Batterij meten en automatisch opladen

[Frozen]

Ik heb een probleem waar ik niet uit kom, ik heb namelijk het volgende als doel:

1. Ik wil de batterij leeg laten lopen door middel van de ventilator en daardoor de stroom en de batterijspanning meten.
2. Ik wil de batterij laten opladen en dan de laadstroom en batterijspanning meten.
3. De batterij moet automatisch opladen en leeglopen.
4. Het maakt niet uit of de fan draait tijdens het opladen of niet

Kortom:
Ik wil data vergaren met de INA219 tijdens het opladen en ontladen van de batterij zodat ik met machine learning een accuratere voorspelling kan maken van hoe vol de batterij zit.

Relevante software en hardware die ik gebruik
INA219 - meten stroom en spanning, heb nog 2 extra liggen.
TP4056 - Opladen batterij en beschermen tegen over en under voltage.
pricewatch: Noctua NF-A12x25 5V, 120mm
Raspberry Pi Pico

Wat ik al gevonden of geprobeerd heb:
Ik heb het volgende gemaakt, alleen loop ik dan nog tegen het probleem aan als bovenstaand, want:
Als de batterij bijna vol is geladen dan wilt hij niet stoppen met laden omdat dit pas gebeurt wanneer de TP4056 lader "meet" dat de laadstroom is gevallen tot 10% van de nominale waarde, ofwel 100 mA i.p.v. 1A. Omdat de ventilator zo'n 300 mA vraagt, wordt er dus niet automatisch gestopt met laden.
Ik zou bijvoorbeeld in dat geval met een relais in de USB-laadkabel van de TP4056 de stroomtoevoer kunnen afsluiten zodat er hoe dan ook niet meer bijgeladen kan worden, dit kan dan bijvoorbeeld gemeten worden door de INA219 sensor.


Hoe zouden jullie dit oplossen?

...

[ Voor 6% gewijzigd door Frozen op 15-10-2021 01:06 ]

[memphis]

Waarom zou je dit willen? Je wilt een fan op een continu spanning zetten met een accu en laadcircuit ertussen.

Is het puur om het als een soort UPS te laten werken, dat wanneer de spanning wegvalt de fan door blijft draaien? Dan ja, een relais op de ingangspanning die de fan tussen de accu en ingangspanning schakelt zou dan een optie zijn.

Als het iets continu moet zijn en je een arduino gaat gebruiken, waarom laat je de arduino niet als lader werken en een CC/CV module inschakelt als de spanning onder de 3.6v komt en het weer uitschakelt als de stroom rond de 300~400mA komt.

[WEBGAMING]

BMS (battery management system) bordje er tussen? https://www.aliexpress.co...4103153&SearchText=1s+bms

[ Voor 14% gewijzigd door WEBGAMING op 14-10-2021 20:33 ]

[Frozen]

memphis schreef op donderdag 14 oktober 2021 @ 20:12:
Waarom zou je dit willen? Je wilt een fan op een continu spanning zetten met een accu en laadcircuit ertussen.

Is het puur om het als een soort UPS te laten werken, dat wanneer de spanning wegvalt de fan door blijft draaien? Dan ja, een relais op de ingangspanning die de fan tussen de accu en ingangspanning schakelt zou dan een optie zijn.

Als het iets continu moet zijn en je een arduino gaat gebruiken, waarom laat je de arduino niet als lader werken en een CC/CV module inschakelt als de spanning onder de 3.6v komt en het weer uitschakelt als de stroom rond de 300~400mA komt.

De fan draait alleen op de batterij en fungeert als verbruiker om de batterij leeg te laten lopen.
Ik wil data vergaren met de INA219 tijdens het opladen en ontladen van de batterij zodat ik met machine learning een accuratere voorspelling kan maken van hoe vol de batterij zit.

[Tom-Z]

Je oplossing met een relais in de laadkabel lijkt me prima. Voor de rest lijkt dat je het schema helemaal af hebt. De INA219 kan volgens mij stroom in beide richtingen meten dus ben je met 1 module klaar. Ik zou de laadkabel op het normally closed contact schakelen, zodat je dus spanning op het relais moet zetten om het laden te onderbreken. Dan kan je ook nog opladen als de batterij perongeluk helemaal leeg is.

[memphis]

Waarom een fan als belasting en niet een constante stroombron?

Er zijn vele soorten aan modelbouwladers die een laad en ontlaad functie kennen en deze data ook nog eens naar een PC kunnen sturen voor verdere analyse.

Een leuke is de Robbe Infinity 3


Een grafisch display kan de curve laten zien maar ook momentwaardes zoals de interne weerstand.

[_ferry_]

Voor zover ik weet zijn er maar weinig circuits waarin je eenvoudig een batterij laad terwijl er ook een belasting aan hangt? Veel powerbanks doen dat bijvoorbeeld ook niet, zal wellicht ook komen omdat je de celspanning moet weten in onbelaste toestand, en als de load wisselt is dat nogal lastig te bepalen. Dus schakelen tussen cel en DC is dan het makkelijkste.

[TomsDiner]

Het maakt je niet uit of de ventilator draait tijdens het opladen. Maar die veroorzaakt wel het probleem. Waarom laat je een relais tijdens het opladen de ventilator niet afkoppelen?

[Wilke]

_ferry_ schreef op donderdag 14 oktober 2021 @ 22:45:
Voor zover ik weet zijn er maar weinig circuits waarin je eenvoudig een batterij laad terwijl er ook een belasting aan hangt? Veel powerbanks doen dat bijvoorbeeld ook niet, zal wellicht ook komen omdat je de celspanning moet weten in onbelaste toestand, en als de load wisselt is dat nogal lastig te bepalen. Dus schakelen tussen cel en DC is dan het makkelijkste.

Eenvoudig is niet het juiste woord, maar alle telefoons en laptops doen dit ook, right? Hoe krijgen die dat dan voor elkaar (ben hier echt niet in thuis zelf)

[memphis]

Wilke schreef op donderdag 14 oktober 2021 @ 23:24:
[...]


Eenvoudig is niet het juiste woord, maar alle telefoons en laptops doen dit ook, right? Hoe krijgen die dat dan voor elkaar (ben hier echt niet in thuis zelf)

Daar hangt geen simpel laadchipje aan.

[Frozen]

Tom-Z schreef op donderdag 14 oktober 2021 @ 20:37:
Je oplossing met een relais in de laadkabel lijkt me prima. Voor de rest lijkt dat je het schema helemaal af hebt. De INA219 kan volgens mij stroom in beide richtingen meten dus ben je met 1 module klaar. Ik zou de laadkabel op het normally closed contact schakelen, zodat je dus spanning op het relais moet zetten om het laden te onderbreken. Dan kan je ook nog opladen als de batterij perongeluk helemaal leeg is.

Ik heb voor de duidelijkheid de afbeelding aangepast, het relais zou dan in de linker usb-kabel moeten. Ze Raspberry Pi pico wordt via een andere usb-aansluiting van prik voorzien.

memphis schreef op donderdag 14 oktober 2021 @ 21:14:
Waarom een fan als belasting en niet een constante stroombron?

Er zijn vele soorten aan modelbouwladers die een laad en ontlaad functie kennen en deze data ook nog eens naar een PC kunnen sturen voor verdere analyse.

Een leuke is de Robbe Infinity 3
[Afbeelding]

Een grafisch display kan de curve laten zien maar ook momentwaardes zoals de interne weerstand.

Ik probeer het eigenlijk zo klein en simpel mogelijk te houden, en voor een laag budget.

_ferry_ schreef op donderdag 14 oktober 2021 @ 22:45:
Voor zover ik weet zijn er maar weinig circuits waarin je eenvoudig een batterij laad terwijl er ook een belasting aan hangt? Veel powerbanks doen dat bijvoorbeeld ook niet, zal wellicht ook komen omdat je de celspanning moet weten in onbelaste toestand, en als de load wisselt is dat nogal lastig te bepalen. Dus schakelen tussen cel en DC is dan het makkelijkste.

Relais dus, zou een relais aan de "linker" kabel voldoen met een scripje waarmee op basis van de gemeten waardes door de INA219 de lader aan en uit gaat, denk je? Ik zou bijvoorbeeld kunnen zeggen dat de lader aan moet bij 2.9V en uit moet bij 4.1V.

TomsDiner schreef op donderdag 14 oktober 2021 @ 23:19:
Het maakt je niet uit of de ventilator draait tijdens het opladen. Maar die veroorzaakt wel het probleem. Waarom laat je een relais tijdens het opladen de ventilator niet afkoppelen?

Op zich heb je daar een punt, maar als de batterij dan bijna vol zit (e.g. 4.2 volt) dan gaat de ventilator wat energie uit de batterij snoepen waardoor de spanning omlaag gaat en dan bijvoorbeeld op 4.1 volt komt, dan weer gaat laden tot 4.2 volt, et cetera. Zo kom je in een te kleine cyclus.

[memphis]

Frozen schreef op vrijdag 15 oktober 2021 @ 01:18:


Ik probeer het eigenlijk zo klein en simpel mogelijk te houden, en voor een laag budget.

Snap ik maar laatst zag ik nog zo'n lader voor 4 tientjes te koop. En je kunt er van alles mee laden....

Ikk zelf heb ooit een geautomatiseerde ontlader gemaakt: [zelfbouw] RC accu ontlader

E heet simpel, zoek je zoiets:
https://www.banggood.com/...00egnfEAQYASABEgIh_fD_BwE

Of zoek je zoiets:
https://www.instructables...tery-Capacity-Tester-V20/

[TomsDiner]

Frozen schreef op vrijdag 15 oktober 2021 @ 01:18:
[...]

Op zich heb je daar een punt, maar als de batterij dan bijna vol zit (e.g. 4.2 volt) dan gaat de ventilator wat energie uit de batterij snoepen waardoor de spanning omlaag gaat en dan bijvoorbeeld op 4.1 volt komt, dan weer gaat laden tot 4.2 volt, et cetera. Zo kom je in een te kleine cyclus.

Ehhh... Dat is toch altijd zo? Je kiest twee drempelwaarden, bij de onderste mag het laden starten, bij de bovenste moet het laden stoppen.

• Ondergrens bereikt
• Ventilator uit
• Opladen aan
• Wachten tot bovengrens bereikt is.
• Opladen uit
• Ventilator aan

Het lijkt erop dat jij wil gaan laden als je onder de bovengrens komt. Maar dan krijg je fluctuaties van 0.01 Volt ofzo... En dan kan de accu er ook tussenuit, want de ventilator draait altijd op de stroom die eigenlijk bedoeld was om te laden... En dat blijft hij dan ook permanent doen.

[Frozen]

TomsDiner schreef op vrijdag 15 oktober 2021 @ 22:31:
[...]

Ehhh... Dat is toch altijd zo? Je kiest twee drempelwaarden, bij de onderste mag het laden starten, bij de bovenste moet het laden stoppen.

• Ondergrens bereikt
• Ventilator uit
• Opladen aan
• Wachten tot bovengrens bereikt is.
• Opladen uit
• Ventilator aan

Het lijkt erop dat jij wil gaan laden als je onder de bovengrens komt. Maar dan krijg je fluctuaties van 0.01 Volt ofzo... En dan kan de accu er ook tussenuit, want de ventilator draait altijd op de stroom die eigenlijk bedoeld was om te laden... En dat blijft hij dan ook permanent doen.

In de situatie waarbij er geen relais is om de batterijkabel te ontkoppelen, maar wel voor de ventilator gebeurt het volgende:
Relais aan en de batterij bijna opgeladen: De ventilator draait dus de batterij gaat ontladen maar zodra de TP4056 chip in de oplader meet dat de batterij niet helemaal vol maar voor 99% gaat de oplader de batterij opladen. Wanneer de batterij dan op 100% zit stopt hij automatisch met laden en dan krijgt de ventilator weer energie uit de batterij, en zo blijft dit zich herhalen tussen de 99 en 100%.

Die drempelwaardes kan je dus niet kiezen, maar zijn hardwarematig in de TP4056 chip. Als ik met het relais schakel op de laadkabel, dan heb ik dit probleem niet.

[memphis]

Wil je dit werkend krijgen zou je de statusleds van het laadbordje moeten aftappen.

Dat wanneer het vol lampje gaat branden je met je Arduino de fan inschakelt en de laadspanning ontkoppelt. Dan lekker met je Arduino meten en als je de ondergrens van de spanning hebt gehaald de fan ontkoppelen, het laadbordje inschakelen en wachten totdat de ledstatus weer vol aangeeft.

[Frozen]

memphis schreef op zaterdag 16 oktober 2021 @ 09:39:
Wil je dit werkend krijgen zou je de statusleds van het laadbordje moeten aftappen.

Dat wanneer het vol lampje gaat branden je met je Arduino de fan inschakelt en de laadspanning ontkoppelt. Dan lekker met je Arduino meten en als je de ondergrens van de spanning hebt gehaald de fan ontkoppelen, het laadbordje inschakelen en wachten totdat de ledstatus weer vol aangeeft.

Dat is op zich een goede ja, hoewel ik denk dat die niet laat zien dat de batterij vol zit omdat er een load aan hangt die meer dan 100 mA trekt. Daardoor is de batterij nooit "vol" volgens het bordje.