Akku Entladegerät mit Atmega32 Prototype Board
und Grafikdisplay

Spannungsanzeigen mit LEDs sind ja keine Besonderheit mehr. Manchmal möchte man auch wissen, ob die aufgedruckte Kapazität des Akkus der Wirklichkeit entspricht. Wie mißt man die Kapazität eines Akkus? Man entlädt ihn mit einem konstanten Strom bis zur Entladeschlußspannung. Die Zeit mulötipliziert mit dem entnommenen Strom ergibt die Kapazität. Gewöhnlich wird diese in Amperestunden bzw. Milliamperestunden angegeben. Ein Akku, der eine Stunde mit 1 Ampere entladen wurde hat demnach 1 Ah (=1000mAh) abgegeben.

Zur Technik: Der Akku wird mit einen definierten Entladestrom entladen. Das geschieht mit einer Stromsenke. Die Arbeit übernimmt ein FET, der den Akku über einen Sense-Widerstand kurzschließt. Die Spannung, die am Sense-Widerstand avbfällt, geht in den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers(OPV). Der Sollwert des Stromes wird am nichtinvertierendem Eingang eingespeist. Der OPV vergleicht beide Werte und steuert den FET am Ausgang entsprechend an.

Ein weiterer OPV stellt die stabile Referenzspannung zur Verfügung.
Die Schaltung rechts verdoppelt die Spannung die an der grünen LED abfällt und sorgt für recht stabile Verhältnisse.

Die Spannung, die am SenseWiderstand abfällt, die ja dem aktuell fließendem Strom entspricht, sollte auch gemessen werden. Dazuwurde mit einem 3. OPV ein nichtinvertierender Verstärker aufgebaut. Die Verstärkung von 1+R19/R18 beträgt hier 11. Die Spannung am Ausgang beträgt also für 1 Ampere Strom gleich 1,1 Volt. Das läßst sich vom Controller mit seiner internen Referenz von ca. 2,6 Volt gut messen und läßt noch Raum für größere Ströme.

Das Board:

Als Controller wurde ein Atmega32 Prototype Board von www.embedit.de benutzt. Es ist schnell aufgebaut und wurde mit einem pinkompatiblen Atmega16 bestückt. Zum Betrieb benötigt man nur noch ein Netzteil mit 7-12V und natürlich einen normalen Programmieradapter.
Der 10polige Wannenstecker entspricht dem Standard von STK200 bzw. STK500.

Man sieht, das Board ist schon ziemlich vollgepackt. Ein paar Kleinigkeiten haben sicher noch Platz.
Ein Gehäuse fehlt auch noch.
Der 5V-Regler bekam einen Kühlkörper, da die 5 Volt durch die Spannungswandler des Displays stark belastet sind.
Rechts sieht man den Kühlkörper, der die Akku(Wärme-)leistung abführt. Diese beträgt z.B. bei einem 4-Zellen-Akku knapp 5 Watt, im Diagramm unten als gelbe Linie dargestellt.

Man wählt über das Software-Menu die Zellenzahl und die voraussichtliche Kapazität. Damit kann die Entladekurve besser an das Display angepaßt werden.
Bei einer Zellenspannung von 0,7V wird der Entladevorgang gestoppt.
Im Excel-Diagramm rechts ist die violette Linie der Strom, die dunkelblaue Linie die Spannung und die gelbe das Produkt daraus, also die Leistung.

Am Ladeende sieht man schön, wie die Spannung nach der üblichen Entladeline verläuft. Anfangs schnell fallend, dann lange stabil und am Ende wieder schnell fallend.
Gibt es einen Knick in der Kurve (Bild rechts), dann ist eine Zelle des Akkupacks schon entladen, bevor es die anderen sind. Die flacher werdende Kurve ganz am Ende des Entladens deutet hier darauf hin, daß sogar 2 Zellen schwächer als die anderen sind.

Die Software, geschrieben in Bascom-Basic findet man hier.