Anforderungen
allgemein
- Safety first!
- Schutz gegen Überlast und Kurzschlüsse vorsehen
Netzbetrieb
- Schutz gegen Fehlbedienung (falsche Spannung, falsche Polung etc.)
Akkubetrieb
- LiPo nicht ohne Tiefentladeschutz betreiben
- lieber konservatives Akkumanagement
- Signalisierung für Ladestatus vorsehen
allgemein
- Tiefentladeschutz
- Überlastsicherung
- gleichzeitig Laden und Stromversorgung
- gemeinsame Masse für Eingang, Ausgang und Batterie
- Anzeige und/oder Signal für Ladevorgang
netzunabhängiger Betrieb
- lange Betriebsdauer
- geringe Selbstentladung
Überbrückung bei Stromausfall
- lange Lebensdauer (Ladeentspannung nicht zu hoch)
sinnvolle Tests
- Masseverbindungen prüfen
- Ladeendspannung prüfen
- Tiefentladeschutz prüfen
- Entladestrom unbeschaltet prüfen
- idealerweise Strom/Spannungs-Diagramm mit vollständigem Lade- und Entladezyklus bei verschiedenen Lasten
- ggf. Überlastsicherung prüfen
Anmerkungen
- Tiefentladeschutz greift oft erst bei 2.5V, besser wäre 3V
- eventuell zusätzlich Überwachung per Software implementieren und unterhalb von 3V zumindest in Sleepmode wechseln
Varianten
direkte Versorgung (4.2V unreguliert)
- minimale Verluste
- Lademodule sind mit Tiefentladeschutz verfügbar (senkt Ausgangspannung auch gleich etwas)
- Spannung ist etwas zu hoch für ESP8266, sollte aber noch funktionieren
Lademodul mit integriertem Boostkonverter 5V
- Achtung: inbesondere bei neueren Modulen für Powerbanks oft nicht gleichzeitig Laden und Entladen möglich
- Wemos Battery Shield (passt direkt auf Wemos D1, ist aber nicht völlig durchdacht)
Lademodul mit integriertem Boostkonverter 9V
- Modul mit Ladeschaltung und Boost-Konverter
- Input: 5V, 500mA
- Output: 9.2V, 500mA
- ebay
- Ausgangsspannung event. modifizierbar?
Lademodul mit integriertem Boostkonverter (regelbar)
- Modul mit Ladeschaltung und Boost-Konverter
- Input: 4 .. 8V, 1A max
- Output: 4.3 .. 27V, 2A max (??)
- ebay ca. 2,50€
- große Kontaktflächen, große Massefläche auf der Rückseite
- Potentiometer nicht sehr präzise und reagiert auf Berührung
- Entladestrom unbeschaltet ~150µA
- Ladeentspannung ~4,2V
- Ladestrom 1,06A bei 3,0V Zellenspannung
- Test mit Glühlampe als Last (5V/~500mA):
Ausgangsspannung stabil, kein Tiefentladeschutz! - bei 12V Ausgangsspannung bricht bei 700mA die Spannung auf ~11V ein, wenn der Akku nicht ganz voll geladen ist
- bei tiefentladener Batterie keine Ladung möglich, solange Ausgang belastet ist
- Ladestrom sinkt, sobald Ausgang belastet wird (kein Bypass?)
- Boostkonverter müsste sich abtrennen lassen für externen Schalter
eigene Schaltung mit AVR
- es gibt Applicationnotes von Atmel für einen LiPo-Lader (AVR146, AVR450) und Schaltungsvorschläge für einen Boostkonverter mit AVR
- auf dieser Basis ließe sich eventuell eine eigene Schaltung entwickeln, bei der Ladeentspannung und Tiefentladeschutz für den jeweiligen Bedarf optimal angepasst sind
- der Betriebs- und Ladezustands etc. ließe sich dann z. B. auch digital signalisieren
- optional Kapazitätsmessung und tatsächlicher Ladezustand
- optional Akkutest
- optional Temperaturkontrolle
- optional Ladestandanzeige
- optional Battery-ID und Temperatursensor auslesen (s. AVR458)
- Bypass für Netzbetrieb möglich
- optional akustischer/optischer Alarm