Akku-Kapazitätsmessgerät
Nachdem Robert und ein paar andere Bastelkollegen an dem großen
Ladegerät fleißig planen, musste das nächste Projekt auch etwas mit Akkus zu tun
haben. Man muss ja schließlich wissen, wie viel man aus den Dingern rausbekommt.
Das kann man zwar ganz nett, indem man neben dem Akku samt Strommesser sitzt und
immer fleißig im n-Sekundentakt Werte aufschreibt und dann noch etwas
herumrechnet, etc. Aber das wäre zu einfach und gleichzeitig zu umständlich
(Zeit ist wertvoll).
So viel zur Ausgangssituation. Also eine meiner Meinung nach
sehr gute Grundlage für ein kleines aber feines Gemeinschaftsprojekt. Robert
liefert die Hardware und ich Software sowie diese kleine Doku ;)
Zum Einsatz kommt wieder einmal ein PIC16F84, der ein 2x16-LCD
treibt. Als AD-Wandler dient der MAX144 (von Maxim), der von einem REF43Z (auch
von Maxim) seine Spannungsreferenz bekommt. Zusätzlich ist ein OP07CN fr die
Strommessung verbaut. IMO ist die Bauteilewahl noch etwas ungeschickt - ein
MAX144 läuft auch nicht jeden Tag ber den Weg - dafür mssen wir uns noch etwas
einfallen lassen.
Der Max144 war aber von einem älteren Projekt übrig, und wurde desshalb genommen...
Nungut. Sinn der Hardware vor dem ADC ist es nur, die gemessene
Spannung auf maximal Vref herunter zu teilen und den fließenden Strom
in etwas brauchbares umzuformen, also auch wieder 0V-Vref.
Hinter dem ADC kommen im PIC nur ein paar Berechnungen sowie Zeitmessung.
Um auf größere Umrechnungen zu verzichten, wurde die Auflösung des ADCs gleich
als Basis für die Grenzwerte der Spannung und des Stromes verwendet, also lässt
sich maximal 40.95A bei maximal 40.95V messen wobei die Auflösung immer 0.01
ist.
Als Shunt kann statt des 0.001Ω-Messwiderstandes auch eine einfache Drahtbrcke
(muss belastbar genug sein!) verwendet werden. Diese muss ungefähr 1mΩ haben,
also mit dem entsprechenen spez. Widerstand ein bisschen herumrechnen. Abgeglichen muss der Analogteil
sowieso werden.Bei einem Draht ist die Messgenauigkeit bei größeren Strömen aber _nicht_ gegeben, da er sich erwärmt. Momentan muss das LCD brigens noch so montiert werden, dass Pin
1 recht ist (und das LCD in den meisten Fällen von der Platine weg
zeigt).
Die Software liest (interruptgesteuert) 5 mal pro Sekunde den
ADC aus und zeigt in der zweiten Zeile des LCDs den jeweils gemessenen Strom
(bzw. Spannung) an. Gleichzeitig wird der Strom durch 5 geteilt und zur
Kapazität addiert.
Zum Schluss folgt noch eine Umrechnung von As in die gebräuchlichere Einheit mAh.
Um die Messung erneut zu starten ohne die Spannungsversorgung ab- und wieder
anzuklemmen, können die internen Zähler durch kurzschließen des Pinheaders am PIC
gelöscht werden.
Der Quelltext der Software bleibt aus kosmetischen Gründen
vorerst noch offline. Wenn ich Zeit habe, werde ich ihn noch ein bisschen
optimieren und das Projekt komplett OpenSource stellen :). Stromlaufplan, Board
und die brennfertige HEX-Datei gibt es wie immer im
Download-Bereich.
Da leider noch kein endgltiges Foto vorhanden ist, gibt es als
kleinen Ersatz ein, mit EAGLE3D und POV-Ray erstelltes Bildchen:
Und weil öfters danach gefragt wurde gibts jetzt mal ein Foto des vollendeten Objekts.Spannungsversorgung läuft über 2 NiMH-Zellen und einen kleinen Spannungswandler, der daraus 5v erzeugt.
Wirklich weiterentwickelt wird das aber nicht mehr, denn es gibt irgendwann mal ein ganz neues Gerät, basierend auf einem anderen Controller und mit vielen neuen Funktionen...
Nachtrag 04/2012:
Nachdem mich (Chris) schon ein paar Leute angeschrieben haben, ob ich so ein Teil bauen bzw. verkaufen würde - Nein.
Wenn man etwas genauer hinfragt, kommt schnell heraus, dass die Standard-AA/AAA-Zelle vermessen werden soll.
Dafür ist dieses Kapazitätsmessgerät nicht im engeren Sinne gedacht. Alleine die Tatsache, dass die Entladung nach Entladeschlussspannung nicht abgeschaltet wird, sorgt eher Frust als Nutzen (Tiefentladung).
Besser geeignet hierfür ist ein intelligentes Ladegerät. Ich habe seit längerem ein "Technoline BC-900", der zwar in der Bedienung etwas hakelig ist, aber ansonsten recht brauchbare Ergebnisse erzeugt.
