Online seit Februar 2009

 

 

 


1. Vier Bastel-Lösungen für 12 Volt Blei- oder Blei-Gel-Flies
Batterie-Kontroll-Ladezustands-Anzeige mit LEDs
und dem Controller PIC12F675

Download hier: "12Volt-Batterie-Waechter.zip" (ca.600Kbyte)

Kurzbeschreibung:
Mit einem Batterie-Wächter kann man den Ladezustand einer 12Volt Blei- oder Blei-Gel-Flies-Batterie ermitteln.
Es leuchten dann die entsprechenden Leuchtdioden.

Vier unterschiedliche Lösungs-Varianten sind mit dem Controller PIC12F675 möglich.


Bastel-Lösung bedeutet bei mir :
Es existiert keine Leiterplatten-Zeichnung und kein Gehäuse.
Man muss es selbst z. B. auf einer Lochraster-Leiterplatte aufbauen.
Natürlich ist die PIC-Software .... 100% funktionstüchtig !

Links ein Foto von den Aufbau-Lösungsvarianten 1 bis 3. 
Bei allen 3 Varianten wird der gleiche Stromlaufplan genutzt. 
Wenn man auf diesen klickt erscheint er größer.
Die PIC-Software ist bei den Varianten aber unterschiedlich !
Die Leuchtdioden kann man selbst mit grün, rot oder gelb wählen. 
Es werden Low-Current-LEDs eingesetzt mit einem maximal Strom von 2mA.

Zu Variante 1 :
Es leuchtet bei abnehmender Spannung als zunehmende LED-Kette.
Also:
Wenn die Batterie leer ist, leuchten alle LEDs.
Wenn die Batterie voll ist, leuchtet keine LED.
Genauer:
Es leuchtet die LED an -->
GP1 bei kleiner 13,0Volt
GP2 bei kleiner 12,3Volt
GP4 bei kleiner 11,6Volt
GP5 bei kleiner 10,9Volt

 

Zu Variante 2 :
Es leuchtet bei abnehmender Spannung als abnehmende LED-Kette.
Also:
Wenn die Batterie voll ist, leuchten alle LEDs.
Wenn die Batterie leer ist, leuchtet keine LED.
Es leuchtet immer eine LED weniger, bei abnehmender Spannung.
Bis dann keine mehr leuchtet.
Genauer:
Es leuchtet die LED an -->
GP1 bei größer 13,0Volt
GP2 bei größer 12,3Volt
GP4 bei größer 11,6Volt
GP5 bei größer 10,9Volt

Zu Variante 3 :
Hier leuchtet immer NUR eine LED bei einem bestimmten Spannungsbereich.
Also:
Wenn die Batterie leer ist, leuchtet die LED an GP5. (rote LED)
Wenn die Batterie voll ist, leuchtet die LED an GP1. (grüne LED)
Hier machen sich unterschiedliche Farben der LEDs günstig.
Genauer:
Es leuchtet die LED an -->
GP1 bei größer 13,0Volt (grüne LED)
GP2 zwischen 12,3V bis 13,0Volt (gelbe LED)
GP4 zwischen 10,9V bis 12,3Volt (gelbe LED)
GP5 bei kleiner 10,9Volt (rote LED)


Variante 4 mit einer Duo-LED :
Bei der letzten Variante wird eine Duo-LED genutzt.
Sie hat sowohl eine grüne als auch eine rote LED im gleichen Gehäuse integriert.
Die Bestellbezeichnung bei Reichelt lautet:  LED 5RG-3  (Klick links)
Dem entsprechend ist auch der Stromlaufplan zu ändern.

Eine Duo-LED leuchtet vollkommen grün, 
dann sind es größer 13,0Volt.
Die Batterie ist voll.

Wenn die LED vollkommen rot leuchtet
sind es kleiner als 10,9Volt.
Die Batterie ist leer.

Natürlich werden bei den dazwischen liegenden Batterie-
Spannungen ca. 100 Farbstufungen angezeigt mit zum Beispiel orange,gelb..
Die rote und grüne LED wird dabei unterschiedlich gedimmt.
Es ändert sich also bei unterschiedlichen Batteriespannungen die Farbe.
Es funktioniert SUPER !

Aber so toll ist der Effekt auch nicht, wie ich es mir eigentlich gedacht hatte.
Man erkennt die 100 Farbstufungen nicht exakt.
Man kann nicht exakt die 100 Farben unterscheiden !
Man kann so keine definierte Aussage treffen, 
welche Batterie-Spannung die Batterie noch hat.

Die obigen 3 Varianten sind Aussage kräftiger !
Ob meine Ansicht stimmt, weis ich nicht ! ??? 
Probieren Sie selber !



Wenn man auf den Stromlaufplan klickt erscheint er größer.

ACHTUNG:
Die Analog-Digital-Wandlung durch den PIC12F675 braucht eine Vergleichsspannung (Referenz-Spannung).
Hier (bei allen 4 Varianten) werden die 5,0Volt der Betriebs-Spannung vom PIC genommen.

Dennoch ist die Ausgangs-Spannung nach dem µA78L05 (Referenzspannung) je nach Typ unterschiedlich.
Die Festspannungsregler haben Toleranzen.

Man sollte als Festspannungs-Regler (µA78L05) ausgesuchte Typen mit 5,00 Volt Ausgangs-Spannungen nehmen !!!!!!!!!!!!!!
Nur dann stimmen auch die angegebenen LED-Leucht-Spannungswerte!!!!!
Auch nur kleinste Abweichungen (zum Beispiel 5,04 Volt) führen zu Fehl-Anzeigen von schon ca. 0,2...0,3 Volt !!!!
ODER
Man verwendet einen Einstellregler (100ohm) zwischen den 10K und 3,3K (siehe auch unterhalb) Hier ist der Einstellregler im Stromlaufplan dargestellt.
 
2. Bastel-Lösung für 12 und 24 Volt Blei- oder Blei-Gel-Flies-Batterien
mit
Batterie-Kontroll-Ladezustands-Anzeige mit LEDs
sowie integriertem
Batterie-Wächter für die Entlade-Schluss-Spannungs-Abschaltung
mit dem Controller PIC12F675
 
  Download hier: "12Volt-Batterie-Waechter-mit-Abschaltung.zip"
                            (ca.1,0Mbyte)


Kurzbeschreibung:

Der 12Volt-Batterie-Wächter schaltet bei einer niedrigen Batterie-
Spannung den Verbraucher ab, damit die Batterie nicht unterladen wird.

Diese Batterie-Spannung wird vom Controller PIC12F675 mittels
AD-Prinzip gemessen.
Ein Mosfet schaltet die Spannung für den Verbraucher ab.

"Erholt" sich die Batterie, schaltet es wieder den Verbraucher
an die Batterie an. Der Verbraucher arbeitet dann wieder weiter.

Diese "Hysterese-Schalt-Spannung" liegt etwas höher
als die Abschalt-Spannung.
  Ist der Verbraucher dauerhaft mehr als 5min von
der 12Volt-Batterie-Spannung getrennt, blinkt die rote LED.
Es soll nur ein Warnhinweis sein.
Der Ladezustand mit leuchten der rt/ gelb /gn LED
wird in diesem Fall nicht mehr angezeigt.
Somit kann angenommen werden, das die Batterie dauerhaft entladen ist.

Die Zeit... kann man durch umprogrammieren des PICs ändern.

Der eingesetzte Mosfet ermöglicht ein kontaktloses Schalten.
Es können Strome problemlos von ca. 2A geschaltet werden.
Es wurde im Probeaufbau handwarm.
Ich empfehle trotzdem einen kleinen Kühlkörper (Bestell-Reichelt: V4330N)

Es gibt zwei Software-Varianten:
Es unterscheidet sich durch das Leuchten der LEDs,
welche den Spannungszustand anzeigen.
 

        Klick auf den Stromlaufplan und er wird größer !
 
1. Variante (NORMAL.ASM)
grüne LED -Batterie (voll) über 12,4Volt leuchtet es
gelbe LED  -Batterie zwischen 11,6 bis 12,4Volt leuchtet es
rote LED     -Batterie (leer) unter 11,6Volt leuchtet es

Man kann dies durch umprogrammieren des PICs ändern.

2. Variante (UEBERLAPPEND.ASM)
grüne LED -Batterie voll über 12,4Volt leuchtet es
gelbe LED  -Batterie zwischen 12,8 bis 11,2Volt leuchtet es
rote LED    -Batterie leer unter 11,6Volt leuchtet es

Man erkennt hier, dass zum Beispiel bei 12,3Volt
die gelbe und grüne LED leuchtet...

Es ergeben sich dadurch folgende Leucht-Möglichkeiten :

größer 12,8Volt nur grüne LED (voll)
zwischen 12,4 - 12,8Volt grüne und gelbe LED (nicht mehr ganz voll)
zwischen 11,6 - 12,4Volt nur gelbe LED (normaler Bereich)
zwischen 11,2 - 11,6Volt rote und gelbe LED (nicht ganz leer)
kleiner 11,2Volt nur rote LED (ganz leer)

Man kann dies durch umprogrammieren des PICs ändern.

Bei beiden Versionen schaltet es den Verbraucher durch den Mosfet:
Bei kleiner 11,3Volt schaltet es den Verbraucher ab.
Steigt dann die Batterie-Spannung (durch wieder erholen) auf 12,0Volt an,
schaltet es den Verbraucher wieder ein. (Hysterese-Prinzip)

Natürlich kann man die Software ändern,
so dass es auch unterhalb oder bei der Entlade-Schluss-Spannung
von ca. 10,8 Volt abschaltet.
 

Der Batterie-Wächter braucht beim Laden/Entladen nicht abgeklemmt werden.
Wenn geladen wird, steigt die Batterie-Spannung und die LED-Anzeige zeigt wieder den Batterie-Zustand an.
Das rote Blinken der LED hört nach einer gewissen Zeit auf.

ACHTUNG:
Am Anfang der jeweiligen ASM-PIC-Programm-Files stehen die Formeln zur Berechnung
der Schalt-Spannungen usw.... drin.
Die asm-Files lassen sich mit einem üblichen txt-Editor lesen... ändern...
Ein Taschenrechner ist dazu notwendig oder bei einem PC kann man bei der APP "Rechner"
auf wissenschaftlichen Rechner umstellen.
Die hexadezimal [hex] Berechnung kann man so mit dem Wissenschaftlichen Rechner bewerkstelligen...
Somit kann man die Schaltspannungen auf genau 0,1Volt berechnen und realisieren !!!

ACHTUNG:
Die Analog-Digital-Wandlung durch den PIC braucht eine Vergleichspannung (Referenz-Spannung).
Hier werden die 5,00Volt der Betriebs-Spannung vom PIC genommen.
Um diese genauestens zu halten wurde ein Festspannungsregler µA78L08 davor geschaltet.
Dennoch ist die Ausgangs-Spannung nach dem µA78L05 (Referenzspannung) je nach Typ unterschiedlich.
Die Festspannungsregler haben Toleranzen.
Man kann dem Abhilfe schaffen, in dem man die Ausgangs-Spannung genau misst und
in der Berechnung der Schaltspannungen verwendet.
Dies steht im ASM-File drin. (mit Beispiel...)
Wenn man dies nicht macht, treten Schaltfehler von ca. 0,3 Volt.... auf !!!
Auch nur kleinste Abweichungen (zum Beispiel 5,04 Volt) führen zu Fehl-Anzeigen und Schaltfehlern von schon ca. 0,2...0,3 Volt !!!!

Mit "Spannung-messen" und dann "berechnen" liegt der Fehler kleiner 0,1 Volt beim Schalten und LED-Anzeigen !!!
ODER
Man verwendet einen Einstellregler (100ohm oder 250ohm) zwischen den 10K und 3,9K (siehe im Stromlaufplan)
Und justiert...



FÜR 24 Volt BATTERIE:
Man könnte nun denken, das man dies auch für eine 24Volt Batterie einsetzen könnte, wenn
man den 10K und 3,9Kohm Spannungsteiler ändert.
Dies stimmt.
Aber, da bei der 24Volt-Batterie auch Spannungen von ca. 33Volt... auftreten, ist
der Fest-Spannungs-Regler µA78L08 in µA78L12 zu ändern. (und der eine Elko an der Batterie)
Die Werte zum Ändern für 24Volt des Spannungsteilers stehen in der Stückliste und im asm-File.
Dann würde es auch ohne Software-Änderung funktionieren !
Die Spannungswerte sind dann doppelt so groß !!!