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ZB2L3 v2.3 - Battery discharger, Kapazitätsprüfgerät

​Der ZB2L3 ist anscheinend mittlerweile berühmt-berüchtigt. Berühmt, weil er fast nichts kostet, dafür aber ein paar nette Features zu besitzen scheint, berüchtigt, weil er Designfehler hat(te) und verschiedene Bugs betreffend die Zeitbasis bzw. ihre Verwendung und die Strommessung.

Speziell zu letzterem Problem hat Roger von Kainka Labs interessante Aussagen getroffen, die mich annehmen ließen, daß dieses Teil niemals funktionieren würde. Ich bin mir immer noch nicht sicher, ob es jetzt in allen Funktionen mit vernünftiger Genauigkeit mißt und darüberhinaus auch von Softwarebugs befreit ist.

Den letzten Versuch von Roger habe ich mit der Version 2.3 nachgestellt. Das Gerät ging mir erst vor wenigen Tagen zu, ich glaube, es war am 27.08.2018.

Hier das Video von Kainka Labs:

www.youtube.com/watch?v=viiRounCLWw

Leider wird (mir) nicht klar, welche Version hier gezeigt wird. Wie auch immer, ich habe dann mit folgendem Versuchsaufbau versucht zu klären, ob das Ding für meine Zwecke etwas taugt oder nicht:
                         +------ZB2L3 v2.3-----+
+----------------+       x Lastwiderstand      |
| Labornetzgerät |-----> x Pluspol  für Akku   |
| Ausgang 12VDC  |-----> x Minuspol für Akku   |
+----------------+       x Lastwiderstand      |
                         +---------------------+


​​Als Lastwiderstände habe ich zwei 8-Ohm/100W-Widerstände in Serie verwendet. Rechnerisch kommt man dann auf
     U           12V
I = --- => I = ------- = 0,75A
     R          16Ohm


​Ungefähr diesen Strom habe ich dann auch gemessen, und zwar am Labornetzteil, an einem Fluke-Multimeter und, entscheidend, auch am ZB2L3 v2.3. Das Video hierzu findet Ihr hier:

https://www.youtube.com/watch?v=XJwte_SoDY4

Leider habe ich mir einige Versprecher geleistet, aber bei allen wird deutlich, was gemeint ist bzw. was falsch abgelesen wurde. Aber es wird auf jeden Fall ein Update geben, also ein weiteres Video, in dem ich dann mit niedrigeren Strömen arbeiten werde, so wie Roger es gemacht hat. Er lag bei seinem Test bei 0,290A und will das Gerät ja bei noch niedrigeren Strömen einsetzen können.

Ich werde das also auch noch testen und vorher die Justagefunktion (Kalibrierung ist nicht die korrekte Bezeichnung dafür) des ZB2L3 v2.3 verwenden, um das Maximum an Genauigkeit zu erzielen. In den nächsten Tagen werde ich dieses Video erstellen und hochladen.

Justage (fälschlich Kalibrierung genannt) des ZB2L3 v2.3 und anschließende Überprüfung der Meßgenauigkeit

Dieses Video zeigt die Justage (Kalibrierung) des ZB2L3 v2.3 und die anschließende Überprüfung der Meßgenauigkeit:

youtu.be/8vCujThhczo

Eine von mir aktualisierte und überarbeitete Gebrauchsanweisung auf englisch in einer Vorabversion folgt, die fertige Version als auch eine deutsche Übersetzung werden in den nächsten Tagen hier gepostet:

Manual for the ZB2L3

The latest version is v2.3, bought in August, 2018.

Intentional use

Measuring of battery capacity

Mode of operation

A battery is connected to the two connectors on position 2 and 3 with plus to 2 and minus to 3, while a resistor circuit is connected to 1 and 4.
     +---ZB2L3 v2.3---+
1 <= *   +---------+  |
2 <= *   | DISPLAY |  |
3 <= *   +---------+  |
4 <= *     # # #      =   <= USB connector
     +----------------+


Connectors are shown as stars, the OK, - and + buttons are symbolized by #.

1 - Resistor circuit
2 - battery, plus
3 - battery, minus
4 - Resistor circuit

The device is switched on by connecting USB power (5V) to the USB micro connector on the right hand side.

External load resistor: The resistors which come with the device have a nominal power of 30W. Nevertheless these may become extremely hot although staying within the limits of specification! It is recommended to use high power resistors of at least 100W and mount these to aluminum heat sinks.

Power supply voltage: DC 4.5 through 6V (micro USB socket)

Working current: less than 70mA (this is the internal circuit, not the outer resistor circuit or the battery circuit)

Measured battery voltage: 1.00V through 15.00V, resolution 0.01V

Automatically selected termination voltage, depending on the initially charged cell voltage. Range: 0.5 through 11.0V.

Maximum current 3A, resolution 0.001A

The maximum measurement error voltage: 1% +- 0.03V

The maximum measurement error of current: 2% +- 0.010A

The maximum battery capacity range: 0.001Ah through 9999Ah (values lower than 10Ah are displayed as X.XXX; values between 10Ah and 99.99Ah are displayed as XX.XX, and so on).

Board size: 50mm long by 36mm wide, by 17mm high, including standoffs

Note: in order to improve the voltage measurement accuracy, the circuit applies a DC bias. The display may show a small residual value, which does not affect the actual measurement.

Usage instructions

The battery to be tested should be fully charged first.

Connect the battery observing the polarity (+ terminal on the PCB to positive battery terminal). Reversing the polarity may damage the circuit! Connect the operating power to the tester via the micro USB cable. The display should indicate the battery voltage.

Start test by pressing the OK button. The tester will automatically set suitable termination voltage, according to the battery full charge voltage, and flash it 3 times upon starting the test.

The termination voltage chan be changed in 0.1V increments after starting the test, by pressing the + or - keys. The termination voltage is displayed with a leading P character. During testing, the electronic switch connects the load resistor, and the testing data are displayed in sequence, as shown by the LED indicator:

the integrated capacity (Ah)
momentary discharge current (A)
current battery voltage (V)

When the battery voltage reaches the termination voltage, the tester cuts off the load control switch, displays the capacity (Ah) and rapidly flashes the corresponding LED indicator. Press OK to terminate flashing. Press the OK button again and return to power on state, so that another battery can be connected and tested.

Error codes

Err1:
battery voltage above 15V

Err2:
battery voltage lower than termination voltage

Err3:
battery is unable to withstand the discharge current 
(either internal battery resistance or cable resistance is too high)

Err4:
current above specification (higher than 3.1A)

Adjustment (Calibration is technically not correct)

Simultaneously apply USB power and press all three buttons at once to enter the calibration mode and perform the following steps:

1. Display: 0u0A
Short connect both positive and negative input terminal (2 and 3) and press the OK button!

2. Display: J10u
Apply 10.00V DC between connectors 2 and 3 and press the OK button!

3. Display: J2.0A

Apply 2.0 A DC current between the input terminals and press the OK button to complete the calibration.

To achieve this, please, remember:

Maximum voltage : 15.0V
Desired current : 2.0A
Resistance should be: 7.5Ohm 

If you e. g. use a 4Ohm resistor, you should set the tension to 8V, so that 8V/4Ohm=2A. But the current should under all circumstances be measured with an external amperemeter as accurately as possible.

If the tester determines that the calibration data is reliable, it will in turn show four calibration numbers after completing the procedure; otherwise it will ignore the calibration attempt, discard the data, and exit the procedure.

Shipped contents:

2x 5W 7.5Ohm resistor
1x Battery capacity tester board
(USB cable is NOT provided)


​Deutsche Gebrauchsanweisung für das ZB2L3 Akkukapazitätsmeßgerät

Die letzte Version des Geräts ist die v2.3, gekauft im August 2018.

Verwendungszweck: Messen der Akkukapazität

Arbeitsweise:

An die beiden Terminals an Position 2 und 3 wird ein Akku angeschlossen, Pluspol an 2, Minuspol an 3. Die Lastwiderstände werden an 1 und 4 angeschlossen.
     +---ZB2L3 v2.3---+
1 <= *   +---------+  |
2 <= *   | DISPLAY |  |
3 <= *   +---------+  |
4 <= *      # # #     =   <= Micro-USB-Buchse
     +----------------+


Die Anschlüsse werden durch Sternchen symbolisiert, die drei Knöpfe, OK, - und +, mit einer Raute (#).

1 - Lastwiderstandskreis
2 - Akku, plus
3 - Akku, minus
4 - Lastwiderstandskreis

Das Gerät wird durch Anschluß an ein USB-Netzteil (5V DC) eingeschaltet. Auf der rechten Seite befindet sich dazu eine Micro-USB-Buchse. Über diese wird nur eine Betriebsspannung zur Verfügung gestellt, weitere Funktionen gibt es nicht.

Externe Lastwiderstände: Die mit dem Gerät gelieferten Widerstände haben laut Aufdruck eine maximale Leistung von 30W. Trotzdem werden sie extrem heiß, auch bei Gebrauch innerhalb der Spezifikation. Daher rate ich zur Verwendung höher belastbarer Widerstände, z. B. 8Ohm/100W, und würde diese auch auf einem Kühlblech betreiben.

Spannungsversorgung: DC 4,5V bis 6,0V über Micro-USB-Buchse

Arbeitsstrom: weniger als 70mA (dieser Wert gilt für den internen Schaltkreis)

Meßbereich für die Akkuspannung: 1V bis 15V, Auflösung 0,01V

Die Entladeschlußspannung wird automatisch voreingestellt im Bereich von 0,5 bis 11,0V. Diese Voreinstellung kann manuell verändert werden.

Der maximale Strom im Entladekreis beträgt 3A, gemessen mit einer Auflösung von 0,001A.

Der maximale Fehler bei der Spannungsmessung beträgt 1%, entsprechend +- 0,03V.

Der maximale Fehler bei der Strommessung beträgt 2%, entsprechend +- 0,010A.

Die Kapazität des Akkus kann zwischen 0,001Ah und 9999Ah gemessen werden. Werte unter 10Ah werden als X.XXX angezeigt, Werte zwischen 10Ah und 99,99Ah als XX.XX usw.

Größe des Boards: Breite 50mm, Tiefe 36mm, Höhe (inkl. Stützbolzen) 17mm.

Um die Spannungsmessung zu verbessern, wird im Schaltkreis ein Gleichstrombias verwendet. Es kann somit auch im Leerlauf ein kleiner Wert angezeigt werden, der aber die tatsächliche Messung nicht beeinträchtigt.

Bedienungsanleitung:

Der zu testende Akku sollte vorab voll geladen werden.

Verbinden Sie den Akku unter Berücksichtigung der Polarität mit dem Gerät. Falsche Polung kann den Akkutester beschädigen! Schließen Sie dann das Gerät an die USB-Versorgungsspannung an. Das Display sollte nun die Spannung des Akkus anzeigen.

Beginnen Sie den Test durch Druck auf den OK-Knopf. Automatisch wird der Tester nun eine Entladeschlußspannung vorschlagen, im Display wird an erster Stelle ein P angezeigt. Entweder akzeptieren Sie die Vorgabe durch erneuten Druck auf den 
OK-Knopf, oder Sie verwenden die Plus- und Minus-Knöpfe, um einen eigenen Wert einzugeben. Dies geschieht in 0,1V-Schritten. Die manuelle Einstellung wird dann mit OK abgeschlossen.

Anschließend beginnt die Messung. Der Lastkreis wird zugeschaltet, es beginnt ein Entladestrom zu fließen, und auf der Anzeige erscheinen reihum

die akkumulierte Kapazität in Ah,
der aktuelle Entladestrom in A und
die aktuelle Akkuspannung in V.

Bei Erreichen der Entladeschlußspannung wird der Lastkreis getrennt, und der Akkutester zeigt blinkend die gemessene Kapazität in Ah an. Durch Drücken des OK-Knopfs wird das Blinken beendet. Ein erneuter Druck auf OK setzt das Gerät zurück, sodaß ein weiterer Akku gemessen werden kann.

Fehlercodes:

Err1:
Akkuspannung über 15V

Err2:
Akkuspannung niedriger als Entladeschlußspannung

Err3:
Der Entladestrom kann vom Akku nicht mehr geliefert werden. Entweder, 
weil der Akkuinnenwiderstand oder der Widerstand des Kabels zu hoch ist.

Err4:
Strom höher als erlaubt (über 3,1A)

Justage (Kalibrierung ist technisch nicht korrekt):

Halten Sie alle drei Knöpfe niedergedrückt, während Sie das Gerät an das USB-Netzteil anschließen. Anschließend lassen Sie die Knöpfe los und das Gerät befindet sich im Kalibrierungsmodus. 

Folgende Schritte müssen nun durchgeführt werden:

1. Display: 0u0A
Schließen Sie die Terminals 2 und 3 kurz. Drücken Sie OK!

2. Display: J10u
Legen Sie an 2 und 3 eine Spannung von 10V an! Drücken Sie OK!

3. Display: J2.0A
Stellen Sie die Spannung nun so ein, daß ein Strom von exakt 2A fließt! Achten Sie darauf, die 15V nicht zu überschreiten! Drücken Sie OK!

Wenn Sie den Strom einstellen, denken Sie an folgendes:

Die Spannung darf maximal 15,0V betragen!

Ein geeigneter Widerstand beträgt zwischen 5 und 7,5Ohm.

Wenn Sie einen 4Ohm-Widerstand verwenden, benötigen Sie eine Spannung von 8V, sodaß gilt: 8V/4Ohm=2A. Der Strom muß auch bei vorheriger Berechnung unbedingt mit einem externen Meßgerät ausreichender Genauigkeit kontrolliert werden!

Wenn das ZB2L3 mit den Kalibrierungsdaten einverstanden ist, wird es am Ende des Prozesses vier verschiedene Werte anzeigen. Falls nicht, wird der Kalibrierungsversuch ignoriert, die Daten verworfen und die Prozedur beendet.

Lieferumfang:

2 Stück 5W, 7,5Ohm Widerstände
1 Stück Akkukapazitätstestgerät
(ein USB-Kabel gehört NICHT dazu)

Bitte beachtet meine beiden Videos zum Gerät, das erste ist ein allgemeiner Test, das zweite befaßt sich mit der Kalibrierung:

Mein erstes Video zum Gerät: youtu.be/XJwte_SoDY4

​
Mein zweites Video zum Gerät: Kalibrierung: youtu.be/8vCujThhczo
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