Batterien Testen

Hallo!

Ich bin ein absoluter Beginner und habe ein kleines, sehr einfaches Projekt vor. Ich möchte verschiedene Batterien testen (Kapazität, Entladungskurve usw...) unter verschiedenen Bedingungen (Langsamentladung-Schnellentladung, gepulste Entladung usw...).
Tatsächlich bin ich froh, dass ich das LED mit dem Arduino zum Blinken gebracht habe (damit ihr eine Vorstellung von meinen bisherigen Fähigkeiten habt).
Man könnte nun einfach das Batteriepack anschließen und den Arduino laufen lassen und mit dem Multimeter die Spannungen ablesen. Nun brauchen aber Leds sehr wenig Strom. Was und vorallem wie könnte man möglichst einfach statt der LED anschließen, damit die Batterien so in ein oder zwei Tagen leer werden?

Hi

… zwei LEDs :wink:
Meine Überlegung geht gerade in Richtung schaltbare KSQs - gibt es für wenig Geld als 2-pol zum ‘dazwischen stecken’.
Meine z.B. Solche:KSQ 20mA, eBay, 2pol

Habe aber noch nicht probiert, was Diese zu einem Kurzschluß sagen - theoretisch sollte der 2-pol dann trotzdem auf 20mA regeln und entsprechend viel Heizleistung generieren.

Schaltbar, daß Du verschiedene Stromwerte an die Batterie anklemmen kannst.
Auch müsste man so auf den Ri schließen können.

Da dem µC recht genau bekannt ist, wie lange Er die KSQ aktiv lässt, kannst Du die mAh mitzählen, zur Spannungsmessung kannst Du die KSQ abschalten, damit die Leitungswiderstände Dir die Spannungsmessung nicht versauen.

… reine Theorie :slight_smile:

MfG

odl:
Was und vorallem wie könnte man möglichst einfach statt der LED anschließen, damit die Batterien so in ein oder zwei Tagen leer werden?

Ich würde für die Entladerei an Glühbirnen denken. Die brauchen erheblich mehr Energie als eine LED (und auch mehr als zwei :-). Evtl. kommt auch ein Hochlastwiderstand infrage.

Ansonsten bringt es Dir vielleicht etwas, mein Geschreibsel zu einer Akku-Ladekurve zu lesen.

Gruß

Gregor

Ich hab mir mal ein Entladegerät, bzw Kapazitätsmessgerät für 18650er gebaut. Da nutze ich einen 10W 3.3Ohm Widerstand als Entladelast, das klappt ganz gut. Da fließt so ca. 1A

Vielen Dank für die Antworten!

Wie gesagt ist mein Ausgangspunkt die einfachste Schaltung die es am Ardurino gibt (LED Blinking)
Kann ich also die LED einfach durch einen Hochlastwiderstand ersetzen? Der wird ja dann ganz schön heiß, oder? Müsste da nicht ein Kühler dran sein?
Wenn ich Glühbirnen (6V Fahrradbirnchen, in Reihe oder Parallel) verwende (das wäre meine Preferenz, da man da auch was sieht) kann man die ja nicht einfach so wegen dem Einschaltstrom einsetzen ohne den Arduino zu schädigen. Wie genau müsste man Vorgehen, wenn man Glühbirnen über den Ardurino ansteuert? Wie gesagt brauche ich es möglichst einfach und genau, da ich Einsteiger bin. Ist für ein Schulprojekt und ich bin eigentlich kein Elektroniker.
Also welche Teile müsste ich wie verdrahten. Ich möchte nur mit den Ardurino (und einem ordentlichen Verbraucher) das angeschlossene Batteriepack gezielt leer machen (messen tue ich in bestimmte Abständen mit einem Multimeter), damit ich vergleichbare Werte bekomme.
Ich habe also das Batteriepack mit 4 1,5V Batterien: Die möchte ich einmal mit geringer Last (sagen wir so 2 Tage) und einmal mit hoher Last (sagen wir etwa 2 Stunden) leer machen. Am einfachsten wäre es wohl passende Widerstände mit Passivkühlung zu verwenden. Was müsste man da beachten?
Vielen Dank.

odl:
Kann ich also die LED einfach durch einen Hochlastwiderstand ersetzen? Der wird ja dann ganz schön heiß, oder? Müsste da nicht ein Kühler dran sein?

Wie ich das sehe, ist das mit dem Ersetzen kein Problem. Der Hochlastwiderstand, den ich habe (IIRC 47 Ohm, 40 oder 50 Watt), befindet sich in einem ziemlich großen Alugehäuse, das nicht nur selbst als Kühlkörper dient, sondern das man auch auf einen größeren Kühlkörper montieren kann.
Wegen der Hitze würde ich einfach mal probieren. Wenn der Widerstand so heiß wird, dass Du ihn nicht mehr in der Hand halten kannst, kannst Du ihn mit einem (weiteren) Kühlkörper ausstatten.

Einen großen Strom schaltest Du am besten mit einem Transistor. Der benötigt an seiner Basis einen relativ kleinen Strom, um einen relativ großen Strom zu schalten. Welchen Typ genau Du benutzen sollst/kannst, müssen andere sagen.

Gruß

Gregor

Ich habe also das Batteriepack mit 4 1,5V Batterien: Die möchte ich einmal mit geringer Last (sagen wir so 2 Tage) und einmal mit hoher Last (sagen wir etwa 2 Stunden) leer machen. Am einfachsten wäre es wohl passende Widerstände mit Passivkühlung zu verwenden. Welche? Was müsste man da beachten?
Kann ich die einfach dort so einsetzen wo jetzt die LED ist?
Ich meine wenn ich 10 Watt mit dem Arduino schalte ist es doch was anderes als wenn ich eine LED ansteuere.

und habe ein kleines, sehr einfaches Projekt vor.

Halte ich für "etwas" optimistisch.

Aber was solls...

Ich glaube, du möchtest eine einstellbare Stromsenke bauen, welche auch noch Zeit und Spannung messen kann.

Im Grunde brauche ich den Arduino vielleicht gar nicht, da ich vermute, dass es den Batterien ja total wurscht ist, ob sie gepulst oder dauerentladen werden (oder etwa nicht, wäre vielleicht doch eine interessante Frage). Die Leistung die drinn ist muss ja auch irgendwie raus. So gesehen bräuchte ich ja nur zwei unterschiedliche Verbraucher (eine Glühbirne und ein LED) und da kann ich die Entladungskurven (messe ich manuell mit einem Multimeter) bei den unterschiedlichen Batterien und unterschiedlichen Entladungen (schnell-langsam) vergleichen.
Wenn ich allerdings zeitliche variierende Belastungen simulieren möchte, dann bräuchte ich den Arduino schon. Was meint ihr, kann es da einen Unterschied geben, oder kann ich mir das ersparen?

Soviel ich weiss, sollte es da einen Unterschied geben:
Bei hohem Entladestrom hast du effektiv eine kleinere Kapazität.

2000 mAh Batterien halten bei 20 mA evtl. 100 Stunden, bei 1 A aber keine 2 Stunden.

( Ausser du entlädst so langsam, dass die Selbstentladung mit Strom 0 einen merklichen Anteil ausmacht. )

odl:
Ich habe also das Batteriepack mit 4 1,5V Batterien: Die möchte ich einmal mit geringer Last (sagen wir so 2 Tage) und einmal mit hoher Last (sagen wir etwa 2 Stunden) leer machen. Am einfachsten wäre es wohl passende Widerstände mit Passivkühlung zu verwenden. Welche? Was müsste man da beachten?
Kann ich die einfach dort so einsetzen wo jetzt die LED ist?
Ich meine wenn ich 10 Watt mit dem Arduino schalte ist es doch was anderes als wenn ich eine LED ansteuere.

Allerdings geht das nicht.
Bevor du damit anfängst, solltest du die Grundlagen der Elektronik lernen.
Ganz so trivial ist es für dich nicht, da du über keinerlei elektronische Kenntnisse verfügst.

Sicher ist, 2 Amp. darfst du nicht über den Arduino fließen lassen, das überlebt dieser nicht.

HotSystems:
Sicher ist, 2 Amp. darfst du nicht über den Arduino fließen lassen, das überlebt dieser nicht.

Dafür hat man es schön warm in der Bude :slight_smile:

Das mit den Elektronik-Grundlagen sehe ich nicht so eng. Vielleicht ist das ja gerade das Projekt, mit der OP anfängt, sich die Grundlagen zu erarbeiten. Mag sein, dass es besser ist, erstmal das Ohmsche Gesetz zu lernen, aber dazu kommt der OP spätestens dann, wenn er lernt, was ein HFE-Wert ist und wie man den Vorwiderstand für den Transistor berechnet.

Der Einstieg in derlei Gebastel kommt manchmal auf den seltsamsten Wegen zustande. Und was einen interessiert bzw. voran bringt, lernt man am schnellsten.

Gruß

Gregor

Vielen Dank für die guten Tipps!

U=RxI und Parallel und Serie sind so die Dinge, die ich bisher kapiere. Für die Schule habe ich nun so ein Projekt, wo ich Leistungsdaten von Batterien vergleichen soll. Im Grunde würde ich da ja eigentlich nur verschiedene Widerstände benötigen über die ich die Batterien entlade. Das wäre die absolut einfachste Lösung. Aber da fängt es schon an. Welche? Wie schätzt man das ab? Am besten ich nehm die 1,5 V Batterien einzeln (kein 6 Volt-Pack), dann dürfte es auch mit der Temperatur nicht so arg werden wenn ich so 1 Stunde bis 1 Tage anpeile.
Welche Widerstände empfehlt ihr für 1 Stunde Entladung bzw. 24 Stunden Entladung.
Noch eine Frage: Wenn ich gepulste Entladung messen will (gibt es da eurer Meinung nach einen Unterschied), dann würde ich den Arduino benötigen. Was ist eigentlich wenn ich 10 LEDs oder mehr parallel dran hänge (davon wurden ja genug mitgeliefert), würde ich dann nicht auch schon eine brauchbare Last erzeugen?

odl:
....Aber da fängt es schon an. Welche? Wie schätzt man das ab? Am besten ich nehm die 1,5 V Batterien einzeln (kein 6 Volt-Pack), dann dürfte es auch mit der Temperatur nicht so arg werden wenn ich so 1 Stunde bis 1 Tage anpeile.
Welche Widerstände empfehlt ihr für 1 Stunde Entladung bzw. 24 Stunden Entladung.

Und genau das hat dir doch gregorss geschrieben. Lerne das Ohmsche Gesetz. Sagt dir URI etwas ?

Mit diesem Wissen kannst du dir deine Frage selbst beantworten.

odl:
Noch eine Frage: Wenn ich gepulste Entladung messen will (gibt es da eurer Meinung nach einen Unterschied), dann würde ich den Arduino benötigen. Was ist eigentlich wenn ich 10 LEDs oder mehr parallel dran hänge (davon wurden ja genug mitgeliefert), würde ich dann nicht auch schon eine brauchbare Last erzeugen?

Ob es einen Unterschied macht, ob ein Akku kontinuierlich oder gepulst entladen wird, weiß ich nicht - aber ich nehme an, dass es Unterschiede gibt. Genau das kannst Du mit Deiner Bastelei untersuchen.

Wenn Du viele LEDs parallel schaltest, erhältst Du natürlich einen höheren (Entlade-) Strom als nur mit einer oder wenigen LED(s). Und wie lange das Entladen dauert, kannst Du anhand der Akku-Kapazität und dem Entladestrom überschlagen. Ich würde aber nicht davon ausgehen, dass diese Rechnung zu exakten Werten führt. Wieviel Energie ein Akku liefern kann, hängt auch davon ab, bei welcher Temperatur er liefern muss. Und dass man bei derlei Basteleien nicht davon ausgehen darf, dass eine Rechnung einen auf zwei Nachkommastellen genauen und vor allem verlässlichen Wert ergibt, musste ich erst lernen.

Wenn Du eine Sache wie Entladedauer untersuchst, notiere auf jeden Fall auch, unter welchen (Umgebungs-) Bedingungen die Tests stattfinden. Ohne das sind derlei Tests nicht sonderlich aussagekräftig.

Gruß

Gregor

HotSystems:
Lerne das Ohmsche Gesetz. Sagt dir URI etwas ?

Musst auch seine Antworten lesen:

U=RxI und Parallel und Serie sind so die Dinge, die ich bisher kapiere

:wink:

Ob 50 % PWM oder halbe Stromstärke eine Batterie gleich entladen, wäre ein interessantes Forschungsprojekt. Gregor ist überfragt, ich auch. Gern kannst du deine Ergebnisse hier anhängen.

Neben U = I * R kennst du sicher auch P = I * U und weisst also, dass man 1/4 Watt Widerstände leicht heiss werden lassen kann.

Welche Widerstände empfehlt ihr für 1 Stunde Entladung bzw. 24 Stunden Entladung

10 Ohm an 1.5V sind 150 mA, somit 0.225W, das könnte man also gerade noch machen.
( Besser etwas größer, also z.B. 33 Ohm )

Drei davon parallel oder 4 davon hintereinander macht einen Unterschied von 1:12. Da sollte man den erwarteten Unterschied im Batterie-EntladeVerhalten schon merken.

(Mit 3 * 10 Ohm Widerständen parallel werden nicht nur die Widerstände, sondern auch die Batterie selber warm, schätze ich. Also eigentlich kein Wunder, dass sie so weniger Energie an die Widerstände zum verheizen liefern kann.)

LEDs haben den Nachteil, dass sie keinen definierten Widerstand haben und man sie vor dem Durchbrennen schützen muss. Und für die meisten ist 1.5V zu wenig.

Hi odl,

ich gehe mal davon aus, daß Du keine Batterien, sondern handelsübliche Akkus in der Bauform AA benutzt, falls nicht, so halten sie in diesem Fall als Beispiel her.
AA-NiMh-Akkus haben nominal 1,2V Spannung und eine bestimmte Kapazität, meist zwischen 2800mAh und 1600mAh. So kann z.Bsp. ein Akku mit 2000mAh 2 Stunden mit 1000mA oder 1000 Stunden mit 2mA entladen werden. Aber das ist eine reine Rechnung, in der Praxis wird man einem Akku bei langsamer Entladung immer mehr als bei einer schnellen Entladung entnehmen können.

Wird der 2000mAh Akku über einen 2,4Ohm Widerstand entladen, also bei 500mA ist der spätestens nach 4 Stunden leer, und verbrät dabei 0,6Watt, was ein Metallschichtwiderstand abkann, oder bei Kohleschichtwiderständen auf 3 Widerstände verteilt werden sollte, oder gleich einen Leistungswiderstand (2W oder so).

Dafür brauchst Du ja noch keinen Arduino, aber zum messen und protokollieren könntest Du den nehmen, sowie für eine Endabschaltung bei 0,8 Volt, weiter sollte man 1,2V Akkus nicht entladen.
Es ist zwar nicht sonderlich kompliziert, aber wenn Du noch bei "Blink" stehst, ist das freilich noch nicht lösbar.

Gruß André

SpaghettiCode:
Wird der 2000mAh Akku über einen 2,4Ohm Widerstand entladen, also bei 500mA ist der spätestens nach 4 Stunden leer, und verbrät dabei 0,6Watt, was ein Metallschichtwiderstand abkann, oder bei Kohleschichtwiderständen auf 3 Widerstände verteilt werden sollte, oder gleich einen Leistungswiderstand (2W oder so).

Metallschichtwiderstände sind meist nur kompakter als Kohleschichtwiderstände. Die gibt es auch in allen möglichen Leistungsklassen.
PUI Formel wurde bereits genannt. Zusammen mit URI Formel sollte er auch bestimmen, wieviel Leistung an den Widerständen abfällt.

michael_x:
Musst auch seine Antworten lesen:
:wink:

Ja, stimmt.
Habe ich echt überlesen.
Allerdings geht aus seinen Fragen und Antworten nicht hervor, dass er es tatsächlich damit umgehen kann.

Vielen Dank für die vielen guten Tipps!

Ich hab das jetzt mal mit 8 LEDs parallel probiert. Wenn ich bei den LEDs den Widerstand messe geht der aber von 80 bis auf 50 runter, ist also variabel. Ist also tatsächlich schlecht geeignet. Außerdem dauert das Entladen zu lange. Wichtig ist ja einfach nur dass jeweils die Versuchsbedingungen für die versch. Batterientypen vergleichbar sind.
Am praktischsten ist es wohl wenn man statt der LEDs Widerstände nimmt. Da kann man die beiden Bedingungen (Langsam-Schnell) einfach realisieren.


10 Ohm an 1.5V sind 150 mA, somit 0.225W, das könnte man also gerade noch machen.
( Besser etwas größer, also z.B. 33 Ohm )

Drei davon parallel oder 4 davon hintereinander macht einen Unterschied von 1:12. Da sollte man den erwarteten Unterschied im Batterieentladeverhalten schon merken.


Wenn ich die Widerstände nun durch den Arduino ansteuere (Für Bedingung gepulste vs. Dauerentladung), kann der dadurch schaden nehmen oder ist es dem egal (wieviel mWatt kann der eigentlich vertragen?). Der Arduino läuft ja auch mit 5 bzw. 6 Volt (immer 4 Batterien auf einmal)
Wieviele 10 Ohm Wiederstände kann ich da noch parallel Schalten, dass der nicht durchbrennt?
Die Langsamentladung (das Gleiche in Serie) solle ja unproblematisch sein.
Wie würdet Ihr das Dimensionieren, wenn man das Batteriepack (6V) anschließen will und den Arduino nicht schrotten will.