Der Ladestrom soll dann mit der Ladezeit zu einer Ladeleistung berechnet werden um den Akkuzustand zu beurteilen.
Dazu benötigen wir erst einmal eine Grundsteuerung bestehend aus Controller , Display, Relais und Programmierschnittstelle ,usw.
Beim ersten Test stellte ich fest das auf dem Display keine Anzeige statt fand.
Die Ursache lag an der JTAG Schnittstelle die bei einem neuen Atmega 16 standardmäßig aktiviert ist,somit sind die Pin C5. C4-C3 -C3-C2
nicht für das Display zu benutzen.
Um sie doch nutzen zu können muss in den sogenannten "Fuse Bits" die JDTAG Schnittstelle deaktiviert werden.
Außerdem ist die Schaltung in der Lage die Entlademenge zu messen dazu wird anstatt des Ladegerätes der Akku angeschlossen, und an der Stelle
wo ursprünglich der Akku dran war wird eine Last zum Entladen angeschlossen , dazu benutzte ich meist eine kleine Glühbirne weil es der nichts ausmacht
wenn sie heiß wird.
- 5 Volt Spannungsregler
- Display mit 4 Zeilen a 16 Zeichen
- Atmega 32 ( oder Atmega 16 ( Pin Kompatibel))
- Eine Programmierschnittstelle hier als USB ausgeführt
- Einige Widerstände -Leuchtdioden , und Kondensator
irgendwo hängen geblieben ist,oder aber auf etwas wartet.
Dann benötigen wir noch zwei analoge Eingänge um die Batteriespannung und den Ladestrom zu messen, dazu dienen die Anschlüsse ADC0 und ADC1.
Um die ADC Eingänge nutzen zu können brauchen wir zwingend die gelb Hinterlegten Verbindungen im nachfolgenden Plan.
Nun gibt uns der Controller verschiedene Möglichkeiten in Bezug auf die Referenzspannung
- Ein Möglichkeit ist es die Betriebsspannung des Atmega hier also die 5 Volt als Bezug zu nehmen
- Eine andere Möglichkeit ist es die vom Atmega selber intern bereitgestellte Spannung von 2,54 Volt als Bezug zu nutzen
- Oder aber eine x-beliebige Spannung von maximal 5 Volt die wir von außen an den AREF Eingang ( Pin 32 ) anlegen zu nutzen.
Laut Hersteller sollte es sogar ein Spule und Kondensator sein.
Ich nutze hier aber die 1. Option mit 5 Volt als Referenz.
Dabei wird zum einen die abfallende Spannung über Widerstand 3 gemessen und Eingang ADC1 zugeführt ,der daraus resultierende Strom wird dann vom Atmega berechnet.
Zum anderen wird die Spannung gemessen die gleichzeitig über Widerstand R3 und Akku abfällt und Eingang ADC0 zugeführt.
Wenn die zuvor über R3 ( ADC1) abfallende Spannung dann von der gesamten Spannung (ADC0) subtrahiert wird, bleibt die Spannung übrig die am Akku anliegt.
Außerdem wird noch eine Infrarot Diode (IR1) eingesetzt damit mit einer Handelsüblichen Infrarot Fernbedienung Parameter eingegeben bzw. geändert werden können.
| Spannung am ADC0 | Vorgegeben sind 1024 Bit bei 5 Volt macht pro Bit 4,887586 mV |
| Strom am ADC1 | Spannung / 1,8=2,7 Ampere geteilt durch 1024 Bit =2,71 mA |
Folgende Tasten führen nachfolgende Funktionen aus:
| Bedientaste | ASKII | Funktion |
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Eine Zelle | Zwei Zellen | Drei Zellen |
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| Pfeil Auf | 80 | Angewählter Wert erhöhen |
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Anzeige bei Fehler |
| Pfeil Ab | 81 | Angewählter Wert verringern |
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| Pfeil links | 85 | ohne Funktion |
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| Pfeil rechts | 86 | ohne Funktion |
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| OK | 87 | Bestätigen |
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| 1 | 1 | Mindestspannung zum Abbruch des Entladevorgang, damit der Akku nicht völlig
leer gesaugt wird - nur im Entlademodus gültig. Standardwert steht auf 1,0 Volt |
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2,0 V |
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| 2 | 2 | Maximal Spannung einstellen bis zu der die Batteriespannung ansteigen darf bevor der Strom abgeschaltet wird. | Wenn die Akku-Spannung größer als die zuvor unter Taste 2 eingestellte , oder größer
ist als der Voreingestellte Wert von 5 Volt wird das Laden für eine
Minute unterbrochen, dann wird die Messung wiederholt und gegebenenfalls
weiter geladen. Der voreingestellte Wert sollte sich Idealerweise an der zuvor gemessenen Batteriespannung orietieren und evtl automatisch 1 Volt höher sein. |
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ca 4,19 Volt | OVP |
| 3 | 3 | Hier gelangt man im Entlademodus, dazu wird der Akku an den beiden Gelben Kabel angeklemmt und eine Last ( Birne) an den Adern Rot und Schwarz | Der Akku kann dann entladen werden , und zuvor kann mit Taste 1 die Mindestentladespannung angegeben werde, damit der Akku nicht komplett leer gesaugt wird. |
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| 4 | 4 | Mit Taste 4 kann die Ladekapazität in Amperestunden eingegeben werden. Angabe steht meistens auf Akku |
Wenn diese Ladekapazität erreicht wird , schaltet Relais K1 den Ladevorgang ab und zeigt im Display "VOLL" an. um nach ca 60 Sekunden dann die Aktuellen Akkuwerte anzuzeigen Wird hier keine Eingabe gemacht, steht dieser Wert standardmäßig auf 1,0 Amperestunden. |
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| 5 | 5 | Mit Taste 5 kann man einen einmal beendeten Vorgang noch einmal neu starten |
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Nach kurzer Zeit wird im Display folgendes angezeigt:
| Zeile 1= Aktuelle Ladespannung in Volt (L) | Spannung die vom angeschlossenen Ladegerät kommt |
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| Zeile 2= Aktuelle Batteriespannung in Volt (B) | Spannung die aktuell am Akku anliegt |
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| Zeile 3= Aktueller Ladestrom in Ampere (A) | Aktuell fließender Strom |
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| Zeile 4= Energiemenge in Amperestunden (K) | Die geladene Kapazität ab Ladebeginn | Der Ladestrom wird jede Sekunde kumuliert
und dann durch die Anzahl der Kumulierungen geteilt , somit ergibt
sich ein mittlerer Ladestrom pro Zeiteinheit angegeben in Ampere Stunden (Ah), dieser Wert wird auf den meisten Akkus angegeben. Mit Taste 4 auf der Fernbedienung kann ich nun den vom Akku abgelesenen Wert eingeben, somit lädt die Elektronik bis zu diesem Wert und schaltet dann den Ladevorgang ab. |
So kann mit der Taste 3 ins "Entladen" Menü gesprungen werden.Dort kann ein angeschlossener Akku entladen werden wobei sich der Akku selbständig abschaltet wenn eine Mindest Akkuspannung erreicht wird.
Diese Mindestakkuspannung ist auf 1, 1 Volt voreingestellt kann aber unter Taste 3 verändert werden
- Stromaufnahme des Akku Lader ist mit ca 180 mA zu hoch für Batterie Betrieb, diese ist bedingt durch die LCD Hintergrundbeleuchtung und die Stromaufnahme der Relais.
