Ideale weerstand voor batterij test

Voor mijn eerste project wil ik een batterij tester bouwen. Ik heb onderstaande conclusie getrokken uit enkele artikelen en op grond daarvan ben ik op zoek naar de geschikte weerstanden.

Om een batterij zo nauwkeurig mogelijk te testen dien je spanning (voltage) + stroomsterkte (ampere) te meten een gebruikelijke* weerstand in het circuit.

Klopt deze stelling?
Wat zijn gebruikelijke weerstanden voor: AA, AAA, 9V en 3V knoopcel batterijen? Ik geloof dat het 100Ω is voor een 1.5v AA, klopt dat?

*Een weerstand dat een apparaat, waarin de batterij gebruikt wordt, normaliter biedt

één ideale weerstand is er niet. Er bestaan verschillende soorten duurtesten. onder lichte belasting en onder zware belasting om er twee te noemen. Batterijen kunnen zicht in de twee testen anders gedragen.
Ook kan het zijn dat je totaalenergie wil vinden, door heel lichte belasting en lange duur. Niet te lang uiteraard, want dan gaat de capaciteit weer naar beneden..

Dus je gaat even moeten verduidelijken wat je wil om beter te bepalen welke weerstand je wil.

overigens heb je tegenwoordig veel belastingen die een negatieve weerstand vormen..

Op 16 november 2018 19:40:33 schreef kris van damme:
Er bestaan verschillende soorten duurtesten. onder lichte belasting en onder zware belasting om er twee te noemen.
...
Dus je gaat even moeten verduidelijken wat je wil om beter te bepalen welke weerstand je wil.

Een gemiddelde belasting.

Op 16 november 2018 19:40:33 schreef kris van damme:
overigens heb je tegenwoordig veel belastingen die een negatieve weerstand vormen..

Interessant, ik ben er nu over aan het lezen.

Ik ben er bewust van dat een "batterij test" veel haken en ogen heeft zoals elke test. Ik streef naar een test dat een resultaat geeft voor "gemiddeld gebruik" dus vandaar dat mijn vraag naar "gebruikelijke" waardes.

gemiddeld heeft kans op een niet bestaande verbruiker uit te komen, zoals met de gemiddelde leerling,die bestaat niet.

maar bon, van het grote verschil in het verbruik van een afstandbediening tot een boom-boom box is voor een AA 50mA gemiddeld . 1,5: 0,05= 30 Ohm : je "gemiddelde" weerstand..

Bij capaciteitstesten is het vaak gebruikelijk om de testbelasting zo te kiezen dat de gemiddelde cel na 20 uur leeg is.

100 ohm voor een 1,5V AA cel zou 15mA betekenen dus uitgaan van een 300mAh cel terwijl een AA toch minstens 2000mAh moet kunnen halen.

Let wel, die 20 uur is een vuistregel die je bij een capaciteitsmeting gebruikt, misschien dat je voor een conditiemeting ook wel lagere belastingen kunt gebruiken maar uitgaande van een capaciteitsmeting zou ik een weerstandje van 15 ohm nemen voor een AA.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
benleentje

Golden Member

Ik zou op zoek gaan naar een goede active load of elektronische belastings weerstand. De goede kan je dan instellen op constante stroom of constante weerstand.

Een weerstand is helemaal niet handig om een batterij te ontladen omdat na 10 uur nog niet weet hoe de batterij zich heeft ontladen. Dit komt omdat de spanning van de batterij steeds lager word en daarmee de stroom ook steeds lager. Dit is wel op te vangen door het gebruik van een data logger die spanning en de stroom op een bepaalde tijds interval meet.

Als je een batterij met een constante stroom ontlaad dan weet je na 10 precies exact hoeveel energie je uit de batterij hebt gehaald.
Als je 1 uur lang met 60mA ontladen hebt dan heb je in totaal 60mAh verbruikt en 10 uur is dan 600mAh.

Op 16 november 2018 20:43:43 schreef maartenbakker:
Bij capaciteitstesten is het vaak gebruikelijk om de testbelasting zo te kiezen dat de gemiddelde cel na 20 uur leeg is.

Hele waardevolle tip, dank.

Op 16 november 2018 20:43:43 schreef maartenbakker:
Let wel, die 20 uur is een vuistregel die je bij een capaciteitsmeting gebruikt, misschien dat je voor een conditiemeting ook wel lagere belastingen kunt gebruiken maar uitgaande van een capaciteitsmeting zou ik een weerstandje van 15 ohm nemen voor een AA.

Een capaciteitstest geeft aan of een batterij een hoeveelheid ampere kan afgeven in een bepaalde tijd op een bepaalde voltage toch?

Wat is een conditietest dan?

benleentje

Golden Member

Een capaciteitstest geeft aan of een batterij een hoeveelheid ampere kan afgeven in een bepaalde tijd op een bepaalde voltage toch?

Ja maar dat geld alleen voor de testcondities.

Als je een batterij in een tijd van 20 uur ontlaad bij 20°C of bij -10°C geeft al een heel andere capaciteit.

Als je dezelfde batterij in 30 minuten gaat ontladen krijg je doorgaans een veel lagere capaciteit omdat je dan erg veel energie verlies over de interne weerstand van de batterij en de batterij dan ook vrij warm word.

De testcondities geven dus ook onder welke omstandigheden de test is uitgevoerd en het opgegeven resultaat geld daarom ook allen voor soortgelijke omstandigheden. Meestal kan je wel zeggen als je batterij langzamer ontlaad dat de capaciteit hetzelfde zal zijn. Bij sneller of te snel ontladen word de capaciteit snel minder.

Een conditietest meet de laadtoestand aan de hand van de inwendige weerstand. Wel handig dat je een batterij niet helemaal leeg hoeft te trekken om te testen, vooral als hij niet oplaadbaar is en je geen 20 uur de tijd hebt ;) Overigens hebben degenen die zeggen dat je dat beter met een current-sink kunt doen, natuurlijk gelijk. Met een weerstand neemt de stroom af als de batterijspanning afneemt.

Je meet met die conditietest concreet hoe ver de batterijspanning inzakt als je de weerstand aansluit. Ik zou eens een tester die hier ergens rondslingert aan de meter kunnen hangen om te zien wat voor weerstanden ze daar gebruiken. Dat is wel nog een tester uit het zink-kooltijdperk dus met relatief lage belastingen.

www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Op 16 november 2018 22:24:54 schreef maartenbakker:
Een conditietest meet de laadtoestand aan de hand van de inwendige weerstand. Wel handig dat je een batterij niet helemaal leeg hoeft te trekken om te testen, vooral als hij niet oplaadbaar is en je geen 20 uur de tijd hebt ;) Overigens hebben degenen die zeggen dat je dat beter met een current-sink kunt doen, natuurlijk gelijk. Met een weerstand neemt de stroom af als de batterijspanning afneemt.

Ik zou eens een tester die hier ergens rondslingert aan de meter kunnen hangen om te zien wat voor weerstanden ze daar gebruiken.

niet nodig om te schroeven,

dat is 10 ohm voor AA en C, 4 ohm voor een dikke D cell.

meet de cel daarbij 1,1V of lager dan is ze "leeg".

Op 16 november 2018 21:02:20 schreef benleentje:
Als je 1 uur lang met 60mA ontladen hebt dan heb je in totaal 60mAh verbruikt en 10 uur is dan 600mAh.

Dit heeft me even flink verward. Geeft mAh niet specifiek aan: hoeveelheid miliampere in één uur? Dus als je zegt 600mAh betekent dat specifiek 600 miliampere in één uur terwijl je eigenlijk bedoelt 600 miliampere in 10 uur. Het aantal coulombs dat passeert is in beide noteringen hetzelfde, maar het geeft een vertekend beeld van de tijdspanne waarin het gebeurt toch? Ik ben een nieuweling, ik leer graag als ik het verkeerd heb :)

Ontopic: Als ik zo alle aspecten lees van batterijen dynamiek, begin ik te twijfelen of er een tester te bouwen is die je in één oogopslag kan laten zien hoe gezond een batterij is.

Deze methode lijkt mij op dit moment het beste: een hoge load (bijv 2A) voor een halve minuut vasthouden en de voltage in de gaten houden. Voltage hoog genoeg (max 10% onder streefvoltage) en blijft de voltage ook constant? Blijft de stroomsterkte (2A) ook stabiel?

mel

Golden Member

mAh is arbeid.. geen vermogen.
60 mA gedurende een uur is dus arbeid van 60 mAh.
60 mA gedurende 10 uur is dus 600 mAh..

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..

Op 17 november 2018 04:20:54 schreef mel:
mAh is arbeid.. geen vermogen.

sorry , maar het is geen van beiden.. mAh is milliamperes maal de tijd, niet meer en niet minder.

vermogen is I x U arbeid is I X U x t ...

een batterij kan dus 600mAH leveren in 10 minuut, maar ook op 10 uur. Hangt af van de belasting en de maximum energie die je uit een batterij kan trekken hangt af hoe zwaar ze belast wordt. (meestal:hoe zwaarder je ze belast, hoe minder energie er uit komt)

mel

Golden Member

Dat klopt dan toch? Als er geen spanning over staat, kan er geen stroom lopen.. >:)

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
Anoniem

Vooraleer de fantasie op CO weer eens helemaal op hol slaat zou Faloude eerst eens moeten specifieren wàt hij precies wil doen.
Een batterijtester die àlles aankan is niet geschikt voor een eerste projectje.
Een tractie accu vergt totaal andere middelen dan een knoopcelletje.

Elke soort batterij heeft specifieke eigenschappen.
Een Nimh accu is geen Li-ion.

En wat heb je er (als beginner) aan om de capaciteit te meten van een niet-oplaadbare cel? Als ie na de test leeg is moet je hem dan toch weggooien.
De ladingstoestand van een loodaccu is een studie op zich en kan mits juist geinterpreteerd aan de klemspanning afgelezen worden. Zowel onbelast , belast of onder lading kun je bepaalde conclusies trekken uit de spanning.
Bij een Ni-cd accu en opvolgers zegt de spanning veel minder over de ladingstoestand. Daar is een accu vol als hij onder lading warm wordt.

Maar als ik de post van Faloud lees, lijkt het te gaan over kleine batterijtjes gebruikt in allerlei draagbaar en handheld spul.

Met wat ervaring kun je van niet oplaadbare cellen aan de onbelaste spanning al zien of hij nog bruikbaar is. Een nieuwe koolstof-zink cel heeft 1.55V, een alkaline 1.6V.
Zakt die spanning onder de 1.45v , mag je zeggen dat ie leeg is.

Al is dat afhankelijk van de toepassing. Bij grotere verbruikers die wat stroom vergen speelt de inwendige weerstand van de batterij een grote rol en die neemt toe naarmate de batterij leger wordt.
Maar ook dat gedrag is niet helemaal gelijk voor bijvoorbeeld een koolstof-zink cel en een alkalinecel, de verbeterde versie daarvan.

Voor dat soort testen neem je dus best een meerstandenschakelaar en een
aantal weerstanden die de te verwachten verbruikers vertegenwoordigen.
Hou er ook rekening meer dat met dezelfde weerstand een 9V batterijtje
6x zoveel stroom trekt als een 1.5V batterij.

Bij sommige toepassingen zijn batterijen door die inwendige weerstandstoename op een moment niet meer bruikbaar voor stroomverslinders, terwijl ze voor een klokje of een AB nog prima functioneren. Sommige toepassingen als leds met een omvormertje ingebouwd zuigen de batterij leeg tot op de bodem. Waarschijnlijk bedacht door een belasting-inspecteur in z'n vrije tijd ;-)

Kortom, dit is moeilijker dan je verwacht had en voor je met het bouwen van je projectje start moet je dus eerst de grenzen bepalen van wat je met dat instrument wil gaan doen.

LetterHenk

Golden Member

Voor zover niet gevonden en bekeken door TS tip ik een aantal filmpjes over dit onderwerp die voor mij het kijken waard waren.

Dave over het onderwerp batterij capaciteit:
https://www.youtube.com/watch?v=R8hTQXqURB4

Afrotechmods heeft een korter filmpje gemaakt:
https://www.youtube.com/watch?v=cxkVxi9P0EA

En nog een duidelijke over de RI van een batterij meten:
https://www.youtube.com/watch?v=av38iBxcOgQ

Action expresses priorities LH

Op 17 november 2018 11:32:09 schreef grotedikken:
Vooraleer de fantasie op CO weer eens helemaal op hol slaat zou Faloude eerst eens moeten specifieren wàt hij precies wil doen.

Ik wil een batterijtester maken die je in korte tijd kan vertellen of je die batterij op je nachtkast kan vertrouwen in je zaklamp voor je avondje kamperen in de Ardennen. Ik zie goed waarom dit project de creativiteit op hol kan laten slaan, want je kan een batterij testen op capaciteit, conditie en beiden weer in verschillende vormen en dat maakt het bedenken van mijn testopzet dus moeilijker dan ik dacht dat het zou worden.

En wat heb je er (als beginner) aan om de capaciteit te meten van een niet-oplaadbare cel? Als ie na de test leeg is moet je hem dan toch weggooien.

Dat geldt enkel voor een capaciteitstest.

Met wat ervaring kun je van niet oplaadbare cellen aan de onbelaste spanning al zien of hij nog bruikbaar is. Een nieuwe koolstof-zink cel heeft 1.55V, een alkaline 1.6V.
Zakt die spanning onder de 1.45v , mag je zeggen dat ie leeg is.

Als het zo simpel is, dan heb ik nog weinig motivatie om de tester nog te bouwen.. Misschien een ander project bedenken dan maar

Op 17 november 2018 11:45:39 schreef LetterHenk:
Voor zover niet gevonden en bekeken door TS tip ik een aantal filmpjes over dit onderwerp die voor mij het kijken waard waren.
...

Nuttige videos!

nog eens -:)

voor de klassieke conditietest zijn de weerstanden 10 ohm voor AA en C, 4 ohm voor een dikke D cell.

meet de cel daarbij 1,1V of lager dan is ze "leeg".

Jaren geleden een batterijtester gemaakt uit de Elektuur halfgeleidergids (1990), was origineel een ELV-ontwerp :
AA was 2 weerstanden van 5.6 ohm in serie
C was 2 weerstanden van 3.3 ohm
D was 2 weerstanden van 1.5 ohm
Zelf heb ik toen nog "met de natte vinger" een AAA meting toegevoegd, blijkbaar niet gedocumenteerd toen...

Deze werkte met een comparator en 3 leds, nu zou ik ook wel een displaytje toevoegen.

Op 17 november 2018 16:13:57 schreef roadrunner:
Jaren geleden een batterijtester gemaakt uit de Elektuur halfgeleidergids (1990), was origineel een ELV-ontwerp :
AA was 2 weerstanden van 5.6 ohm in serie
C was 2 weerstanden van 3.3 ohm
D was 2 weerstanden van 1.5 ohm
Zelf heb ik toen nog "met de natte vinger" een AAA meting toegevoegd, blijkbaar niet gedocumenteerd toen...

Deze werkte met een comparator en 3 leds, nu zou ik ook wel een displaytje toevoegen.

Haha leuk om zoiets in een magazine te lezen. Ik was van plan om een 16x2 lcd aan te sluiten op een arduino idd.

Hubie

Golden Member

Op 17 november 2018 16:13:57 schreef roadrunner:
Jaren geleden een batterijtester gemaakt uit de Elektuur halfgeleidergids (1990), was origineel een ELV-ontwerp :
AA was 2 weerstanden van 5.6 ohm in serie
C was 2 weerstanden van 3.3 ohm
D was 2 weerstanden van 1.5 ohm
Zelf heb ik toen nog "met de natte vinger" een AAA meting toegevoegd, blijkbaar niet gedocumenteerd toen...

Deze werkte met een comparator en 3 leds, nu zou ik ook wel een displaytje toevoegen.

Die moet dan hier in staan:https://www.americanradiohistory.com/UK/Elektor/90s/Elektor-1990-07-08…

Edit\Dit is een geweldige mooie site waar FET een keer mee op de proppen kwam.
Je kan hier uren lang snuffelen in oude radio-bladen zoals QST,RADCOM,etc,etc.

[Bericht gewijzigd door Hubie op zaterdag 17 november 2018 19:11:33 (11%)

Anoniem

Op 17 november 2018 14:53:08 schreef Faloude:
[...]

Ik wil een batterijtester maken die je in korte tijd kan vertellen of je die batterij op je nachtkast kan vertrouwen in je zaklamp voor je avondje kamperen in de Ardennen. Ik zie goed waarom dit project de creativiteit op hol kan laten slaan, want je kan een batterij testen op capaciteit, conditie en beiden weer in verschillende vormen en dat maakt het bedenken van mijn testopzet dus moeilijker dan ik dacht dat het zou worden.

[...]
Dat geldt enkel voor een capaciteitstest.

[...]
Als het zo simpel is, dan heb ik nog weinig motivatie om de tester nog te bouwen.. Misschien een ander project bedenken dan maar

Neenee, een batterijtester is wel degelijk nuttig.
Als ik een nietoplaadbare batterij uit mijn voorraadje haal, dan meet ik eerst de onbelaste spanning. Als die 1.55V is voor een gewone lood/zinkbatterij, of 1.6V voor een alkaline,per cel, dan heb je een indicatie dat ie in prima staat is. Is de spanning lager dan 1.5V , dan is ie al ver heen en minder dan 1.4V betekent weggooien.

Voor een afstandsbediening of ander zeer laag vermogenspul gebruik ik dan ook nooit een batterijtester. Die zegt enkel wat over de inwendige weerstand en is bij kleine verbruikers minder van belang.
Het is belangrijk dat je twee zaken in het oog houdt. de inwendige weerstand neemt toe als de lading vermindert. maar ook de onbelaste spanning of emk wordt lager naarmate het einde nadert..
Als de afgenomen stroom relatief groot is, is het wel nuttig te belasten met een weerstand die in de buurt komt van de werkelijke belasting. Als de batterij ver heen is, zie je dan een fikse spanningsdaling bij belasting.
De te gebruiken weerstand hangt sterk af van hoeveel cellen er in serie staan, en de capaciteit van de cel. Een penlight belast je uiteraard minder dan een veel grotere babycell.

Dat filmpje is kul. Een hoop rekenwerk om de inwendige weerstand uit te rekenen en dan weet je nog niks. Klopt wel, maar is een omslachtige omweg. Gewoon de cel kort belasten met
een realistisch verbruik en kijken hoeveel de spanning daalt geeft direct een idee. Want daar gaat het natuurlijk om.

Zelf heb ik een zelfgemaakte continue regelbare stroomsink tot 30V/10A met een paar powerfets. Kun je niet enkel batterijen maar ook adaptertjes en voedingen mee testen.

@Grotedikken, bedankt voor je hulpzame bijdrage

Ik denk dat ik een manier heb gevonden waarmee ik alsnog capaciteitstesten kan uitvoeren zonder de batterij leeg te slurpen. Ik ga eens eerst grafieken verzamelen waarin voltage als als een functie van capaciteit wordt weergegeven bij verschillende belastingen. Op basis hiervan zou ik een capaciteitsindicatie kunnen krijgen voor een batterij (nauwkeurigheid in midden gelaten).

Zie bijlage. Als ik 1.5V meet bij 10mA belasting, dan heeft mijn lithium batterij waarschijnlijk nog 2500mAh capaciteit over toch?

Hubie

Golden Member

Ik gebruik al jaren zo'n okkie-wokkie batterijtester van een paar euro.
De belastingweerstand zal wel een compromis zijn want je kan AAA tot en met D cellen er in klemmen.
Erg nauwkeurig is zo'n metertje natuurlijk niet,toch is het in de praktijk nauwkeurig genoeg.Rood=leeg.geel=twijfelachtig,groen=OK

Meer hoef je niet te weten,toch?

Ik heb besloten om dit project op te pakken :-) Ik ga een 18650 (2600 mAh) batterij testen volgens de "20 uur methode" waarbij ik de batterij leegslurp met een weerstand waarde waarbij de batterij in 20 uur leeg zou moeten zijn (in theorie*).

De waarde van de weerstand heb ik als volgt berekend.
1) Eerst de theoretische doorstroom berekenen bij 20 uur doorvoer: 2,6A in 1 uur = 2,6/20 = 0,13A in 20 uur.
2) Dan de weerstandswaarde berekenen waarbij ik 0,13 ampere zou moeten krijgen: R = V / I = 3,7(V) / 0,13(A) = 28 Ohm

Daarnaast wil ik de waarde met een Arduino Uno uitlezen. Dit wordt ook de eerste keer dat ik een Arduino gebruik.

Zie gehele circuit ontwerp in bijlage. Ik heb 2 vragen
1) Is mijn gekozen weerstandswaarde (28 ohm) correct?
2) Kan ik met dit circuit ontwerp de voltage loggen met de Arduino?