Einfacher Akkutester
Jeder
hat schon die leidvolle Erfahrung gemacht, dass ein Akkupack nicht
immer das leistet, was der Hersteller verspricht. Häufig befindet
sich nämlich unter mehreren Akkus sogar ein und des selben Loses
ein faules Ei, das im Betrieb schnell an Leistung verliert und das
Gerät zum Abschalten zwingt. Jetzt gilt es, den
Übeltäter zu identifizieren und ggf umweltgerecht zu
entsorgen.
Ein Überprüfung von Akkus (oder Batterien)
sollte unter möglichst gleichen Bedingungen erfolgen. Man
lädt die Elemente korrekt und lässt sie auf Zimmertemperatur
abkühlen. Die genaueste Methode wäre, den Akku nun über
einen Festwiderstand von wenigen Ohm auf eine Entladespannung von ca 1V
kontrolliert zu entladen und dabei den Spannungsverlauf zu
protokollieren. Das Integral über diese Spannungskurve ergibt im
wesentlichen die entnehmbaren mAh.
Beim vorgestellten
kleinen Gerät beschreiten wir einen anderen Weg: Wir messen mit
einem DVM o.ä. die Leerlaufspannung Uo des Akkus und
anschließend die Spannung U unter der ohmschen Last Rl. Je
stärker die Spannung unter Last zusammenbricht, desto
größer ist der Innenwiderstand des Akkus und desto weniger
brauchbar ist er auch für stark stromfressende Verbraucher, wie zB
Digital-Kameras. In einem Akku-Pack, das immer wieder zu schnell
erschöpft ist, sollte man also den Akku mit dem größten
Innenwiderstand ersetzen.
Wie aber berechnet sich der Innenwiderstand Ri? Dies geschieht mittels der berühmten Spannungsteilerformel.
Der Spannungsteiler besteht aus Ri und Rl, und es gilt U = Uo*Rl/(Rl+Ri), woraus sich durch Umformen ergibt:
Ri = Rl*(Uo/U - 1) [Ohm]
Die
berechneten Ri werden nun einfach der Größe nach sortiert.
Eine gleichwertige Sortierung erreicht man, wenn man nur die
Brüche Uo/U berücksichtigt. Es ist klar, dass Uo/U >= 1
ist, und der schlechteste Akku hat hier wiederum den größten
berechneten Wert.
Zur Verfolgung des Akkulebens empfiehlt es sich, die Zellen permanent zu markieren und eine Dokumentation anzulegen.
Der
Bau des Gerätes sollte keine Probleme bereiten: der Taster muss
einen niedrigen Übergangswiderstand haben, Rl hat einen Wert, den
man zwischen 2 und 3 Ohm fest wählt (Belastbarkeit P = Ul^2 / Rl),
Rs ist ein Schutzwiderstand (Kurzschluss der Messstrippen!) und kann
bei Verwendung eines hochohmigen DVM zwischen 100 Ohm und 1 KOhm
liegen. Das DVM ist auf 2 V DC einzustellen. Mit ein wenig Glück
bekommt man Einbau-DVMs schon für 6 Euro. Sie werden mit 9 V
betrieben und können leicht in das Gerät integriert werden.
Abschließend
sei bemerkt, dass der Innenwiderstand Ri eines Akkus (oder einer
Batterie) allen möglichen Einflüssen unterliegt und
natürlich nicht ohm'sch ist!
Ansonsten ist dies ein
Gerät, das bei geringsten Kosten im Laufe der Zeit einen
großen Nutzen zeitigen wird. Eine aufgebohrte Version
würde natürlich noch einen Mikrokontroller mit Display
enthalten, wer machts? Es wäre ein überschaubares Projekt...
Übrigens gibt es das erwähnte DVM-Einbauinstrument bei Pollin:
www.pollin.de/shop/dt/MjQ5OTYxOTk-/Messtechnik_Uhren/Messtechnik/Sonstige_Messgeraete/Digital_Panelmeter_PM438.html
Beim
festen Einbau des DVM würde der Schutzwiderstand entfallen; der
benötigte 10:1 Spannungteiler könnte vergleichsweise
niederohmig ausfallen (z.b. 90k:10k) und muss auch nicht genau sein,
denn durch die Berechnung des Bruches Uo/U wird natürlich der
zugehörige Fehler herausgekürzt.
