Hallo forum
Meine Frage wäre , ist es möglich mit dem Arduino eventuell von einem Akku Pack den ladezustand auszu lesen. Also wenn ich irgend etwas über den Arduino betreibe und das über NT oder Solar, wodurch gleichzeitig ein Akku Pack geladen wird. Könnte man den Akku Pack so an den arduino anschliessen das man über ein Programm auslesen lassen kann wie voll der Akku Pack ist.
l.G.Jürgen
Ich bin kein Experte, aber man muss zumindest wissen, um was für einen Akku es sich handelt.
Zeig mal wie alles bei dir angeschlossen ist. Den Akku kannst du messen, egal ob 1,2V, oder 3,7 V. Gab von Serenfly mal dazu irgendwo ein Beitrag. Spannungsteiler relativ hochohmig aufbauen und dann entsprechend alle xMinuten einmal messen, nicht dauerhaft.
sschultewolter:
Gab von Serenfly mal dazu irgendwo ein Beitrag.
Die Schaltung ist von TERWI. Habe ihm lediglich bei der Entwicklung geholfen. Da ging es aber darum alle Zellen einzeln zu messen, was komplizierter ist.
Wenn man nur die Gesamtspannung möchte, kann man den Akku einfach an den ADC anschließen. Mann muss sie aber anpassen falls sie 5V übersteigt.
Also ich habe noch nichts aufgebaut, also kann ich auch noch nichts zeigen. Ich habe lediglich die Idee.... Da ich meinen Leuchtturm an meinem kleinen Teich über einem Arduino steuer und das auch mit Solar speise, das Panel bringt 7,5V und ich habe als Stüztakkus 4x 1,2V drin ,die von dem überschüssigem Strom geladen werden. Das klappt auch super. jetzt bastel ich an einer UHR die über einem 7,2 NT woran ein Laderegler angeschlossen ist der den Strom zum Arduino und den überschuss zu einem 6V Akku bringt. da sind 3 LED dran die mir zeigen wann der AKKU vol ist und dann abschalten. Ich hatte mir gedacht das könne man doch auch über den Arduino regeln, wenn ich z.B. den Arduino bei einem Projekt mit einem 9V NT anschliesse und 4x 1,2V 2400mA Akkus mit über den Arduino anschliesse, sollte der Arduino in verschiedenen Abständen , meinetwegen jede Stunde wie voll die Akkus sind. sobald der Agduino erkennt das die Akkus voll sind sollte der Ar4duino wie ein Schalter die Zufuhr zu den Akkus abschalten und wenn die Akkus eine gewisse Entladung haben soll der Arduino wieder die Zufuhr wieder anschalten. Ich weiss ja nicht ob das machbar ist aber rein Teoretisch müsste das umsetzbar sein. 
l.G.Jürgen 
Du hast ein wildes Sammelsurium von Akkus.
NiMH und Blei? liege ich da richtig? Bei keinem von beiden ist die Spannung proportional zum Ladezustand. Die Volladung kannst Du beim Bleiakku einfach durch Spannungsmessung herausbekommen. Beim NiMH ist es schon schwieriger. Dazu brauchst Du eine Ladeschaltung.
Damit Du den Ladezustand messen kannst mußt Du den Lade- und Entladestrom messen.
Grüße Uwe
Uwe, Danke mal erst. Normal habe ich die NiMH 1,2V Akkus und habe dafür auch solche Halterungen wo immer s stck. rein kommen und mit solchen Druckknopf anschlüssen angeschlossen werden. Ich habe mir jetzt bei Westfalia 3 solche Block Akkus mit 6V geholt heissen multipower und sehen so aus wie kleinere Motoratbatterien. Aber mir ging es im Wesentlichen nur darum ob das was ich mir so durch den kopf hab gehen lassen mit dem Arduino zu bewerkstelligen ist. Denn wenn bräuchte ich doch im Grunde keinen Laderegler bei Solar wenn das auch der Arduino bewerkstelligen kann.
l.G.Jürgen
Nein, ein Arduino kann nicht als Laderegler diehnen.
Ein Solar-Laderegler belastet die Solarzelle im Arbeitspunkt sodaß die größte Leistung herauskommt und lädt damit den Akku.
Die Akkus die Du beschreibst müßten Blei-Gel Akkus sein.
Grüße Uwe
Danke UWE, also habe ich falsch gedacht 
l.G.Jürgen
Ich hatte vor ein paar Wochen auch ein ähliches Problem - es geht um die Versorgung meiner im Bau befindlichen Wetterstation.
Das Ding soll autark alleine draussen vor sich hinwerkeln und auch "Strippenfrei" arbeiten.
Also (auch) mit Solarzelle, Akku und zur Kommunikation ein kleiner NRF-Transceiver. Das Management macht ein UNO.
Ich hab lange hin und her überlegt, welche Akku-Kombi und Solar-Panel mit welcher Spannung/Leistung ich nehmen soll.
4x NiMh erreichen mal so eben 5V, wenn sie voll sind - für direkten Anschluss. Was ist, wenn die Nachladung wegen Schlechtwetter nicht passt und der Akku auf 4V gesamt geht ? Läuft der Dino dann noch ?
5x ist zu viel für Direktanschluss und zu wenig für den internen Regler. Also 6x oder mehr.
Ein 2S-Lipo hat auch nur 7,4V im geladenen Zustand und kommt dann auch mal bei 6V an. Passt also auch nicht.
Also min ein 3S-Lipo mit 11,1V - da geht wieder zu viel im Regler flöten ...
Und wie die Ladung regeln ? Man müsste den Strom und die Spannung des Panels messen und im Dino so was wie einen MPPT-Regler intergieren, der neben den Mess-Daten auch noch die Stromversorgung sicherstellt.
Dazu müsste dann ja auch noch kontrolliert werden, wie es um den Akku steht, wenn er mangels "Bestrahlung" seinem Kapazitätsende entgegen geht.
Alles sehr aufwendig ....
Ich mache das nun wie folgt:
Energiespeicher ist ein 1S-Lipo mit 3,7V (Ladeschlussspannung). 1300 mAh.
Das Solar-Panel ist ein 1,5W-Typ mit 5/6V Spannung und max. 300mA.
Als Laderegler kommt ein USB-LiPo-Lader zum Einsatz. Hab ich von Wetterott, PRT-10161. 10,60€
Das Teil lädt einen 1-Zellen-LiPo automatisch mit max 500mA.
Um auf die Betriebsspannung zu kommen, werkelt dann ein StepUp-Regler 1,5-5 nach 5V fest. Auch Wetterott, 2115. 3,08 €
Hängt dann direkt am Lipo und soll 1A schaffen (das Ding ist so winzig).
Hier muss ich mich dann eigentlich um nix kümmern.
Sobald das Panel genug Dampf entwickelt, wird die LiPo-Zelle mit dem verbleibendem Strom geladen. Maximalstrom 500 oder 100 mA einstellbar, Überladung ausgeschlossen. Bei Unterspannung wird das Panel im Lader abgeschaltet - ich brauche nicht mal ne Schottky-Diode als Entladeschutz.
Der Dino bekommt immer artig seine stabilen 5V, egal ob grade bis an 3,7V geladen wird oder der Lipo vor der Entladegrenze bei 3V steht.
Die 3,3V für den Sender kommen vom Dino.
Einziges Problem ist noch:
Was tun, wenn das Solar-Panel dann doch zu klein dimensioniert ist und / oder es dauerhaft düsteres Wetter gibt ?
Ich kann zwar mit dem Dino die LiPo-Spannung direkt messen (sind ja nur max. 3,7V) und mittels eines Relais o. ä. den Dino vom Akku trennen - aber wie schalte ich den wieder ein ?
So ein Relais - dauerhaft angezogen - braucht auch wieder einen Saft und ein Resetknopf an der Seite ist auch kabbes.
Fragt sich jetzt vielleicht jemand: Warum ist er da so scharf drauf, eine Abschaltung zu haben ?
Ganz einfach: LiPo's sind sehr empfindlich gegen Unterladung. Andere Typen sind da nicht so sensibel, mögen das aber auch nicht.
.... ich hab übgrigends anfang des Jahres einen 55Ah-Gel-Akku zu Tode entladen ! Irreparabel in Dutt.
Ich werde mir da wohl was kleines Basteln müssen: Ein Fenster-Komparator misst die LiPo-Spannung. Fällt diese unter 3V, wird der StepUp-Regler mittels MosFET o.ä. vom Lipo getrennt und erst bei ca. 3,5V wieder zugeschaltet.
Dann ermittelt meine Wtterstation vielleicht eine Weile keine Daten, aber der Akku bleibt am Leben.
Ein bistabiles Relais wäre auch eine Option. Da muss man i.d.R. die Stromrichtung umkehren um sie umzuschalten. Geht z.B. mit einer Halbbrücke - zwei Transistoren, zwei Dioden.
Irgendwie passiert das nun schon zum x-ten Mal: Ich grüble hier und stelle dann mal irgendwann das Prob hier kur ein .... und zack: Herr Dr. Prof. Serenifly schüttelt wie selbstverständlich die Antwort wenige Minuten später aus dem Ärmel.
Und ebenso oft ist es der Fall, das ich da auch eigentlich selbst hätte drauf kommen können - in diesem Fall hatte ich noch vor einigen Tagen das Ersatzstromstoß-Relais für unsere Tasterschaltung im Treppenhaus in der Hand.
Logo passt das nicht.
Das richtige wäre wohl dann das hier: http://www.reichelt.de/Miniaturrelais/HFD3-005-L2/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=126993&GROUPID=3292&artnr=HFD3-005-L2
Hat in diesem Fall 2 Spulen, so dass sich die Schaltzustände definiert schalten lassen können.
Dazu nehme man dann folgende Schaltungen:
Ein Fensterkomparator Fenster-Komparator
und 2 Monoflops ala NE555 als monostabile Kippstufe / Retriggerbares Monoflop
Die Ausgänge des FK müsste man noch invertieren, also reicht z.B. ein TL074.
Für die Monoflops ein NE556.
Plus ein bischen Kleinkram und ne übriggebliebene Lochrasterplatte.
Noch eine Ergänzung:
Aus der o.g. FK-Schaltung könnte man noch den Zustand des Ausgang Uao (über oder unter oberer Referenz) durch den Dino abfragen, um festzustellen ob es "kritisch" mit dem Akku wird.
Da noch nicht abgeschaltet wird (erst bei Uau < untere Referenzspannung), könnte man noch Signalisieren - in meinem Fall über den eingebauten Transveiver eine Art SOS schicken.
Für die Monoflops geht auch ein CD4538. Braucht nur ein RC-Glied pro Seite als Zusatzbeschaltung:
http://www.fairchildsemi.com/ds/CD/CD4538BC.pdf
Das hier ist glaube ich die Relais Variante mit einer Wicklung/Spule:
http://www.reichelt.de/Miniaturrelais/HFD2-L-5V/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=101942&GROUPID=3292&artnr=HFD2-L+5V
Allerdings willst du die ja sowie es aussieht sowieso nicht über den Arduino direkt steuern, also passen zwei Wicklungen besser.
... oder logo auch so.
Dann brauchts auch nur 2 OPs, Inverter fallen weg.
Werde ich nachher mal einen Lochrasteraufbau skizzieren.
Serenifly:
Ein bistabiles Relais wäre auch eine Option. Da muss man i.d.R. die Stromrichtung umkehren um sie umzuschalten. Geht z.B. mit einer Halbbrücke - zwei Transistoren, zwei Dioden.
TERWI:
Irgendwie passiert das nun schon zum x-ten Mal: Ich grüble hier und stelle dann mal irgendwann das Prob hier kur ein .... und zack: Herr Dr. Prof. Serenifly schüttelt wie selbstverständlich die Antwort wenige Minuten später aus dem Ärmel.
Deshalb wollen wir auch immer die volle Wahrheit wissen. 
Ja, wie Du bemerkt hast gibt es auch bistabile Relais mit 2 Spulen. Da muß man nicht umpolen.
Wie gesagt den Ladezustand zu messen ist schwierig. Zu messen wann ein Akku (fast) leer ist ist viel leichter.
Grüße Uwe
Ich bin gerade dabei einen Solar Laderegler zu bauen, der auch eine Akku Anzeige hat, die anzeigt wie voll der Akku ist. Habe mir den Weg überlegt, über die Akkuspannung zu gehen, wie es bei den ganzen käuflich zu erwerbenen Anzeigen auch der Fall ist.
Als Akkus nehme ich 2 x AGM Akkus a. 240Ah 12V in rheie, so das ich auf 24V komme. Wenn man nun die Spannung nimmt, wo der Wechselrichter abschaltet wegen unterspannung, und die Ladeschlussspannung vom Akku, hat man einen Spannungsbereich. Dieser Spannungsbereich von 21,6V bis 28,4 setzt man in 0-100% um in 5% schritten. Ab eine bestimmten Spannung erhöt sich die Akkuanzeige jeweils um 5%.
So meine Theorie. Ob es sich in der Praxis so realisieren läst, steht noch aus.
Schau mal hier: http://www.komputer.de/wordpress/archives/358 da hat jemand eine Akku Kapazitätsmessung gebaut.
LG. Rene
Die Lade/Entladespannung ist nicht proportional zur Ladung des Akkus. Außerdem ist die Klemmenspannung auch vom Entladestrom abhängig wegen des Spannungsabfalls am Innenwiderstand.
Hab ich da ein Déjà-vu ? Kommt mir so seltsam bekannt vor, was Rene_Merten da vor hat. Liegt hier auch schon ein Jahr in der Schublade, nach dem ich unseren WoWa versolarisiert habe.
Über das Laden von Akkus streiten sich ja bekanntlich auch Gelehrte. Man liest auch viel dummes Zeug im Netz.
Eine recht gute Beschreibung "HowTo" liefert das Manual eines wirklich sehr guten Akkuladers von CTEK - siehe Seite 3:
http://www.ctek.com/Archive/ProductManualPdf/MXS%2010_DE.pdf
Wie vielerorts nachzulesen ist, sollte man die Ladung in w.o. genannte Abschnitte unterteilen, bei erreichen einer bestimmten Ladenspannung den Strom zurückfahren und ab Ladesschluss-Spannung mit Erhaltungsladung weitermachen.
Alles logo je nach Akku-Typ.
Was ist aber nun im Fall eines Solarreglers mit Akku, der sinnvollerweise dann auch mal durch einen Wechselrichter belastet wird ?
Im Fall einer (wechselnden Last) wird wahrscheinlich nie (ausser ohne Last) einer der o.g. Spannungsstufen in der Folge wie beim normalen Laden erreicht, da hier der WR die Spannung je nach Last runterzieht.
Im Worst-Case - Akku fast voll, Solar-Panel(s) unter voller "Bestrahlung", WR mit mittlerer/kleiner Last - könnte eine (nur) spannungsprüfende Ladereglereinheit meinen: "Da passt doch noch was rein...." und überlädt somit den Akku ! Permanent ?!
Das kann wie Unterladung grade bei AGM/GEL-Akkus mittel- oder kurzfristig tödlich enden. Für den Akku ....
Neben Spannungsmessungen sollte man neben der Zeit ebenso also auch Ströme messen.
Da sind wir aber nicht mehr im Bastelbereich ! Bei z.B. 1KW Last nach dem WR sind das mit Verlusten auch locker mehr als 45A auf der 24V-Seite und Leitungsquerschnitte >> 16qmm sind angesagt.
Solche ernsthaften Ströme lassen sich nur noch mit einen adäquaten Shunt messen - die beliebten ACS712 (auch meinetwegen die 30A-Version 3x parallel) scheiden hier sicherlich aus.
Man bedenke, das der Akku auch alleine nachts den WR mit voller Last beliefern können muss !
Wie macht man das am gescheitesten ohne viel Aufwand ?
In einer Application-Note von Texas zu einem Sinus-WR las ich, das man man die Polarität über so einem Shunt auswertet um zwischen Ladung und Entladung zu entscheiden. Sehr einfache Sache.
Schaltungstechnisch wie ein " T " - Stück: Rechts der Laderegler, links der WR, unten der Akku über Shunt.
Zur "Laufzeit" kann dann ein Dino z.B. folgendes ermitteln:
Daraus ließe sich dann mit geschickter Programmierung ableiten, wann und wie "Dampf" der Regler an (Lade-) Strom zur Verfügung stellen muss.
Vorrausgesetzt, er kann überhaupt.
Dazu dann noch ein gescheiter, guter Code um immer im MPP (MultiPowerPoint) der/des Panels zu fahren macht die Sache rund.
Die einzig funktionierende Ladestandskontrolle ist es den Strom ( Lade und Entladestrom) zu messen und daraus die Ladung zu berechnen. Die Probleme sind dabei aber die Lade/Entladeverluste in Akku und die sich ändende Kapazität des Akkus. Die Kapazität des Akkus ändert sich nicht nur durch Verschleiß (ein Teil der aktiven Masse nimmt mit der Zeit nicht mehr am Lade/Entladezyklus Teil weil sie unlösbare chemische Verbindungen eingeht) sondern auch in Funktion der Temperatur und des Entladestroms. Die Nennkapazität ist bei einem Strom von einem zwanzigstel der Kapazität gemessen (bei einem 150Ah Akku also nur 7,5A!!) zB Rotek Handels GmbH - Bildbetrachter Dieser Akku hat nominell 150Ah; Laut Grafik bei 7,3A Entladestrom ca 146Ah, bei 39A cac 120Ah und bei 90A nur mehr ca 90Ah.
Auch die Selbstentladung (Funktion der Temperatur) und der Stromverbrauch der Meßschaltung sind zu berücksichtigen.
Grüße Uwe
ich kennen das von Booten, bei denen der Ladezustand der Bordbatterie ja eine der existenziell wichtigen Größen ist, da er mit darüber entscheidet, ob Funk und GPS noch funktioniert, ganz zu schweigen von den Leuchten und (bei größerer Fahrt), die Gefriertruhe...
Die oft angepriesene Methode, die Leerlaufspannung zu messen und dadurch Rückschlüsse auf den Ladezustand zu ziehen, funktioniet hier nicht, da eine Leerlaufmessung ja bedingt, dass alle Verbraucher abgeschaltet sind.
Deshalb gibt es für solche Fälle Batteriecontroller, die unter anderem auch den Strom messen, der in/aus der Batterie fließt und über Modelle (suche mal nach Peukertexponent ) summiert wird. Aber auch hier müssen für jede Batterie die Kennzahlen bekannt sein und es ist letztlich nur eine Schätzung.
Der Sinn eines solchen Batteriecontrolles ist ja, jederzeit zu wissen, wieviel Energie noch da ist, um entsprechend agieren zu können.
Bei den hier diskutierten Fällen (autarke Wetterstation etc) reicht es aber doch aus zu wissen:
a) wann ist der Akku entladen und ich muß alles abschalten
b) wann ist der Akku voll?
der erste Fall läßt sich meist aus der Spannung ableiten.
der zweite Fall wird üblicherweise von günstig käuflichen Ladegeräten recht gut erledigt.
Was anderes sind da schon die WoMo Regler, wo ja ein Satz Akkus auch richtig Geld kostet. Da ist es sicherlich sinnvoll, den Ladezustand über ein Mathematisches Modell zu rechnen. Wobei ich weiß, dass die Firmen, die Batteriecontroller bauen, sehr viel Know How in die Algorythmen reinstecken. Der Ladezustand eines Bleiakkus ist leider kein klarer mathematischer Zusammenhang, der sich von Fabrikat zu Fabrikat, von Akku zu Akku und aussedem noch über die Alterung ändert.
