Kleines Powerwallchen

In meiner Wohnung hatte ich bisher immer Bleiakkus, um den Solarstrom auch abends oder wann immer verwenden zu können. Meistens Autobatterien oder woran man eben so kommt. Das Problem an den Akkus kennt aber jeder: Schwer, groß und im Endeffekt recht wenig Kapazität, wenns nicht wirklich wirklich groß werden soll und na ja, meine Wohnung wird immer voller mit Maschinen und anderem Zeugs, also muss ich schon ein wenig wegen Platz schauen. 😀

Viele Alternativen außer Lithium Ionen gibts eigentlich nicht. Lipos sind mir zu gefährlich und viel mehr kannte ich zu dem Zeitpunkt auch nicht. Mittlerweile wären LiFePo4 Akkus interessant aufgrund der günstigeren Spannung (Blei hat 14,4V und LiFePo4 14,8V, LiIon 12,6V oder 16,8V) aber letzlich tuts LiIon auch absolut für meine Ansprüche.

Los gings also erstmal damit, indem ich bei Ebay ein Paket mit 100 gebrauchten Notebook Akkus ersteigert habe für… 150€? War wirklich ein Schnäppchen. An sich ists aber okay, wenn man 3-4€ pro Akku zahlt. Irgendwo hatte ich mir mal die konkrete Ausbeute notiert – Ca 80% der Zellen war brauchbar, mit Kapazitäten von 500 – 2500mAh. Falls ihr das auch machen möchtet: Aufpassen! Die Zellen haben teilweise wirklich noch jede Menge Power und können bei Kurzschlüssen schnell zu Bränden führen. Am besten also draußen machen, vorallem weil ihr nahezu jeden Akku gewaltsam „öffnen“ müsst.
Danach werden die Zellen aufgeladen und entladen, um die Kapazität zu prüfen oder aber auch defekte Zellen auszusortieren, die sich zum Beispiel beim Laden stark erhitzen.

Die Kapazitäten habe ich immer mit Edding auf die Zellen geschrieben. Der Akku ist als 4S mit 15Ah gebaut, damit ich auch genügend Spannung habe, um größere Dinge zu befeuern. Runterregeln geht ja immer.

Da sich die entstehenden Ströme in Grenzen halten werden, habe ich als Verbinder der Zellen verzinte Kupferstreifen benutzt, die man auch in Solarpanels zum verbinden von Strings verwendet. Damit die Zellen beim Löten an ihrer Stelle bleiben, wurde ein wenig improvisiert. 🙂

Jede einzelne Zelle ist mit einer 2A Sicherung abgesichert. Bei neuen Zellen braucht man sowas denke ich nicht machen, aber bei gebrauchten Zellen… wäre ich vorsichtig. Grade wenn der Akku in der Wohnung oder an einem Platz mit brennbaren Dingen steht.
Ansonsten wurde als Ladegerät ein großer Stepdown verwendet – Nicht die effizienteste Lösung, aber die wird hier auch nicht benötigt. Verbraucher schließt man mit Plus an den Sicherungshalter und über einen 50A Shunt gehts an Minus, wodurch sämtliche verbrauchte Energie gemessen wird – Einfach ein nettes Gimmick.

NiMh Akkulader

Mist, da hab ich diesmal den Sonntagsblogpost nicht geschafft. 😀

Meine ersten NiMh Akkus waren von ANSMANN. Ein Ladegerät war auch dabei, allerdings hat das nicht so gut funktioniert. Meine Zahnbürste ist immer recht schlagartig ausgegangen, weil eine der beiden Zellen leer war – Also hatten die unterschiedliche Kapazitätsstände nach dem Laden. Als nächstes hab ich das berühmte IMax B6 (Klasse Ladegerät) ausprobiert, welche mit DeltaU lädt, aber auch hier war ich nicht so ganz zufrieden. Was aber dann relativ gut funktioniert hat, war die Abschaltung nach Temperatur. NiMh Akkus erwärmen sich recht schnell, wenn sie voll sind. Allerdings ging das nur im Modus DeltaU, der immer mal wieder ein wenig unzuverlässig zu früh abgebrochen ist.

Hier kam dann die Idee für ein eigenes Ladegerät, eben auch weil ich nichts käufliches fand, das einfach nur nach Temperatur abschaltet. Von Effizienz oder sowas brauch man aber ganz sicher nicht reden. 5V kommt rein und je ein LM317 verbrennt dann einfach den unnötigen Mist und regelt auf 1A Ladestrom runter. Deshalb auch der Lüfter. 😀

Der Anfang wurde wie immer am Breadboard gemacht. Der Arduino checkt über 2 Analogeingänge, ob Zellen in den Schächten sind. 3 Temperatursensoren überwachen je eine Zelle, sowie die Umgebungstemperatur als Referenztemperatur. Der Lastkreis wurde noch bewusst weggelassen – Die vielen Übergangswiderstände durch Steckverbindungen würden sowieso alles verfälschen.

Den ersten „Prototyp“ hab ich auf na einzelnen Platine gelötet, auch um den passenden Widerstand für die Strombegrenzung des LM317 zu finden. Ein Mosfet ist dann noch als Ein/Aus Schalter drauf, bzw über PWM gibts hier noch die Möglichkeit den Strom weiter runterzuregeln.

Die finale Platine mit allen Teilen wurden dann doch relativ groß. 2 LEDs sind als optische und ein Buzzer für akustische Ausgabe, sowie ein Taster als Bedienung vorhanden. Es können AA, sowie AAA Zellen geladen werden.

Das Gehäuse des Ladegeräts ist nicht unbedingt schön geworden…aber es funktioniert. Mit Design und so hab ichs nicht wirklich, entsprechend steck ich da ehrlich gesagt auch nicht viel Aufwand rein.

Was ganz cool geworden ist, sind die beiden Federn für die Temperatursensoren an den Zellen. Hab lange lange überlegt, wie ichs am besten anstelle, dass die möglichst unkompliziert direkt an den Zellen aufliegen – und so funktioniert das wirklich sehr gut.

Der Ladevorgang funktioniert so: Wenn eine Zelle erkannt wird, leuchtet die entsprechende LED zum Schacht auf. Nun kann mit einem langen Druck des Tasters zur Auswahl der Ladegeschwindigkeit gesprungen werden. Die LED blinkt nun und mit einem kurzen Tastendruck kann zwischen AA(1A), sowie AAA(0,4A) gesprungen werden. Mit einem langen Tastendruck gehts zur Überprüfung der Temperaturen. Der Ladevorgang wird nur begonnen, wenn die Umgebungstemperatur unter 35 oder über 10 Grad ist und wenn die Akkutemperaturen maximal 3 Grad Unterschied zur Umgebungstemperatur haben. Wenn alles passt, wird als Ladeendtemperatur die Umgebungstemperatur + 10 Grad angesetzt. Wird diese von einem Akku erreicht, wird der entsprechende Schacht deaktiviert und ist voll.
Sind alle Akkus voll, piept der Buzzer und das Ladegerät geht in einen Cooldown von einer Minute, damit sich der Umgebungstemperatursensor wieder stabilisiert. Da dieser im Gehäuse mit den LM317 ist, erwärmt er sich ebenfalls. Danach können weitere Zellen geladen werden.

Das Ladegerät benutze ich jetzt mittlerweile seit bald einem Jahr und ich bin immernoch absolut zufrieden. 🙂