschaftliche Bastler gut nachvollziehen
können. Wenn ich nur gern n Ladegerät hätte wärs einfacher (und
wahrscheinlich sogar billiger) einfach eines zu kaufen.

Gruß Rene

[Thomas Hermans]

Hi,

Post by Rene Schneider
Jap, dass es sowas gibt weiss ich :o) Ich wills ja nicht hauptsächlich
bauen um danach ein praktisches Ladegerät zu haben (ist mehr oder
weniger "nur" ein schöner Nebeneffekt), ich bau das ja aus Spaß - das
Motiv sollte jeder leidenschaftliche Bastler gut nachvollziehen
können. Wenn ich nur gern n Ladegerät hätte wärs einfacher (und
wahrscheinlich sogar billiger) einfach eines zu kaufen.

Kann ich nachempfinden, das war früher bei mir auch so, ich habe gebastelt
was das zeug und der Lötkolben hergab. Nachdem ich meine
Elektronik-Techniker
Prüfung gemacht hatte, gings damit bergab.

Aber ehrlich gesagt, an einen schönen Schaltplan dafür währe ich auch sehr
interessiert,
rein aus interesse an der Materie.
Mein letztes Ladegerät war ein Reflexlader für Akkupack für Fotoapparat /
Akkuschrauber
usw., war auch mehr so ein "aus der Not heraus" gebaut, da es nichts
ordentliches zu
vernüftigen Preis gab. Habs aber auf Basis eines Ladecontroler-IC gemacht,
der Rest
war dann nur noch Spannunsgteiler, Netzteil, usw., nichts aufregendes
zumindest.

Thomas

[Gerd Kluger]

Post by Hartmut Feller
Die meisten Schwierigkeiten wird Dir bei Deinem Projekt die mechanische
Ausführung der Akkuhalterung bereiten. Die Übergangswiderstände unter
wechselnden Temperaturen gehen in die Messung stark ein.

Blödsinn. Die Messung muß sowieso mit abgeschalteter Ladespannung
erfolgen, dann sind die Übergangswiderstände egal.

Gruß
Gerd

[Hartmut Feller]

Post by Gerd Kluger

Post by Hartmut Feller
Die meisten Schwierigkeiten wird Dir bei Deinem Projekt die mechanische
Ausführung der Akkuhalterung bereiten. Die Übergangswiderstände unter
wechselnden Temperaturen gehen in die Messung stark ein.

Blödsinn. Die Messung muß sowieso mit abgeschalteter Ladespannung
erfolgen, dann sind die Übergangswiderstände egal.

Hallo!
Schönen Dank für die niveauvolle Anrede; bleib dort!
Am Kern meines Einwurfs ändert das nichts. Die Mechanik ist ein Problem für
den Hobbyelektroniker. Der Aufwand den die Hersteller solcher Geräte treiben
bezeugt das. Deswegen mein nicht ganz ernst gemeinter Hinweis auf das
Schlachten eines professionellen Geräts.
Und ob die Ladezustandsmessung strommäßig völlig unbelastet optimal ist muß
sich erst im Laufe dieses Threads erweisen.
Gruß von Hartmut

[Heinz Saathoff]

Hartmut Feller schrieb...

Post by Hartmut Feller
Die meisten Schwierigkeiten wird Dir bei Deinem Projekt die mechanische
Ausführung der Akkuhalterung bereiten. Die Übergangswiderstände unter
wechselnden Temperaturen gehen in die Messung stark ein. Handelsübliche
Batteriekästen sind definitiv nicht geeignet.

Auch deshalb schaltet man ja den Strom vor Messung der Akkuspannung auch
ab. Da spielt der Übergangswiderstand dann kaum noch eine Rolle.

- Heinz

[Harald Wilhelms]

Post by Hartmut Feller
Hallo!
Die meisten Schwierigkeiten wird Dir bei Deinem Projekt die mechanische
Ausführung der Akkuhalterung bereiten. Die Übergangswiderstände unter
wechselnden Temperaturen gehen in die Messung stark ein. Handelsübliche
Batteriekästen sind definitiv nicht geeignet. Vielleicht wenn Du ein gutes
controllergesteuertes Akkuladegerät plünderst........? :-)))
Gruß von Hartmut

Auch Billigladegeräte sind als mechanische Basis oft geeignet,
besonders, wenn man die Rückholfedern der Klemmmechanik verstärkt.
Nicht zu hohe Übergangswiderstände spielen keine Rolle, wenn die
Ladespannung stromlos gemessen wird.
Gruss
Harald

[Olaf Kaluza]

Post by Rene Schneider
Die Software für den Mikrocontroller ist kein Problem, aber zur
Elektronik habe ich noch ein paar Unklarheiten. Wie realisiere ich am
besten die regelbaren Konstantstromquellen? Ich habe bereits einige

Gerade Atmel hat eine Applikation zum Akkuladen. Die machen das mit
einer PWM und einer programmierten Regelung.

BTW: Ich habe zwar noch keinen aktuellen Lader aufgeschraubt, aber ich
moechte wetten die laden die Zellen, mit sehr hohem Strom, der Reihe
nach. Also z.B jeder ist mal 1s an der Reihe.

Post by Rene Schneider
Ausserdem würds mich interessiern ob mein Plan so überhaupt
funktionieren kann oder ob ich noch irgendwo ein wichtiges Detail
vergessen haben sollte.

Doch doch, das kann schon funktionieren. Ich entwickel gerade etwas
aehnliches fuer Lithiumzellen wenn auch mit einer anderen
Intention. (will wissen wie gut die noch sind)

Olaf

[MaWin]

Post by Rene Schneider
Ich hab mir in den Kopf gesetzt, ein Akku-Ladegerät für
NiMH-Mignon-Zellen selbst zu bauen.

de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
gelesen ?

http://www.microchip.com/ Application Note Reference Design PICREF-2 (NiCD/NiMH + PC-Interface)
http://gb97816.bei.t-online.de/ (Reflexlader C166)
http://home.t-online.de/home/k.leidinger/RC-Elektronik/Reflexlader/Reflexlader_m.html
http://www.rhrk.uni-kl.de/~kiesel/nc2000/ (NC2000) http://www.harald-sattler.de/html/body_tons_lader.htm
http://www.conrad.de/ Bauanleitung von 130136 (mit U2402)

[Peter Heitzer]

Rene Schneider <***@jalcds.de> wrote:
: Hallo zusammen
[Ladegerät für NiMH mit ATmega32]
: - Die Zellenspannung an jedem Schacht sowie der Ladestrom jedes
: Schachts soll individuell vom Mikrocontroller überwacht werden;
: Zellenspannung kann direkt gemessen werden, den Ladestrom möchte ich
Ich nehme an, der AVR hat 8 Bit AD-Wandler. Dann könnte es bereits
für die -delta U Methode zu ungenau werden. Hier werden etwa 15 mV
als Delta angegeben. Bei Vref=5V wäre das LSB ca. 20 mV. Für das
Wendepunktverfahren gibt ST eine Auflösung von 10-11 Bit als Minimum
an, was mittels Dual/Slope Verfahren auch einfach zu bewerkstelligen
ist. AN417 "From Nickel-Cadmium To Nickel-Hydride Fast Battery
Charger" ist eine interessante Lektüre dazu.

[Peter Heitzer]

Rene Schneider <***@jalcds.de> wrote:
: On 29 Jul 2003 07:35:00 GMT, "Peter Heitzer"
: <***@rz.uni-regensburg.de> wrote:

:>Ich nehme an, der AVR hat 8 Bit AD-Wandler. Dann könnte es bereits
:>für die -delta U Methode zu ungenau werden. Hier werden etwa 15 mV
:>als Delta angegeben. Bei Vref=5V wäre das LSB ca. 20 mV. Für das

: Nein, da bist du falsch informiert. Der ATmega32 hat 10-bittige
: AD-Wandler - und eine interne Referenzspannung von 2,56 V, die ich
Das dürfte wohl reichen.

[Harald Wilhelms]

Post by Rene Schneider
Hallo zusammen
Ich hab mir in den Kopf gesetzt, ein Akku-Ladegerät für
NiMH-Mignon-Zellen selbst zu bauen. Der Ladevorgang soll per
Mikrocontroller (ein ATmega32 ist dafür wohl ganz gut geeignet)
überwacht werden. Der Controller bekommt ein grafisches LCD-Display,
über das man den aktuellen Ladezustand, die Spannungen und Ströme usw.
aller 4 Akkuschächte ablesen kann.
So weit mal zu den Äußerlichkeiten, umsetzen möchte ich das
- Jeder Akkuschacht soll eine vom Mikrocontroller regelbare
Konstantstromquelle bekommen

Wozu? Zwei bis drei umschaltbare Ströme reichen völlig aus. Wenn die
Konstantstromquelle richtig konstruiert ist, braucht man diesen Strom
auch nicht zu messen, er ist ja konstant!
Die Differenzierung für verschiedene Akkutypen geschieht über die
Zeit.

Post by Rene Schneider
- Die Zellenspannung an jedem Schacht sowie der Ladestrom jedes
Schachts soll individuell vom Mikrocontroller überwacht werden;
Zellenspannung kann direkt gemessen werden,

Allerdings nur, wenn vorher der Ladestrom ausgeschaltet wird.

Post by Rene Schneider
den Ladestrom möchte ich
über den Spannungsabfall an einem sehr niederohmigen Messwiderstand
erfassen.

Unnötig, siehe oben.

Post by Rene Schneider
Der ATmega32 hat 8 ADC-Eingänge, die reichen also gerade für
4 Schächte.
- Der Controller soll für die Messungen immer wieder kurzzeitig den
Ladestrom unterbrechen und per dU/dT-Verfahren erkennen wann ein Akku
voll ist um daraufhin die jeweilige Konstantstromquelle auf einen
geringen Strom (Erhaltungsladung) zu schalten.
- Man soll mit ein paar Eingabetasten den Ladestrom für jeden Akku
vorbestimmen können

s.o.

Post by Rene Schneider
Die Software für den Mikrocontroller ist kein Problem,

Sie muss aber auch die dU/dT Erkennung machen und die Ladebilanzierung
machen.

Post by Rene Schneider
aber zur
Elektronik habe ich noch ein paar Unklarheiten. Wie realisiere ich am
besten die regelbaren Konstantstromquellen?

Im www. elektronik-kompendium.de gibt es eine ganz gute Beschreibung
zu Stromquellen. Je grösser der Strom ist, desto grösser muss
natürlich
der entsprechende Regeltransistor und dessen Kühlung sein. Um die
Verlustleistung gering zu halten, empfiehlt es sich, einen Trafo
mit entsprechend kleiner Spannung (ca. 2x4 Volt mit Gleichrichtung
durch eine Doppelschottkydiode) vorzusehen.

Post by Rene Schneider
Ich habe bereits einige
Schaltpläne zu dem Thema gesehen, aber die waren alle auf kleine
Ströme ausgelegt, und zum Laden möchte ich einen Strom von bis zu 2
Ampere verwenden können ohne dass mir die Konstantstromschaltung
abraucht.
Ausserdem würds mich interessiern ob mein Plan so überhaupt
funktionieren kann oder ob ich noch irgendwo ein wichtiges Detail
vergessen haben sollte.

Möglicherweise wäre noch eine Entladeschaltung interessant:
zur Reflexladung und zum gezielten Vorentladen, bzw. Kapazitätsmessen.
Vielleicht wäre es auch sinnvoll, automatisch mehrere
Lade/Entladezyclen
hintereinander zwecks Formierung zu fahren.
Wenn genügend Speicherkapazität im µP vorhabden ist, würde ich neben
der Lade/Entladekapazität auch die erreichte Höchstspannung speichern.

Post by Rene Schneider
Grüße
Rene

Gruss
Harald

[Rene Schneider]

Post by Harald Wilhelms
Wozu? Zwei bis drei umschaltbare Ströme reichen völlig aus. Wenn die
Konstantstromquelle richtig konstruiert ist, braucht man diesen Strom
auch nicht zu messen, er ist ja konstant!
Die Differenzierung für verschiedene Akkutypen geschieht über die
Zeit.

Okay, d.h. ich nehm zwei Konstantstromquellen und pump damit
nacheinander die Akkus in den 4 Schächten voll (wenn nur 2 belegt sind
kann ich praktischerweise ja beide dauerhaft laden). Das is ne gute
Idee um den Aufbau einfacher zu machen.

Post by Harald Wilhelms

Post by Rene Schneider
Die Software für den Mikrocontroller ist kein Problem,

Sie muss aber auch die dU/dT Erkennung machen und die Ladebilanzierung
machen.

Klar, dazu ist der Controller ja letztendlich da...das Teil hat 32
kByte Flash-Speicher, da bekomme ich problemlos die Ausgaberoutinen
für das Grafikdisplay (sind schon fertig vorhanden aus nem anderen
Projekt) und tonnenweise Sonderfunktionen rein.

Post by Harald Wilhelms
Im www. elektronik-kompendium.de gibt es eine ganz gute Beschreibung
zu Stromquellen. Je grösser der Strom ist, desto grösser muss
natürlich
der entsprechende Regeltransistor und dessen Kühlung sein. Um die
Verlustleistung gering zu halten, empfiehlt es sich, einen Trafo
mit entsprechend kleiner Spannung (ca. 2x4 Volt mit Gleichrichtung
durch eine Doppelschottkydiode) vorzusehen.

Danke für den Tipp, das scheint mir das zu sein was ich
brauche...jetzt werd ich mal versuchen das durchzurechnen was da so an
Verlust entsteht bei meinen anvisierten 2 Ampere.

Post by Harald Wilhelms
zur Reflexladung und zum gezielten Vorentladen, bzw. Kapazitätsmessen.
Vielleicht wäre es auch sinnvoll, automatisch mehrere
Lade/Entladezyclen
hintereinander zwecks Formierung zu fahren.
Wenn genügend Speicherkapazität im µP vorhabden ist, würde ich neben
der Lade/Entladekapazität auch die erreichte Höchstspannung speichern.

Gut, die Entladeschaltung ist bereits beschlossene Sache - dazu müsste
im Prinzip ja ein Widerstand ausreichen, an dem der Strom ganz einfach
verbraten wird...der muss nur entsprechend stabil sein um mit der
Verlustleistung klarzukommen.
Alles andere (Ladeprogramme etc.) ist danach ja reine Softwaresache
und könnte auch im Nachhinein noch erweitert werden wenn die Hardware
steht.

Gruß Rene

[Harald Wilhelms]

Post by Rene Schneider

Post by Harald Wilhelms
Wozu? Zwei bis drei umschaltbare Ströme reichen völlig aus. Wenn die
Konstantstromquelle richtig konstruiert ist, braucht man diesen Strom
auch nicht zu messen, er ist ja konstant!

Okay, d.h. ich nehm zwei Konstantstromquellen und pump damit
nacheinander die Akkus in den 4 Schächten voll (wenn nur 2 belegt sind
kann ich praktischerweise ja beide dauerhaft laden). Das is ne gute
Idee um den Aufbau einfacher zu machen.

Ich meinte nicht zwei Stromquellen mit unterschiedlichen Strömen,
sondern e i n e , die im Strom umschaltbar ist.
(Je nach gewünschtem Aufwand auch eine je Schacht)

Post by Rene Schneider
Gut, die Entladeschaltung ist bereits beschlossene Sache - dazu müsste
im Prinzip ja ein Widerstand ausreichen, an dem der Strom ganz einfach
verbraten wird...der muss nur entsprechend stabil sein um mit der
Verlustleistung klarzukommen.

Die Entladeschaltung sollte auch als Konstantstromschaltung ausgelegt
werden, um eine einfachere (Ent-)Ladebilanzierung machen zu können.
Gruss
Harald
PS: Vielleicht wäre es ganz sinnvoll, wenn Du Dir mal die Datenblätter
der in den DSE-FAQ genannten Lade-IC´s und deren Applikationsberichte
ansiehst. Dort wirst Du sicher auch verschiedene Stromregler und andere
wichtige periphere Schaltungen finden. Wenn es ein besonders vielseitiges
Ladegerät werden soll, sollte es auch die Möglichkeit bieten, mehrere
Zellen in Reihe zu laden, um auch fertige Akkupacs bearbeiten zu können.

[Wolfgang Hauser]

Post by Rene Schneider

Post by Harald Wilhelms
Wenn genügend Speicherkapazität im µP vorhabden ist, würde ich neben
der Lade/Entladekapazität auch die erreichte Höchstspannung speichern.

Gut, die Entladeschaltung ist bereits beschlossene Sache - dazu müsste
im Prinzip ja ein Widerstand ausreichen, an dem der Strom ganz einfach
verbraten wird...der muss nur entsprechend stabil sein um mit der
Verlustleistung klarzukommen.

Wenn Du die Kapazität messen willst, müßtest Du den Entladestrom
entweder messen oder konstant halten.

[Uwe Seidel]

Vielleicht gibts da auch noch ne andere Möglichkeit:

Du läßt die Ladeüberwachung einen echten Ladecontroller übernehmen....
damit wäre die sichere und richtige Abschaltung bei "Voll" mal
gewährleistet und
ne Entlade- und Refreshfunktion bringen die meist auch mit.
Den kannst du im Allgemeinen mit nem µC einfach steuern. Dann kannst Du dich
längerfristig mit dem Auswerten der Ströme und Spannungen beschäftigen.
Stromregelung könnte man über BUCK-Converter realisieren in dem man den
Feedback-U-Teiler mit einem digi-Poti ( I2C- oder SPI-gesteuert)
"aufwertet".
Das fällt mir dazu mal ein. Der Rest wurde ja schon mehr als gut erläutert.

BTW:
Die Routinen und so weiter für die Grafikanzeige täten mich mal
interessieren.
(da steh ich nämlich völlig auf dem Schlauch)

[Rene Schneider]

On Tue, 29 Jul 2003 20:05:18 +0200, "Uwe Seidel"

Post by Uwe Seidel
Du läßt die Ladeüberwachung einen echten Ladecontroller übernehmen....
damit wäre die sichere und richtige Abschaltung bei "Voll" mal
gewährleistet und
ne Entlade- und Refreshfunktion bringen die meist auch mit.

Wäre ne Möglichkeit, allerdings isses wenn die Hardware mal stimmt
auch kein großes Ding mehr das den Mikrocontroller selbst machen zu
lassen...

Post by Uwe Seidel
Stromregelung könnte man über BUCK-Converter realisieren in dem man den
Feedback-U-Teiler mit einem digi-Poti ( I2C- oder SPI-gesteuert)
"aufwertet".

Sorry wenn ich frag...aber was ist denn ein Buck-Konverter? Diese
digitalen Potis kenn ich, aber ein Buck-Konverter ist mir neu...

Post by Uwe Seidel
Die Routinen und so weiter für die Grafikanzeige täten mich mal
interessieren.
(da steh ich nämlich völlig auf dem Schlauch)

...you've got mail! :o)

Gruß Rene

[Uwe Seidel]

Post by Rene Schneider
Sorry wenn ich frag...aber was ist denn ein Buck-Konverter? Diese
digitalen Potis kenn ich, aber ein Buck-Konverter ist mir neu...

Das sind Schaltregler mit denen man u.a. auch Accus laden kann, weil man
über externe R´s den Strom und die Ua manipulieren/programmieren kann.

Ein einfacher Zeitgenosse ist IMHO der LT1510 von Linear Technologies
Für größere Ströme gibts da bestimmt auch was.

Post by Rene Schneider
...you've got mail! :o)

THX , you too.

Uwe

[Martin Lenz]

Post by Rene Schneider
On Tue, 29 Jul 2003 20:05:18 +0200, "Uwe Seidel"

Post by Uwe Seidel
Du läßt die Ladeüberwachung einen echten Ladecontroller übernehmen....
damit wäre die sichere und richtige Abschaltung bei "Voll" mal
gewährleistet und
ne Entlade- und Refreshfunktion bringen die meist auch mit.

Wäre ne Möglichkeit, allerdings isses wenn die Hardware mal stimmt
auch kein großes Ding mehr das den Mikrocontroller selbst machen zu
lassen...

Von Maxim gibt es einige Lade ICs, die explizit für die Verwendung mit
einem µC ausgelegt sind, Regler drin, teilw. ADCs oder so...

Martin

[Uwe Seidel]

Hi Martin.

Post by Martin Lenz
Von Maxim gibt es einige Lade ICs, die explizit für die Verwendung mit
einem µC ausgelegt sind, Regler drin, teilw. ADCs oder so...

wäre für meine Begriffe auch die "richtigste" oder effizienteste Lösung.
Hast du ne Typennummer parat ?

Uwe Seidel

[Martin Lenz]

Post by Uwe Seidel
Hi Martin.

Post by Martin Lenz
Von Maxim gibt es einige Lade ICs, die explizit für die Verwendung mit
einem µC ausgelegt sind, Regler drin, teilw. ADCs oder so...

wäre für meine Begriffe auch die "richtigste" oder effizienteste Lösung.
Hast du ne Typennummer parat ?

Leider nein, ich bekomme, seit der ersten Musterbestellung zwar immer
ihre Neuheitenprospekte, aber jetzt liegt nix passendes da.
Ich habe mal den MAX713 verbaut (NiCd, ohne µC), hat funktioniert und
einmal wollte ich mit dem max745 einen LiIon Lader bauen, aber der geht
nicht.
Selber auf der MAXIM Seite nachsuchen :-)

Martin

[Uwe Seidel]

Post by Martin Lenz
Selber auf der MAXIM Seite nachsuchen :-)

na gut, hab ich gemacht..... MAX1647

funzt mit SMBus also irgendwo wie I2C und das können die AVR´s ja auch ....

ist mir mal sympatisch für den Anfang.

Uwe