Ladespannung Power Bank zu hoch

  • Hallöchen,


    ich brauche mal ein bisschen Hilfe beim Nacharbeiten der China-Schaltung einer Power Bank. ^^
    Ich habe mir vor kurzem eine dieser Power Banks bestellt( http://www.ebay.de/itm/Powerba…-Power-Bank-/381062002860 ).
    Wie bei jedem China-Zeug habe ich das Teil erstmal direkt nach der Lieferung geöffnet und nachgesehen, was die Chinesen da so angestellt haben. :D Wie erwartet sind zwei übliche 18650er unprotected und eine Ladeschaltung + Step Up Wandler verbaut. Beim ersten Laden der eingebauten 18650er habe ich die Spannung gemessen, um überprüfen, ob die Schaltung den Ladevorgang auch vernünftig beendet. Ergebnis ist, dass sie es leider nicht macht. Bei einer Spannung der Zellen von 4,265 V habe ich das Laden abgebrochen. Leider stecke ich nicht so tief in der Elektrotechnik-Materie, dass ich selbst drauf komme, was ich an der Schaltung ändern muss, um die Ladespannung auf 4,2 V (oder besser 4,15 V) zu begrenzen. Kann mir da jemand einen Tipp geben? :D


    Einsetzen will ich die Power Bank übrigens als Pufferakku für einen Raspberry Pi, den ich im Auto verbauen werde. Möchte sicherstellen, dass der Pi nach dem Abschalten der Zündung vernünftig herunter fährt.


    Grüße,
    anthony

  • Ich kann Dir leider nur den Rat geben, dieses Teil zu entsorgen. Wenn Du es auch noch im Auto einsetzen willst, würde ich schon eher zu Qualität greifen, ansonsten fackelt dann vielleicht auch noch Deine Karre ab ;)
    Es ist bekannt, dass diese Noname-Billig-China-Teile brandgefährlich sein können.
    Die gezeigte Elektronik kriegt man so auch einzel zu kaufen, falls Du diese ersetzen willst. Die Akkus werden dann aber wohl auch nicht viel taugen.


    Mit was hast Du gemessen? Kann ja auch eine Messungenauigkeit sein.

  • Danke schon einmal für deine Antwort. :)
    Gemessen habe ich mit einem Uni-Trend 139C. Kein High-End Teil, aber die zweite Nachkommastelle sollte noch stimmen :)


    Ich war auch zuerst am Überlegen mir eine bessere Power Bank zu kaufen. Das Problem ist allerdings, dass bei meinem Verwendungszweck das Teil gleichzeitig geladen und entladen werden muss. Das unterstützen die meisten teuren Power Banks nicht. Deswegen habe ich auf die China Billig-Variante gesetzt und gehofft, dass es funktioniert (was es auch tut :D )


    Am liebsten würde ich ganz auf den Energiepuffer für den Raspberry verzichten. Leider geht das nur nicht, da ich den Pi mit der Zündung im Auto schalten wollte. (Verwendung als Media Center mit Touch-Bildschirm.) Wenn ich dann den Motor aus mache ist auf einmal die Spannung weg, und das verträgt der Pi nicht gut. Zumeist ist dann das Filesystem kaputt. Deswegen will ich mit einem Aufbau nach diesem Vorbild Abhilfe schaffen: http://www.axelteichmann.de/Ra…e33b77e7be69aba5a93bb754a
    Werde das ganze aber etwas anders aufbauen.

    Alle Beiträge sind unverbindliche, gut gemeinte Ratschläge.
    Irrtümer kann ich nicht ausschließen und dementsprechend auch keine Haftung für die Richtigkeit übernehmen.

  • Was spricht gegen einen einfachen Goldcap? Damit müsste man auch ein paar Sekunden bekommen - genug damit der Pi runter fährt


    Das kommt auf die Größe deines Goldcaps an.
    Wenn man einmal kurz rechnet, kennt man ja die Zeit, die einem bleibt.
    Und nicht vergessen: Beim Goldcap reduziert sich die Spannung beim Entladen.


    Bei einer Kapazität von einem Farad und einer Spannung von 5V dauert es 5 Sekunden mit einem Strom von 1 Ampere (Maximalstrom des PI allein), bis der Goldcap entladen ist.
    Dann liegen allerdings bereits 0V an.
    Damit bleibt erheblich weniger Zeit übrig, wenn man von einer Minimalspannung von ca. 4V7 am PI ausgeht (bevor dieser direkt elektrisch abschaltet).
    Sofern damit auch noch externe Geräte (z.B. Festplatte) gestützt werden sollen, steigt der Strom nochmals.


    Und wie schnell der Pi herunterfährt, hängt davon ab, welche Software geladen und aktiv ist, was alles noch so geschrieben werden soll/muss (Filesystem, Datenbanken).
    Ein paar Sekunden sollte man da schon einplanen.


    Natürlich gibt es erheblich größere Goldcaps und Superkondensatoren. Aber neben etwas Aufwand für die Schaltung (deren max. Spannung liegt weit unter 5V) sind auch deren Kosten nicht mehr ganz vernachlässigbar.


    Meine Idee wäre den Pi an Dauerplus zu legen und über die geschaltete Spannung herunterzufahren. Wozu ist denn die große Batterie im Auto da ?

  • Hallo.


    Zur Genauigkeit: Das Unitrend ist mit +-0,5% +2 Digit angegeben und diese Werte sind normalerweise Garantiefehlerklassen also bezogen auf den Messbereichsendwert somit würde das im Messbereich bis 6V rund 30mV bedeuten. Aber ich gehe jetzt mal nicht davon aus, dass bei deinem Gerät die angegebenen Fehler schon maximal auftreten zumal bei deisen Fehlern ja Temperaturdrift und Alterung berücksichtigt sind. Die gemessene Spannung von 4,265 V würde mich nicht nervös machen. Das einzige was da passiert ist, dass die Anzahl der Ladezyklen sinkt. Kritischer wäre das zu sehen, wenn man nicht ausschliessen kann, dass die Zellen zu tief entladen wurden. Ausserdem gibt es mittlerweile schon länger Zellen, die erst mit 4,3V voll sind allerdings bezweifle ich, dass in so einem China-Billigteil solche drin sind. Sony hat hier z.B.: Zellen die bis 2V entladen werden können und erst mit 4,3V voll sind. Mit China Powerbanken habe ich bisher durchwegs schlechte Erfahrungen gemacht. Beim ersten das ich hatte war die Elektronik nach 3 Einsätzen (keine Spannung mehr am USB Ausgang) hinüber und wie üblich bekommt man die verwendeten ICs natürlich nirgends. Beim zweiten verzog sich durch Hitzeentwicklung der Elektronik beim laden das Gehäuse, wurde postwendend entsorgt. Beim dritten und vorerst letzten Versuch hält der vollgeladene Akku ohne angeschlossene Lasten gerade mal 4-5 Tage durch, dann hat die interne Elektronik den Akku fast vollständig wieder entladen. Immer wenn ich das Teil also bräuchte muss ich es 3 Stunden aufladen.....


    Grüße


    Fasti

  • Was spricht eigentlich dagegen noch Dauer 12V an den Pi zu legen und mit dem geschalteten den Pi ein- und auszuschalten?
    Einschalten direkt über den geschalteten. Ausschalten mittels Verzögerung und dabei dem Pi den Befehl zu runterfahren geben. Wenn dann sicher ist, dass der Pi rungergefahren ist kann man auch die Dauerspannung kappen.

  • Bedenke allerdings, dass im Bordnetz eines KFZ in den seltensten Fällen 12V vorliegen. Das ist nur die Nennspannung.
    Im Fahrzeug hast du es im normalen Betrieb mit 6 bis 16V Gleichspannung zu tun, die von Impulsen bis +150V bzw. -150V überlagert werden kann (siehe ISO 7637-1). Das erfordert entsprechende Schutzmaßnahmen, sonst ist deine Himbeere ganz schnell im Himbeerenhimmel...

  • Ein Goldcap wäre tatsächlich die einfachste Möglichkeit, aber leider würde die Kapazität wohl tatsächlich nicht reichen.
    Die Idee mit der USV habe ich verfolgt. Allerdings hat mich nach dem Vorschlag von letiger und Kanwas doch das Fieber gepackt, den Pi ohne USV zu betrieben. Die Autobatterie sollte doch tatsächlich groß genug sein, um den Pi beim Herunterfahren zu versorgen, ist sicher verbaut und immer dabei :D (falls aber mal jemand auf der Suche nach einer USV für den Pi ist, habe ich hier eine günstige gefunden: http://www.rasppishop.de/erwei…182/raspberry-pi-usv?c=79 )


    Zur Erzeugung der 5 V Versorgungspannung will ich einen LM2596 Regler einsetzten. Wieder eine China-Schaltung ^^
    Denke, der sollte stabile 5 V auch bei den Spannungsspitzen sicher halten können.


    Ich habe mir eine kleine Schaltung überlegt, wie ich den Pi im KFZ betreiben möchte. Wäre super, wenn ihr da mal kurz drüber gucken könntet. Ich will einen GPIO-Pin am Pi als Input festlegen, an dem durch einen einfachen Spannungsteiler mit zwei Widerständen 3,3 V anliegen, während die Zündung im Auto eingeschaltet ist. Ein weiterer Pin am Pi wird als Output definiert und legt an den Mosfet 3,3 V an. Wenn der Pi abschaltet fällt die Spannung am Mosfet aus und der LM2596 wird von der Masse getrennt. Um den Pi nach dem Einschalten der Zündung hochzufahren, werde ich einen Schalter einbauen, mit dem ich manuell 3,3 V an den Mosfet anlegen kann.
    Ausgelegt habe ich die Schaltung auf 14,4 V. Bei einer Mindestspannung von 12 V sollten am GPIO-Pin (Input) aber immer noch 2,75 V anliegen. Hoffe, dass das reicht.


    Zur Dimensierung der Bauteile:
    Für R1 würde ich 11 kOhm und für
    R2 = 3,3 kOhm nehmen
    Den Pulldown-Widerstand Rpd würde mit 10 kOhm auswählen.
    Beim Kondensator am geschalteten Eingang weiß ich nicht, wie groß der sein sollte.


    Kann ich das so aufbauen oder eher nicht? Brauche ich noch eine Diode vor dem Kondensator und dem geschalteten Plus und welche Kapazität sollte der Kondensator haben?

  • Wenn die Kapazität von einem Goldcap nicht reicht - dann nimm doch mehrere...


    Bevor ich mir billigste LiIon Akkus ins Auto hole habe ich lieber ein paar GoldCaps rumfliegen.



    Wie viel Strom verbraucht das Ding denn und wie lange braucht es zum runterfahren?
    Eventuell wäre eine 6V Blockbatterie ja auch geeignet.

    A Christian telling an atheist he is going to Hell is about as scary as a small child telling an adult they wont get any presents from Santa.

    Bin kein RGB-Freund

  • Der Pi benötigt ca. 1 A Strom (bei 5 V) und bei meiner Konfiguration max. 20 Sekunden zum Herunterfahren. Bevor der Pi heruntergefahren wird, läuft aber noch ein Timer von 8 Sekunden, da ich den Pi erst verzögert ausschalten will. Zumal beim Goldcap das Problem mit der abfallenden Spannung bleibt. Ab 4,7 V dürfte der Raspberry nicht mehr laufen.


    Zitat

    Bevor ich mir billigste LiIon Akkus ins Auto hole habe ich lieber ein paar GoldCaps rumfliegen.


    Das sehe ich inzwischen auch so. ^^ Aber GoldCaps sind auch nicht das Wahre. Dann lieber eine hochwertige Powerbank, die Laden und Entladen gleichzeitig kann. Wie schon vorgeschlagen z.B. von Xiaomi.


    Aber eigentlich sollte es ja ganz ohne zusätzlichen Akku/Kondensator gehen, die Autobatterie könnte ich ja prima verwenden. Deswegen meine Schaltung, oben :D

    Alle Beiträge sind unverbindliche, gut gemeinte Ratschläge.
    Irrtümer kann ich nicht ausschließen und dementsprechend auch keine Haftung für die Richtigkeit übernehmen.

  • Pass auf wenn du direkt ohne Regelung an den Pi gehst (Spannungsteiler...) - einmal eine Spitze in deinem Bordnetz und der Pi könnte schnell Geschichte sein.
    Was du auf jeden Fall benutzen solltest wäre ein schnell schaltender Überspannungsschutz - wenn du den auf 18V auslegst hast du noch genug Spielraum um DANACH mit deinem Spannungsteiler zu arbeiten.

  • Mir wäre der Spannungsteiler beim Pi zu haarig. Der ist recht empfindlich an den GPIOs. Ich würde da wohl eher z.b. nen Optokoppler zwischenschalten.


    Auch die Ansteuerung des FETs wäre mir etwas zu eng. Durch die Diode hast du wahrscheinlich nur 3V am FET. Da würde ich noch eine Stufe zwischenschalten.