Unterspannungswarnung

[Guest Jens Thode]

Hallo,

 

jetzt haben mich mal wieder meine nichtvorhandenen Elektronikkentnisse eingeholt.

 

Es geht darum meinen Lipo Akku mit einer Zelle zu überwachen.

 

Ich habe da an eine Schaltung gedacht, die eine LED zum leuchten, besser zum blinken bringt, oder eine Blaue Flash LED ansteuert, wenn bis zur Tiefenladung der Zelle noch 0,2 Volt übrig sind.

 

Für zwei Lipo Zellen gibt es ja sowas fertig zu kaufen, aber für eine Zelle bin ich noch nicht fündig geworden.

 

Das ganze soll in das Tochterboot der Marwede (Maßstab 1:72) eingebaut werden, soll also wenn`s geht nicht mehr als 2 Gramm wiegen.

 

Da ich es mir nicht leisten kann das kleine Boot Antriebs- und Steuerungslos dahindümpeln zu lassen, scheidet ein Regler, mit Unterspannungsabschaltung aus.

[Frank Andrees]

Hallo Jens,

 

da wirst Du wohl ein Problem haben.

 

Die meisten Schaltungen arbeiten mit 5V. Diese Spannung hast Du bei einer Zelle aber garnicht.

 

Ich habe mir auch schon Gedanken über eine Überwachung gemacht.

 

Ich will eine rote LED anbringen. Diese wird mit einem Widerstand So dimensioniert, das die LED bei 3,2 V-LiPo-Spannung erlischt.

 

Ich denke dabei entweder an die Seitenbeleuchtung oder je nach Möglichkeit am Mast.

 

Vielleicht ist dies auch ein Gedankenansatz für Dich.

 

Mit freundlichen Grüßen

 

Frank

[Torsten]

 

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Ich will eine rote LED anbringen. Diese wird mit einem Widerstand So dimensioniert, das die LED bei 3,2 V-LiPo-Spannung erlischt.

 

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Hmm... wäre das nicht ein klassischer Fall für eine Zenerdiode?

 

Vorausgesetzt, die gibt´s überhaupt für so kleine Spannungen... :dontknow:

 

Weihnachtliche Grüße

 

Torsten

[Guest mirko]

Generell funktioniert die Zener-Diode schon, und es gibt sie auch ab 3V. Aber im Grenzbereich der Schaltung bekommst du damit (unfreiwillig) ein Blinken hin, da sich je nach weiteren Lasten die Spannung der Zelle immer in einer kleinen Bandbreite bewegt.

 

Um ein zuverlässiges Schalten an einer bestimmten Stelle zu gewährleisten, so dass nicht gleich wieder zurückgekippt wird, wenn die Spannung minimal steigt, würde sich ein Schmitt-Trigger anbieten. Den kannst du auch selbst herstellen und dabei die beiden Schaltspannungen über die benutzten Widerstände exakt einstellen. Dahinter dann einen npn-Transistor klemmen, der die Diode bedient (ich bin für eine "Abschaltlösung", da die, wenn der Saft knapp wird, nicht auch noch zusätzlich den Akku belasten soll. Eine "Einschaltlösung" sollte aber analog mit einem pnp gehen). Solange die Spannung über der "Ausschaltspannung" liegt (bei Franks Beispiel 3.2V), liefert der Schmitt-Trigger ein High am Ausgang und schaltet damit den Transistor durch, die Diode leuchtet (analog pnp - UBE ist dann (fast) 0, die Diode ist aus). Sobald die Spannung zu weit sinkt, schaltet der Trigger auf Low, und die Diode geht aus.

 

Ob das allerdings alles in 2 Gramm zu haben ist? Da musst du auch verdammt sparsam löten...

[Torsten]

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Ich habe da an eine Schaltung gedacht, die eine LED zum leuchten, besser zum blinken bringt

 

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Na, das Kriterium wäre mit der Low-Budget-Leichtgewicht-Zenerdioden-Lösung offenbar automatisch erreicht...

 

Grüße

 

Torsten

[Guest Harry]

Ich will eine rote LED anbringen. Diese wird mit einem Widerstand So dimensioniert, das die LED bei 3,2 V-LiPo-Spannung erlischt.

 

Ich habe nicht verstanden, wie das funktionieren soll.

 

Aber warum nimmst Du nicht eine weiße LED? Deren Spannung liegt bei 3.5 Volt, also fast identisch mit den 3.6 Volt einer LiPo Zelle. Davor irgendetwas zwischen 10 und 100 Ohm. Bei vollem Akku leuchtet die (die leuchtet wirklich, z.B. in meinen 1:87 Trucks). Fällt die Akkuspannung zu weit, dann geht die weiße LED von allein aus.

 

Ich habs noch nie ausprobiert, aber irgendwo zwischen 3.6 und 3.0 Volt wird die LED ausgehen, vermute ich. Und wenn ich mich recht erinnere, bist Du damit im sicheren Bereich der LiPo Zelle.

 

Viele Grüße

 

Harry

[Frank Andrees]

Hallo Harry,

 

da liegst Du leider etwas falsch.

 

Ich habe wegen meiner PARAT länger mit den weißen LED´s rumgespielt.

 

Die weißen LED´s fangen bei ca. 2,8 V an zu leuchten. Zwar nicht stark, aber sie leuchten.

 

Bei 3,2 - 3,5 V haben sie die höchste Leuchtkraft. Darüber leuchten sie sogar noch heller, aber leider nicht lange uns oft.

 

Bei einer LiPo-Zelle sollte bei spätestens bei 3,0 V mit der Entladung Schluß sein. Sie wird ja in der Verena nicht so stark belastet.

 

Daher ist aus meiner Sicht die weiße LED ungeeignet.

 

Um eine gewissen Spielraum bei der Spannung zu haben, habe ich dann an eine rote oder Grüne LED gedacht.

 

Die Schmitt-Trigger-Schaltung von Mirko hatte ich auch im Gedächtnis. Ich muß jetzt nur probieren, ob ich sie noch stabil kriege.

 

Der Gedanke von Mirko ist richtig, aber leider ist beim traditionelle Aufbau der Schaltung das Ganze durch den Spannungsteiler spannungsabhängig, da es ja an der gleichen Stromversorgung hängt. D.h. der Schaltpunkt verschiebt sich bei abnehmender Spannung der LiPo-Zelle.

 

@Torsten

 

Die Zener-Diode macht aus einer höheren Spannung z.B. 5V eine Spannung von z.B. 3V. Leider fällt über ihr aber auch etwas Spannung ab. Aus meiner Erinnerung ca. 0,7V.

 

Daher würde bei 3,6V Spannung das ganze schon nicht mehr funktionieren.

 

Man sieht es ist nicht ganz so einfach eine Schaltung hinzukriegen, wenn man nicht mit den normalen Spannungen, wie 5V oder 12 V arbeitet.

 

Schau mer mal.

 

Mit freundlichen Grüßen

 

Frank

[Guest Harry]

Interessant zu wissen.

 

Bei Deinen Vorstellungen von einer Z-Diode liegst Du allerdings vollkommen falsch. Man nutzt sie in Sperrichtung, da gilt dann die Nennspannung. In Flußrichtung gelten die ca. 0.7 Volt, aber so herum wird eine Z-Diode nicht benutzt.

 

Dann gibt es noch eine einfache Schaltung: einen beliebigen Operationsverstärker für geringe Spannung. Der wird als Komparator geschaltet oder als Schmitt-Trigger. Google wird Dir sicher die passenden Stromlaufpläne liefern.

 

Das ganze mit "flying wires" an einem SO8 Gehäuse müsste leicht genug werden.

 

Oder so wie ich es mache: wenn ich merke, das beim Gasgeben meine weißen LED merklich dunkler werden, höre ich auf zu fahren.

 

Viele Grüsse

 

Harry

 

PS: Du hast bei Deinem Parat eine interessante Art, mit LED zu spielen, indem Du bestimmte Spannungen anlegst. Ich achte nie auf die Spannung an der LED. Die hängt nur für den Arbeitspunkt ab, der sich aus dem gewählten Strom ergibt. Und den stelle ich mit Vorwiderständen ein, bei deren Berechnung ich einfach 3.5Volt für die weiße LED annehme.

[Torsten]

 

...

 

Man nutzt sie in Sperrichtung, da gilt dann die Nennspannung. In Flußrichtung gelten die ca. 0.7 Volt, aber so herum wird eine Z-Diode nicht benutzt.

 

...

 

Eben, so meinte ich das eigentlich auch.

 

Bei <3V müsste doch dann die LED ausgehen?

 

Auf jeden Fall sollte an der LED eine Veränderung erkennbar werden - flackern, blinken, irgendwas. Vielleicht reicht das ja als Warnung schon?

 

Viele Grüße

 

Torsten

[Frank Andrees]

Hallo Harry,

 

da habe ich aber einen riesen Denkfehler gemacht. Du hast natürlich vollkommen recht.

 

Das kommt davon, wenn man lange nicht mehr damit gearbeitet hat.

 

Damit sollte es mit einer normalen 3V Z-Diode sehr einfach gehen.

 

Aber eben nur mit Licht aus und nicht, wie Jens es wollte, mit Licht an.

 

Bei der Parat habe ich mit Spannungskonstanter gespielt. Dadurch kann ich die LED´s bei der Menge ohne Vorwiderstände betreiben. So habe ich die normalen Signallampen mit 3V versorgt. Dagegen werden die "Halogenstrahler" mit 3,4V versorgt. Dadurch konnte ich mit einer Sorte SMD-LED´s arbeiten.

 

Mit freundlichen Grüßen

 

Frank

[Guest Harry]

Trotzdem habe ich noch nicht verstanden, was Du tun willst. Da müsste ich erst einen Stromlaufplan sehen.

 

Ist Euch eigentlich bewusst, dass so eine LED sich genauso benimmt, wie eine Z-Diode? Sie hat eine gewisse Durchlassspannung, allerdings in Durchlassrichtung, nicht in Sperrrichtung.

 

Viele Grüsse

 

Harry

[Guest mirko]

Hi Frank,

 

ich hab' mich jetzt nicht mehr weiter mit den Randbedingungen des Schmitt-Triggers beschäftigt. Man müsste mal durchrechnen, wie stark die Verschiebungen beim Nachlassen der Zelle wären. Das könnte man ggf. in den Griff bekommen.

 

 

 

Mirko