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Mittwoch, 11. Januar 2006, 13:39

Einzelzellenkontrollabschaltung für LIPO-Batterien

Hallo zusammen und ein gutes, erfolgreiches NEUES.

Angeregt durch mehrere Mailanfragen eines Modellflugfreundes, in dessen Verein an hochbelasteten LIPO-Packs (bei 50A und höhe)r öfter einzelne Zellen ausstiegen, obwohl definierte Ladungen, auch mit Kapazitätskontrolle stattfanden. Sie fragten an und wollten mit meiner schon mehrfach bewährten Unterspannungsabschaltung die Zellen einzeln abtasten und zur galvanischen Entkopplung Reedrelais verwenden.

Da Optokoppler einen geringeren Leistungsverlust und auch Aufwand haben, ist mir diese unten stehende Schaltung eingefallen.
Der Anschluss für jede einzelne Zelle kann über den Anschluss der Balancer geschehen.

Selbstverständlich können die LEDs mit ihren Vorwiderständen entfallen, die allerdings einen Hinweis auf die jeweilige schlappe Zelle geben.

[IMG]http://www.modellflug-hager.de/EINZAB.gif [/IMG]


[IMG]http://www.modellflug-hager.de/UABBEISP.gif [/IMG]

Beschreibung hier: http://www.aero-hg.de/einzelabsch.html

Ach so, bevor ich es vergesse, man kann es natürlich auch anders machen, jeder so wie er es möchte :w

Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von »Guenther_Hager« (21. Januar 2006, 10:14)


2

Mittwoch, 11. Januar 2006, 14:18

hi,
man könnte es auch mit weniger bauteilen und eine µP machen.
sodass man dann zb verschiedene abregelungen programmieren könnte, oder abschaltungen:




gr´üße
Klang ?

Car Hifi ?

Sound pur im Auto ?

besser gehts immer !

hier bist du richtig :D


[SIZE=4][/SIZE]

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3

Mittwoch, 11. Januar 2006, 18:29

Hallo,

Zitat

man könnte es auch mit weniger bauteilen und eine µP machen.


Ja, wenn man es kann. Ich kann es nicht und Schüler und wohl die meisten Anderen hier im Forum auch nicht.
Guenther hat jedenfalls eine sehr gute Arbeit geleistet. Genau Diese Art der Ueberwachung habe ich auch schon vor längerer Zeit im Forum vorgeschlagen indem man den Servoimpuls zum Regler sperrt. Der Motor bleibt stehen und alles andere funktioniert noch.

Jedenfalls vielen Dank für Deine Arbeit, sie wird bestimmt von vielen anderen Teilnehmern sehr geschätzt werden.

Hast Du schon eine Printplatte gezeichnet? Falls Du das nicht könntest würde ich mich dafür zur Verfügung stellen sofern Du damit einverstanden bist.

Gruss Bruno

wurpfel1

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4

Mittwoch, 11. Januar 2006, 19:25

wenn man einen tiny nimmt: wieso nicht gleich die spannungen loggen? so hätte man einen hinweis welche zellen angeschlagen sind...

recht hat Bruno wenn er das mikro-unvermögen vieler user anspricht.

aber sowas kann man ändern, es gibt einen RCL-mikrokurs :angel:
bin schon zu alt zum spielen.. macht aber gleichwohl spass ;-)

Gooseman

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5

Mittwoch, 11. Januar 2006, 19:57

Hallo zusammen,
hab aus 'Versehen' die Frage vorhin auch im Akkuforum gestellt.. gibts sowas in der Richtung nicht schon irgendwo fertig??

Gruss,
Achim

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6

Mittwoch, 11. Januar 2006, 20:50

Hallo Wurpfel,

Zitat

aber sowas kann man ändern, es gibt einen RCL-mikrokurs


Ja, da hast Du Recht. Nur, ich bin mittlerweile schon etwas älter und habe eigentlich keine Zeit so einen Kurs zu absolvieren. Beruflich bin ich diesbezüglich schon voll ausgelastet und ein wenig zeit für mein eigentliches Hobby Modellflug will ich mir noch frei halten. Klar wäre mit uP's vieles viel einfacher. Mit Hardware geht es aber meist auch und wie erwähnt können Schüler dann mithalten.

Falls Du aber einen wirklich guten Kurs kennst dann wäre ich Dir trotzdem für einen Hinweis dankbar. Das Problem ist, ich weis mit diesen kryptischen Befehlen oft nicht was sie genau bewirken und wie die Syntax genau aussehen muss. Ich habe einmal mit der Software " PARSIC " experimentiert. Dies habe ich auch einmal erwähnt aber das wurde wie so oft als Mist und unbrauchbar bezeichnet.

http://www.parsic.de

Das Jahr ist ja noch lang, Urlaub steht auch noch zur Genüge bevor und schlechtes Wetter wird es auch geben. Dann kann ich vielleicht doch einmal etwas Zeit für sowas aufwenden. Interessieren tut es mcih nämlich schon lange.

Viele Grüsse

Bruno

7

Mittwoch, 11. Januar 2006, 21:37

Danke Bruno,

der Sinn war, dass ich etwas hier hereinsetze, was ein Modellflieger nachvollziehen kann und nicht für Elektronikexperten. Wollte ich dieses, würde ich ein anderes Forum dafür verwenden.

Übrigens das SB von dem Meister ist von mir ebenfalls nicht nachvollziebar, auch muss ich eingestehen, dass es wegen der schlechten Kopie von mir sehr schlecht erkennbar ist, aber trotzdem ist die Schaltung sehr effektvoll. Auch die Erklärung dazu.

Übrigens eine kleine Funktionsbeschreibung habe ich auf meiner HP eingebracht.

http://www.aero-hg.de/einzelabsch.html

Gooseman

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8

Mittwoch, 11. Januar 2006, 21:52

Hallo Bruno und Guenther,
sieht recht interessant aus! Bruno, wuerdest Du das Platinenlayout uebernehmen? Das waere echt stark! Obwohl ich die uP Loesung auch sehr elegant finde :)

Gruss,
Achim

rafael

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9

Mittwoch, 11. Januar 2006, 22:22

Hallo

@Bruno

Du hast mir doch mal eine Skizze gezeigt, die nur ein Optokopler und eine LED pro Zelle brauchte.
Hast du die Schaltung mal ausprobiert, oder funktioniert sie nicht?
Gruss Rafael


Wer eine frage stellt, der wird 5min für dumm gehalten. Wer nicht fragt, bleibt es sein Leben lang.
Wer Rechtschreibefehler findet, darf sie behalten.

wurpfel1

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10

Mittwoch, 11. Januar 2006, 22:22

Hallo Bruno

parsic ist ein interessanter ansatz. nur vor den PICs habe ich respekt..

ich verwende BASCOM und AVR ATMEL-käfer. die demo kann 4kB code, das reicht für viele unserer bedürfnisse. die hilfe und beispiele sind erstklassig!

weil die ATMEL-käfer alle das gleiche herz haben kann sehr einfach code von einem typ zum anderen portiert werden.

für den einstieg ist ein gutes buch und zb das BUTTERFLY ganz brauchbar.
ich denke der RCL-kurs wird super, die motivation gewinnt in der gruppe :ok:



OT :D
ich habe erst vor einem jahr+ mit dem mikro-spielen angefangen. habe kinder, frau, fordernden job... und baue (momentan) keine BL-motoren mehr :w

inzwischen sind folgende typen im einsatz:
ATtiny26, mein modellbaukäfer schlechthin ;) funktioniert OHNE irgend ein beigemüse, 16beine sind frei, treibt 8LED direkt, kann mit der BASCOM demo-version voll ausgenutzt werden, kostet 2,5€ und bietet mehr als ich proggen kann :shy:

BUTTERFLY, ein werbegag von ATMEL, LCD-anzeige, div. sensoren, piepser, 4Mb-speicher, programmieren mit der RS232..das war mein erster onboardlogger mit debriefing-anzeige für 35€

für spezielle aufgaben:
crumb8, ein fertigboard mit allem möglichen, kann direkt an der RS232 des PC angeschlossen werden! dieser käfer wird in den BL-controllern verwendet, power satt! etwa 20€

crumb128, das teil hat einen USB-protokollkäfer drauf und kann eine SD-card mit etwas umfeld direkt beschreiben, für das midilogger-projekt, etwa 30€

es gibt JAVA für AVRs.. käfer mit händys steuern??
programmieren (brennen) geht auch auf dem flugplatz mit dem PALM.
bin schon zu alt zum spielen.. macht aber gleichwohl spass ;-)

11

Donnerstag, 12. Januar 2006, 10:42

Hallo zusammen,

so richtig funktionieren wird die Schaltung von Guenter nicht. Es gibt da ein Problem:

Die Spannung sinkt an einer Zelle unter die programmierte Schwelle; der Optokoppler deaktiviert den Regler.
Jetzt fliesst kein Strom mehr, die Spannung an der Zelle wird wieder ueber die programmierte Schwelle steigen, der Regler schaltet wieder ein.

Man merkt zwar jetzt, das der Motor unsauber laeuft und kann daraus auf eine schlechte Zelle schliessen, technisch sauber ist diese Loesung allerdings nicht.

Die Variante mit dem Prozessor ist da natuerlich wesentlich effektiver, hier lassen sich Totzeiten programmieren bzw. man koennte den Motor sogar runterregeln.

Achim

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12

Donnerstag, 12. Januar 2006, 11:09

Hallo Guenther,

Nun, ein Layout kann ich zeichnen. Dazu gibt es aber ein paar Punkte welche man zuerst noch klären muss.

Die Schaltung muss durch eine Hysterese ergänzt werden. Was passiert, wenn der Abschaltpunkt erreicht ist und dann die Akkuspannung wieder ansteigt?
Die Schaltung würde wohl ständig ein- und ausschalten.
Um die Hysterese zu erreichen würde ich einen Widerstand von Pin 3/6 nach Pin 7 Schalten. Das bewirkt, dass die Eingänge bei erreichen des Schaltpunktes weiter nach unten gezogen würden und somit die Akkuspannung deutlich ansteigen muss damit der Impuls wieder freigegeben wird. Wie gross der Widerstand sein muss, muss man zuerst noch ermitteln. Die Hysterese würde ich so legen, dass die Akkus erst bei 3,9 bis 4 Volt freigegeben werden. Das würde auch verhindern, dass man aus versehen leere Akkus anschliesst.
Die Abschaltspannung von 2,6 Volt halte ich für zu tief. Ich würde da 2,8 Volt nehmen. Die Akkus werden es verdanken.

Dann kommt ein Problem in der Schaltung dass wohl übersehen wurde. Pin 7 schaltet wie erwähnt nach Masse. Die LED des OPTO liegt aber mit der Kathode auch an Masse.
Somit kann sie gar nie leuchten. Meiner Meinung nach müsste die LED des OPTO mit der Anode an plus liegen und die Kathode an Pin 7. Die LED zur Kontrolle an Pin 1. Diese löscht, wenn der Schaltpunkt erreicht ist.
Jetzt kommt aber wieder ein anderes Problem. Dadurch, dass die OPTO LED dann von plus eine Spannung nach Pin 3/6 legen würde werden diese Eingänge hochgezogen.

Deshalb schlage ich vor Ausgang 7 nur für die Hysterese zu verwenden. Die OPTO LED mit einem Widerstand an plus und von Ausgang 1 kurzschliessen lassen. Die LED zur Kontrolle mit einem Widerstand an plus und deren Kathode an Pin 1. Das bewirkt, dass bei durchgeschaltetem Transistor an Pin 1 die LED leuchtet und der OPTO gesperrt ist. Schaltet der Transsistor aus löscht sie und die kurzgeschlossene LED kann leuchten. Das ergibt sogar eine bessere Sicherheit denn falls der IC ausfallen sollte wird die OPTO LED permanent leuchten und der Servoimpuls bleibt gesperrt.

Ich bitte Dich um Deine Stellungnahme dazu.

Jetzt kommt die Printplatte. Dass sie so klein wie möglich sein soll ist klar, also wird sie für SMD sein. Nur, wer von Euch kann das selber löten?
Was für ein Balancerstecksystem soll es sein? Wir haben Schulze, Graupner usw.

@ Rafael

Ja, die Schaltung sollte eigentlich dasselbe erreichen nur halt auf sehr rudimentäre Art. Man müsste dann da noch ein Flip Flop dahinterschalten weil diese ja keine Hysterese hat. Da ist die Schaltung von Guenther viel komfortabler.
Aufgebaut habe ich sie aber nie.

@ Wurpfel

Zitat

nur vor den PICs habe ich respekt..


Weshalb?

Viele Grüsse

Bruno

rafael

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13

Donnerstag, 12. Januar 2006, 12:43

hallo

Zitat

@ Rafael

Ja, die Schaltung sollte eigentlich dasselbe erreichen nur halt auf sehr rudimentäre Art. Man müsste dann da noch ein Flip Flop dahinterschalten weil diese ja keine Hysterese hat. Da ist die Schaltung von Guenther viel komfortabler.
Aufgebaut habe ich sie aber nie.


Das wäre doch dann mit einem Thyristor (oder wie der genau heisst) lösbar. Der würde dann einfach gesperrt bleiben, bis man den Akku wechselt. Dann wäre das auch nicht mehr so aufwendig.
Man könnte mit dem Optokopler einen Thyristor ansteuern und der Tyristor schaltet einen Transistor ein, der das Signal wie in der Zeichnung von Guenther Hager auf GND oder Minus schliesst. Der Thyristor würde dann auch durchgeschaltet bleiben, wenn der Optokopler kein Signal mehr gibt.
Gruss Rafael


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wurpfel1

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14

Donnerstag, 12. Januar 2006, 12:54

Hi Bruno

ob PIC und AVR ist eigentlich geschmackssache, mir sind AVRs lieber :evil:
nur ein käfer der "alles" kann und etwa gleichviel kostet wie ein PIC.



schaue mal wieviele PICs dass es gibt..und für jeden typen gibts speziell was worauf zu achten ist. PICs gibts in zig-ausstattungsvarianten/preisen für grossserienkunden..



PS
mit einem mikro kann die leistung ganz fein runtergeregelt werden, tyristoren zur abschaltung sind brutal und bei 60A auch nicht gerade billig..
bin schon zu alt zum spielen.. macht aber gleichwohl spass ;-)

rafael

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15

Donnerstag, 12. Januar 2006, 13:01

Zitat

PS
mit einem mikro kann die leistung ganz fein runtergeregelt werden, tyristoren zur abschaltung sind brutal und bei 60A auch nicht gerade billig..


Ist das auf mich bezogen?
Der Tyristor braucht ja nicht 60A zu schalten. Der muss nur gerade soviel Leistung bringen, dass es reicht einen Transistor einzuschalten. Und der Transistor schaltet nachher das Signal vom Empfänger zum Regler auf GND oder Minus.
Gruss Rafael


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16

Donnerstag, 12. Januar 2006, 14:04

Hi,

Auf meiner HP, Seite http://www.aero-hg.de/einzelabsch.html eingebracht.

Gruss mit Holm und Strippenbruch Günther Hg

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Guenther_Hager« (12. Januar 2006, 18:21)


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17

Donnerstag, 12. Januar 2006, 20:17

Hallo Rafael,

Zitat

Der Thyristor würde dann auch durchgeschaltet bleiben, wenn der Optokopler kein Signal mehr gibt.


Ja, das wäre eine Idee. Der Thyristor schaltet anstelle des OPTO den Servoimpuls nach Masse.

Ich habe aber auch einen fehler gemacht. Die kontrol LED muss wie es Guenther jetzt gezeichnet hat an Pin 5.
Die OPTO LED ist aber falsch angeschlossen. Kathode an minus Pin 4 ist zwar richtig, aber an Pin 7 geht es auch nach minus. So leuchtet die LED nie. Die OPTO LED muss mit der Anode über einen Widerstand nach plus und die Kathode an Pin 7.
Dann fehlt noch der Hysteresewiderstand von Pin 3/6 an an den Kollektor eines externen NPN Transistors dessen Emitter an Masse liegt und dessen Basis über einen Widerstand nach plus geht. Pin 1 wird dann mit der Basis des Transistors verbunden.

Guenther, welche Software zum Schemazeichnen hast Du? Ich habe leider nichts dergleichen.

Wen ihr mir Eure Antworten zu meinem ersten Posting gebt kann ich mit der Printplatte anfangen. Ich werde die Schaltung aufbauen, testen und optimieren und sie dann als Bauanleitung hier einstellen wenn Guenther damit einverstanden ist. Ich habe genau so eine Schaltung vor etwa einem Jahr hier schon einmal zur Anregung beschrieben.

Den ICL7665 kann ich für die Schweiz für SFR 6.- pro Stück besorgen.


Gruss Bruno.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »^____« (12. Januar 2006, 20:22)


Manfred Wagner

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Beruf: Dipl. Ing. Kunststofftechnik

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18

Donnerstag, 12. Januar 2006, 21:16

Hier : http://www.reichelt.de/

gibts den ICL7665 für 1.15€ :D

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19

Donnerstag, 12. Januar 2006, 21:28

Hallo Manfred,

Ich bestelle hiermit bei Dir vier solche IC für je 1.15 EURO. Ich bezahle Dir dafür 4.60 EURO und erwarte dass ich keine weiteren Kosten zu tragen habe.

Vielen Dank für Dein Angebot

Gruss Bruno

rafael

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20

Donnerstag, 12. Januar 2006, 21:55

Hallo

Zitat

Hallo Rafael,

Zitat

Der Thyristor würde dann auch durchgeschaltet bleiben, wenn der Optokopler kein Signal mehr gibt.


Ja, das wäre eine Idee. Der Thyristor schaltet anstelle des OPTO den Servoimpuls nach Masse.


Wenn man mit dem Thyristor den Servoimpuls an Masse schliesst, wäre das Problem der Hysterese immer noch nicht gelöst. Denn das Signal hat zwischen den Impulsen doch keine Spannung, somit würde der Thyristor zurückschalten und man hätte keine Hysterese.
Man könnte aber mit dem Thyristor einen Transistor schalten, der dann das Signal kurz schliesst.
Gruss Rafael


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