Anfänger beim Thema Elektronik/ Strom (Ah) messen

Hallo Forum

Ich will mit dem Arduino eine zweite Schaltung messen bzw. Analysieren.

Habe auch schon einfache Schaltungen gefunden. Aber jetzt bei (m)Ah messen also eine Batterie leersaugen und die mAh messen, dafür bräuchte ich ja ein Potentiometer, um konstanten Strom mA zu ziehen.

Batterie+ → Potentiometer → GND

Liege ich richtig, wenn ich den 3. Anschluss beim Potentiometer nicht nutze, reguliere ich nur die mA ? Da ja nur ein Stromkreis gibt und der Strom somit nicht geteilt wird, dürfte keine Spannung geteilt werden.

Meine Hauptfrage ist:

Kann ich mit dem Arduino auch später zum Detektieren von StepUp/Down Converter zwischen Batterie und Schaltung nutzen?

So ganz verstehe ich dein Vorhaben nicht. Zum Strom messen brauchst du kein Poti. Den Strom kannst du mit dem Arduino nicht direkt messen, allenfals den Spannungsabfall an einem Widerstand und daraus den Strom errechnen.

Um den Strom zu messen brauchst du einen Stromsensor.

Und was du später mit dem StepDownRegler vor hast, verstehe ich auch nicht.

Ich will unterschiedliche Alkaline Batterien die mAh bei 25mA, 50mA, 100mA Strom die mAh messen, da Alkaline bei unterschiedlichen Stromabnahmen unterschiedliche Kapazität haben. Dafür brauch ich ein Amperemeter daraus.

Einfacher ist ein Potentiometer oder Digitaler Potentionmeter da brauch ich den Widerstand nicht immer wechseln.

Das mit dem StepUp/Down Wandler wollte ich nur zum Test. Ich habe im IRC von jemanden gehört, man kann mit µC herausfinden ob zwischen Batterie und Gerät ein StepUp Wandler ist.

Und später wollte ich daraus aufbauen, ob man daraus ein Algorithmus machen kann, um einen Chipsatz zu machen, der Low Voltage Warnungen machen kann, bei Unterschiedlichen Batteriesystemen. Dafür müsste er ja die Batteriechemie von selbst entdecken. Dafür müsste ich Strom- und Spannungsfluss im Schaltkreis messen können.

Es ist ja nicht umbedingt einfach, da wenn man einen nicht vollen NiZn Akku reinpacken könnte, würde dieser 1,6V zeigen, sowie eine neue Alkaline Batterie. Unterscheiden könnte man also nicht ob schon genutzter NiZn Akku oder neue Alkalines drin wären. Wenn man die These macht, dass die Leute nur neue Batterien/akkus in Geräten stecken würde, könnte man die Batteriechemie ganz allein durch die V Zahl entdecken: NiZn - 1,8V , Alkaline 1,6V, NiMH 1,4V (NiCD sind in der EU Verboten)

Ok, damit du unterschiedliche Stromentnahme simulieren kannst, brauchst du einen einstellbare Widerstand (Potentiometer), allerdings ist der Strom damit nicht konstant. Der nimmt ja im Laufe der Zeit ab. Da solltest du wohl über ein digitale Poti nachdenken, um den Strom konstant zu halten. Beim Potentiometer brauchst du aber auch den mittleren Anschluss (Schleifer).

Einen Schleifer?

Ein Pot hat 3 Anschlüsse das weiß ich

A - M - E

Die Mitte is ja einstellbar. Muss das Ende angeschlossen sein?

Der mittlere Anschluss ist der Schleifer, der schleift quasi auf der Widerstandsfläche rum Und üblicherweise wird der mittlere dann mit dem freien Ende verbunden.

Dein Strom sinkt permanent ab, weil der Strom von der Batteriespannung abhängt und die sinkt ja mit dem Entladen. Auf diesem Weg kannst du es schwer erfassen.

Was ich überhaupt nicht verstehe: Warum willst du das machen. Wenn du Strom ziehst, entlädst du die Spannungsquelle. Wenn du nur rausfinden willst, welcher Typ drin steckt, ist das mit leer saugen irgendwie nicht zielführend. Den wenn du dann weist, wieviel Ah du rausgeholt hast und daraus die Art der Quelle ermittelst, wird sie ja auch gewechselt, weil sie leer ist.

Was genau willst du eigentlich als Ergebniss haben? Den Akku-Typ? Oder wieviel Ah drin steckt? So fällt es leichter dir die richtigen Tips zu geben

An der Spannung kann man eigentlich den Typ ganz gut festmachen. Aber dafür braucht es keine Strommessung und Poti.

Es sind 2 Projekte die ich machen will.

  1. die Kapazität von Batterien ermitteln

und

  1. Batterie Management System - Batteriechemie entdecken und spezifische Low-Voltage Warnung für NiZn, Li-x , NiMH, Alkalines machen.

Wenn ich mit der Voltzahl den Typ ermittel, dann kann ich es nur in eine Richtung nutzen. Aber es wäre sicher sinnvoll später auch für Ladegeräte nutzen zu können.

Zwar haben Akkus alle Ladeschlussspannungen, dadurch kann man das Abschalten einfach machen, aber das entdecken der Akkuchemie in der Ladeschacht ist schwerer (Wenn der Akku leer oder fast leer ist). (Ein primitives Ladegerät habe ich schon gebaut).

und dann als Endaufgabe (Wenn alles andere erfolgreich ist): BMS für ein Alkali-Refresher (Alkaline Batterien kann man zwar nicht aufladen, aber auffrischen kann man sie). Da gibt es kein Ladeschlussspannung. Das Ende muss man über Temperatur und andere Werte ermitteln.

Über ein Potentiometer direkt den Strom einstellen zu wollen ist sicher die schlechteste Möglichkeit. Potentiometer sind nicht für höhere Ströme geeignet. (Es sein denn, du hast eines von diesen riessigen Schiebepotentiometern aus dem Pysikunterricht)

Um die Kapazität zu messen muss der Strom nicht unbedingt konstant sein, du musst ihn nur kennen. Wenn du Festwiderstände zum entladen nimmst, die z.B. über Relais oder MOSFET geschaltet werden, reicht es, wenn du die Spannung am Widerstand misst.

z.B. NiCr Akku, belastet mit 10 Ohm. Die gemessene Spannung beträgt 1,17V. Dann wird der Akku mit 117mA entladen. Wenn du nun die Spannung zyklisch misst kannst du dein Stromintegral berechnen und weißt, wieviele Ah du dem Akku entnommen hast.

Was die Chemieerkennung anbelangt: Wenn du die Methoden kennst, dann kannst du das auch programmieren. Ich wüsste nicht, wie aus auch Spannung und Stromverläufen auf den Akkutypen rückschließen könnte.

Es muss eine geben, denn es gibt Ladegeräte, die die Chemie automatisch erkennen können. Zwar gibt das Conrad Ladegerät die Möglichkeit vorher die Angabe zu korrigieren, aber im Moment konnte es zwischen NiZn und NiMH erkennen.

Habe ein Ladegerät, dass Lithium Akkus, NiMH und Alkaline aufladen/auffrischen kann, dort gibt es keine Methode die Chemie alleine einzustellen.

Bis wieviel mA können den Potentiometer aushalten? Gilt es auch für die Digitalen Potentiometer?

Für alles gibt es einen maximal-Strom. Normale Potis sind für 0,25W, vieleicht 0,5W ausgelegt. Man kann das nicht in Ampere beziffern, weil bei sagen wir 0,5V und 1 A die 0,5W erreicht sind. Bei 5V darf es aber nur noch 100mA sein.

Digitalpotis haben auch eine maximale Verlustleistung. Die musst den Datenblättern entnehmen. Ich habe im Labor ein digitalpoti, das 100W ab kann. Genau für den Zweck genaue Ströme einzustellen und zu halten.

Du willst also 2 Aufgaben lösen.

Die Automatische Akkuerkennung funktioniert auf Basis von vielen Werten. Spannung, Innenwiderstand, Ladestrom. Batterien nehmen zb kaum einen Ladestrom an. Innenwiderstand wird durch Entladen gemessen. Man erzeugt einen Kurzschluss und misst den Strom der fliest. für 1-2ms ist das völlig unkritisch.

Und man braucht die genauen Kennlinien der Akkus die man erkennen will. Also viel Knowhow und Datenblätter.

Die Entladekapazität ausrechnen geht einfach, wie oben ja schon gesagt wurde: Strom und Spannung messen und jeweils zusammen rechnen. Davon ausgehen, das in der Messzeit von sagen wir 10ms sich nicht viel ändert. Um unterschiedliche Ströme zu ziehen, solltest du dir selbst etwas basteln. Digitale Potis mit Leistung kosten ganz schön was. Eigentlich reicht aber ein dicker Schalttransistor(kein MOS-FET), den man über einen Kühlkörper die Wärme verbraten lässt. Ein PC-Kühler mit Lüfter von sagen wir einem Pentium4 kann locker 50W wegblasen.

Musst dann deine Ansteuerung via PWM machen und mittels Analog-IN den Strom messen und daraus einen Regelkreis bauen.