Schlagwort-Archive: MH-C9000

Verifizierung der Messgenauigkeit des ABA

Nachdem ich nun die Messgenauigkeit meines Referenzgerätes Powerex WizardOne MH-C9000 untersucht habe, konnte ich dessen Messwerte mit denen meines Arduino Battery Analysers vergleichen – mit erstaunlich geringer Abweichung!

Ich habe dazu jeweils zwei  Messungen mit gleichen Parametern auf beiden Geräten durchgeführt.
Es wurden zwei Paare Eneloop HR-4UTGB im MH-C9000 mit der Refresh Funktion aufgeladen und verblieben nach der Aufladung bis zur Messung auf Erhaltungsladung im Gerät.
Entladen wurde bei 183 mA bis zu einer Abschaltspannung von 0,90 V.

ABA
gemessene Kapazität

MH-C9000
gemessene Kapazität

Abweichung ABA

Eneloop HR-4UTGB – Paar 1

763 mAh

769 mAh

0,8 %

Eneloop HR-4UTGB – Paar 2

761 mAh

766 mAh

0,7 %

Spannungsverlauf Eneloop HR-4UTGB bei 183 mA

Ich finde eine Abweichung < 1% im Vergleich zum kommerziellen Gerät kann sich durchaus sehen lassen. Abweichungen dieser Größenordnung können auch durch den unterschiedlichen Zustand der Zellen bedingt sein. An der Software des ABA wurden keine Maßnahmen zur Kalibrierung auf den MH-C9000 vorgenommen. Es wurden lediglich die tatsächlichen Parameter einiger wichtiger Widerstände individuell gemessen und in der Software des ABA eingestellt.

Die Messgenauigkeit bei höheren Spannungen habe ich schon in der Vergangenheit geprüft, so dass auch hier keine Differenzen zu erwarten sind. Sollten im späteren Verlauf des Projektes weitere Vergleiche zu Verifizierung der Messwerte notwendig sein, werden weitere Messreihen folgen.

Als nächstes möchte ich Werte aus dem Datenblatt der Eneloop HR-4UTGB Zellen mit eigenen Messungen vergleichen.

Die Genauigkeit des POWEREX WizardOne MH-C9000

POWEREX WizardOne MH-C9000
POWEREX WizardOne MH-C9000

Beim Versuch die Genauigkeit des Arduino Battery Analyser, kurz „ABA“ mit Hilfe von Vergleichsmessungen mit dem POWEREX WizardOne MH-C9000 zu bestätigen, habe ich mit dem Powerex immer wieder etwas zu hohe Kapazitäten gemessen. Bei genauerer Betrachtung der Werte, die der MH-C9000 anzeigt, konnte ich schnell die Ursache feststellen.

Der MH-C9000 hat Schwierigkeiten mit dem eingestellten Entladestrom und mit seiner Zeitmessung.
Während sich der Entladestrom in im 100 mA Schritten einstellen lässt, und auch der eingestellte Wert während des Entladevorgangs angezeigt wird, fließt eigentlich ein niedrigerer Strom. Zudem läuft die Zeit etwas zu schnell ab. Die Spannung misst das Gerät richtig, mein Multimeter gibt mir exakt die selben Spannungen zurück.

Beispiel 1:
Kapazität: 783 mAh
Entladestrom: 200 mA
Zeit angezeigt: 258 min
Zeit tatsächlich: 255 min

Zunächst muss die gemessene Kapazität unter Beachtung der fehlerhaften Zeitmessung neu berechnet werden.
So ergibt sich eine Kapazität von 783 mAh * (255/258) = 774 mAh
Berechnet man nun auf Basis der korrekten Zeit und der korrigierten Kapazität den tatsächlichen Strom, so erhält man: 774 mAh / (255 min / 60) = 182,1 mA anstatt von 200 mA.

Beispiel 2:
Kapazität: 810 mAh
Entladestrom: 100 mA
Zeit angezeigt: 535 min
Zeit tatsächlich: 530 min

Korrigierte Kapazität: 810 mAh * (530/535) = 802 mAh
Korrigierter Strom: 802 mAh / (530 min / 60) = 90,8 mA anstatt von 100 mA.

Man kann also von 1% niedrigerer Kapazität und von ca. 10% niedrigerem Strom sprechen, als der MH-C9000 anzeigt.
Aufgrund der Tatsache, dass ein Akku oder eine Batterie bei einem höheren Strom eine niedrigere Kapazität aufweist, ist es erforderlich mit beidem Messgeräten bei möglichst gleichem Entladestrom zu messen.

Die Referenz Messungen und Vergleiche zur Verifizierung der Genauigkeit des ABA werde ich unter Berücksichtigung oben genannter Korrekturfaktoren durchführen.

Arduino basiertes Batterie Analysegerät – „ABA“

Immer wieder stellt sich mir die Frage nach der tatsächlichen Leistungsfähigkeit von Batterien und Akkus. Dabei ist es sehr schwierig verlässliche und vergleichbare Informationen zu finden.
Wie viel leisten Handy- oder Notebook-Akkus von Drittherstellern wirklich? Wie sehr leiden Akkuzellen unter vielen Ladezyklen? Wo liegt eigentlich der Unterschied zwischen High Energy oder Longlife Alkalinebatterien?

Diesen und weiteren Fragen möchte ich auf den Grund gehen. Die Idee zum Arduino Battery Analyser
Dazu habe ich basierend auf einem Arduino Uno ein Messgerät gebaut, der Arduino Battery Analyser, kurz „ABA“. Der ABA ist in der lage beliebige Batterien oder Akkus mit konstantem Strom zu entladen und dabei Spannung und Zeit zu protokollieren. Am Ende einer Messung erhalte ich also die Kapazität der Zelle in Ah, die elektrische Energie in Wh  sowie den Spannungsverlauf beim Entladen der Zelle, also die Entladekurve.

Arduino based battery analyser
Arduino based battery analyser

Die Genauigkeit von meinem Messgerät ist sehr hoch. Ich habe die Messergebnisse von meinem Eigenbau mit denen vom  MH-C9000 verglichen und erreiche eine eine Abweichung von weniger als 2,5%. Durch Reihenschaltung mehrerer AAA Zellen konnte ich auch die Genauigkeit bei höheren Spannungen überprüfen.

Ich werde hier in nächster Zeit einige Messergebnisse veröffentlichen. Im Augenblick suche ich noch nach einer Möglichkeit die Diagramme zur Veröffentlichung im Web aufzubereiten.

Update: 14.01.2015
Ich veröffentliche hier die vorläufigen Infos zum nachbauen des ABA. Platinenlayout und Code werde ich zu einem späteren Zeitpunkt auch noch einmal in überarbeiteter Form veröffentlichen.
– Der Schaltplan ist schon final.
– Das Platinenlayout für eine Lochrasterplatine ist eher als Vorschlag zum Layout zu sehen.
– Der Sourcecode, den ich jetzt veröffentlichen möchte, läuft stabil, die Messungen hier im Blog wurden mit dieser Version durchgeführt. Allerdings bedarf es noch einiger Optimierung und Vereinheitlichung im Code.

Download der Ressourcen zum Nachbau des ABA:
ABA_v_RC8_1_ressources