Akkuladung direkt am Bot

Die Elektronik des c't-Bot
PumpkinEater

Beitrag von PumpkinEater » 16 Mär 2006, 15:54

noxon hat geschrieben:Hat jemand vielleicht noch einen Tipp für mich, wo ich ein günstiges Ladegerät mit einer Selbstabschaltung bekommen kann? .
Bei ebay ist das ANSMANN 410 Mobile vor kurzem gebraucht für rund 21 Euro weggegangen. Das ACS 110 Traveller gibt's dort neu für 35 Euro.
Wer ebay mag ...

Oder ELV.de:

"Universal-Lademodul für 1–16 NiCd-/NiMH-Zellen"
Nr. 68-658-21
14,95 Euro (Bausatz, nur die Elektronik, Trafo zusätzlich erforderlich)

Universal-Lade-/Entladeschaltung
Nr.68-194-11
29,95 Euro (Bausatz, nur die Elektronik, Trafo zusätzlich erforderlich)

Universelle Ladeschaltung für NC- und NiMH-Akkus
Nr. 68-170-53
14,50 Euro (Bausatz, nur die Elektronik, Trafo zusätzlich erforderlich)

und Conrad:
UNIVERSELLE LADESCHALTUNG FÜR NICD/NIMH
Artikel-Nr.: 190205 - 62
17,95 Euro (Bausatz, nur die Elektronik, Trafo zusätzlich erforderlich)

wahrscheinlich gibt's noch mehr.

inky

atmega als ladecontroller

Beitrag von inky » 16 Mär 2006, 16:20

hallo,
die einfachste accu-ist-voll diagnose ist die auswertung der accu-temperatur.
(nur bei hohen ladeströmen/ kurzen ladezeiten zu gebrauchen)
temperatursensor an accupack (zb LM50, smd sot23, liefert 0.5V + 10mV/K)
ausgang des sensors an atmega ad-wandler und ein bisschen software,
die bei überschreiten von zb. 0.95V (=45 Grad Celsius) per relais oder power-fet abschaltet.
das funktioniert auch mit teilentladenem accupack
(guter kontakt zwischen sensor und accu vorausgesetzt und nur accus vom gleichen typ verwenden)

inky

noxon

Beitrag von noxon » 16 Mär 2006, 20:04

Danke für die ausführliche Liste.

Folgende Bausätze sehen eigentlich ganz vielversprechend aus:

Universal-Lade-/Entladeschaltung
Nr.68-194-11
29,95 Euro (Bausatz, nur die Elektronik, Trafo zusätzlich erforderlich)
Unabhängig vom Ladezustand erlaubt ein spezielles Battery-Charge-Control-IC von Telefunken die akkuschonende Schnellladung von NC- und NiMH-Akkus ohne Überladung. Eine zusätzliche Entlademöglichkeit verhindert den Memory-Effekt.
Die „intelligente” Lade-/Entladeschaltung dient zur Schnellladung aller gängigen NC- und NiMH-Akkus mit Kapazitäten von 100 mAh bis 10 Ah. Die Ladeströme können dem individuellen Wunsch entsprechend auf 500 mA, 1 A, 2 A oder 3 A eingestellt werden.
Die Ladeenderkennung erfolgt primär durch Spannungs-Gradientenmessung, wobei eine -delta U-Erkennung zusätzlich für die Beendigung des Schnell-Ladevorgangs herangezogen wird. Eine Überladung ist sicher ausgeschlossen, sodass bis zu 3000 Ladezyklen mit einem Akkusatz möglich sind.Die Lade- und Betriebsspannung der Schaltung darf zwischen 9 V und 26 V liegen, wobei eine getaktete Ladestromversorgung die Verlustleistung gering hält.
und

Universelle Ladeschaltung für NC- und NiMH-Akkus
Nr. 68-170-53
14,50 Euro (Bausatz, nur die Elektronik, Trafo zusätzlich erforderlich)
Ein intelligentes Ladekonzept mit einem speziellen Akku-Management-IC erlaubt die Schnell-Ladung von NC-Akkus und Nickel-Metall-Hydrid-Zellen. Durch eine genau dosierte Ladungszufuhr nach dem –delta U-Verfahren wird eine Überladung des Akkus bzw. des Akkupacks zuverlässig verhindert.
Mit dem hier vorgestellten Bausatz einer universellen Ladeschaltung können Sie anhand der in der Bauanleitung angegebenen Berechnungshinweise sowohl Einzelakkus als auch Akkupacks bis zu 10 Zellen mit Strömen bis zu 1,5 A sehr effizient laden. Zusätzlich sind konkrete praktische Dimensionierungsbeispiele für das Schnell-Laden von Mignon-Akkus mit Nennkapazitäten zwischen 500 und 1100 mA/h angegeben, sodass Sie direkt mit Hilfe dieses Bausatzes ein entsprechendes Ladegerät in weniger als 1 h aufbauen können.
Abmessungen (B x H x T): 52 x 34 x 57 mm.

Ersterer ist eigentlich schon perfekt. Viel mehr braucht man eigentlich nicht. Allerdings kostet der auch fast das doppelte wie der Zweite.

Dieser ist allerdings auch nicht so schlecht, wenn man den Preis beachtet. Die Delta-U Abschaltung ist zwar nicht perfekt, aber immer noch besser als ein Timer. Hinzu kommt, dass man diesen Bausatz, mit seinen geringen Abmaßen, auch direkt auf den Bot bauen könnte, wenn man möchte. Dann braucht man da nur noch ein Netzteil dranstöpseln.

chrimo

Beitrag von chrimo » 16 Mär 2006, 23:03

Ladetechnik ist kein Thema für Zwischdurch und Nebenbei...
Jeder Akkutype hat spezielle Lade/Entladecharakteristik.
Die Ladezeiten der Zellen bei guten Geräten ist auch nicht zu unterschätzen,
ganz zu schweigen von der Lebensdauer.
Aus diesem Grund habe ich mir letzte Woche einen Orbit Pocketloader (96,00E) zugelegt.
http://www.orbitronic.de/
https://ssl.kundenserver.de/s119692472. ... Fa%3D0607X
Der laedt einfach alles... von PB ueber NiCd bis LiPo.
Falls neue Akus auftauchen kann man die Firmware per Download neu flashen.

Ich find das Ding einfach prima!
Chrimo

eax
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Beitrag von eax » 20 Mär 2006, 21:17

1. Danke für den Link Crimo
2. Danke, dass du die Session-ID gleich mitgeliefert hast... :lol: (hab's leider zu spät gesehen :roll: )

Gruß Timo
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memnoch

Beitrag von memnoch » 06 Apr 2006, 09:54

Guten morgen allerseits,

ich habe eine Ladeschaltung mit dem MAX712 gebaut (Standard Linear-Mode-Schaltung). Diese möchte ich in eine Art Ladestation verfrachten, die ich mir erstmal ganz simpel aus dem Standfuss einer CD-Spindel bastele. Nun sieht diese Schaltung ja vor, dass man Akkupack und Verbraucher parallel anschließen kann, um den Verbraucher während des Ladens mit zu versorgen. Das wäre auch genau richtig, damit der Bot irgendwann selbständig zum "Futternapf" fährt, sich dort hinstellt und wartet, bis er aufgeladen ist, um dann wieder loszufahren; aber das kommt später. Es gibt aber ein kleines Problem: Laut Datenblatt des MAX712 kann beim Fast Charge die Ladespannung auf bis zu 1,9V pro Zelle ansteigen, das ergibt ca. 10V, die maximal aus der Ladeschale kommen. Zudem habe ich die Schaltung auf 1A Ladestrom eingestellt. Wie schaffe ich es, dass die Ladestation zwar ordentlich die Akkus lädt, aber meinen Bot nicht überlastet?

Gruß memnoch

inky

überlastung?

Beitrag von inky » 06 Apr 2006, 10:17

hi,
was sollte dabei überlastet sein?
(bestenfalls die motoren, die aber auch nur im dauerbetrieb - der bot wird beim laden ja wohl nicht rumfahren)
die frage ist eher, ob deine ladeschaltung zuverlässig abschaltet, wenn die accus voll sind - sonst sind die accus bald hinüber!
(vieleicht temp-sensor an den accus, bei >45grad abschalten)

im lademodus könnte der bot auch seine ganzen sensoren abschalten, dann geht das laden schneller

inky

mh

Beitrag von mh » 06 Apr 2006, 10:37

Die Botelektronik kann ja tatsächlich nicht kaputt gehen. Der Spannungswandler (IC10) ist auf Eingangsspannungen, die noch viel höher liegen ausgerichtet.

Einzig die Motoren könnten Schaden nehmen, allerdings hatte inky ja schon angemerkt, dass beim Laden der Bot stillstehen sollte.

MfG
Markus

memnoch

Beitrag von memnoch » 06 Apr 2006, 10:55

Danke für die schnellen Antworten :) Genau das dachte ich mir auch, wollte nur nochmal sichergehen, vielleicht hab ich auch was übersehen. Die später dazukommenden Servos wären davon auch betroffen.
Der MAX712 überprüft die Akkuspannung periodisch und schaltet selbständig von Fast Charge auf Trickle Charge (Erhaltungsladung) um, entweder wenn der Timeout von 4,4 Stunden abgelaufen ist oder wenn die Akkuspannung nicht mehr ansteigt. Letzteres tritt ein, wenn die Akkus voll sind oder zu heiß. Ich werde das mal testen, eventuell brauche ich gar keinen Temperatursensor.
Bleibt noch die Frage, wie der Bot merkt, dass er aufgeladen wird und wann er damit fertig ist. Dafür sieht der MAX712 den /FASTCHG - Pin vor, der auf +5V gezogen wird, wenn er die Akkus lädt, und sonst auf 0V. Im Datenblatt wird als Beispiel eine LED angehängt. Man könnte stattdessen einen Optokoppler oder MOSFET verwenden und müsste dann am Atmel des Bots einen Eingangspin freiräumen dafür...

Gruß memnoch

achiem

Beitrag von achiem » 06 Apr 2006, 11:32

Hallo,
sollten NiMh-Akkus (wie sie ja geliefert werden) nicht vor Ladung restlos entladen werden ? Wie sieht's damit aus ?

achiem

memnoch

Beitrag von memnoch » 06 Apr 2006, 11:39

Anders als die alten NiCd-Akkus haben NiMH-Akkus keinen Memory-Effekt, der die Kapazität des Akkus immer weiter absenkt, je früher vor Entladung man mit der Neuladung anfängt. Im Gegenteil, eine Tiefentladung ist sogar tödlich für die Akkus.

Gruß memnoch

PS: Bei meinem Laptop (allerdings Li-Ion-Akku) wird empfohlen, den Akku mindestens einmal im Monat bis zur Aktivierung des Ruhezustands leerlaufen zu lassen. Damit wird die Ladestand-Messung kalibriert, damit sie bessere Restzeitwerte anzeigen kann. Das verlängert aber nicht unbedingt die Lebenszeit des Akkus. Wahrscheinlich ist es bei NiMH's genauso
Zuletzt geändert von memnoch am 06 Apr 2006, 11:47, insgesamt 1-mal geändert.

achiem

Beitrag von achiem » 06 Apr 2006, 11:46

Super, dann ist die Ladeschaltung genau das Richtige, worauf ich schon warte. Nur wie soll denn der Spannungsaustausch genau vonstatten gehen, ist da schon was in Planung ? Dazu fällt mir nicht so richtig was ein: also Bot fährt auf die umgebaute Ladespindel (oder erst mal per Hand draufgesetzt) und hat unten Kontakte ?

achiem

memnoch

Beitrag von memnoch » 06 Apr 2006, 11:54

Ja genau, so stelle ich mir das vor: Der Bot hat unten an der Grundplatte an der Innenseite des Transportfachs, kurz vor der Mausplatine, isolierend und fest angebrachte Metallplättchen. Mit diesen fährt er auf die Schale, die mit zwei kleinen Zapfen oder ähnlichem das Transportfach als Führung benutzt. Zwei (oder vier, wenn der Ladestatus mit abgefragt werden soll) kleine federnd angebrachte Metallstücke greifen unter die Plättchen (eventuell mit Einrasten), und das Laden kann beginnen.

Gruß memnoch

inky

kurzschluss

Beitrag von inky » 06 Apr 2006, 13:27

hi,

und wenn der bot beim rumgurken mit beiden accu-lade-kontakten
irgendein metallteil berührt?
mit schutzdiode funktioniert dann vermutlich die accu-voll erkennung
des ladegerätes nicht mehr...

inky

memnoch

Beitrag von memnoch » 06 Apr 2006, 13:51

Hallo inky,

guter Einwand! Aber das bekommt man mechanisch gelöst, denke ich, zumal die hinter den Kontaktflächen sitzende Mausplatine ja schon so tief liegt. Ich denke da spontan an Lüsterklemmen, die man ein wenig mit nem Cuttermesser bearbeitet... Der Bot müsste dann schon über ne Drahtbürste fahren, um sich selbst kurzzuschliessen :)

Gruß memnoch

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