Batterie Kontrolle

  • Hallo an alle BTR Freunde


    Habe soeben die Batterie Kontrolle fertiggestellt. Es gab keine Problem.
    Stromverbrauch bei 12V ist 12.28 mA.


    Frage über die Funktions der Baugruppe habe ich nicht.
    Da ich den Beitrag von Frank ( DH8DAP ) gelesen habe.



    Da dieser Beitrag noch nicht in der vorläufigen Baumappe abgedruckt ist, füge ich sie hier ein.
    Ich hoffe Frank ist damit einferstanden.


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    BTR18 Akkuüberwachung


    Akkuspannungsüberwachung


    R39 und R40 bilden einen Spannungsteiler. Die Widerstandswerte beider Bauteile sind gleich (10 kiloOhm), so dass die Spannung zwischen den beiden Widerständen genau die Hälfte der Eingangsspannung beträgt.


    Rechnerisch gibt es zwei Wege, einen solchen Spannungsteiler zu berechnen: Über das Ohmsche Gesetz oder über das Verhältnis der Widerstände.


    1. Ohmsches Gesetz
    Der Gesamtwiderstand der Widerstände R39 und R40 ist
    R = R39 + R40
    = 10kOhm + 10kOhm
    = 20 kOhm


    Nun kann mit dem Ohmschen Gesetz der Strom durch diesen ErsatzWiderstand berechnen. Zu berücksichtigen ist hierbei die Akkuspannung, die nominell 9,6V beträgt:
    I = U / R
    = 9,6V / 20 kOhm
    = 0,00048 A
    = 0,48 mA
    = 480 Mikroampere


    Wegen der Reihenschaltung der beiden Widerstände ist es so, das dieser Strom durch jeden der beiden Widerstände fließt, also kann mit dem Ohmschen Gesetz auch die Spannung an jedem Widerstand ausgerechnet werden:


    U = R40 x I
    = 10 kOhm x 480 Mikroampere
    = 4,8 V


    Das entspricht genau der halben Betriebsspannung von 9,6 V.


    1. Verhältnis der Widerstände


    Bei der Reihenschaltung ist das Verhältnis der Widerstände identisch mit dem Verhältnis der Spannungen an diesen Widerständen, also


    R39 / R40 = UR39 / UR40
    <=> 10kOhm / 10 kOhm = UR39 / UR40
    <=> UR39 / UR40 = 1
    <=> UR39 = UR40


    Wenn die Spannungen an beiden Widerständen gleich groß ist, ist die Spannung an beiden Widerständen also jeweils die halbe Betriebsspannung (nominell 9,6 V), das sind dann 4,8 V.


    Diese halbe Betriebsspannung von 4,8 V (variiert mit dem Ladezustand der Akkus zwischen 4 und 6 V!) wird nun einer Vergleicherschaltung mit Operationsverstärkern zugeführt. Doch dazu später mehr.


    Diese Vergleicher Schaltung bekommt als zweiten Operanden eine Spannung, die aus der stabilisierten Betriebsspannung von 6V gewonnen wird. Diese Spannung wird mittels eines Spannungsstabilisators 78L06 gewonnen, der üblicherweise eine Genauigkeit von +/- 5 %. hat. Das bedeutet, dass die Spannung hier nur zwischen 5,7 und 6,3 V schwanken darf. In der Regel sind die ICs aber deutlich besser als die maximal zulässigen Toleranzen.


    An dieser stabilisierten Betriebsspannung gibt es jetzt einen Spannungsteiler mit 3 Widerständen R36, R37 und R38, der die Schaltpunkte für den Vergleicher festlegt. Es gelten die gleichen Gesetzmäßigkeiten wie an dem zuvor beschriebenen Spannungsteiler.


    Der Gesamtersatzwiderstand ist die Summe der drei Widerstände R36, R37 und R38:


    Rg = R36 + R37 + R38
    = 2kOhm + 620 Ohm + 11 kOhm
    = 13,62 kOhm


    Daraus lässt sich wieder mit dem Ohmschen Gesetz der Gesamtstrom (der ja auch durch jeden einzelnen Widerstand fließt) berechnen:


    Ig = U / Rg
    = 6 V / 13,62 k
    = 0,00044 A
    = 0,44 mA


    Der Schaltpunkt für die grüne LED wird nun bestimmt durch den Spannungsfall an R38:


    U = R38 x Ig
    = 11 kOhm x 0,44 mA
    = 4,84 V
    ~ 4,8 V


    Diese Spannung wird auf den "negativen" Eingang eines Operationsverstärkers gegeben, der in seiner hier verwendeten Beschaltung als einfacher Schalter wirkt: Solange die Spannung am Eingang + (festgelegt durch den Spannungsteiler R39 / R40 - abhängig von der Akkuspannung 4 - 6 V) größer ist als die Spannung am Eingang - (festgelegt durch die Spannung an R 38 - 4,8V) führt der Ausgang annähernd Betriebsspannung und die grüne LED leuchtet.


    Analog wird die rote LED angesteuert. Die Schaltschwelle ergibt sich aus dem Spannungsfall an R38 + R37:


    U = (R38 + R37) / Ig
    = (11kOhm + 620Ohm) x 0,44 mA
    = 11,62 kOhm x 0,44 mA
    = 5,11 V


    Die Beschaltung der Eingänge des Operationsverstärkers IC 6-1 ist aber andersherum als es bei IC 6-2 der Fall ist. Die ladezustandsabhängige Spannung an R40 ist auf dem negativen Eingang und die feste Referenzspannung auf dem positiven Eingang gelegt. Wenn nun die variable Spannung kleiner als 5,11V ist wird die rote LED angesteuert.


    Im "Fenster" zwischen 4,8V und 5,11 V (Akku nicht voll, aber auch nicht leer) leuchten beide LEDs. Da beide LEDs in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, wirkt es, als wenn die LED gelb leuchtet.


    Welche Aufgaben haben R41 und R42?
    Die LEDs haben eine Betriebsspannung von 2,5 V. Dabei soll ein Strom von maximal 20 mA fließen. Die Operationsverstärker haben bei Ansteuerung am Ausgang annähernd 9,6 V anliegen. Die Differenz von 9,6 V - 2,5 V = 7,1 V muss an den beiden Vorwiderständen abfallen und dabei gleichzeitig der Strom auf max. 20mA begrenzt werden. Ob das funktioniert zeigt wieder die Kontrolle mit dem Ohmschen Gesetz:


    I = U / R
    = 7,1 V / 1,5 kOhm
    = 0,0047 A
    = 4,7 mA


    Dieser Strom ist deutlich unter den 20 mA und damit ein guter Kompromiss zwischen großer Leuchtkraft einerseits und einer möglichst minimalen Belastung des Akkus durch den LED-Strom andererseits.
    vy 72 de DH8DAP, Frank aus Schwelm nr Wuppertal, JO31PG


    Ich bin Westfale von Geburt und Europäer aus Überzeugung!


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    Ein Bild von der Baugruppe habe ich eingefügt.


    Ich wünsche Euch allen auch Euerer Familie ein schönes Weihnachtsfest


    Alexander

  • Zitat

    Da dieser Beitrag noch nicht in der vorläufigen Baumappe abgedruckt ist, füge ich sie hier ein.
    Ich hoffe Frank ist damit einferstanden.

    Mhmmmmmmmm, ab Seite 69 ist der Beitrag von Frank in der zuletzt veröffentlichten Baumappe zu lesen! Habe sie sicherheitshalber gerade nochmals herunter geladen.

    73/2 de Peter, DL2FI
    Proud member of Second Class Operators Club SOC and Flying Pig Zapper #OOO (Certificated Kit Destroyer)

  • Hallo Peter


    Frank hatte vor langer Zeit unter der Rubrik
    "BTR-1. Ansatz zu erklärender Beschreibung der Technik"
    zwei Teile: -Stromversorgung
    - BTR18 Akkuüberwachung
    veröffentlicht,
    diesen 2 Teil habe ich hier angegeben.
    Den ersten Teil hat Frank dann noch als PDF - Format umgewandelt.


    Ich habe jetzt noch mal in der aktuellen Baumappe nachgeschaut.
    Es ist nur der erste Teil vorhanden.
    Da ich den zweiten Teil sehr gut finde, habe ich den Text publik gemacht.


    Ich wünsche Dir und Deiner Familie ein schönes Weihnachtsfest.


    Alexander

  • Guter Hinweis. Das war mir im Stress nicht aufgefallen, dass er nur Teil 1 im PDF hatte. Werde ich morgen zufügen, heute bin ich schon zu platt. Mni tnx.

    73/2 de Peter, DL2FI
    Proud member of Second Class Operators Club SOC and Flying Pig Zapper #OOO (Certificated Kit Destroyer)

  • Hallo liebe BTR18-Freunde,


    zu der Batteriekontrolle des BTR18 habe ich folgende Frage:


    wenn ich das Gerät an 8 x 1,2V Eneloop Akkus betreibe (wie auf Seite 12 des Manuals beschrieben) liege ich mit 9,6V ja an der unteren Grenze der Batteriekontrolle. Die LED wird also immer gelb oder rot leuchten, aber nicht grün. Brauche ich also 10 x 1,2V Eneloop oder wo ist mein Denkfehler? ?(


    vy 73/72


    Paul

  • hallo Paul,


    1,2V ist die Entladeschlußspannung einer ENELOOP - Zelle (rotes Licht) bei etwa 10% Restkapazität.
    1,27V beträgt die mittlere Entladespannung pro Zelle bei etwa 50% Restkapazität (gelbes Licht)
    1,35V ist das Spannunsniveau einer 100% vollen Zelle (grünes Licht).


    Die spezifische Zellenspannung von ENELOOP Akkus liegt generell etwa 100mV höher als konventionelle
    NiMH Sammler.Die 8Stk ENELOOP sind also OK (10,16V ist dabei die mittlere Spannung der 8 Zellen)


    vy 73, Peter DK1HE

  • Hallo Paul


    Ich habe BG 2 mit einer 12V Spannungsquelle und anschließend ein Poti (wie in der Baumappe beschrieben )getestet.
    Folgende Werte habe ich gemessen.
    Die grüne LED leuchtet bis ca. 9,7 V.
    Dann leuchtet die gelbe LED.
    Unter 9,43 V beginnt die rote LED zu leuchten.


    Viele Grüße


    Alexander

  • Hallo Peter und Alexander,


    vielen Dank für die Erklärungen, da habe ich wieder was dazu gelernt. Dann werde ich mir diese Eneloops mal beschaffen (kannte ich bisher gar nicht).
    Bei Versorgung des BTR18 über ein 12V- Netzteil habe ich ähnliche Messwerte wie Alexander.


    Viele Grüße und einen schönen Sonntag


    Paul