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Campingelektronik

Einleutung

Da ich demnächst den Innenausbau neu anlegen möchte, habe ich mir auch überlegt, die Campingelektronik neu zu erstellen. Vorgesehen ist, die Batterien mit einem CTEK Lader MXS 10 in Stand zu laden. Sollte man autonom irgendwo stehen, so soll per Solarzellen geladen werden. Im Notfall soll auch per Lichtmaschine kurzzeitig nachgeladen werden. Dafür ist für später ein CTEK Dual 250S vorgesehen. Dieses Gerät hebt die Ladespannung der Lima auf garantierte 14,4V an. Des Weiteren kann dieses CTEK Dual Leistung direkt, ohne Laderegler, von einem Solarpanel entgegengenommen werden.

Eine weitere Idee für später ist, eine zweite Campingbatterie einzubauen. Mit Berücksichtigung all dieser Vorüberlegungen möchte ich mit eine Campingelektronik bauen.
Die Batterie(n) sollen durch einen Arduino überwacht werden können. So werden sie von einer Tiefentladung geschützt und es können:

  • Ladespannung
  • Entladestrom
  • Batteriespannungen sowie
  • Batteriefüllstand

überwacht werden.

Wie das ganze angezeigt werden soll steht noch nicht fest. Ideen wären:

  • 7-Segmentanzeige(n)
  • LC-Display
  • Drahtlos auf Smartphone

Um wärend den Testphasen nicht all zu viel Anpassungen machen zu müssen werde ich wohl zuerst einmal von Sieben Segment auf LC-Display wechseln und später wäre es u.A. eine Spielerei, drahtlos zu überwachen und zu steuern.

Batteriedaten

Bei einer Normalen KFZ-Batterie kann man davon ausgehen, dass sie entladen ist, wenn die Spannung unter 11,9V fällt. Sie fällt in die Tiefentladung sobald sie unter 10,7V gesunken ist. Ab dieser Schwelle nimmt die Batterie dauerhaft Schaden. Ausserdem verträgt eine Batterie nicht über 14,4V Ladespannung. Wollte man mit dem perfekten Strom laden, so sollte er 10% der Nennkapazität betragen (10A bei 100Ah).. Dieser Ladestron kann aber erstmal vernachlässigt werden, Es sollte nur darauf geachtet werden, dass nicht über einem Drittel der Kapazität geladen wird (Schnellladung). In der Regel wird diese Schwelle nur überschritten, wenn die Batterie sehr leer ist. Also hoffentlich nicht all zu oft.

Peukert-Effekt

Eine Überlegung zur Messung wäre, den Peukert-Effekt mit einzuberechnen. Dadurch kann bestimmt werden wie viel Kapazität, effektiv noch zur Verfügung steht. Diese wird beeinflusst durch:

  • Entladung
  • Temperatur
  • Alterung

Je höher der Entladestrom, desto geringer die abrufbare Kapazität der Batterie. Diese steigt nach der Belastung zwar wieder um bis zu 10% an aber kann erst durch eine Ladung wieder hergestellt werden. Das liegt daran, dass der Spannungsabfall am inneren Widerstand der Batterie abhängig ist, von vom Entladestrom. Die dort verbrauchte Energie wird in Wärme umgewandelt. Durch die Wäreentwiklung kann es zu einer Vergasung der enthaltenen Flüssigkeit kommen und die Kapazität der Batterie sinkt (je grösser die Fläche der in die Flüssigkeit eingetauchten Bleiplatten, desto grösser die Kapazität). Wird dieser Verlust nicht ausgeglichen altert die Batterie dauerhaft, da die Platten oxidieren.

Über die Peukert-Gleichung kann also mit Berücksichtigung des aktuellen Entladestroms, die tatsächliche Restkapazität der Batterie angenähert werden.

Da ich zu Beginn der Entwicklung nicht die Zeit habe meine Batterie einzumessen werde ich einen Peukert -Exponenten von 1,2 (nominal zwischen 1,1 und 1,3) annehmen. Eine Anleutung zur Bestimmung dieses Exponents gibts hier.

Später könnte, falls nicht noch ein CTEK Dual seinen Weg in mein Fundus findet. Ein MPPT-fähiiger Solarregler integriert werden. Eine Anleitung hierzu haben ich auch schon gefunden.

Schaltpläne

Campingelektronik


Erster Grund für die Zentralelektrik war, dass nicht für jeden Verbraucher und jedes Gerät ein eigenes Relais, Sicherungsblock, etc. verbaut werden muss. Dadurch fällt sie grösser aus aber es wird nur ein Gerät, mit vielen Anschlüssen benötigt.

Zum Anschluss an externe Stromversorgung dient der Fehlerstrom-Schutzschalter(FI) F1. VOn dort wird die externe Spannung über ein Umschaltrelais auf die Steckdosen gelegt. Die Steckdosen liegen im Normalfall auf dem Ausgang des Wechselrichters, werden beim Einstecken der ext. Versorgung direkt auf diese umgeschalten. Wenn angeschlossen und eingeschaltet, so wird gleichzeitig der Wechselrichter ausgeschalten. Im gleichen Zug wird die 230V-Zuleitung für den Kühlschrank und das CTEK-Ladegerät eingeschalten.

Auf der rechten Seite sind die entsprechenden Ausgänge für die Klein-Verbraucher. Die Audio-Anlage wird direkt nach dem Umschaltrelais angeschlossen(zu viel Strom). Dafür findet sich auf der rechten Seite nich ein Ausgang für den Audio-Remote. Wird der Remote (Schalter oder per Relais) direkt darüber gespeist, wird bei zu niedriger Spannung die Sound-Anlage abgeschalten.

Der Ladestrom wird direkt nach den verschiedenen Ladern im Gerät gemessen. Der Entladestrom (bis 100A) hingegen wird ausserhalb direkt nach dem Batterieumschalter gemessen.

Diesen Batterieumschalter benötigt man nur, wenn auch zwei Campingbatterien verbaut sind oder Die Starterbatterie mit einbezogen werden soll. Im Fall der Starterbatterie kann per Parameter die die „Batterie-Leer“ Spannung eingestellt werden. So dass bei der Startbatterie, die Nutzung für das Camping z.B. schon bei Unterschreitung von 11,9V getrennt wird.

Die Spannungen werden direkt an den Batterien gemessen. ist die Spannung für Batterie 2 gleich 0V so wird diese ignoriert und nur mit einer gearbeitet. Das hat beim derzeitigen Schaltplan den Vorteil, dass wenn die Batterie 1 leer ist, die Camping-Elektrik komplett abgeschalten wird.

Sollte ein CTEK Dual vorhanden sein, so kann dieser anstatt der Solaranlage dort angeschlossen werden. Der CTEK Dual hat den Vorteil, dass er Spannungen unter 14,4V (Lima) auf eben diese anhebt um eine Ladung bis zum Maximum zu ermöglichen.

Hauptplatine

autos/bus/campingelektronik.txt · Zuletzt geändert: 2016/04/19 15:31 von koneca