Ladegerät im Eigenbau

Fragen zu Schaltungen, Elektronik, Elektrik usw.

Moderator: T.Hoffmann

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Do, 25.02.10, 18:39

Habe letztens mein altes Discounter-Ladegerät mit 4 Schächten zu je 120mA Ladestrom ohne alles wieder gefunden -- und dachte mir, da kann man doch mal was ordentliches einbauen.

Dann hab ich mir mal ein bisschen überlegt, wie man da drangehen könnte, und bin schließlich zum Reflex-Verfahren gekommen, was mich schon immer etwas interessiert hat. Dazu eine DELTA-PEAK Abschaltung und schon hat man etwas annehmbares, was auf jeden Fall schon mal besser, als eine 120mA-Konstantstrom-Dudelei ist.

Zum meinem Reflexverfahren, was ich anwende, hab ich mal einen Graphen gezeichnet:
Ladekurve.jpg
Erst wird 1 sec. mit Konstantstrom geladen, dann mit 3 Pulsen entladen, und dann in einer kurzen Pause wird die Spannungslage des Akkus gemessen. Hat den Vorteil, dass man keine Spannungsabfälle an Übergangswiderständen beim Messen mit dazwischen hat.

Und hier mal den fliegenden Aufbau der ersten Testschaltung:
Ladeschaltung.jpg
Bei 1 die KSQ und noch ein weiterer FET zum Entladen. Bei 2 ein Batteriefach, wo ich die Litzen mal direkt zwischen Feder und Akku geklemmt hab, damit überhaupt ein vernünftiger Strom fließen kann. Der Akkupack bei 3 ist nur die Versorgung für den Atmega, weil es noch Probleme gibt, wenn ich Ladestromversorgung und Atmel-Versorgung von einer Quelle nehme.
Bei 4 schließlich das Steckbrett mit Atmega und etwas Beschaltung. Unter anderem eine grüne LED, die im Reflexlade-Takt blinkt und bei Ladeende erlischt. Die beiden anderen ICs und der Kondi haben keine Bedeutung in der Schaltung, deshalb hab ich sie mal durchgestrichen.

Nun noch etwas zur ersten Version meines Programmes:
Zuerst wird ein Spannungswert des Akkus genommen, dann wird 1,5min. per oben gezeigtem Reflexverfahren geladen. Danach wird ein zweiter Spannungswert genommen und mit dem ersten verglichen. Ist der zweite Wert höher als der erste, erfolgt die nächste Ladephase, ist er niedriger wird abgeschaltet.
Das ganze läuft schon für 4 Kanäle, aber ich hab erst mal nur einen beim Test belegt.
Evtl. will ich noch 4 reset-Taster einbauen, um auch neue Akkus einlegen zu können, während andere noch laden. Jetzt müsste ich dazu immer erst die Stromversorgung abklemmen, bzw. den Atmega reseten, damit er von neuem startet.
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Lade-Prog.zip
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Fr, 26.02.10, 14:24

Nette Idee! Ich hab so was auch schon gebaut, aber soo einfach hab ich es erst gar nicht versucht :)
Du misst nur einmal... Da wird vmtl. das Rauschen schon so groß sein, dass die Ladung schon wesentlich früher beendet wird als Du beabsichtigst. Um das ein wenig zu verbessern könntest Du z.B. jeden Wert (jeden Kanal) 8mal messen und mitteln. Wie man das sinnvoll macht (summieren + shiften), steht im Ambilight-Code: viewtopic.php?p=113721#p113721
Viel Erfolg!
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Fr, 26.02.10, 20:26

Also bisher kann ich mich über die Funktionalität noch nicht beklagen...
Es wird immer an einem bestimmten Punkt abgeschaltet. Man merkt dann bereits, dass der Akku gerade warm werden wollte. Wenn man dann nochmal neu startet, wird unverzüglich wieder abgeschaltet und die Erwärmung des Akkus nimmt auch zu.
Von daher glaube ich schon, dass er voll ist, bzw. nah dran ist.

Auch den Unterschied zwischen Reflex und Konstantstrom hab ich mal ausprobiert. Der Akku bleibt bei Reflex auch bei höheren Strömen (1C) bis zum Ladeende hin kühler, als bei konstanten 1C.
[MEINE ERFAHRUNG, ANSICHT]
Mir persönlich leuchtet das Verfahren auch irgendwie ein, denn eine Gasung setzt ja nicht sofort beim Anlegen der Spannung ein, sondern mit leichter Verzögerung. Ich vergleiche das jetzt mal mit Elektrolyse. Dort vergeht auch etwa eine Sekunde, bis Gas entsteht.
Lädt man nun aber nur 1 Sekunde, und schaltet dann ab, und entlädt kurz, wird der Akku ja quasi resetet. Dann dauert es beim nächsten Ladeimpuls wieder erst ne Sekunde, bis Gasung einsetzt. Da hat man aber schon wieder abgeschaltet.
[/MEINE ERFAHRUNG, ANSICHT]

Nun gibts aber noch ein paar Bilder vom Ladegerät. Hier erst mal eine Ansicht von oben. Links war mal eine Testbirne drin, womit man den Ladezustand eines Akkus (mehr oder weniger) anzeigen lassen konnte. Da kommt jetzt eine grüne Betriebs-LED rein.
Daneben gab es 6 LEDs als Kontrollanzeige, ob die Akkus Kontakt hatten. 2 davon für 9V-Blöcke. Die flogen aber raus, da ich eh keine 9V-Block-Akkus besitze. Die anderen 4 sind für die Rundzellen. Da gibts jetzt 2 rote für einen Ladestrom von 1,4A vorzugsweise für Mignon und 2 blaue für einen Ladestrom von etwa 0,5-0,6A vorzugsweise für Micro.
von oben.jpg
Und noch ein Bild von unten. Die grüne Platine ging mal bis links um die Ecke. Dort war noch der Trafo drauf. Habe ich aber abgesägt, sodass nur noch der Teil an den Ladeschächten über blieb. Anstelle des Trafos sitzt dort schon die neue Platine für den Atmega. Als Netzteil gibts dann ein Steckernetzteil, weil im Ladegerät kein Platz mehr ist. An den Ladeschächten habe ich noch 4 Stück weiße Silikon-Litze als Brücke angelötet, da der Ladestrom vorher nur über die Federn übertragen wurde. Jetzt bei max. 1,4A hätte man aber sicher nicht mehr lange Freude an der Federkraft :mrgreen: .
von unten.jpg
PS: Das Problem mit der Versorgung hab ich auch raus. Eine Drossel plus Kondensator vor dem Atmega hatts gebracht. Keine Ahnung, was da gestört oder geschwungen hat, aber jetzt ist es weg.
So ein Oszillographen-Fernseher wäre schon was tolles :)
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Di, 09.03.10, 17:16

Neuer Post -> Neue Bilder:

Heute ging es hier mal etwas weiter.
Und zwar wurden die 4 KSQ-Schaltungen im Gehäuse untergebracht. Die brauchen noch ein bisschen Kühlung.
Dazu habe ich ein 3mm Alu-Blech angefertigt, wo die FETs der 4 KSQs elektrisch isoliert aufgeschraubt werden. Später werden dann von außen die kleinen Kühlkörper angebracht.
Kühlung.jpg
Im Gehäuse des Ladegerätes wurde ein Durchbruch gebohrt und gefeilt, wo das Blech rein passt. Ganz schön eng da drin, aber noch scheint alles zu passen. Die rot/schwarzen Litzenpaare nach oben werden später an die Ladeschächte angeschlossen. Die schwarzen Litzen, welche nach links weggehen, sind die Steuerleitungen für die KSQs. Die kommen dann an den Atmega. Die beiden dicken blauen Leitungen links oben sind die Versorgung für die KSQs.
KSQ Einbau.jpg
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Sa, 13.03.10, 10:05

Fertig!
13032010743.jpg
Und die Frontansicht.
13032010741.jpg
So ca. 6 Micro-Akkus und 6 Mignon-Akkus sind mittlerweile wohl schon geladen worden und bei allen war die Abschaltung recht glaubwürdig.
Zellen fingen gerade an, handwarm zu werden -> Ladegerät schaltet ab.
Erneutes einschalten führte gleich zu einer rascheren Erwärmung (Überladung) und im Handumdrehen wurde wieder abgeschaltet.

Auch von der Zeit her kommt es hin. Eine 900mAh ALDI-Micro-Zelle ist ne knappe Stunde bei 800mA Ladestrom drin, wenn ich sie mit ca. 1V Zellenspannung einlege. Bei der Kapazität darf man ja gerne noch etwas abrunden, also gehe ich schon von einer Voll-Ladung aus. 1700mAh ALDI-Mignon-Akkus sind bei 2A Ladestrom ebenfalls ne knappe Stunde drin.
Beide werden zu Ladeende nur handwarm, obwohl sie eigentlich nicht schnelladefähig sind. Sollten sie durch den >1C-Stress doch irgendwie Schaden nehmen, ist es nicht schade drum.
Wen ich allerdings enttarnt habe, sind die berühmten 3,2Ah MAX-Cell von eBay. Nach ner halben Std. bei 2A ist Schluss. Deckt sich also ungefähr mit den 900mAh, die CRI 93+ / Ra 93+ mal für diese Zellen erwähnt hat.

Die Software habe ich erst mal so gelassen, wie oben gepostet, da ich doch recht zufrieden bin.
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So, 12.12.21, 14:49

Hallo,
finde die Idee sehr interessant, ich habe ebenfalls das beschriebene Ladegerät.
Bin beim Lesen auf eine Frage gestoßen: Was ist ein KSQ und wie sieht diese Schaltung aus. Sie scheint mir der Hauptteil des Ganzen zu sein, das vom MC nach den Vorgaben gesteuert wird.
mfG
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Do, 16.12.21, 12:06

Hallo Frewer,
welcome on board!

Eine KSQ ist eine Konstantstromquelle. Beatbuzzer hat hier sehr wahrscheinlich einfache 2-Transistor KSQs verwendet.
Siehe: viewtopic.php?f=31&t=7920
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