Das VBA-Projekt ermöglichte einst schon das Aufzeichnen von Lade- und Entladekurven.
Allerdings gestaltete sich das definierte Entladen von Akkus schwerer als gedacht.
Verwendet man einen herkömmlichen Ohmschen-Widerstand, so ändert sich mit dem Ladezustand des Akkus auch seine Leerlaufspannung und natürlich auch die Lastspannung.
Über das Ohmsche-Gesetz kommt man schnell auf die Idee, dass bei sich ändernder Spannung sich auch die Leistung und der Strom ändert.
Um Vergleiche anstellen zu können, muss aber eine Größe fest definiert sein. Ein weiteres Problem stellt die Entladeschlussspannung dar, die tunlichst nicht unterschritten
werden sollte, da sonst der Akku Schaden nehmen könnte.
[Auf einem Display wird der Entladestrom und die momentane Spannung des Akkus angezeigt.]
Somit schreite einfach alles nach einer selbstgebauten elektronischen Last (neudeutsch: E-Load), die mir schon seit einigen Jahren im Kopf herum schwirrte.
Ein nicht unwesentlicher Teil einer solchen E-Load stellt die Regelung des Laststroms dar. Der Strom soll einstellbar und dann konstant sein, unabhängig von einer
sich ändernden Eingangsspannung. Der Regelteil besteht nur aus wenigen Bauteilen. Das Herz stellt ein MOSFET und ein Shuntwiderstand dar, über den der Strom
als Rückgabewert in die Regelung geliefert wird. Ein Operationsverstärker vergleicht plakativ ausgedrückt den Soll- und den Istwert und regelt das ganze System.
Diesen Teil der Schaltung habe ich mir aus einer aufwendigen E-Load (ELV Bausatz) abgeschaut.
[Mit Excel wird der Entladevorgang gesteuert und es können Lade- bzw. Entladekurven aufgezeichnet werden.]
Es bringt natürlich wenig, wenn man die Akkus ausschließlich entladen kann. Also besteht ein weiterer Teil der Schaltung aus einer einstellbaren Konstantstromquelle,
über die die Akkus geladen werden können. Realisiert ist die Schaltung über einen LM317T. Dieser hat die Eigenschaft, dass er zwischen seinem GND- und seinem Adjust-Beinchen
stets versucht 2,56V auszuregeln. Wird jetzt ein Potentiometer dazwischen gehangen fließt ein konstanter Strom, der abhängig von der Potentiometerstellung ist. Somit lässt sich
sehr leicht eine Konstantstromquelle für kleinere Ströme realisieren.
Weitere Teile der Schaltung bestehen aus einer Anzeigeeinheit, über die der Lade- bzw. Laststrom angezeigt wird, sowie die momentane Akkuspannung.
Über einen Schalter kann zwischen Last- und Ladebetrieb umgeschaltet werden.
Der verwendete Mikrocontroller hat neben der Ansteuerung des Display die Aufgabe, die Kommunikation mit dem Rechner durchzuführen.
Ein Excel-Sheet mit einigen VBA-Makros steuert den Entladevorgang. So kann eine beliebige Entladeschlussspannung eingegeben werden.
Ist diese erreicht, beendet der Mikrocontroller mit Hilfe eines Relais den Entladevorgang.
In Excel ist zudem die Aufzeichnungsdauer auswählbar. Aufgezeichnet werden alle 10 Sekunden der Strom, die Spannung und die Leistung.