Akku Monitor

Der Energieinhalt eines Akkus kann durch eine normale Spannungsanzeige (wie bei einem Lithiumakku) nicht ermittelt werden. Ein 12 Volt Blei-Akku hat eine Gasungsspannung von 14,4 Volt, bei dem der Akku keinen Strom mehr aufnehmen kann. Die allgemeine Ladeschlussspannung ist 13,8 Volt. Der Akku ist leer, wenn die Spannung von 10,5 Volt erreicht ist.

Während der Leistungsentnahme schwant die Spannung und erholt sich nach einiger Zeit wieder. Der beste Weg die Akkukapazität zu ermitteln ist, den Strom zu messen. Die Einheit der Kapazität ist Ampere Stunden; also ein Ampere innerhalb einer Stunde = 1Ah.

Funktionsprinzip :

Bevor der voll aufgeladene Akku am Akkumonitor angeschlossen wird muss die Kapazität am Codierschalter eingestellt werden. Die kleinste Einheit ( 0 , 0 ) sind 0,5 AH. Es können außerdem Werte von 1 bis 159 AH eingestellt werden. Der Akku Monitor kann während der gesamten (Lade und entlade) Zeit angeschlossen bleiben.

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Die am Shunt abfallende Spannung, bei Stromentnahme wird im IC 4 a mit dem Faktor 10 verstärkt. Wird der Akku geladen, verstärkt IC 4 b diese Spannung mit dem Faktor 8. Dies ist nötig, da beim Ladevorgang eines Akkus mehr Energie zugeführt werden muss als entnehmbar ist. Beide Verstärker werden mit den Widerständen R9, R10 als Spannungsteiler zusammengeführt. Entweder es wird der Akku geladen oder entladen. Selbst wenn beim Ladevorgang gleichzeitig Strom für eine Anwendung gebraucht wird, kann nur geladen oder entladen werden. Dies ist z.B. bei Solar (Wind) Ladegeräten der Fall. Der IC 4 c verstärkt die Spannung vom Spannungsteiler mit dem Faktor 4 und führt diese dem IC 5 am Pin 7 zu. Der IC 4 d übernimmt die Steuerungsanzeige des Lade oder Entladezustandes und führt diese den ICs 6, 7, und 8 zu.

Im IC 5 wird die Spannung in Frequenz umgewandelt. Der Faktor ist 1 Volt zu 500 Hz oder 1 A = 1 Hz.

Shunt (Ampere)

Spannungsabfall
am Shunt

Am IC 5 anliegende Spannung ( * 20)

Frequenz
( * 500 ) Hz

Am IC 8 anliegender
Takt (: 100)

5 A

0,05 V

1 V

500 Hz

5 Hz

0,1 A

0,001 V

0,02 V

10 Hz

0,1 Hz

10 A

0,1 V

2 V

1 kHz

10 Hz

35 A

0,35 V

7 V

3,5 kHz

35 Hz

Die beiden Schaltkreise IC 6, 7 sind Dezimal vor und rück Zähler (Teiler). Die Taktfrequenz vom IC 5 wird gesamt durch 100 geteilt, wobei bei den Lade und Entladeschritten genau vor bzw. ab dem Zählerstand zurück gezählt wird. Es kommen somit keine Verschiebungen zustande, die bei etwaigen Laden mit gleichzeitigem entladen durch eine variabele Last, am Akku auftreten würden. Zudem kann der Mikrocontroller zwischen dem zählen noch andere Arbeiten verrichten, wie z.B. die Anzeige steuern.

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