Für den Portfolio und PC

Hier ist der erste Versuch eine meiner Entwicklungen zu beschreiben. Den Schaltplan habe ich mit DCCAD gemalt. Ein kleines und praktisches Programm. Die TC-Sourcen sind ebenfalls auf dieser Diskette.

Angesichts der sündhaft teueren käuflichen Kapazitätsmesser (200-300DM), die überdies noch kompliziert zu bedienen sind (man kann auf ausgeklügelte Weise ungezählte Modi mit ebensovielen Parametern einstellen, nur nicht das, was man braucht), habe ich mir selbst einen gebaut. Billig sollte er sein und einfach zu bedienen. Auf eine Kombination von Entlade- und Ladegerät habe ich verzichtet, weil das Gerät dadurch unnötig kompliziert wird und ich jetzt gleichzeitig den einen Akku laden und den anderen messen (entladen) kann.

Der Kapazitätsmesser wird an dem Parallel-Port des POFO betrieben, der die Steuerung, Zeitmessung und Anzeige übernimmt. Man kann aber auch einen 130 Mhz Pentium PC mit 32 MByte verwenden. Die Software für den großen Bruder des POFO habe ich allerdings noch nicht getestet.

• Entladestrom: 250 mA … 3.75 A in 250 mA Schritten
• Entladeschlußspannung: 1 V … 15 V in 1 V Schritten ( 1 V / Zelle )
• Steuerung: Parallel-Port POFO zur Not auch PC
• Genauigkeit: 2-3% schätze ich wird im wesendlichen von der Genauigkeit der Widerstände RY bestimmt. Unterschiede machen sich hier in Linearitätsfehlern bemerkbar. 1%ige Widerstände sollten allemal reichen, 5%ige aus EINER Chargetun`s normalerweise auch.

Wichtiger als die absolute Genauigkeit scheint mir die Wiederholbarkeit, bzw. Vergleichbarkeit von Messungen zu sein, die auf jeden Fall gegeben ist.

Ich habe nur Teile verwendet, die in meinen diversen Bastelkisten rumlagen. Dabei habe ich Exoten von vornherein disqualifiziert. Als einziges Zugeständnis an meine Leidenschaft habe ich den D/A-Wandler diskret aufgebaut, das wollte ich immer schon mal machen … ist deshalb aber auch billig! Der 74HC393 (HC!) hat zwei Binär-Counter mit je 4 Bit Auflösung. Reset und Clock werden vom Parallel-Port gesteuert. Die Ausgänge sind mit einem ,R-2R ladder network`beschaltet, das die Analogspannung erzeugt. Die maximale Ausgangsspannung beträgt theoretisch 4.98 V bei 5.00 V Versorgungsspannung.

CNT1 dient zur Einstellung der Abschaltspannung. Damit wird eine Tiefentladung der Zellen verhindert und eine definierte Endebedingung erreicht. CNT2 stellt die Stromquelle zur Entladung ein. Die Referenzspannung wird an 4 Widerständen mit je 1R/5W gemessen, die so geschaltet sind, daß sie zusammen 1R ergeben. Die halten so einiges aus, ohne schwarz anzulaufen. Ein BUZ11 übernimmt die Regelung und damit auch die Leistung, die nicht am Referenzwiderstand verbraten wird. Deshalb braucht er auch einen ordendlichen Kühlkörper. Ich habe einfach den größten genommen, den ich hatte. Ich würde einen Wärmewiderstand von kleiner 2.0°C/Watt empfehlen. Wenn man den Kühlkörper im Betrieb anfaßt und anschließend grau-braune Fingerabdrücke darauf zu finden sind, ist er zu klein. OP3 steuert den BUZ11 und eine LED ( 1 mA !). Ein bischen Lichtorgel muß sein.

OP2 dient lediglich als Spannungsfolger um den D/A-Wandler nicht zu belasten. Die Spannungsabschaltung ist da etwas trickreicher. Sie muß ein Entladeende-signal erzeugen, die Stromquelle herunterfahren und zulassen, daßdie Strom-quelle extern ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Stromquelle wird von den beiden BC557 gesteuert, die unabhängig voneinander durch Beeinflussung der Meßspannung an OP3 den Sollstrom ein- und ausschalten können. Der eine wird von D7 des Parallel-Ports gesteuert, der andere vom Ausgang des als Comparator verwendeten OP1. Die Diode und der Pullup 1k sind für die Pegelanpassung OP1→BC557 erforderlich. Ebenfalls zur Pegelanpassung werden die 3 LED`s (1mA) und die Widerstände zum BC547 benötigt. Der BC547 erzeugt den passenden Pegel für den Parallel-Port.

Eine Platine für die Schaltung habe ich nicht. Ich baue meist alles nur einmal und dann auf Lochraster, mit Fädeldraht oder so undvor allem mit Lust und Liebe. Ein wenig Geschick ist zum Nachbau schon erforderlich, … oder es findet sich jemand, der das Layout routet.

Die Voreinstellung der Stromquelle ist relativ einfach. Man startet das Programm mit ,pah 2 5`. Damit sind 2 A eingestellt. Das entspricht einer Spannung von 2 V an MP2, die mit dem Poti an MP2 eingestellt wird. Es empfiehlt sich den tatsächlichen Strom später mit einem Meßgerät zu kontrollieren und nachzuregeln. Zur Einstellung der Abschaltspannung wird das Poti an MP1 so eingestellt, daß 1/3 der Akku-Spannung an MP1 anliegt. Dazu reicht es zunächst auch, das Poti in Mittelstellung zu bringen. Am Ende der ersten Messung kann man am Akku die Spannung messen und auf die von POFO eingestellte abgleichen.

Dieses Programm habe ich für TC 2.0 und TASM 1.0 geschrieben, ist aber nicht so exotisch, dass andere Compiler bzw. Assembler keine Chance hätten.

 Aufruf: pah <ampere> <spannung> [p]
 <ampere>   = 0.250 ... 3.75 (float)
 <spannung> = 1 ... 15 (int) (optional) 
 [p]        = Pieps am Ende

Das Programm zeigt den aktuellen Kapazitätswert laufend an und wartet am Ende der Messung auf einen Tastendruck um den Kapazitätsmesser zu deaktivieren und sich zu beenden.

Bei der Initialisierung wird der POFO-Timer auf eine Sekunde gestellt und der Interrupt verbogen. Am Ende wird natürlich alles wieder Rückgängig gemacht. Die vergangenen Sekunden werden gezählt und mit dem eingestellten Strom der aktuelle Kapazitätswert berechnet. Ist die Abschlußspannung erreicht, wird die Berechning angehalten und der Akku auf dem Level der eingestellten Spannung gehalten. Damit wird der Akku vollständig entladen, jedoch nicht tiefentladen. Mit einem Tastendruck wird alles beendet. Die Messung kann jederzeit mit ESC abgebrochen werden.

Ich hoffe ich habe mich verständlich ausgedrückt, habe aber keine Probleme damit, Kritik zu erhalten

mfg

©1996 Bernhard

Der Schaltplan, die Software gibt es hier als Downlaod