Instrumente zur Messung der Batteriekapazität. Grundlegende Messmethoden mit speziellen Instrumenten

Jeder Autobesitzer fragt sich, welches Gerät zur Messung der Batteriekapazität benötigt wird. Dieser Wert wird häufig bei planmäßigen Wartungsarbeiten gemessen, es ist jedoch hilfreich zu lernen, wie Sie ihn selbst ermitteln können.

Batteriekapazitätsmessgerät

Die Batteriekapazität ist ein Parameter, der die Energiemenge bestimmt, die die Batterie bei einer bestimmten Spannung in einer Stunde liefert. Sie wird in A/h (Ampere pro Stunde) gemessen und hängt davon ab, was mit einem speziellen Gerät – einem Hydrometer – bestimmt wird. Beim Kauf einer neuen Batterie alles technische Spezifikationen gibt der Hersteller auf dem Gehäuse an. Sie können diesen Wert aber selbst bestimmen. Hierfür gibt es spezielle Geräte und Methoden.

Am einfachsten geht es mit einem speziellen Tester, zum Beispiel „Pendant“. Dies ist ein modernes Gerät zur Kapazitätsmessung Autobatterie, sowie seine Spannung. In diesem Fall benötigen Sie ein Minimum an Zeit und erhalten ein zuverlässiges Ergebnis. Zur Überprüfung müssen Sie das Gerät an die Batteriepole anschließen und innerhalb weniger Sekunden ermittelt es nicht nur die Kapazität, sondern auch die Batteriespannung und den Zustand der Platten. Es gibt jedoch auch andere Batteriekapazitäten.

Erste Methode (klassisch)

Beispielsweise kann ein Multimeter als Gerät zum Messen der Kapazität einer Autobatterie verwendet werden, Sie erhalten damit jedoch keine genauen Messwerte. Voraussetzung für diese Methode (sog. Kontrollentladungsmethode) ist, dass der Akku vollständig geladen ist. Zunächst müssen Sie einen leistungsstarken Verbraucher an die Batterie anschließen (eine normale 60-W-Glühbirne reicht aus).

Zweite Methode

Sie können auch eine Methode verwenden, bei der die Batterie mithilfe einer speziellen Schaltung über einen Widerstand entladen wird. Mit einer Stoppuhr ermitteln wir die für die Entladung aufgewendete Zeit. Da bei einer Spannung innerhalb von 1 Volt Energie verloren geht, können wir dies leicht mit der Formel I=UR ermitteln, wobei I der Strom, U die Spannung und R der Widerstand ist. In diesem Fall muss eine vollständige Entladung der Batterie vermieden werden, beispielsweise durch den Einsatz eines speziellen Relais.

So stellen Sie das Gerät selbst her

Wenn es nicht möglich ist, ein fertiges Gerät zu kaufen, können Sie jederzeit ein Gerät zur Messung der Batteriekapazität mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen.

Um den Ladezustand und die Kapazität des Akkus zu ermitteln, können Sie ihn verwenden. Es gibt viele Modelle von vorgefertigten Steckern im Angebot, Sie können ihn aber auch selbst zusammenbauen. Eine der Optionen wird unten besprochen.

Dieses Modell verwendet eine erweiterte Skala, die eine hohe Messgenauigkeit gewährleistet. Es gibt einen eingebauten Lastwiderstand. Die Skala ist in zwei Bereiche (0-10 V und 10-15 V) unterteilt, was für eine zusätzliche Reduzierung des Messfehlers sorgt. Das Gerät verfügt außerdem über eine 3-Volt-Skala und einen weiteren Messgeräteausgang, wodurch die Überprüfung einzelner Batteriegläser möglich ist. Die 15-V-Skala wird durch Reduzierung der Spannung an der Diode und der Zenerdiode erreicht. Der Gerätestrom erhöht sich, wenn der Spannungswert den Öffnungspegel der Zenerdiode überschreitet. Bei Spannungsversorgung mit falscher Polarität Schutzfunktion tut die Diode.

Im Diagramm: R1- überträgt den erforderlichen Strom an die Zenerdiode; R2 und R3 – für das Mikroamperemeter M3240 ausgewählte Widerstände; R4 – bestimmt die Breite des schmalen Skalenbereichs; R5 - Lastwiderstand, eingeschaltet durch Kippschalter SB1.

Der Laststrom wird durch das Ohmsche Gesetz bestimmt. Der Belastungswiderstand wird berücksichtigt.

AA-Batteriekapazitätsmessgerät

Die Kapazität von AA-Batterien wird in mAh (Milliampere pro Stunde) gemessen. Um solche Batterien zu messen, können Sie spezielle Ladegeräte verwenden, die Strom, Spannung und Kapazität der Batterie ermitteln. Ein Beispiel für ein solches Gerät ist das Akkukapazitätsmessgerät AccuPower IQ3, das über ein Netzteil mit einem Spannungsbereich von 100 bis 240 Volt verfügt. Zur Messung müssen Sie Batterien in das Gerät einlegen und alle notwendigen Parameter werden auf dem Display angezeigt.

Kapazitätsbestimmung mit einem Ladegerät

Die Kapazität kann auch mit einem herkömmlichen Ladegerät ermittelt werden. Nachdem Sie die Größe des Ladestroms ermittelt haben (er ist in den Eigenschaften des Geräts angegeben), ist es notwendig, den Akku vollständig aufzuladen und die dafür aufgewendete Zeit zu notieren. Durch Multiplikation dieser beiden Werte erhalten wir dann die ungefähre Kapazität.

Genauere Messwerte erhalten Sie mit einer anderen Methode, für die Sie einen vollständig geladenen Akku, eine Stoppuhr, ein Multimeter und einen Verbraucher (z. B. eine Taschenlampe) benötigen. Wir schließen den Verbraucher an die Batterie an und ermitteln mit einem Multimeter den Stromverbrauch (je niedriger dieser ist, desto zuverlässiger sind die Ergebnisse). Wir notieren die Zeit, in der die Taschenlampe leuchtete, und multiplizieren das resultierende Ergebnis mit dem aktuellen Verbrauch.

Diese Konstruktion wird als Aufsatz an ein Ladegerät angeschlossen, von dem bereits viele verschiedene Schaltungen im Internet beschrieben wurden. Auf der Flüssigkristallanzeige werden der Eingangsspannungswert, die Höhe des Batterieladestroms, die Ladezeit und die Ladestromkapazität angezeigt (die entweder in Amperestunden oder Milliamperestunden angegeben werden können – abhängig nur von der Controller-Firmware und dem verwendeten Shunt). . (Cm. Abb.1 Und Abb.2)

Abb.1

Abb.2

Die Ausgangsspannung des Ladegeräts sollte nicht weniger als 7 Volt betragen, andernfalls benötigt diese Set-Top-Box eine separate Stromquelle.

Das Gerät basiert auf einem PIC16F676-Mikrocontroller und einem 2-zeiligen Flüssigkristallanzeiger SC 1602 ASLB-XH-HS-G.

Maximal Ladekapazität beträgt 5500 mA/h bzw. 95,0 A/h.

Schematische Darstellung gezeigt auf Abb. 3.

Abb. 3. Schematische Darstellung eines Aufsatzes zur Messung der Ladekapazität

Verbindung zum Ladegerät - eingeschaltet Abb. 4.

Abb.4 Anschlussplan der Set-Top-Box an das Ladegerät

Beim Einschalten fordert der Mikrocontroller zunächst die benötigte Ladekapazität an.
Einstellung durch Taste SB1. Zurücksetzen - Taste SB2.
Pin 2 (RA5) ist auf eingestellt hohes Niveau, wodurch das Relais P1 eingeschaltet wird, das wiederum das Ladegerät einschaltet ( Abb.5).
Wird die Taste länger als 5 Sekunden nicht gedrückt, wechselt der Controller automatisch in den Messmodus.

Der Algorithmus zur Berechnung der Kapazität in dieser Set-Top-Box lautet wie folgt:
Einmal pro Sekunde misst der Mikrocontroller die Spannung am Eingang der Set-Top-Box und den Strom, und wenn der aktuelle Wert größer als die niederwertigste Ziffer ist, erhöht er den Sekundenzähler um 1. Die Uhr zeigt also nur die an Ladezeit.

Als nächstes berechnet der Mikrocontroller den durchschnittlichen Strom pro Minute. Dazu werden die Ladestromwerte durch 60 geteilt. Die ganze Zahl wird im Messgerät erfasst, der Rest der Teilung wird dann zum nächsten gemessenen Stromwert addiert und erst dann wird diese Summe durch 60 geteilt Wenn Sie in einer Minute 60 Messungen durchgeführt haben, ist die Zahl im Messgerät der durchschnittliche Stromwert pro Minute.
Wenn der zweite Messwert durch Null geht, wird der durchschnittliche Stromwert wiederum durch 60 geteilt (mit dem gleichen Algorithmus). Somit erhöht sich der Kapazitätszähler einmal pro Minute um ein Sechzigstel des durchschnittlichen Stroms pro Minute. Danach wird der Durchschnittsstromzähler auf Null zurückgesetzt und die Zählung beginnt von vorne. Nach der Berechnung der Ladekapazität wird jedes Mal ein Vergleich zwischen der gemessenen und der angegebenen Kapazität durchgeführt. Wenn diese gleich sind, wird auf dem Display die Meldung „Ladevorgang abgeschlossen“ und in der zweiten Zeile der Wert angezeigt Ladekapazität und Spannung. Am Pin 2 des Mikrocontrollers (RA5) erscheint ein Low-Pegel, der das Relais ausschaltet. Das Ladegerät wird vom Netzwerk getrennt.

Abb.5

Einrichten des Geräts Es kommt lediglich darauf an, mithilfe eines Referenzamperemeters und -voltmeters die korrekten Werte für den Ladestrom (R1, R5) und die Eingangsspannung (R4) einzustellen.

Nun zu Shunts.
Für ein Ladegerät mit einem Strom von bis zu 1000 mA können Sie ein 15-V-Netzteil und einen 0,5-10-Ohm-Widerstand mit einer Leistung von 5 W als Shunt verwenden (ein niedrigerer Widerstandswert führt zu einem kleineren Fehler bei der Messung). Dies erschwert jedoch die genaue Einstellung des Stroms beim Kalibrieren des Geräts) und sequentiell mit einem wiederaufladbaren Akku einen variablen Widerstand von 20-100 Ohm, der den Wert des Ladestroms festlegt.
Für einen Ladestrom von bis zu 10 A müssen Sie einen Shunt aus hochohmigem Draht mit geeignetem Querschnitt und einem Widerstand von 0,1 Ohm herstellen. Die Tests haben gezeigt, dass selbst bei einem Signal vom Stromshunt von 0,1 Volt die Abstimmwiderstände R1 und R3 den Stromwert problemlos auf 10 A einstellen können.

Leiterplatte für dieses Gerät wurde für den Indikator WH1602D entwickelt. Sie können jedoch jeden geeigneten Indikator verwenden, indem Sie die Drähte entsprechend umlöten. Die Platine wird in den gleichen Abmessungen wie das Flüssigkristalldisplay zusammengebaut und an der Rückseite befestigt. Der Mikrocontroller wird auf der Steckdose installiert und ermöglicht einen schnellen Wechsel der Firmware, um auf einen anderen Ladestrom umzuschalten.

Stellen Sie vor dem ersten Einschalten die Trimmwiderstände auf Mittelstellung.

Als Shunt für die Firmware-Version für niedrige Ströme können Sie 2 parallel geschaltete MLT-2 1 Ohm-Widerstände verwenden.

Sie können den WH1602D-Indikator in der Set-Top-Box verwenden, müssen dann aber die Pins 1 und 2 vertauschen. Im Allgemeinen ist es besser, die Dokumentation des Indikators zu prüfen.

MELT-Indikatoren funktionieren aufgrund der Inkompatibilität mit der 4-Bit-Schnittstelle nicht.

Auf Wunsch können Sie die Anzeige-Hintergrundbeleuchtung über einen 100 Ohm Strombegrenzungswiderstand anschließen

Mit diesem Aufsatz kann die Kapazität eines geladenen Akkus ermittelt werden.

Abb.6.Bestimmung der Kapazität einer geladenen Batterie

Sie können jede beliebige Last als Last verwenden (Glühbirne, Widerstand...), lediglich beim Einschalten müssen Sie eine offensichtlich große Batteriekapazität einstellen und gleichzeitig die Batteriespannung überwachen, um eine Tiefentladung zu verhindern.

(Vom Autor) Die Set-Top-Box wurde mit einem modernen Puls getestet Ladegerät für Autobatterien,
Diese Geräte bieten stabile Spannung und Strom mit minimaler Welligkeit.
Als ich die Set-Top-Box an ein altes Ladegerät (Abwärtstransformator und Diodengleichrichter) anschloss, konnte ich die Ladestromwerte aufgrund großer Welligkeiten nicht anpassen.
Daher wurde beschlossen, den Algorithmus zur Messung des Ladestroms durch den Controller zu ändern.
IN neue Edition Der Controller führt 255 Strommessungen in 25 Millisekunden durch (bei 50 Hz beträgt die Periode 20 Millisekunden). Und aus den durchgeführten Messungen wählt es den größten Wert aus.
Die Eingangsspannung wird ebenfalls gemessen, es wird jedoch der niedrigste Wert ausgewählt.
(Bei Null Ladestrom Die Spannung muss der EMK der Batterie entsprechen.)
Bei einem solchen Schema ist es jedoch erforderlich, vor dem 7805-Stabilisator eine Diode und einen Glättungskondensator (>200 µF) für eine Spannung zu installieren, die nicht kleiner als die Ausgangsspannung des Ladegeräts ist
Geräte. Eine schlecht geglättete Mikrocontroller-Versorgungsspannung führte zu Störungen.
Um die Messwerte der Set-Top-Box genau einzustellen, wird die Verwendung von Multiturn-Trimmern empfohlenoder zusätzliche Widerstände in Reihe mit Trimmern installieren (experimentell auswählen).
Als Shunt für eine 10-A-Set-Top-Box habe ich versucht, ein Stück Aluminiumdraht mit einem Querschnitt von 1,5 mm zu verwendenca. 20 cm lang - funktioniert super.

Batterien werden in vielen Bereichen des täglichen menschlichen Lebens verwendet: Fahrzeuge, Elektrowerkzeuge, Systeme unterbrechungsfreie Stromversorgung, Smartphones, Laptops und mehr.

Allgemeine Informationen zur Akkukapazität

Der Hauptzweck der Zustandsprüfung eines Batterietyps besteht darin, die Batteriekapazität und andere Eigenschaften zu bestimmen. Allerdings können bestehende Messgeräte nur die Stärke des elektrischen Stroms und der Spannung in der Batterie genau bestimmen sowie die Dichte der Elektrolytsubstanz messen.

Die Kapazität wird indirekt mithilfe einer für jeden Batterietyp spezifischen Methode oder mithilfe eines Geräts zur Messung der Batteriekapazität gemessen, das nur ein ungefähres Ergebnis liefert.

Wichtig! Die Genauigkeit von Batteriemessungen kann durch externe Faktoren wie die Lufttemperatur beeinflusst werden.

Die einzige zuverlässige Möglichkeit, die Kapazität eines Akkus zu bestimmen, besteht darin, ihn über viele Stunden hinweg vollständig zu entladen und dabei viele Parameter ständig zu erfassen. Doch nicht jeder Mensch ist bereit, sich einer so langwierigen Prozedur zu unterziehen, denn kurzfristige Messungen können ausreichen, um ungefähre Daten zur Batteriekapazität zu ermitteln.

Methoden zur Bestimmung der Kapazität einer Autobatterie:

• traditionelle Methode – Kontrollentlassung (ein langer und verfahrensintensiver Prozess);
• Messung der Dichte und des Füllstands der Elektrolytflüssigkeit in einer Autobatterie;
• durch Ansetzen der Lastgabel an die Batterie;
• Kapazitätstester.

Interessant. Die Kapazität gängiger Lithium-Ionen-, Nickel-Cadmium- und Nickel-Metallhydrid-Batterien kann mit derselben Testentladung (die Batterie kann ausfallen, wenn nicht alle Regeln befolgt werden) oder durch den Kauf auf Chinesisch gemessen werden Handelsplattformen spezielle USB-Tester, deren Genauigkeit und Richtigkeit der Messungen höchst fraglich sind.

Prüfziffer

Die Langzeit-Kontrollentladung ist eine traditionelle Labormethode zur Bestimmung der Batteriekapazität. Der Kern der Methode besteht darin, dass ein vollständig geladener Akku durch Einwirkung konstanter elektrischer Ströme entladen wird, deren Stärke von den Parametern des Produkts abhängt.

Mittlerweile werden Batterieentladung und -spannung stündlich gemessen und aufgezeichnet. Die Batteriekapazität wird nach der Formel berechnet: dem Produkt aus elektrischem Strom und der verstrichenen spezifischen Zeit. Eine solche Messung kann bei ständiger Überwachung der Batterie bis zu einem Tag dauern, was für viele normale Menschen nicht sehr praktisch ist.

Gabel beladen

Lastgabel – ein Gerät zum Testen der Batterie mit einer kontrollierten Last, ausgestattet mit einem Voltmeter, einem Lastwiderstand und zwei Sonden. Es gibt solche Geräte verschiedene Arten: mit analogem oder digitales Voltmeter, einfache Schaltung mit einer Lastelement oder anspruchsvolle Geräte mit mehreren Lastspiralen und einem Amperemeter; es gibt auch Lastgabeln zum Testen der Spannung in einzelnen Batteriebänken.

Der Kern der Messungen ist einfach und wird in der Anleitung des Geräts beschrieben. Die erhaltenen Spannungsdaten müssen mit der folgenden Tabelle verglichen werden.

Spannungskorrespondenztabelle mit Batteriekapazität

Messung der Elektrolytdichte

Kapazität messen Komponenten Die Batterie (Dosen) kann mit einem Gerät namens „Hydrometer“ gemessen werden. Der Kern der Methode besteht darin, dass die Dichte des in jeder Batteriebank enthaltenen Elektrolyten in direktem Zusammenhang mit seinen kapazitiven Eigenschaften steht.

Zum Messen müssen Sie alle Deckel der Autobatteriedosen öffnen und den Elektrolyten einzeln aus jedem Behälter entnehmen und dabei die Dichtedaten vom Gerät aufzeichnen. Als nächstes wird die Dichte dieses Stoffes mit der Dichte- und Kapazitätstabelle verglichen.

Entsprechungstabelle zwischen Elektrolytdichte und Kapazität

Messungen mit speziellen Instrumenten

Die Idee der Lastgabel wurde in der Elektronik übernommen und verbessert tragbare Geräte Anhänger, die speziell für die Durchführung von Testaktivitäten an verschiedenen Spektren von Blei-Säure-Batterien entwickelt wurden.

Mit solchen Geräten können Sie schnell die Spannung messen, die ungefähre Kapazität der Batterie ermitteln, ohne auf eine Testentladung zurückgreifen zu müssen, und die resultierenden Messungen auch im Speicher des Geräts speichern.

Merkmale der Geräte der „Pendant“-Familie:

• werden von der Batterie gespeist, mit der die Messungen durchgeführt werden;
• Die Geräte werden mit Drähten mit Krokodilzange geliefert, die eine hochwertige Klemmung der Drähte an allen Batteriepolen gewährleistet;
• eine spezielle Methode zur Bestimmung der Batteriekapazität, die keine Analogien hat;
• Um die Genauigkeit der Messungen zu erhöhen, wird empfohlen, das Produkt mit einer neuen Batterie des gleichen Typs selbstständig zu kalibrieren (die Vorgehensweise ist vom Hersteller in der Bedienungsanleitung beschrieben).

Wichtig! Dieser Kapazitätstester sollte nur zur Bestimmung der Kapazität einer vollständig geladenen Batterie verwendet werden.

Für die gleichen Einsatzzwecke gibt es auch andere Geräte anderer Hersteller, deren Methodik zur Bestimmung der Akkukapazität sich voneinander unterscheidet. Zum Beispiel SKAT-T-AUTO-Geräte, PITE-Tester, Fluke-Analysatoren, Vencon-Geräte. Alle diese Geräte können verschiedene Parameter indirekt oder direkt messen.

Wenn Sie den Zustand Ihrer Batterie, insbesondere ihre Kapazität, kennen, können Sie unangenehme Situationen auf der Straße vermeiden. Indem Sie rechtzeitig auf die Diskrepanz zwischen den gemessenen Indikatoren und den vom Hersteller angegebenen Werten reagieren, können Sie die Batterie durch verschiedene Maßnahmen wiederbeleben oder ihre Lebensdauer verlängern.

Video

Ich teile meine Idee, wie man die Batteriekapazität am einfachsten messen kann, ohne teure Messgeräte zu kaufen. Das Testmuster war ein 18650-Lithium-Ionen-Akku, aber meine Methode zur Kapazitätsmessung funktioniert auch für andere Akkus.
Der erste Teil des Artikels beschreibt die Budgetoption.
Im zweiten - (ohne Multimeter und USB-Tester).
Am Ende des Artikels gibt es noch einen kleinen.

Li-Ion-Akkus.

Im modernen elektronische Geräte Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) in verschiedenen Formen und Größen sind weit verbreitet.
Unabhängig von der Standardgröße haben sie alle ähnliche Eigenschaften und unterscheiden sich im Großen und Ganzen nur in der Kapazität.
In der Regel gibt es Akkus mit einer Nennspannung von 3,7 Volt (es gibt aber auch 3,8 Volt).
3,7-V-Li-Ion-Akkus können nicht über einer Spannung von 4,23 V geladen und nicht unter 2,5 V entladen werden, da es sonst zu einem irreversiblen Vorgang kommt und die Zelle nur noch weggeworfen werden muss. Der Akku kann auf jeden beliebigen Wert ent- und wieder aufgeladen werden (es gibt keinen Memory-Effekt), solange die Spannung im Bereich von 2,5 bis 4,23 V liegt. Allerdings sollte ein vollständig entladener Akku so bald wie möglich aufgeladen werden es verliert seine Kapazität nicht vorzeitig.
Außerdem unterscheiden sich Lithium-Ionen-Batterien durch das Vorhandensein eines Schutzes voneinander. Die Batterie verfügt möglicherweise über keinen elektronischen Schutz (nur eine galvanische Zelle) oder über einen eingebauten Schaltkreis, der die Zelle vor Tiefentladung, Überladung und Überhitzung schützt.
Aber ganz gleich, wie Sie den Akku schützen und seinen Zustand überwachen, seine Kapazität nimmt mit der Zeit stetig ab. Je höher die Betriebstemperatur und je mehr Lade-Entlade-Zyklen durchgeführt werden, desto schneller altert der Akku.

18650 Li-Ionen-Akku.

18650 ist die Bezeichnung für den gängigsten Li-Ion-Akku, dessen Größe etwas größer als üblich ist AA-Batterie(18x65 mm). Alles, was für den 18650-Akku gilt, gilt auch für andere Lithium-Ionen-Akkus!
Die Batteriegröße 18650 wird häufig verwendet leistungsstarke Taschenlampen, Laser, verschiedene Elektronik. Aus 18650-Zellen werden Akkus für Laptops, einige Schraubendreher und sogar Elektrofahrzeuge zusammengesetzt.
Wenn Sie einen Markenakku kaufen, verfügt dieser höchstwahrscheinlich über einen integrierten elektronischen Schutz. Billige Chinesische Batterien, zum Beispiel bei Aliexpress bestellt, haben keinen Schutz. Darüber hinaus ist ihre Kapazität meist um ein Vielfaches geringer als angegeben.

Messung der Kapazität einer 18650-Batterie.

Kapazität Lithium-Ionen-Batterienüblicherweise in Milliamperestunden (mAh) ausgedrückt. Wenn Ihre 18650-Zelle eine Aufschrift wie „1800“ oder „2200“ trägt, ist dies die angegebene Kapazität. Es ist richtiger, die Kapazität in Wattstunden zu messen, aber bei der Kennzeichnung von Elementen werden nur Milliamperestunden angegeben.
Für die Messung der Akkukapazität, den Ladevorgang und andere Forschungszwecke gibt es viele Spezialgeräte in einer breiten Preisklasse. Das berühmteste davon, IMAX, kostet etwa 2.000 Rubel. Ein solcher Kauf lohnt sich nur, wenn Sie jeden Tag verschiedene Batterietypen laden.

Eine kostengünstige Option zur Messung der Kapazität eines Lithium-Ionen-Akkus.

Worum ging es? Der Akku meines Laptops begann sich sehr schnell zu entladen. Allgemein, Akkumulatorbatterie Besteht aus 6 18650-Elementen. Wenn auch nur ein Element ausfällt, wirkt sich dies auf die Leistung der Batterie insgesamt aus. Deshalb beschloss ich herauszufinden, welches der Elemente an Kapazität verloren hatte, um es durch ein neues zu ersetzen. Zellen eines Laptop-Akkus sowie die meisten preisgünstigen 18650-Akkus verfügen nicht über einen individuellen Schutz, daher sollten sie bei der Arbeit nicht übermäßig entladen oder überladen werden.

Gebrauchsprozedur

1. Vor der Kapazitätsmessung sollte das zu prüfende 18650-Element von anderen Schaltungselementen getrennt und vollständig aufgeladen werden (bis zu 4,23 V). Ich habe mir günstige Ladegeräte von Chinesen angeschaut und anhand von Rezensionen festgestellt, dass viele Menschen aufgrund der schlechten Qualität ihre Akkus bereits ruiniert haben. Für meine eigenen Zwecke habe ich mir die günstigste Powerbank gekauft. Dabei handelt es sich um eine Box mit elektronischem Konverter für 1 oder mehrere 18650-Akkus, die neben ihrem Verwendungszweck auch das Laden des Akkus auf eine Spannung von 4,23 V und das Entladen auf 2,5 V ermöglicht.
   Zum Aufladen legen Sie einfach den Akku in die Powerbank und schließen Sie ihn an ein normales Handy-Ladegerät an.
2. Wenn der Akku vollständig aufgeladen ist, trennen Sie die Powerbank vom Telefonladegerät.
   Der Akku ist zur Kapazitätsmessung bereit. Was wir jetzt brauchen, sind die, die auf demselben Aliexpress gekauft wurden USB-Tester(220 Rubel) und Lastwiderstand(50 Rubel).
   Nur Verbinden Sie den USB-Tester mit einem Ende mit der Powerbank und mit dem anderen Ende mit dem Lastwiderstand. Seien Sie beim Kauf vorsichtig, es gibt verschiedene Arten von USB-Testern. Manche USB-Tester zeigen nur Strom und Spannung an, aber wir brauchen einen, der zusätzlich dazu auch misst Kapazität!

Ein paar Fotos und ein kurzer Testbericht zum USB-Tester am Ende des Artikels

Batteriekapazität messen ohne Messgeräte.

Eigentlich wollte ich die Akkukapazität mit der oben beschriebenen Methode ermitteln, doch der 2 Monate später aus China eingetroffene USB-Tester erwies sich als defekt und so beschloss ich, die Kapazität ohne Messgeräte zu messen.
Zum Glück hatte ich bereits eine Powerbank. Es ist so konzipiert, dass es einerseits eine Entladung der Batterie nach unten verhindert zulässige Spannung und hält andererseits an seinem Ausgang konstant 5 Volt aufrecht. Wenn wir an den 5-Volt-Ausgang einen 5-Ohm-Widerstand anschließen, erhalten wir einen Entladestrom von 1 Ampere. Und dieser Wert sollte theoretisch über die gesamte Entladezeit erhalten bleiben. Strom (1 A) und Spannung (5 V) sind bekannt, es bleibt nur noch die Uhrzeit zu notieren. Um nicht eine Stunde lang mit einem Timer in der Hand zu sitzen, sollten Sie einen haushaltsüblichen elektromechanischen Wecker (Uhr) parallel zu einem Fünf-Ohm-Widerstand an den Powerbank-Ausgang anschließen. Aber die Uhr benötigt 1,5 Volt (die Spannung einer AA-Batterie), und wir haben sogar 5. Deshalb verbinden wir die Uhr über einen Spannungsteiler, der aus zwei Widerständen besteht – 470 und 1070 Ohm. Wenn Sie ein Multimeter haben, können Sie anstelle dieser Widerstände einen variablen Widerstand von 470 Ohm – 1,5 kOhm verwenden und den Takteingang auf 1,5–1,8 Volt einstellen.
Also stelle ich die Zeiger auf 12:00 und verbinde das Vorschaltgerät mit der Uhr mit der Powerbank. Nach einiger Zeit entlädt sich die Batterie auf 2,5 Volt. Die Powerbank schaltet sich aus, die Uhr stoppt und die Zeiger zeichnen die Uhrzeit auf. In meinem Fall betrug die Entladezeit 50 Minuten (50 min/60 = 0,83 Stunden).

Berechnen wir nun die Batteriekapazität.
Wenn wir die Kapazität der Powerbank berechnen wollten unabhängiges Gerät, würden wir einfach Strom und Zeit multiplizieren: 1A * 0,83 h = 0,83 Ah oder 830 Milliamperestunden.
Aber wir müssen es wissen Batteriekapazität 18650 Daher sollten Sie das Ergebnis mit dem Verhältnis der Powerbank-Spannung (U.pwb) zur Nennspannung der 18650-Zelle (U.b) multiplizieren. Für ein genaueres Ergebnis dividieren wir außerdem alles durch den Wirkungsgrad des Powerbank-Konverters, der etwa 0,95 beträgt.
In Anbetracht des oben Gesagten das Finale Formel zur Berechnung der Batteriekapazität wird die Form annehmen:

I * t * U.pwb / U.battery / Effizienz = 1A * 0,83h * 5V / 3,7V / 0,95 = 1,18 Ah (1180 Milliamperestunden)

Beobachtungen und Korrekturen.

Das Experiment ergab das Auftreten von Pulsationen, die den Betrieb der Uhr stören. Deshalb musste parallel zu ihrem Eingang (anstelle der Batterie) ein Kondensator angelötet werden. Die Kapazität, bei der die Schaltung stabil arbeitet, beträgt 100 Mikrofarad (mehr ist möglich), die Kondensatorspannung beträgt beliebig, jedoch nicht weniger als 5 Volt.
Während der Entladung erwärmt sich der 5-Ohm-Ballastwiderstand auf über 100 Grad, also nicht anfassen. Löten Sie den Schaltkreis so, dass dieser Widerstand das Powerbank-Gehäuse oder den Kondensator nicht berührt, da diese sonst schmelzen.
Wenn die Entladung schneller erfolgen soll, verwenden Sie 2 parallel gelötete 5-Ohm-Widerstände. In diesem Fall verdoppelt sich der Strom und die Entladezeit halbiert sich. Das Video demonstriert im beschleunigten Modus die Bedienung der Uhr mit Schrittmotor, die sich ebenfalls als chinesisch herausstellte und regelmäßig in liegender Position eingeklemmt wurde. Für weitere Experimente habe ich eine sowjetische Uhr mit einem Pendelmechanismus verbunden, der absolut stabil funktioniert.
Der Einfachheit halber können Sie den Preis für die Aufteilung des Zifferblatts gemäß Ihrem Schema und berechnen Markieren Sie die Skala in amerikanischen Stunden und/oder in Wattstunden. In diesem Fall verfügt die Uhr immer über ein fertiges Ergebnis und es sind keine zusätzlichen Berechnungen erforderlich.

Ein kurzer Testbericht zum USB-Tester

Also ein kurzer Rückblick auf den in China über die Aliexpress-Website gekauften USB-Tester – alles, was wir geschafft haben, zu filmen, bevor es ausfiel.

Nach Erhalt und Auspacken beschloss ich, die Leistung des Testers zu überprüfen. Dazu habe ich es zwischen Ladegerät und Smartphone angeschlossen. Sie können sehen, dass das Gerät Spannung, Strom, aktuellen Stromverbrauch, Betriebszeit und verbrauchte Energie (Wattstunden) anzeigt. Um die Batteriekapazität zu messen, schließen Sie einfach den USB-Tester zwischen der Batterie und dem Lastwiderstand an. Sobald die Batterie vollständig entladen ist, schaltet sich der USB-Tester aus und die gemessene Kapazität wird in seinem Speicher gespeichert. Die Sache ging jedoch nicht über die Theorie hinaus, denn Es stellte sich heraus, dass der Tester defekt war. Beim Anschluss einer Last von 5 Ohm, was 1 Ampere entspricht, zeigte das Gerät den Strom und andere zu messende Parameter nicht mehr an, obwohl der angegebene zulässige Laststrom 3 Ampere beträgt. Am Ende des Videos wird die Bedienung einer über einen USB-Tester an einen Laptop angeschlossenen Maus demonstriert. Hier befindet sich der Tester bereits in einem fehlerhaften Zustand. Zuvor betrug der von ihm gemessene Mausstrom jeweils 10 bis 30 Milliampere im Ruhezustand und im aktiven Zustand, jetzt wird der Strom nicht mehr angezeigt.

USB-Tester zerlegt: