Akkuüberwachung
by Martin Clausen (mc AT rotgradpsi DOT de)
Diese Schaltung warnt rechtzeitig vor dem Ende der Energieversorgung, auch bei Ni-Cd Akkus
Nichts ist so ärgerlich, wie wenn man nachts mitten in der Pampa feststellen muß, daß die Fahrradbeleuchtung sogleich ihre Helligkeit auf null reduzieren wird. Da natürlich für solche stromhungrigen Anwendungen Ni-Cd-Akkus verwendet werden, kündigt sich das Unheil auch nicht an, sondern die Lampe geht innerhalb kürzester Zeit aus. Schaltungen mit Spannungsüberwachung bringen da auch keinen Gewinn, da sie aufgrund der flachen U / t Kennlinie nur wenig früher Alarm geben können. Darum entstand dieser Akkutimer.
Inhaltsverzeichnis:
Dimensionierung
Die Schaltung mißt im Prinzip die Einschaltdauer des Verbrauchers und zeigt dann nach einer durch die Frequenz des Oszillators einstellbaren Zeit an, daß der Energievorrat dem Ende zu geht. Daher ist auch erst die Betriebsdauer auszurechen:
t in h = Restlaufzeit - ( Akkukapazität in Ah / Stromverbrauch in A )
Die Oszillatorfrequenz ergibt sich dann zu:
f in Hz = 1,138 / t in h
Voraussetzung für den Betrieb der Schaltung ist, das die Stromaufnahme beim Betrieb der Last weitest gehend konstant ist, da nicht der Strom sondern die Einschaltdauer gemessen wird.
Funktionsweise
Werden die Akkus eingesetzt, sorgt die Kondensator- Widerstandskombination um C2 für einen Reset des Zählers (4040). C5 und die Diode sorgen für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung des Zählers auch bei Wackelkontakten in den Zuleitung der Stromversorgung.
Wird die Last eingeschaltet, so wird auch der CMOS Timer TLC555 mit Spannung versorgt. Er generiert Impulse, die vom Zähler registriert werden. Wird ein Zählerstand von 2048 Impulsen erreicht, so leuchtet die LED auf und signalisiert das Überschreiten einer bestimmten Betriebsdauer.
Zuverlässigkeit
Als SMD-Aufbau überlebt die Schaltung schon seit längerer Zeit in der Lampe meines
MTB, das auch durch Matsch und über Stock und Stein muß.
Wenn die Akkus im Laufe der Benutzung eine Abnahme der Kapazität zeigen, muß die Frequenz der Impulse erhöht oder die Akkus gewechselt werden. Auch die Selbstentladung der Akkus wird nicht von der Schaltung erfaßt.
- Halbleiter:
- 1 4040 oder 74HC4040
- 1 TLC555
- 1 BAT85
- 1 LED, rot, low current
Kondensatoren:
- 1 100nF
- 1 1µF
- 1 2,2µF
Widerstände:
- 1 82k
- 2 100k
- 1 1M
- 1 220k Trimmer
Mechanik:
- 1 Platine
- 1 etwas dünner Draht
- 1 Heißkleber
Die Bauteilebeschriftung ist wie folgt zu lesen:
Bauteiltyp + Wert in exponential Form + Gehäusebezeichnung + Unternummer der Funktionseinheit
zum Beispiel: C1040805,1 ist ein Kondensator, 100nF, Gehäuse SMD 0805, erste Funktionseinheit im Gehäuse
Disclaimer: No warranty at all!
Copyright by Martin Clausen, Germany.
Kontakt zum Autor: mc AT rotgradpsi PUNKT de
Impressum
