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cobuser

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1

Mittwoch, 4. Juli 2007, 10:32

Man. Spannungsüberwachung/Funktioniert mein Plan so?

Hallo zusammen,

bevor ich mich ans Bauteile bestellen und löten mache wollte ich hier die Experten befragen ob mein Schaltplan Funktioniert oder ob ich mir damit den Akku ruiniere.
Erstmal einige erläuternde Worte:
Ich habe einen 10s2p-A123-Akku an dem ich einen 20-Poligen Pfostenstecker mit entsprechendem Flachbandkabel gelötet habe. Da ich Balancer besitze welche aber nicht für LiFe-Poly ausgelegt sind und der Balancer den ich haben möchte "noch" nicht verfügbar ist, wollte ich eine Manuelle Spannungsüberwachung "basteln". Man sieht das ich kein Profi auf dem Gebiet bin deshalb bitte nicht meckern sondern konstruktive Vorschläge machen! :w

Oben auf dem Plan, neben dem Voltmeter, soll ein Widerstand eingebaut sein der über den Taster ein Entladen der jeweiligen Zelle zulässt. Macht das Sinn und wie gross sollte der Wiederstand sein?
»cobuser« hat folgendes Bild angehängt:
  • BalVolt.jpg
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

8)

"Es ist kaum zu glauben, wie wenig die Menschen selbst aus den härtesten Erfahrungen lernen."
Albert Einstein

2

Mittwoch, 4. Juli 2007, 11:35

So funzt es schon mal nicht, weil kaum Strom durchs Voltmeter fließt. ;)

Wie wäre es, wenn du einen zweipoligen Stecker lötest, an dem das Voltmeter seriell mit einem und ein 1 Ohm Widerstand angeschlossen ist. Diesen Stecker kannst Du reihum in das jeweilige Buchsenpaar pro Zelle (Ich hoffe, die hast eine 20-Pol Buchsenleiste am Akku? Stecker sind BÖSE!) einstecken und die Spannung kontrollieren. Dabei stört der kleine Widerstand nicht, weil der Innenwiderstand des Voltmeters zigtausend bis -millionenfach höher ist.

Wenn die Spannung zu hoch ist, schaltest Du das Meßgerät in den Ampere-Meßbereich, bzw ein Amperemeter parallel zum Voltmeter.
Durch den Widerstand und das Amperemeter entlädtst Du dann die Zelle dann bei 1Ohm mit 1A pro V Zellenspannung. d.h. der Widerstand sollte schon ca 10W aushalten, besser etwas mehr.

Grüße
Malte

PS: MIt einem Widerstand parallel zum Voltmeter kann man aus dem Voltmeter auch ein Amperemeter machen.

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »DrM« (4. Juli 2007, 11:37)


cobuser

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3

Mittwoch, 4. Juli 2007, 12:19

Hallo Malte,

Zitat

So funzt es schon mal nicht, weil kaum Strom durchs Voltmeter fließt

Warum nicht? Wegen den Schottky-Dioden? Oder verstehe ich dich falsch? Haben die eigentlich einen genau definierten Spannungsabfall so daß man den dazurechnen kann? Aber viel wichtiger ist mir einfach eine gleiche Spannung in allen Zellen zu haben. Die genaue Spannung erledigt der lader. Sind die Dioden richtig angeordnet?


Zitat

Ich hoffe, die hast eine 20-Pol Buchsenleiste am Akku? Stecker sind BÖSE!

Ja, habe ich. Allerdings sind nur 11 Pole (an 10 Zellen) davon angeschlossen.


Zitat

Wenn die Spannung zu hoch ist, schaltest Du das Meßgerät in den Ampere-Meßbereich, bzw ein Amperemeter parallel zum Voltmeter.

Ein 1Ohm-Widerstand reicht dort also aus bzw. ist nicht schon zuviel? Wieviel Strom kann man eigentlich über diese dünnen Flachbandkabel schicken?
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

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4

Mittwoch, 4. Juli 2007, 14:16

Stecker:
Ein solcher Stecker berührt über kurz oder lang irgendwann mal einen Metallgegenstand. Dann hast Du einen Kurzschluß. Würde ich auf Buchse umrüsten.


Voltmeter:
Ein Voltmeter hat einen sehr hohen Innenwiderstand, da fließt kaum Strom. Damit es funktioniert soll, muss der Widerstand das Voltmeter überbrücken. ;)

Schaltung:
Ich finde die ganze Schaltung ist Overkill. Mit einem Stecker (oder bei Dir Buchse) mit zwei Polen und Voltmeter und Widerstand wäre es einfacher und inhärent sicher.


Strom:
3A auf 0.1qmm ist wohl grenzwertig. Der Innenwiderstand des Kaabels kommt noch zum Lastwiderstand hinzu, die Schottky-Spannung geht ab. Wenn es meine Schaltung wäre, würde ich es einfach ausprobieren.

Grüße
Malte

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »DrM« (4. Juli 2007, 14:17)


cobuser

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5

Mittwoch, 4. Juli 2007, 14:59

Hi Malte,

Stecker:
Die Buchsen sind am Akku. Das war jetzt ein mißverständnis.

Voltmeter:
Jau, überbrücken. Alles Klar.........

Schaltung:
Bei Sicherheit fällt mir ein: sind die Dioden richtig angeordnet? Verursache ich keine Qualmenden Kabel wenn ich mich aus versehen auf ein paar Tastern abstütze?

Strom:
Wenn ich nur auf 1A kommen möchte muß ich dann so rechnen: R=U/I also R=3,6V/1A=3,6Ohm ---> Widerstand 3,6Ohm und min. 10W?
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

8)

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6

Mittwoch, 4. Juli 2007, 19:22

Hallo,

hochohmig eine Spannung über einen Taster, Schalter messen
ist schlecht, da wenig Strom fliesst und einen der
Übergangswiderstand da einen Streich spielen kann.
Schalter Taster die kleine Ströme sicher (geringer
Übergangswiderstand) schalten sind teuer (hochwertige
Goldkontakte).

wenn wenig Strom beim Messen über die Dioden fliesst dann ist
der Spannungsabfall an den Dioden nicht konstant. (Kennlinie)

wenn du genau Messen willst, dann nimm Goldstecker 2mm und stöpsel
das Voltmeter direkt an die Zellen an.

gruss
Thomas

cobuser

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7

Mittwoch, 4. Juli 2007, 19:34

Hallo Thomas,

es geht mir weniger ums genaue messen als darum die Zellen, wenn sie denn driften, aneinander anzugleichen. Meinst du bei den geringen Strömen machen sich auch unterschiede zwischen den einzelnen Zellenspannungen bemerkbar? Wenn die Messungen alle "gleich falsch" sind, dann bin ich meinem Ziel nahe. :tongue:
Das soll ja nur eine Übergangslösung sein bis der Balancer von elprog, pulsar-equal, verfügbar ist.
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

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8

Mittwoch, 4. Juli 2007, 19:58

Glaube nicht das der Spannungsabfall an den Dioden überall gleich ist.
Ich würde direkt ohne Dioden messen und wenn du 2mm Buchsen
nimmst dann einfach Stecker mit Widerständen ausrüsten und die Zellen
mit zu hohen Spannungen brücken.

Ich dachte die Hyperion Balancer können auch A123 ?.

gruss Thomas

cobuser

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9

Mittwoch, 4. Juli 2007, 20:21

Hi Thomas,

diese LBA10 Balancer, die neuen, sollen umschaltbar sein. Aber der von elprog bietet mir all die Infos die ich mir vorstelle. Aber da warte ich doch erst nochmal die (Preis)Vorstellung ab.
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

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10

Mittwoch, 4. Juli 2007, 23:40

Servus Thomas,

Zitat

Original von Fischer
hochohmig eine Spannung über einen Taster, Schalter messen
ist schlecht, da wenig Strom fliesst und einen der
Übergangswiderstand da einen Streich spielen kann.
Schalter Taster die kleine Ströme sicher (geringer
Übergangswiderstand) schalten sind teuer (hochwertige
Goldkontakte).


kannst Du mir bitte mal erklären, nach welcher Formel beim SPANNUNGS-Messen (mit praktisch 0 Strom) die evtl. vorhandenen Übergangswiderstände einen Messfehler produzieren sollen?

Grüße,

Thomas

11

Donnerstag, 5. Juli 2007, 00:43

Hallo,
Schaltkontakte schalten bei niedrigen Strömen eventuell
nicht sauber durch, deshalb wird für Schalter oftmals auch
ein Mindesstrom angegeben.
Der Mindesstrom hängt von dem verwendeten Kontaktmaterial
ab.
bei alten Verstärkern hat man z.Bsp. das Problem bei Schaltern im
Signalweg.
auch bei 10MOhm Eingangswiderstand fliesst ein geringer
Strom.
Es kann sein dass es kein Problem macht wenn die Schalter neu sind.
gruss

Thomas

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12

Donnerstag, 5. Juli 2007, 16:11

Hallo,

Wenn man eine Messschaltung zwecks Analyse des Driftes der Akkus aufbauen will muss man eigentlich schon von der Möglichkeit einer genauen Messung ausgehen können. Die Dioden werden im Bereich von wenigen Dutzend Millivolt unterschiedliche Spannungsabfälle haben.
Somit ist diese Schaltung schon von daher unbrauchbar.

Auserdem mach der Widerstand R so keinen Sinn. Er muss parallel zum Voltmeter liegen aber das wurde ja bereits erwähnt.

Am einfachsten ist es wie vorgeschlagen wurde einen feinen 2,54 mm Stecker an das Voltmeterkabel zu montieren und über den Balancerstecker des Akkus Stufe um Stufe die einzelnen Zellenspannungen zu messen. Paralle zu diesem Stecker kann dann der schaltbare Widerstand angelötet werden.

Gruss Bruno

cobuser

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13

Freitag, 20. Juli 2007, 09:55

Hallo,

mittlerweile geht es mir nur noch um das erfassen der aktuellen Zellenspannung. Und da mich ein Drehschalter mit zwei Etagen (und einem undefinierten Schaltzustand) schon viel Nerven gekostet hat. Versuche ich es mal auf eine ganz andere Art.
Meine Bitte wäre nun die Schaltung auf Fehler zu prüfen bzw. bin ich mir gar nicht sicher ob es überhaupt geht, denn Operationverstärker sind gar nicht so einfach zu verstehen. Sollte mein Plan so wie er da ist Funktionieren, kann mir dann bitte jemand bei der Bauteilauswahl der OpAmp's behilflich sein?

Bemerkung zum Bild:
Das mit CN20P gekennzeichnete Bauteil ist der Balancerstecker. 1. Pin ist minus der ersten Zelle, 2. Pin ist plus der ersten Zelle und minus der zweiten Zelle, 3. Pin ist plus der zweiten und minus der dritten Zelle, usw.......
Dann folgen die Operationsverstärker, der Drehschalter (das Objekt das aussieht wie eine Uhr :O ) und ein Voltmeter.
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  • OpAmp.jpg
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

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14

Freitag, 20. Juli 2007, 11:44

Hallo Thomas,

(komisch, in diesem Thread heißen alle Thomas, außer Bruno und Malte) :O
einen Drehschalter mit 2 Ebenen wollte ich auch schon vorschlagen, hatte aber die Befürchtung, daß beim Umschalten der Schleifer zwischen 2 Kontakten einen Kurzschluß macht. Von daher ist die Entkopplung über die OPs schonmal nicht schlecht - da wird höchstens der OP-Ausgang mal kurz kurzgeschlossen, und viele OPs können das ab.
Wenn's aber nur noch um die Spannungsmessung geht, könnte man auch einfach Widerstände (z.B. 1kOhm) in die Leitungen zum Balancerstecker legen, um den Kurzschlußstrom im Umschaltaugenblick zu begrenzen. Für das Messen der Spannung fallen die Widerstände nicht ins Gewicht.

Die vorliegende Schaltung kann so aber nicht funktionieren! Der +Eingang der OPs ist hier immer um eine Zellenspannung positiver, als der -Eingang, mit dem Verstärkungsfaktor des OPs wäre dessen Ausgang sicher im Megavolt-Bereich ;) (klemmt auf +Versorgungsspannung), durch die Verbindung zwischen Ausgang und -Eingang versucht der OP praktisch, den -Pol der Zelle auf +Versorgung zu ziehen - Außer Rauch und Gestank wird da nix bei rauskommen...

Ehrlich gesagt, würde ich mir den ganzen Aufwand sparen. Gerade bei den A123-Zellen sollte es nach allem, was man so bisher darüber gelesen hat, ausreichen, die Zellen alle paar Ladungern mal zu kontrollieren. Dafür sollte ein kleiner 2-Pin Stecker im Rastermaß des Balancersteckers geeignet sein.

Grüße,

Thomas

15

Freitag, 20. Juli 2007, 11:52

Und selbst wenn die Opamps als Spannungsfolger geschaltet sind, wäre es Unsinn...

Drehschalter mit Doppelkontakten klingt aber gut! Schutzwiderstände gegen versehentlichen Kurzschluß und gut ist!

Grüße
Malte, der das mit dem "Minimalstrom" bei Schaltern immer noch nicht glaubt.

cobuser

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16

Freitag, 20. Juli 2007, 12:48

Hallo Thomas,

jau, hier heißen [SIZE=1]fast[/SIZE] alle Thomas! :D
Die Sache mit den Widerständen klingt einfach und gut! Prima Idee! Ich denke das werde ich so versuchen.
Zum OpAmp-Plan:
Da es so nicht geht habe ich die Sache mit den OpAmps noch nicht richtig geschnallt. Aber vielleicht jetzt?!?
Aus Verständnißgründen frage ich jetzt doch nochmal. Wenn ich die "-" Eingänge der OpAmps von den "-" Eingänge des Akkus trenne so daß nur die Verbindung der Ausgänge mit den "-" Eingängen der OpAmps da ist. Wo kommen dann die "-" Pole der Zellen her? Müssten die auch über einen Drehschalter o.ä., Zelle für Zelle, auf das Voltmeter geschaltet werden?
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

8)

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17

Freitag, 20. Juli 2007, 13:49

Hi Thomas,

wenn der OP-Ausgang direkt mit dem -Eingang verbunden ist, hält der OP die Ausgangsspannung immer genau auf demn Level des +Eingangs. Diese Schaltung nennt man deshalb auch "Spannungsfolger", weil die Ausgangsspannung exakt der Eingangsspannung folgt (Vorausgesetzt, die OPs werden auch mit adequater Versorgungsspannung versorgt ;) ).
Die Spannung, die das Voltmeter anzeigen würde, ist die Spannungsdifferenz zwischen GND und dem jeweils angewählten Abgriff am Balancerstecker. Ist GND der Minuspol vom Akku, und jede Zelle hat 3,6V, bekommst Du angezeigt:
1: 3,6V
2: 7,2V
3: 10,8V
4: 14,4V
usw.

Um jeweils nur die Spannungen der einzelnen Zellen zu messen, brauchst Du einen Schalter mit 2 Ebenen. Der OUT-Pin der ersten Ebene geht dann an den -Pol vom Voltmeter, der der 2.Ebene an den +Pol. Die Verdrahtung vom Balancerstecker (Bx) (über die besagten Widerstäne gegen Kurzschluß):
B1 - Ebene 1,P1
B2 - Ebene 1,P2 und Ebene 2,P1
B3 - Ebene 1,P3 und Ebene 2,P2
B4 - Ebene 1,P4 und Ebene 2,P3
usw...

Grüße,

Thomas

cobuser

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18

Freitag, 20. Juli 2007, 20:31

Hi Thomas,

ich habe Widerstände (1kOhm, 1/4W) und werde die benutzen um die Spannung zu ermitteln. Jetzt habe ich die Sache mit den OP's geschnallt und auch direkt ausprobiert (Simuliert mit SwitcherCAD). Danke für die Erläuterung! :ok: Nach welchen Gesichtspunkten werden denn OP's ausgewählt? Das wüsste ich jetzt noch gerne.... :tongue:
Gibt es eigentlich ein Buch "Electronic for Dummys" o.ä.?
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

8)

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Albert Einstein

19

Freitag, 20. Juli 2007, 21:56

Zitat

Gibt es eigentlich ein Buch "Electronic for Dummys" o.ä.?


Buch vielleicht nicht, aber hast du dich bei den Links schonmal durchgewuehlt? Elektronikkompendium ist immer eine Anlaufstelle.

http://www.rclineforum.de/forum/thread.p…adid=53904&sid=

PS: Hab ich doch glatt vergessen. Ich auch Thomas :D
Gruss
Thomas

🖖
So long, and thanks for all the fish.

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »Thomas_R.« (20. Juli 2007, 21:57)


cobuser

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20

Freitag, 20. Juli 2007, 22:27

Hallo Thomas,

Zitat

PS: Hab ich doch glatt vergessen. Ich auch Thomas


:D ==[] :w ROTFL
[SIZE=3]Gruß[/SIZE]
[SIZE=3]Thomas[/SIZE]

8)

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