Spannungs-Kontrolle : genau, verlustarm und aus Distanz abzulesen

Begonnen von picass, 31.10.2025, 14:30:15 CET

Vorheriges Thema - Nächstes Thema

picass

Die elektrische Garagentorsteuerung hat nach langen Monaten wieder den Betrieb aufgenommen. Die Elektronen dafür kommen aus einem Auto-Blei-Akku. Der hatte auch lange Pause und da diese Blei-Akkus für solchen Betrieb - Nachladung via Solarzelle - eh' nicht gedacht sind, halten sie nicht gerade lange. Da könnte eine Kontrolle des Zustandes des Akkus hilfreich sein. Is klar: im Betrieb die Spannung messen. Aber im ruppigen Alltag passiert so was höchst selten. Fein wäre es, eine Anzeige zu haben, die man so rasch im Vorbeigehen ablesen kann, ohne ein Messgerät anwerfen zu müssen. Die Kontrolle der Leerlaufspannung an solchem Akku ist natürlich keine Präzisions-Aussage über den Akku-Zustand. Aber für eine Grobaussage reicht das allemal. So sagt man in unserem Auto-Forum, dass 12,6 Volt im Leerlauf = ohne Belastung was Gutes wäre. 12,2 bis 12,5 sind auch erbaulich. Bei 12,1 sollte man die Ohren  aufstellen und ab 12,0 und drunter sowieso wirds kritisch.
Forderung 1: Die Anzeige sollte also etwa den Bereich von 11,8 bis 12,4 Volt anzeigen und auf die eine Dezimalstelle genau anzeigen können.
Forderung 2: Trotz Klimakrise gehts so'nem solar-geladenen Bleiakku in der dunklen Jahreszeit schlecht. Da sind Dauerverbräuche oberhalb 10 mA zu vermeiden. Gut wären nur c. 2 mA.
Forderung 3: Die Anzeige sollte im Vorbeigehen rasch abgelesen werden können, ohne erst dicht ran zu treten und ggf. noch Knöpfe drücken oder mit Messstrippen hantieren zu müssen.
Forderung 4: Möglichst einfach. Einen PIC zu programmieren und den dann über eine LCD-Anzeige ausspucken zu lassen, sollte nur im "Notfall" nötig werden, zumal LCDs im Dustern einer Garage eh' wenig sinnvoll sind.
Im Allereinfachsten Fall würde auch eine LED-Ampel reichen oder noch einfacher eine einzige rot-blinkende LED, welche bei weniger als 12,2 Volt blinkt.

Das soll jetzt hier erstmal reines Brainstorming sein und über jeden Vorschlag, über jede Idee würde ich mich freuen.
Grüße, picass


pic18

Zitat von: picass in 31.10.2025, 14:30:15 CET12,6 Volt im Leerlauf
Ich kenne es so, wenn ein Bleiakku voll geladen und in Ordnung ist, so hat eine Zelle 2,2V ergibt 6 x 2,2V =13,2V.
Weniger als 1,8V pro Zelle =10.8V darf der Akku nicht haben, sonst ist er tiefentladen. Wenn man einen Akku prüft, so misst man den Innenwiderstand. Das heißt, man lässt einen Strom fließen und misst mit zwei separaten Leitungen die Spannung. Es gibt dafür spezielle Messgeräte. Damit kann man auch im laufenden Betrieb den Akku testen. Die Leerlaufspannung sagt eigentlich nicht viel aus. Die Spannung kann bei einem defekten Akku unter Last zusammenbrechen. 

picass

#2
Ja, da gibt es zweifelsohne verschiedene Theorien über den rechten Umgang mit Auto-Blei-Akkus. Bitte nicht übersehen, dass es mir nicht um eine fundierte Prüfung des Akku-Zustandes geht. Vielmehr im Gegenteil: sozusagen im Vorbeilaufen würde ich mit einem raschen Blick erhaschen wollen, ob das Ding noch brauchbar oder kurz vorm Abnibbeln ist.

Meine Recherche gestern förderte das IC TPS3842A011DRLR ans Tageslicht. Das ist eines der vielen Spezial-ICs zur Überwachung einer Spannung.  Dieses 3842 gibt es in vielerlei Ausführungen. Eine davon - die genannte - kann am Eingang über Spannungsteiler fast jede Spannung überwachen und ist auch bis 18 Volt eigener Speisespannung gebaut. Zudem "verbraucht" es nur einen micromalen Strom. Das IC gibts auch zu kaufen, auch als Einzelstück, aber bei Mouser & Konsorten mit je 20 € Transportkosten aus den USA.

Daher fiehl mein Blick doch wieder auf einen PIC. Selbst mag ich es ja überhaupt nicht, einen MicroProzessor rasen zu lassen, auch dann, wenn es überhaupt nichts zu tun gibt. Selbst sehe ich im Moment auch keine überzeugende Lösung, den zum Schlummern zu legen und nach z.B. einer Stunde für Kurzarbeit aufwecken zu lassen. Aber beim Dauer-Rasen könnte man ja mal eine Ausnahme machen und zudem liebe ich ja die Frequenz von 31,25 kHz! >:D
Nachdem meine Gedanken soweit gediehen waren, fiel mir ein, dass ich ja fertige Platinen rumliegen habe, nämlich diejenige, welche für das Erfassen der Diesel-Partikelfilter-Regeneration entwickelt waren. Eine Version enthält eine quasi Ampel-Schaltung mit einer Auflösung von 6 Stufen: also 3 LEDs, die mal blinken, mal nicht. Das ließe sich auf Stromsparen trimmen und damit wäre der Bereich von z.B. 11,9 bis 12,4 Volt abzubilden. Das reicht definitiv, um über "gut und böse" informiert zu werden. Diese Lösung werde ich mal ausprobieren. Mal schauen, vielleicht käme dann erstmals bei mir eine 3,3 Volt Variante eines PICs zum Einsatz, nur um das auch mal getan zu haben.
Grüße, picass

pic18

Zitat von: picass in 01.11.2025, 10:04:12 CETBereich von z.B. 11,9 bis 12,4 Volt abzubilden
Irgendwie kann ich mich mit der Messung der Leerlaufspannung nicht anfreunden.
Wie filterst Du die Ladespannung heraus? (14,4V - 14,7V)
Oder die Erhaltungsladung (13,3V - 13,8V)
Schaltest Du beim Ablesen der Spannung den Ladevorgang ab?
Wäre es besser den Ladestrom und die Spannung zu messen?

pic18

was hältst Du von einem intelligenten Ladegerät? Da siehst Du den Ladezustand und es wechselt auf Erhaltungsladung wenn der Akku voll ist. Ich meine so etwas: Wir laden auf der Arbeit die Starterbatterien für das Blockheizkraftwerk. Ist allerdings ein Standgerät.
https://www.akkuline.de/kraftmax-bc-360-auto-batterieladegeraet-12v-6a-mit-lcd-display-17887

Ottmar

Wie wäre es ein selbstgebautes Testgerät für den Akkuzustand? Ich lege mal ein rudimentäres Flussdiagramm bei.

Die Spannung bei welcher der Akku als nicht weiter belastbar gilt, muss über der Spannung liegen, bei welcher der Akku als entladen gilt.

Die Messung wird jede Stunde  z.B. 10x im Abstand von 1s während 10ms durchgeführt und muss stets positiv ausfallen.

Noch einige grobe Überlegungen:
Beispiel je Stunde entnommene Ladung:
Pulsstrom 24Ah*0.1 = 2,4Ah

24Ah*0.1 / (3600*10*0.01s) = 0,0067Ah
+ MCU-Arbeitsstrom
2 x LED GUT/Schlecht nur 1 aktiv
1 LED blinkt mt 1Hz DC 1% If ca. 1mA
+ Arbeitsstrom 12V/5V Spannungsregler.

Ottmar

picass

Die Verwendung der Werte der Leerlaufspannung (LLS) eines Bleiakkus ist natürlich nicht gleichzusetzen in der Belastbarkeit der Messqualität mit derjenigen von speziellen Messgeräten mit Belastungsmessung, aber..... aber dieses Verfahren ist sehr gängig, sehr bewährt und sagt - wohlgemerkt als Grobtest - 'ne Menge über den Zustand eines Bleiakkus aus. In dem ganz großen Autoforum, in welchem ich seit Jahren Mitglied bin, wird dieses Grobverfahren immer wieder angeraten. Meine eigenen Erfahrungen bestätigen die sinnvolle Verwendung. Bitte bei euren Tipps zwei Dinge beachten:
- es geht mir bei dem angestrebten kleinen Anzeigegerät überhaupt nicht um eine qualitativ belastbare Aussage, vielmehr soll im wahrsten Sinne des Wortes im Vorbeigehen ein kurzer Blick 'ne Info liefern: "Passt", "Obacht", "jetzt sind Maßnahmen nötig".
- in meiner Garage gibt es keinen 230-Volt-Anschluss.

Der Hinweis auf die Ladung und ihren Einfluss auf die vermeintliche LLS ist natürlich berechtigt und wichtig, denn sobald die Solarzellen (SZ) Elektronen in nennenswerter Menge vom Garagendach durchs Kabel in den Akku schieben, steigt dessen Spannung deutlich an. Weil er in den letzten Wochen immer an den SZ nuckelte und der Motor für das Garagentor nicht in Betrieb war, lag seine LLS tagsüber bei 13,7 Volt. Dein Hinweis, pic18, ist da schon wichtig, denn es bedeutet, dass dieses geplante kleine Mess-Dings tagsüber nicht brauchbar ist, zumindest nicht, wenn nicht irgendeine Manipulation das ändert. Für diesen Fall (13,7 V) ist so ganz grob schon was in der Planung.

Au man, ein Flussdiagramm für ein selbstgebautes Testgerät! Ottmar, da hast du dir mal wieder viel Arbeit gemacht und mir sofort ein schlechtes Gewissen verpasst, weil ich die Verwirklichung wohl nicht aufgreifen werde. Natürlich nicht, weil sie nicht grundsätzlich gefallen würde, sondern weil mein angestrebtes Teil-Ziel: "im Vorbeigehen" ein viel Schlichteres ist und der Akku so wenig wie möglich belastet werden soll.

In den vergangenen Jahren musste der Akku zweimal ausgetauscht werden, weniger, weil sein zu erwartender Lebenszyklus zeitlich endete, sondern weil der Akku - hinten in dunkler Ecke der Garage, die ich eh' höchstens einmal in der Woche betrete (Elektro-Roller) - ein Dasein im Dustern führt und weil diese schwankende teils Dauerladung für Bleiakkus eh' nichts ist. Zudem dient die Solarladung auch im Wechsel dazu, mal den gennanten A zu laden und mal den im Auto. Entsprechend gibt es lange Zeiten ohne Ladung. An diesen A. denke ich selten bis nie und dann rächen sich die Dinger wegen Missachtung und ausbleibender Pflege. Ganz anders halte ich das mit dem riesen-fetten Akku in dem 6-zyl-Diesel. Den umhege ich sehr, was dazu führte, dass der orig. Verbaute im Dicken, was der Kosename für mein Dieselfahrzeug von 2006 ist, neunzehn Jahre alt wurde.

Bin dabei, die Hardware und die Software für das kleine Mess-Dings zu begutachten und zu justieren. Da ich aber erst mal wieder für ein paar Tage unterwegs bin, geht es erst in der nächsten Woche weiter. Fast vergessen: Danke für eure lieben Anregungen.
Grüße, picass

Ottmar

Das Ablaufdiagramm war mit dem PAPdesigner ruckzuck erstellt. 
Der Akkutest mit Pulslast ist wohl die einfachste Prüfmethode.
Ohne eine gewisse Ruhelast am Akku wird es wohl nicht gehen.

Schnellantwort

Name:
Verifizierung:
Bitte lassen Sie dieses Feld leer:
Geben Sie die Buchstaben aus dem Bild ein
Buchstaben anhören / Neues Bild laden

Geben Sie die Buchstaben aus dem Bild ein:

Tastenkürzel: Alt+S Beitrag schreiben oder Alt+P für Vorschau

🡱 🡳