Lademodul für 4x AA Nimh?...

M

Mirko Siederik

Guest
Hallo, es gibt ja jede Menge sowas oder ähnlich:

https://www.ebay.de/itm/122256642112

Was ich aber suche ist etwas vergleichbares für AA-Akkus. Um z.B eine 5V
Versorgung damit zu realisieren. Raspberry oder ähnliches.
Habe ich nicht die richtige Suchidee oder gibt es das tatsächlich nicht?
Wer kann helfen?
Danke schon mal und viele Grüße
Mirko
 
Am 01.10.22 um 15:39 schrieb Mirko Siederik:
Hallo, es gibt ja jede Menge sowas oder ähnlich:

https://www.ebay.de/itm/122256642112

Was ich aber suche ist etwas vergleichbares für AA-Akkus. Um z.B eine 5V
Versorgung damit zu realisieren. Raspberry oder ähnliches.
Habe ich nicht die richtige Suchidee oder gibt es das tatsächlich nicht?
Wer kann helfen?
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Naja, NiMH sind heutzutage ziemlich out. Die halten Jahrzehnte, brennen
nicht und können ohne Ladestandsspeicher geladen werden. Das braucht
doch heute keiner mehr. ;-)

Für NiMH treibt man so einen Aufriss normalerweise nicht.
Tiefentladen ist denen egal, solange sie dabei nicht verpolt werden
(macht jede Solarlampe jeden Tag).

Beim Laden muss man aufpassen. Das Ladenende bekommt man nur über eine
Temperaturmessung mit - das geht ohne Extra-Sensor schon mal nicht.
Idealerweise nimmt man den Akku selbst als Temperatursensor (negativer
TC, Delta-U Verfahren), aber den externen Sensor braucht man trotzdem,
da Delta U nicht 100% zuverlässig ist.

Summa Summarum wird man NiMH deshalb üblicherweise in einem _externen_
Ladegerät laden. Und wenn die Spannung von 4 Zellen zu weit abfällt,
geht der Raspi sowieso aus. Heißt, sobald eine Zelle platt ist, wird
üblicherweise nicht mehr weiter entladen.
Das kann man für den unbeaufsichtigten Betrieb mit einem
Tiefentladeschutz sichern. Der ist aber nur bei Reihenschaltung von
Zellen erforderlich, weil dann die erste Zelle, die leer ist, von den
anderen Umgepolt werden kann.

Da gibt es eine ziemlich einfache Schaltung mit einem Standard-MOSFET,
die auch für Blei-Akkus funktioniert. Ich erinnere mich nicht mehr ganz
genau, aber der Trick ist, dass man mit der Spannung _hinter_ dem MOSFET
selbigen einschaltet und wenn die zu klein wird, dem MOSFET den Saft
abdreht. Das muss aufgrund der Rückkopplung nicht steil sein, denn
sobald Rdson im Grenzbereich ein wenig größer wird, sackt die Spannung
weiter ab, und der FET schaltet final ab. Die Schaltung muss beim Laden
auch dran bleiben, denn nur so schaltet sie wieder ein.
In Summe ein FET, ein Trasistor zum Steuern von selbigem eine Z-Diode
und ein paar Widerstände. Das ganze recht hochohmig, damit es die Akkus
nicht entlädt. Als fertiges Modul habe ich das noch nicht gesehen, aber
früher mal gebaut.
Nachteil ist, dass man in Reihe geschaltete NiMH-Zellen nur mit geringem
Strom laden kann (> 10h), da eine zellenindividuelle Ladeendeerkennung
nicht möglich ist. Deshalb ist das externe Ladegerät erste Wahl.


Marcel
 
On 10/2/22 08:55, Marcel Mueller wrote:
Am 01.10.22 um 15:39 schrieb Mirko Siederik:
Hallo, es gibt ja jede Menge sowas oder ähnlich:

https://www.ebay.de/itm/122256642112

Was ich aber suche ist etwas vergleichbares für AA-Akkus. Um z.B eine
5V Versorgung damit zu realisieren. Raspberry oder ähnliches.
Habe ich nicht die richtige Suchidee oder gibt es das tatsächlich nicht?
Wer kann helfen?

Naja, NiMH sind heutzutage ziemlich out. Die halten Jahrzehnte, brennen
nicht und können ohne Ladestandsspeicher geladen werden. Das braucht
doch heute keiner mehr. ;-)

Für NiMH treibt man so einen Aufriss normalerweise nicht.
Tiefentladen ist denen egal, solange sie dabei nicht verpolt werden
(macht jede Solarlampe jeden Tag).
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Äh, nein... Die etwas besseren ICs für Solarlampen schalten ab sobald
der Akku eine bestimmte Spannung erreicht hat. Die fahren den Akku nicht
auf Null runter.

Gerrit
 
Am 02.10.2022 um 08:55 schrieb Marcel Mueller:
Am 01.10.22 um 15:39 schrieb Mirko Siederik:
Hallo, es gibt ja jede Menge sowas oder ähnlich:

https://www.ebay.de/itm/122256642112

Was ich aber suche ist etwas vergleichbares für AA-Akkus. Um z.B eine
5V Versorgung damit zu realisieren. Raspberry oder ähnliches.
Habe ich nicht die richtige Suchidee oder gibt es das tatsächlich nicht?
Wer kann helfen?

Naja, NiMH sind heutzutage ziemlich out. Die halten Jahrzehnte, brennen
nicht
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Ja, genau deswegen gefällt mir diese Variante. . .

Summa Summarum wird man NiMH deshalb üblicherweise in einem _externen_
Ladegerät laden. Und wenn die Spannung von 4 Zellen zu weit abfällt,
geht der Raspi sowieso aus. Heißt, sobald eine Zelle platt ist, wird
üblicherweise nicht mehr weiter entladen.
Das kann man für den unbeaufsichtigten Betrieb mit einem
Tiefentladeschutz sichern. Der ist aber nur bei Reihenschaltung von
Zellen erforderlich, weil dann die erste Zelle, die leer ist, von den
anderen Umgepolt werden kann.
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Naja, die Akku\'s würden zwar in Reihe geschalten sein, aber jede einzeln
geladen werden.
Nur eine Idee:

Habe da folgendes gefunden

https://www.kt-micro.de/shop/Stromversorgung/Akku-Ladetechnik/Solar-Laderegler/Laderegler-fuer-1-2V-Akku-LED-Solarleuchten::104.html

Wenn ich diese Module, dann ohne LED_Betrieb zum Laden mißbrauche,
sollte das nicht funktionieren?
So in etwa(nur ein Entwurf erst einmal) könnte das doch gehen?

http://www.wsfsrv.de/nmz/modul.jpg

Oder liege ich gedanklich völlig daneben?

Mirko
 
Mirko Siederik schrieb:
Am 02.10.2022 um 08:55 schrieb Marcel Mueller:

Naja, NiMH sind heutzutage ziemlich out. Die halten Jahrzehnte, brennen nicht

Ja, genau deswegen gefällt mir diese Variante. . .
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Das Akkusterben begann bei mir mit NiMH, die alten NiCd-Akkus waren
unkaputtbar, sofern man ihnen nicht mit Dauerbestromung den Elektrolyten
rauskochten.

Ganz besonders legendär waren die offenen Nickelbatterien. Solange die
ausreichend Natronlauge im Gefäß hatten, funktionierten die immer.

--
Mit freundlichen Grüßen
Andreas Bockelmann
 
Andreas Bockelmann wrote:

Ganz besonders legendär waren die offenen Nickelbatterien. Solange die
ausreichend Natronlauge im Gefäß hatten, funktionierten die immer.
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Nickel-Eisen-Akkus? Nahezu unkaputtbar. Ein Bekannter hat ein paar davon,
die dürften aus dem 2.WK stammen. Funktionieren natürlich noch.

Leider sind die sehr schwer zu beschaffen.
 
On 2022-10-02, Mirko Siederik <ui3748-559@online.de> wrote:
Habe da folgendes gefunden

https://www.kt-micro.de/shop/Stromversorgung/Akku-Ladetechnik/Solar-Laderegler/Laderegler-fuer-1-2V-Akku-LED-Solarleuchten::104.html
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Ich bezweifle, daß das im Mischbetrieb (abwechselnd Laden/Entladen) gescheit
funktioniert (im Sinne von: Akku wird in akzeptabler Zeit voll und nicht
überladen).

Wenn ich diese Module, dann ohne LED_Betrieb zum Laden mißbrauche,
sollte das nicht funktionieren?
So in etwa(nur ein Entwurf erst einmal) könnte das doch gehen?

http://www.wsfsrv.de/nmz/modul.jpg
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Ja - aber nur, wenn die Eingangsspannungen der 4 Module potentialfrei sind,
also Solarzellen. Parallelschaltung auf Eingangsseite wird nicht gehen.

Du brauchst also entweder noch 4 isolierte DC/DC-Wandler, oder 4 Solarzellen
und einen Baustrahler ;-)

https://xkcd.com/2651/

cu
Michael
 
Hallo!

Am 01.10.2022 um 15:39 schrieb Mirko Siederik:
Was ich aber suche ist etwas vergleichbares für AA-Akkus. Um z.B eine 5V
Versorgung damit zu realisieren. Raspberry oder ähnliches.
Habe ich nicht die richtige Suchidee oder gibt es das tatsächlich nicht?
Wer kann helfen?
Danke schon mal und viele Grüße
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Sowas mache ich häufiger bei meinen Hobbyprojekten.
Zuerst mal die Frage: Warum willst du eigene Lademodule?

Wenn du eine µC-Schaltung mit \"5V\" versorgen willst, hast du
warscheinlich eine selbst geroutete Platine.
Was hindert dich daran die nötige Ladeschaltung mit auf diese Platine zu
setzen?

Dein Vorhaben auf der Entladeseite betrachtet:
4xAA machen 4,8V Nennspannung, der Spannungsbereich reicht von leer 3,6V
bis Ladeschluss 6,0V.
Die meißten µC liegen bei Vcc AbsMax um die 5,5V was knapp wird.
Lädst du 4xAA in Serie bis maximal 5,0V entsprechend 1,25V/Zelle dauert
es ewig bis die Zellen ansatzweise voll werden, man nutzt die verfügbare
Kapazität nur zu einem Teil.
Um 3,6V - 6,0V auf stabile 5V zu bringen braucht man ein Boost-Buck.
Bekannt z.B. unter dem Begriff SEPIC.
Allerdings fand ich vor einiger Zeit einen größeren Regler (im TO-220-5)
der mit einer simplen Buck-Schaltung ebenso auch im Boost-Mode ohne
Schaltungsänderung, und ohne spezielle gekoppelte Doppelspule abdeckte.
Der Schaltregler braucht dafür zwei interne Schalter, einen über der
Spule und einen nach GND.

Auf der Ladeseite betrachtet:
Hast du eine Ladespannung von 6,0V, beispielsweise eine 12-zelliges
Solararray, kannst du das direkt dranhängen.
Hat deine Solarzelle weniger Zellen, braucht es einen Boost-Regler.
Problem: Zum Entladeschutz gegen Rückstrom nachts über die Solarzelle
will man eine Schottky-Diode.
Zum Ladeschluss, will man den Ladestrom trennen, spätestens wenn einer
der AA-Zellen deutlich wärmer wird als die Umgebung.
Letzteres ginge mit MosFET.

Jürgen Hüser
 
Am 02.10.2022 um 13:12 schrieb Jürgen Hüser:
Hallo!

Am 01.10.2022 um 15:39 schrieb Mirko Siederik:
Was ich aber suche ist etwas vergleichbares für AA-Akkus. Um z.B eine
5V Versorgung damit zu realisieren. Raspberry oder ähnliches.
Habe ich nicht die richtige Suchidee oder gibt es das tatsächlich nicht?
Wer kann helfen?
Danke schon mal und viele Grüße


Dein Vorhaben auf der Entladeseite betrachtet:
4xAA machen 4,8V Nennspannung, der Spannungsbereich reicht von leer 3,6V
bis Ladeschluss 6,0V.

Lädst du 4xAA in Serie bis maximal 5,0V entsprechend 1,25V/Zelle dauert
es ewig bis die Zellen ansatzweise voll werden, man nutzt die verfügbare
Kapazität nur zu einem Teil.
In meinem Beispiel würde aber jede einzeln geladen und nicht in Reihe.
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> Um 3,6V - 6,0V auf stabile 5V zu bringen braucht man ein Boost-Buck.
Ja, gewiss. Aber ich habe zwecks reichlich vorhandener 2V Solarmodule
auch kein Problem hier z.B. ein 6er-Pack einzusetzen. Und dann nur einen
einfachen Step-Down-Regler dahinter.

Auf der Ladeseite betrachtet:
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Es würden jeweils einzelne Solarmodule eingesetzt so das die Module im
Eingang keinerlei Verbindung hätten.

Zum Entladeschutz gegen Rückstrom nachts über die Solarzelle
will man eine Schottky-Diode.
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Ich denke mal bei diesen speziellen Reglern wie ich sie im Beispiel habe
brauche ich da keine spezielle \'Rückstrom\'-Vorsorge treffen.

Mirko
 
Am 02.10.2022 um 12:59 schrieb Michael Schwingen:
On 2022-10-02, Mirko Siederik <ui3748-559@online.de> wrote:
Habe da folgendes gefunden

https://www.kt-micro.de/shop/Stromversorgung/Akku-Ladetechnik/Solar-Laderegler/Laderegler-fuer-1-2V-Akku-LED-Solarleuchten::104.html

Ich bezweifle, daß das im Mischbetrieb (abwechselnd Laden/Entladen) gescheit
funktioniert (im Sinne von: Akku wird in akzeptabler Zeit voll und nicht
überladen).

Wenn ich diese Module, dann ohne LED_Betrieb zum Laden mißbrauche,
sollte das nicht funktionieren?
So in etwa(nur ein Entwurf erst einmal) könnte das doch gehen?

http://www.wsfsrv.de/nmz/modul.jpg

Ja - aber nur, wenn die Eingangsspannungen der 4 Module potentialfrei sind,
also Solarzellen. Parallelschaltung auf Eingangsseite wird nicht gehen.

Du brauchst also entweder noch 4 isolierte DC/DC-Wandler, oder 4 Solarzellen
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Gewiss, ich habe reichlich 2V/300mA Solarmodule aus einer Insolvenz
\'geerbt\'. Daher diese Variante als Vorschlag.

Mirko
 
Hallo!

Am 02.10.2022 um 14:38 schrieb Mirko Siederik:

> In meinem Beispiel würde aber jede einzeln geladen und nicht in Reihe.

Finde ich ungewöhnlich. Kann man zwar machen, muss man aber nicht.

Es würden jeweils einzelne Solarmodule eingesetzt so das die Module im
Eingang keinerlei Verbindung hätten.
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Jaja, deinen Schaltplan habe ich gesehen, aber ob er Sinn macht?

Ich denke mal bei diesen speziellen Reglern wie ich sie im Beispiel habe
brauche ich da keine spezielle \'Rückstrom\'-Vorsorge treffen.
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Was heißt hier \"spezieller Regler\"?
Hast du dir das im Shop verlinkten Datenblatt zum dort verbauten Chip
angesehen?

https://kt-micro.de/wawi11/artikeldaten/solvmg2lykpzsxxejrbquij5/qx5252.pdf

Das ist ein Regler der art \"saumiserabler Boost\" mit PWM 100-130Hz für
eine LED.
Zum laden eines NiMH-Akkus via Solarzelle wäre es aber überheblich von
einem Laderegler zu sprechen.

Das einzige was dieser Chip ladetechnisch bietet, und somit das einzige
was du an diesem \"Regler-Modul\" für satte 2,90€/Stk. + Versand nutzen
würdest, wäre die interne Schottky-Diode.
Siehe im Datenblatt auf Seite 1 Figure 1a sowie auf Seite 3 Figure 2.

Alle weitere Funktionen dieses Chips wie Tiefentladeschutz und
Boost-Regler nutzen ausschließlich für die LED, womit du diese
Funktionen nicht nutzt.

Ehrlich gesagt...was du da mit 2,90€ x 4 zu erschlagen versuchst, ist
kein bisschen mehr als du mit vier lose Schottky-Dioden für 20Ct.
erreichen würdest.

Wobei du je nach Ladestrom eben 4xVf verschwendest.

Von daher:
Drei derner 2V-Solarzellen in Reihe schalten und über eine einzelne
Schottky oder sogar mit einer simplen Siliziomdiode an den Akkupack ran.
Da hättest du insgesamt weniger Verluste (nur 1xVf statt 4xVf) als bei
deiner Lösung.

Das was ich unter einem Laderegler verstehe sähe gänzlich anders aus:
Ein Buck/Boost welcher die Energie von den Solarzellen mit hoher
Effizienz auf CCCV-Ladung des Akkupacks bringt.
Also zuerst Stromregelung bis maximal zulässigen Ladestrom, anschließend
Spannungsregelung auf Ladeschlussspannung 6,0V bis Akku warm oder Sonne weg.

Jürgen Hüser
 
Am 02.10.22 um 09:49 schrieb Gerrit Heitsch:
On 10/2/22 08:55, Marcel Mueller wrote:
Für NiMH treibt man so einen Aufriss normalerweise nicht.
Tiefentladen ist denen egal, solange sie dabei nicht verpolt werden
(macht jede Solarlampe jeden Tag).

Äh, nein... Die etwas besseren ICs für Solarlampen schalten ab sobald
der Akku eine bestimmte Spannung erreicht hat. Die fahren den Akku nicht
auf Null runter.
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Null nicht, aber weit runter schon.

Und im Chinapluder sind selten bessere ICs. Ich habe oft nur ganz simple
Schaltungen mit einem Transistor vorgefunden.


Marcel
 
Am 02.10.22 um 12:35 schrieb Andreas Neumann:
Andreas Bockelmann wrote:

Ganz besonders legendär waren die offenen Nickelbatterien. Solange die
ausreichend Natronlauge im Gefäß hatten, funktionierten die immer.

Nickel-Eisen-Akkus? Nahezu unkaputtbar. Ein Bekannter hat ein paar davon,
die dürften aus dem 2.WK stammen. Funktionieren natürlich noch.
Click to expand...

In der Tat. Bei mir ist mal ein Röhren-Kofferradio mit Akku vorbei
gekommen, wo so ein Kasten drin war.

> Leider sind die sehr schwer zu beschaffen.

Ich vermute dass die auch keine signifikante Energiemenge speichern konnten.


Marcel
 
Am 02.10.22 um 10:59 schrieb Mirko Siederik:
Naja, die Akku\'s würden zwar in Reihe geschalten sein, aber jede einzeln
geladen werden.
Nur eine Idee:

Habe da folgendes gefunden

https://www.kt-micro.de/shop/Stromversorgung/Akku-Ladetechnik/Solar-Laderegler/Laderegler-fuer-1-2V-Akku-LED-Solarleuchten::104.html


Wenn ich diese Module, dann ohne LED_Betrieb zum Laden mißbrauche,
sollte das nicht funktionieren?
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Die sind aber bei weitem nicht für 2A geeignet, den ein Raspi mal kurz
zieht.
Und deren primäres Ziel ist, aus _einem_ 1,2V Akku die Spannung für die
LED haraus zu holen. Die Solarzelle geht üblicherweise 1:1 an den Akku
durch. Da ist nur eine Diode dazwischen. Die Zellen der Lampen liefern
so wenig Strom, dass der Akku davon ohnehin nie warm wird.

Da alle neueren Raspis ohnehin ein SNT für die intern erforderlichen
3,3V an Bord haben, würde ich die bedenkenlos direkt an 4 Zellen hängen.
Brauchbare NiMH haben die meiste Zeit um die 1,2-1,25V und Entladeende
üblicherweise bei 1V, was ziemlich gut zur USB-Spezifikation passt.


So in etwa(nur ein Entwurf erst einmal) könnte das doch gehen?

http://www.wsfsrv.de/nmz/modul.jpg

Oder liege ich gedanklich völlig daneben?
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Du willst doch die Spannung _einer_ Zelle gar nicht erhöhen.
Das passt hinten und vorne nicht.


Marcel
 
On 10/2/22 18:12, Marcel Mueller wrote:
Am 02.10.22 um 09:49 schrieb Gerrit Heitsch:
On 10/2/22 08:55, Marcel Mueller wrote:
Für NiMH treibt man so einen Aufriss normalerweise nicht.
Tiefentladen ist denen egal, solange sie dabei nicht verpolt werden
(macht jede Solarlampe jeden Tag).

Äh, nein... Die etwas besseren ICs für Solarlampen schalten ab sobald
der Akku eine bestimmte Spannung erreicht hat. Die fahren den Akku
nicht auf Null runter.

Null nicht, aber weit runter schon.
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Laut Datenblatt zum QX5252F (von dem ich mal 50 für 5 Euro gekauft habe)
macht der bei 0,9V Schluss.


Und im Chinapluder sind selten bessere ICs. Ich habe oft nur ganz simple
Schaltungen mit einem Transistor vorgefunden.
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Das ist kein Transistor sondern ein IC (der erwähnte QX5252F kommt in
TO-94). Die Schaltung aussen rum ist simpel, man braucht neben
Solarzelle und LED(s) nur noch eine Spule mit ein paar µH und die gibts
im Widerstandslook.

Gerrit
 
Marcel Mueller wrote:

Am 02.10.22 um 12:35 schrieb Andreas Neumann:

Nickel-Eisen-Akkus
schwer zu beschaffen.

Ich vermute dass die auch keine signifikante Energiemenge speichern
konnten.
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Die sind groß und schwer bezogen auf die Kapazität. Was aber bei \"immobilen\"
Anwendungen, z.B. Solarspeicher, kein großer Hinderungsgrund wäre.
Dafür haben sie sehr lange Lebensdauer und Zyklenzahl, was mir bei
Solaranwendung nur entgegenkäme.

Als ich vor Jahren mal nachforschte gab es aber nur einen russischen
Hersteller, also damals und jetzt umsomehr kaum zu beschaffen.
Irgendwelche Asiaten gibt es noch, allerdings ohne Preisangabe, das bedeutet
normalerweise prohibitiv teuer.
 
Hallo Andreas,
Nickel-Eisen-Akkus
schwer zu beschaffen.

Die sind groß und schwer bezogen auf die Kapazität. Was aber bei \"immobilen\"
Anwendungen, z.B. Solarspeicher, kein großer Hinderungsgrund wäre.
Dafür haben sie sehr lange Lebensdauer und Zyklenzahl, was mir bei
Solaranwendung nur entgegenkäme.
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Die Problematik ist anscheinend die Gasbildung und insbesondere der
damit verbundene Lärm. So habe ich das in Erinnerung, als ich mich
darüber aufschlaute. Nichts, was man nicht konstruktiv irgendwie in
Griff bekommen könnte. Aber wenn nun mal alle Welt nach Li-Akku schreit,
ist es mit Ni schwer Geld zu bekommen, um was forschend weiter zu bringen.

Marte
 
On 10/3/22 07:29, Marte Schwarz wrote:
Hallo Andreas,
Nickel-Eisen-Akkus
schwer zu beschaffen.

Die sind groß und schwer bezogen auf die Kapazität. Was aber bei
\"immobilen\"
Anwendungen, z.B. Solarspeicher, kein großer Hinderungsgrund wäre.
Dafür haben sie sehr lange Lebensdauer und Zyklenzahl, was mir bei
Solaranwendung nur entgegenkäme.

Die Problematik ist anscheinend die Gasbildung und insbesondere der
damit verbundene Lärm. So habe ich das in Erinnerung, als ich mich
darüber aufschlaute. Nichts, was man nicht konstruktiv irgendwie in
Griff bekommen könnte. Aber wenn nun mal alle Welt nach Li-Akku schreit,
ist es mit Ni schwer Geld zu bekommen, um was forschend weiter zu bringen.
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Es tut sich da schon was:

https://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Eisen-Akkumulator#Forschung_und_Weiterentwicklung

Gerrit
 
Hi Gerrit,
Die Problematik ist anscheinend die Gasbildung und insbesondere der
damit verbundene Lärm. So habe ich das in Erinnerung, als ich mich

https://de.wikipedia.org/wiki/Nickel-Eisen-Akkumulator#Forschung_und_Weiterentwicklung
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Interessant auch der Abschnitt ab 2016. Die Gasbildung kann man in der
Tat konstruktiv nutzen. Vorher war es eben nur gefährlich, wenn so viel
Knallgas produziert wurde ;-)

Marte
 
On 2022-10-02, Jürgen Hüser <dg7gj@gmx.de> wrote:

Um 3,6V - 6,0V auf stabile 5V zu bringen braucht man ein Boost-Buck.
Bekannt z.B. unter dem Begriff SEPIC.
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Es gibt auch Boost-ICs mit LDO-Modus - z.B. TPS61026, wenn der Fall mit >5V
am Eingang selten ist, kann das akzeptabel sein.

cu
Michael
 
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