Discussion in 'Opencharge' started by Space, May 1, 2006.

  1. Space

    Space New Member

    Hy,

    wie Thread (http://www.logview.info/phpBB2/viewtopic.php?t=354) versprochen, eine Vorstellung meines Ladegerätprojektes „Opencharge“.
    [hr:29824d756b]

    Die technischen Daten:

    - 300Watt Stepup Wandler, Hardwaregsteuert
    - Stepdownwandler
    - 53Volt Ladespannung = 32Zellen o. 12 Lipo
    - 35Watt Entladeleistung (Wärmeumwandlung ;-) ), erweiterbar durch externen Wiederstand und Logviewumrechnung
    - Atmega 32 Prozessor
    - 14Bit A/D Wandler für Spannung und Strom
    - 10Bit A/D für Temperatur Akku, Temperatur Intern, Versorgungsspannung, Stepdownregelung
    - Deltapeak in 3 Empfindlichkeiten pro Nixx Typ oder Gradientenabschaltung
    - Ladestrom auto, konstant, auto mit Maxbegrenzung
    - Sicherheitsabschaltung nach Uservorgabe durch: Lademenge (Ah), Zeit (hh:mm), Akkutemperatur (°)
    - Menuesteuerung durch Drehgeber und 2 Tasten OK & ESC
    - Ladeprogramme: Laden, Entladen Laden/Entladen nach Zyklenuservorgabe
    - 20 Programmspeicher, mit 8 freien Userzeichen auch ohne Zettelwirtschaft wiederzu finden.
    - RS232 Logview kompatiebel (im Moment Pulsar2 Format)
    - Balancereingang (zu Stromreduktion)
    - 2x24 Zeichen LCD
    - Interner Kühlkörper mit Luftführung des Luftstromes des Softwaregesteuerten 40mm Lüfters
    - Abmessungen ~160x100x60 mm



    Historie und Idee:
    Das ganze Vorhaben hat vor etwa 1 ½ Jahr begonnen, als dir LiPo Updates der Ladegerätehersteller für einige Ladegeräte garnicht oder für einen für meinen Geschmack zu hohen Eurobetrag auf den Markt kamen. Ausserdem war mein alter Lader (SL-1A) wirklich nicht mehr zeitgemäss.
    Akkumatik als löbliche Aussnahme gab es damals nocht nicht.

    Mein bestreben war es, unabhängig von den Updates der Hersteller zu werden um nicht auf dem Schlauch zu stehen, wenn demnächst vielleicht die LiXX Zelle mit 4,35Volt Entladeschlussspannung auf den Markt kommt.Also selber machen....

    Das Ohmsche Gesetz war mir nicht fremd, was ein OpAmp ist, wusste ich auch noch und das Internet ermöglicht einem relativ leicht, fehlendes KnowHof sich anzueignen.

    Vom den C64'er Zeiten her, konnte ich noch recht gut Basic, was die Entscheidung für das Duo Atmel/Bascom leicht machte.

    Hardware:
    Die Stromregelung erfolgt in Hardware. Es wird automatisch der StepUp zugeschaltet, wenn der notwendige Ladestrom nicht durch die Versorgungsspannung des Ladegerätes erreicht werden kann. Die Einregelzeiten des Ladestromes sind sehr kurz. Für das Netzteil, an dem ich den Lader betreibe, waren die Einregelzeiten manchmal zu kurz und die Stromsicherung des Netzteiles löste aus. Nach Anpassungen der Deadtime des PWM-Wandlers, ist das Problem aber nun auch gefixt. An einer Autobatterie lief das ganze schon immer problemlos.

    Versuche mittels Oversampling und Messbereichsumschaltung mit dem 10Bit AD des Atmel auszukommen, waren nicht befriedigend, um genügend Messgenauigkeit (ohne Sprünge) für den weiten Sapnnungsbereich bis 55V zu erreichen. Aus diesem Grunde wurde später noch ein externer 14Bit AD an den Atmega angebunden.
    Der Rest der Hardware ist standart.....

    Bedienphilosophie:
    Alles kann manuell eingestellt werden.
     Lademenue
    Laden,Entalden Entladen/Laden / dP (high.middle,low) o. Gradient / Ladestrom (auto, max, konst.)
     Entaldemenue
    Abschaltspannung (V,mV) / Entaldestrom / Count (Anzahl Zyklen entl./laden/entl....)
     Sicherheitsmenue
    Zeit (hh:mm) / (Ent-)Ladungsmenge (Ah) / Temperatur Akku (°)


    Das heisst aber nicht, das nur Profis mit dem Lader umgehen können. Das 2x24 LCD ermöglich schon deutlich mehr Text, als als die üblichen 2x16LCD's. Kryptische Zahlen ohne Einheiten gibt es nicht.
    20 frei zu benamenden (8 Zeichen) Akkuspeicher, ermöglichen für jeden Akku im Besitz des Anwenders, das optimale Ladeprofil zu speichern und schnell wieder aufzurufen.

    Es gibt einen Autostrommodus, so dass auch jemand der einfach nur laden möchte, sich wiederfindet.
    Die Bedienung uber den Drehgeber ermöglich rasche Änderungen von Zahlenwerten. Zur Not kann alles mit einer Hand eingestellt werden.

    Ich bin an der Vorbereitung einer Webseite für den Lader. Der Aufwand den ich getrieben habe, lässt sich für eine Person nicht rechtfertigen. Ziel ist es, Schaltplan als auch Software offen zu legen. Daher der Name „Opencharge“.

    Tschö

    Thomas

    Attached Files:

  2. Dominik

    Dominik Administrator Staff Member

    Moin !

    Schaut sehr gut aus und Danke für die Ankündigung und Bekanntmachung!

    Hätte einen Vorschlag bezüglich des Datenformats. Wenn du magst können wir da was spezielles für den Lader erstellen. Von mir aus auch erweitert. Sag bescheid wenn du an der Stelle was angehen willst.

    Nachtrag:
    Könnte dir auch anbieten, diese Webseite / Forum zum Veröffentlichen zu nutzen. Falls du nicht alles grundlegend neu aufbauen möchtest.
  3. dk0kt

    dk0kt New Member

    Hallo Thomas.


    Cooles Projekt !

    Ich hätte allerdings eine Frage dazu:

    Warum eine RS-232 ? Wäre im Jahre 2006 ein USB-Port nicht die
    sinnvollere Variante ?


    mfg

    Stefan
  4. Dominik

    Dominik Administrator Staff Member

    Moin !

    Ganz einfach Antwort ... (Auch wenn ich nicht Thomas bin :D ).
    Ein richtiger USB Port ist nicht bezahlbar weil man eine Lizenz braucht. Und ein USB <-> RS232 Adapter kann man auch bei Ebay für 3 Euro kaufen. Muss man nicht selber einen SMD-Chip verlöten. So einfach is das ;)
  5. Holger

    Holger LogView Team

    Hallo Thomas,

    sieht wirklich gut aus! Und die technischen Details wirken sehr durchdacht.

    Wie hast Du dir das mit der externen Entladeleistungserweiterung über einen Widerstand genau vorgestellt? Gibt es da eine Strombegrenzung? Wie wird das praktisch realisiert? (Möchte ich für die Umsetzung des ja noch offenen Features in LogView wissen.)

    Wie ist der aktuelle Stand des Projekts? Was funktioniert schon alles?

    Gruß, Holger
  6. Space

    Space New Member


    Ja, absolut. Hätte Dominik nicht schon sein Wort erhoben, hätte ich ketzerisch geantwortet, dass Logview kein USB spricht :D

    Spass beiseite, Dominik hat Recht, der Aufwand um die USB Schnittstelle im Lader zu realisieren und ggf. noch einen Devicetreiber für Windows zu bauen, ist erheblich. Außerdem ist das als Privatperson mit 10€ an Bauteilkosten nicht zu realisieren. Es ist der deutlich einfachere Weg, einen RS232->USB Umsetzer bei Ebay zu kaufen. Dieser kann sicherlich auch noch direkt im Gehäuse untergebracht werden.

    Die Frage ist nicht unberechtigt. :rolleyes: Kleinere Baustellen sind noch offen, wie z.B.:

    • Die Userdialoge für die Eichung der AD Wandler muss überarbeitet werden.
    • Es fehlt noch eine Möglichkeit zur Sicherung der Flashinhaltes über RS232. Wenn man 20 Flashspeicher für seine Akkus definiert hat, sollte man diese auch mal sichern können um sie ggf in ein anderes Ladegarät zu übertragen, manuell zu editieren oder oder oder
    • Der verwendete optische Drehgeber ist nicht optimal. Mit seinen 32 Impulsen pro 360°, ist die Auswahl eines Menuepunktes zu fein. Die optische Auswertung des Drehgebers erlaubt, anders als bei reinen mechanische Drehgeber, auch undefinierte Zustände. Der Cursor verspringt hierdurch manchmal bei dem Druck einer Taste. Ich teste demnächst den Pollin Drehgeber.
    • Die Softwarekorrekter der krummen Kennlinie der verwendeten NTC Widerstände zur Temperaturmessung ist noch nicht vorhanden.
    • Ich habe noch keinen guten Bootloader gefunden, um ohne ISP Firmwareupdates zu machen. Kennt jemand eine Routine um den Programmflash während der Laufzeit neu zu schreiben?
    • Reflexladen war mal angedacht. Wenn ich mir meinen Akkupark aber so anschaue, so sehe ich hierfür mittlerweile keine Notwendigkeit mehr.
    • Der Ladestrom welcher durch den User vorgegeben wird, wird nicht aktiv eingregelt. Beispiel: Die Uservorgabe heisst 5A konstant, geladen wird aber nur mit 4,89A. Schönheitsfehler Prio 3 :huep:

    Ansonsten ist die Zuverlässigkeit des Gerätes beim praktischen Betrieb schon sehr gut. Ich schleuse meine ganzen Empfängerakkkus gerade durch die Formierung des Ladegerätes. Dank LV, kann man sehr schön sehen, wie sie nach dem langen Winter langsam wieder auf Touren kommen.

    Da sehe ich 2 Möglichkeiten.
    1) Es wird rechnerisch durch LV oder durch das Ladegerät eine reine ohmsche Last, welche extern an dem Akku angeschlossen ist, zum Entladestrom rechnerisch hinzugerechnet. Das ist meine ich beim Spectra II in LV schon realisiert.
    2) Der Strom einer Konstanstromsenke wie z.B. von Dominik, wird im Lader oder in LV aufsummiert.

    Tschö

    Thomas
  7. Space

    Space New Member

    Ach ja, erkennt einer den Drehknopf welcher an dem Lader verwendet wird??


    TH
  8. Holger

    Holger LogView Team

    Das wäre sicher eine wünschenswerte Sache! :)

    Mit einer entsprechenden Routine in Bascom kann ich nicht dienen.
    Ich habe für solche Fälle MegaLoad 3.0b7 (MicroSyl) verwendet: Einmalig den Bootloader in den AVR geflasht und ab dann die neue Firmware nur noch über die Programmoberfläche von MegaLoad geflasht.
    Um sich den Bootloadercode anzupassen, kann man die Testversion vom ICC-AVR-Complier verwenden.
    Es gibt zwar eine neuere Version als die 3.0b7, aber die erfordert eine .Net-Umgebung und hat ein paar Restriktionen, die mir nicht gefallen haben.

    Ich muß ehrlich gestehen, daß mir das nicht so richtig gefallen würde.

    Vorbereitet: Ja. Realisiert: Noch nicht. ;)

    Gruß, Holger
  9. Holger

    Holger LogView Team

    Bootloader

    So, habe in google mal 'bascom bootlader' eingetippert und bin über einen Beitrag im roboternetz darauf gestoßen, daß Bascom bei den Samples da ja schon was eigenes mitbringt!

    Gruß, Holger
  10. Space

    Space New Member

    Der Megaload soll, ich habe ihn selber noch nicht getestet, beim booten für mehrere Sekunden die Baudraten durchtesten. Das halte ich nicht für praktikabel.

    :) Das ist sowieso nur relevant, wenn der Strom nicht automatisch bestimmt wird. Sollte relativ trivial sein, aktiv den Strom auf die Uservorgabe nachzuregeln. Hat für mich aber Prio 2.

    Ich muss jetzt auch mal den Code straffen/optimieren. Ich bin jetzt bei 84% Eprom Nutzung.



    Ich habe eben mal getestet. Ich bekomme ihn auf die Schnelle für dem M32 nicht kompiliert. Bei der Zeile "Bitwait Spmcsr.selfprgen , Reset" wird gemeckert. Werde mal forschen, müsste doch hinzukriegen sein.


    Tschö

    Thomas
  11. Holger

    Holger LogView Team

    Das kann man im Bootloader auch auf eine feste Baudrate einstellen, kein Problem. Dann geht der Start und die Übertragung sehr schnell.

    Habe bootloader.bas gerade geladen, M32 eingestellt und das ganze wird problemlos übersetzt, 98% Flash-Auslastung (Boot-Bereich).

    Gruß, Holger
  12. Space

    Space New Member

    Update:

    Bootloader funzt : (klick) Das M32boot.hex funzt übrigends nicht. Anpassung der Prozessorsignaturen und fest auf 38400 kompiliert, tut er...

    Sicherung des Flashinhaltes mittels Xmodem Protokolls und Zurücksicherung desselbigen, ist auch gelöst :
    Xmodem Howto

    Nachregelung des Ladestromes auf die Uservorgabe funzt auch.

    Ich habe noch eine Delapeak Rauschsperre eingebaut. Einige Akkus haben anfangs ein recht starkes Spannungsrauschen, was teilweise zu Frühabschaltungen führte. Meine Problemakkus, werden nun sauber geladen.

    TH
  13. Holger

    Holger LogView Team

    Hallo Thomas,

    na das sind doch gute Nachrichten!

    Der Link-thread im Forum ist ganz schön lang. Was genau davon hast Du denn benutzt?

    Genau zu diesem Thema ist in der 'Akkudiagnose' eine schöne Abhandlung drin: Messung in einer stromlosen Pause und alles sieht gut aus! Solltest Du Dir mal ansehen. Muß nur noch rausfinden, wo die 'Akkudiagnose' hier im Portal unter der neuen Struktur zu finden ist.
    Nachtrag: Ist zu finden im Forum, Bereich Kurvendiskussion » Akkus.

    Gruß, Holger
  14. Dominik

    Dominik Administrator Staff Member

  15. Space

    Space New Member

    @Dominik
    Ich habe vor einigen Tagen bereits begonnen, eine eigene Seite aufzubauen. Opencharge
    Schaltplan (vorsicht, entspricht nicht vollständig dem Ist, mein Target ist am Lizenzende ) und Software sind bereits zum Download vorhanden.

    Ich würde gerne die Seite unter meinem Managment behalten. Ich könnte mir aber vorstellen, Diskusionen und News über die LV Seite zu betreiben.

    @Holger
    Danke für deine Mail mit dem Link zur Akkudiagnose.
    Ich habe vor einigen Monaten auch schon überlegt, die Spannungsmessung des Akkus im stromlosen Zustand abzuwickeln und habe mich aber damals anders entschieden.
    Mittlerweile bin ich der Meinung, erst recht nach dem Lesen deines Dokumentes, das Stromlos messen besser ist. :rocks:

    Gerade die Regelschwingungen für den Ladestrom, erzeugen bei mir mit einer Amplitude von etwa 6mV unsaubere Kurven. (Anhang 4Zeller NiMh) Das könnte zur Not durch Software gerade gerechnet werden. Besser aber, die Werte werden rauschfrei erfasst.

    Nachteile hat es aber auch:

    Je nachdem wie häufig die Spannung erfasst werden sollt, ist der Ladestrom relativ häufig zu unterbrechen. Damit der Ladestrom auch wirklich gegen 0 geht, ist nach dem Ausschalten des Stromes auch einige ms zu warten. Das birgt Nachteile bei der Effiziens des Ladevorganges und bei der Kapazitätsberechnung, da hier der Spannungsanstieg und Abfall nur unvollkommen berechnet werden kann.

    In meinen Augen sollte mindestens alle 10sec. eine Spannungsmessung erfolgen. Was haltet ihr für angemessen?

    Attached Files:

  16. Dominik

    Dominik Administrator Staff Member

    Moin !

    Kein Problem. Ich könnte dir ein extra Forum einrichten, was du auf deiner Seite auch direkt verlinken könntest.
    In dem Forum könntest du dann auch deine News posten.
  17. Holger

    Holger LogView Team

    Hallo Thomas,

    den Link zur Akkudiagnose habe ich wieder deaktiviert. Das war nur übergangsweise für Dich dort gehostet, bis klar war, wo der 'richtige' Download liegt (Forum, Bereich Kurvendiskussion » Akkus).

    Dieses Dokument stammt nicht von mir, sondern wie bereits erwähnt von Heinzi!

    Die Vorschläge von Dominik finde ich sehr gut, da hättest Du quasi ein Rundumsorglospaket! :)

    Gruß, Holger
  18. mitfried

    mitfried Member

    Hallo!
    Ich finde das Projekt seehr fein!!
    Ich könnte mir sehr gut vorstellen so einen Lader zu bauen, ich wäre im Moment grade in der Laune mir mal eine, evtl. 2 Platinen zu ätzen, wenn du einverstanden bist. (doppelseitig?)
    Die Bauteile würd ich dann irgendwann bestellen. Sind Layout und Platine schon fix und die Bauformen der verwendeten Teile recht einfach bzw. in einem Shop zu bekommen? Displaytyp kann ich am Schaltplan nicht ganz lesen.. würde gerne irgendein ausgeschlachtetes ähnliches Display nehmen


    Danke vorerst.
    Schönen Tach
  19. Space

    Space New Member

    Hallo an alle,

    ich habe im Moment leider eine extrem stressige Phase, deswegen kommen meine Antworten nur sehr sporadisch. Der Reihe nach:

    @ Dominik & Holger

    Ja, ein extra Forum nur für das Ladegerät aufzubauen macht keinen Sinn. Insofern komme ich gerne demnächst auf das Angebot zurück, die News & Fragen hier im LV Forum abzuwickeln. Vorher muss aber noch....

    @Mitfried & all
    ....das Platinen Layout dem Iststand angepasst werden. Da habe ich allerdings noch ein Lizenzproblem. Ich habe mit Target das Layout erstellt, mit der light Version. Diese ist auf 400 Pins beschränkt. Ich habe für den Prototypen mir 2 doppelseitige Platienen erstellen lassen, mit viel Trixen bin ich bei den 400 Pins geblieben.
    Nur wie es nun mal bei einem Prototypen so ist, erfolgten nachträglich notwendige Änderungen, hauptsächlich im Entladeteil. Diese Änderungen bekomme ich aber nun wirklich nicht mehr in die 400Pin Grenze von Target gedrückt. Zu sehen ist das schon in dem veröffentlichten Schaltplan hier , an den beiden als dicke Klötzchen gezeichenten Widerstände von 10k und 120k und den 100N Kondensatoren, ebenfalls als Klötzchen dargestellt.
    Das heisst ich müsste jetzt nur um das fertige Layout zu veröffentlichen, etwa 130€ investieren. Da scheue ich mich im Moment ein wenig, da ja nur etwa 10 Lizenzpins fehlen.

    Der Schaltplan ist aber iO und entspricht dem Iststand.
    Das heisst hiernach kann eine Layout entworfen werden.

    Thomas
  20. mitfried

    mitfried Member

    @ SPACE: danke für die antwort, echt blöd wegen den pins und der lizenz..
    ich wüsste leider auch keine lösung des problens mit dem layoutprogramm, da ich layoutmäßig nicht ein mal als anfänger durchgehen würde.

    aber egal, schau mer mal, vielleicht könnte man ja den prototypen mal selber ätzen..? ich rühr mich noch
    danke trotzdem und hoffe das beste

    gruß

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