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Über die Akkulaufzeit
Die Kapazität eines Akkus steht in mAh (Milliamperestunden). 2000 mAh bedeuten etwa 2000 mA für eine Stunde oder 100 mA für 20 Stunden. Die Grundformel lautet also:
Akkulaufzeit (Stunden) = Kapazität (mAh) ÷ Strom (mA)
Echte Akkus liefern nie ihre volle Nennkapazität, deshalb rechnet der Rechner auch mit einem nutzbaren Anteil — zu Beginn 85 %. Mit 2000 mAh und 100 mA: 2000 × 0,85 ÷ 100 = 17 Stunden.
Viele Projekte ziehen nicht immer denselben Strom. Ein Sensor kann die meiste Zeit schlafen und nur für ein paar Sekunden aufwachen, um zu messen und zu senden. Dafür nehmen Sie Schlafen und Wachen: Der Rechner berechnet zuerst den durchschnittlichen Strom.
Funktionen
- Dauerlast — Kapazität und Strom ergeben Stunden, Tage, Monate oder Jahre
- Schlafen und Wachen — Wachstrom und Wachzeit, Schlafstrom und Aufwachrhythmus ergeben den durchschnittlichen Strom und die Akkulaufzeit
- Einheiten — mAh oder Ah; µA, mA oder A; Sekunden, Minuten oder Stunden
- Typische Akkus — CR2032, AAA, AA, 9 V und 18650 mit einem Tipp
- Nutzbarer Anteil — Platz für Verluste in der Praxis, zu Beginn 85 %
- Selbstentladung — optional, nach Akkutyp: Alkali, Lithium, Li-Ion, NiMH
- Wohin der Akku geht — der Anteil, der im Schlaf verbraucht wird, mit einer Zeichnung von Strom über die Zeit
Typische Akkukapazitäten
| Akku | Spannung | Typische Kapazität |
|---|---|---|
| CR2032 Knopfzelle | 3 V | 220–240 mAh |
| AAA Alkali | 1,5 V | 1000–1200 mAh |
| AA Alkali | 1,5 V | 2000–2800 mAh (weniger bei hohem Strom) |
| AA NiMH wiederaufladbar | 1,2 V | 1900–2500 mAh |
| 9 V Alkali | 9 V | 400–600 mAh |
| 18650 Li-Ion | 3,6–3,7 V | 2500–3500 mAh |
| LiPo-Pouch | 3,7 V | wie aufgedruckt (100–5000 mAh) |
Akkus in Reihe (4 × AA = 6 V) behalten dieselben mAh; nur die Spannung addiert sich. Akkus nebeneinander (parallel) addieren ihre mAh.
Beispiele
| Projekt | Akku | Strom | Laufzeit (85 % nutzbar) |
|---|---|---|---|
| Ein Gerät mit 100 mA | 2000 mAh | 100 mA | 17 Stunden |
| Arduino-Uno-Board, nichts angeschlossen | 9 V, 500 mAh | etwa 45 mA | 9,4 Stunden |
| 18650-Zelle, 150 mA Last | 3000 mAh | 150 mA | 17 Stunden |
| Sensor: 80 mA für 2 s alle 10 Min., 10 µA im Schlaf | 2000 mAh | 0,2766 mA im Schnitt | 256 Tage |
Der Schlafstrom ist oft die eigentliche Grenze
Derselbe Sensor (80 mA für 2 s alle 10 Minuten, 2000 mAh, 85 % nutzbar) mit verschiedenen Schlafströmen:
| Schlafstrom | Durchschnittlicher Strom | Akkulaufzeit | Im Schlaf verbraucht |
|---|---|---|---|
| 5 µA | 0,2717 mA | 261 Tage | 1,8 % |
| 50 µA | 0,3165 mA | 224 Tage | 15,7 % |
| 1 mA | 1,263 mA | 56 Tage | 78,9 % |
| 10 mA | 10,23 mA | 6,9 Tage | 97,4 % |
Viele Entwicklungsboards ziehen selbst im Tiefschlaf mehrere mA, wegen des USB-Chips, der Power-LED und des Spannungsreglers. Ein nackter Chip auf einer eigenen kleinen Platine kann mit wenigen µA schlafen. Das ist der Unterschied zwischen einer Woche und fast einem Jahr.
Selbstentladung
Ein Akku entlädt sich auch von selbst, selbst wenn nichts angeschlossen ist:
| Akkutyp | Selbstentladung |
|---|---|
| Alkali | etwa 2–3 % im Jahr |
| Lithium-Knopfzelle (CR2032) | etwa 1 % im Jahr |
| Li-Ion / LiPo | etwa 2–3 % im Monat |
| NiMH, Standard | etwa 20 % im ersten Monat |
| NiMH, geringe Selbstentladung | etwa 15–20 % im Jahr |
Bei einem Projekt, das Monate läuft, wählen Sie den Typ unter Weitere Optionen. Der Rechner addiert die Selbstentladung als zusätzlichen Strom: Kapazität × Rate pro Monat ÷ 730 Stunden.
Warum weniger als 100 % nutzen?
- Die Spannung sinkt, wenn der Akku leer wird. Ihr Board kann ausfallen, bevor der Akku wirklich leer ist.
- Hoher Strom und Kälte senken die nutzbare Kapazität — bei Alkali-Zellen stark.
- Ein Spannungsregler oder ein Aufwärtswandler verliert ebenfalls etwas Energie.
- Wiederaufladbare Zellen altern und verlieren über die Jahre Kapazität.
70–90 % sind für die meisten Projekte eine gute Schätzung.
Häufige Fragen
Wie berechne ich die Akkulaufzeit?
Teilen Sie die Kapazität durch den Strom: 2000 mAh ÷ 100 mA = 20 Stunden. Multiplizieren Sie dann mit einem nutzbaren Anteil, etwa 85 %, für einen realistischen Wert: 17 Stunden.
Wie lange hält ein 2000-mAh-Akku?
Bei 85 % nutzbar: etwa 17 Stunden bei 100 mA, etwa 3,5 Tage (85 Stunden) bei 20 mA und etwa 71 Tage bei 1 mA.
Wie messe ich den Strom meines Geräts?
Schalten Sie ein Multimeter in Reihe mit dem Akku, eingestellt auf mA (oder µA für den Schlaf). Bei einem Sensor, der schläft und aufwacht, messen Sie beide Ströme und nehmen Schlafen und Wachen.
Was ist der Unterschied zwischen mAh und Wh?
mAh zählt Ladung, Wh zählt Energie: Wh = mAh × Spannung ÷ 1000. Eine Zelle mit 3000 mAh und 3,7 V speichert 11,1 Wh. Um Akkus mit unterschiedlicher Spannung zu vergleichen, nehmen Sie Wh.
Hält eine größere mAh-Zahl immer länger?
Bei gleicher Spannung und gleicher Last ja. Aber eine billige Zelle erreicht ihre aufgedruckte Kapazität vielleicht nicht, und Alkali-AA-Zellen liefern bei hohem Strom viel weniger als angegeben.
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So geht’s
- Wählen Sie Dauerlast oder Schlafen und Wachen
- Geben Sie die Kapazität des Akkus ein oder tippen Sie auf einen typischen Akku
- Dauerlast: Geben Sie den Strom ein, den Ihr Gerät zieht
- Schlafen und Wachen: Geben Sie Wachstrom und Wachzeit, den Aufwachrhythmus und den Schlafstrom ein
- Lassen Sie den nutzbaren Anteil bei 85 % oder ändern Sie ihn
- Für lange Laufzeiten wählen Sie unter Weitere Optionen den Akkutyp, um die Selbstentladung zu berücksichtigen
