Labortagebuch November 2010

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24.11.10 Lithium-Akku reaktivieren

Wenn ein Handy-Akku nicht mehr richtig will, kann er meist trotzdem noch sinnvoll eingesetzt werden. Für ein kleines Radio sollte es immer noch reichen. Auch ein alter Akku hat noch eine geringe Selbstentladung, nur die Kapazität kann etwas kleiner geworden sein und der Innenwiderstand etwas größer. Man kann direkt an die Goldkontakte Drähtchen anlöten und den Akku fest einbauen.

Oft lag ein Akku schon lange herum und ist tief entladen. An den Anschlüssen misst man 0 V. Das heißt aber nicht, dass der eigentliche Akku tatsächlich bis auf Null entladen ist. Es heißt nur, dass die eingebaute Schutzschaltung die Verbindung nach außen getrennt hat.

Wegen der internen Diode im Power-FET kann der Akku trotzdem von außen geladen werden. Allgemein gilt die Regel, dass zuerst nur ein sehr kleiner Ladestrom von C/20 erlaubt ist, wenn die Zellenspannung tiefer als 2,7 V ist. Vorsicht, lädt man unter 2,7 V zu schnell, kann es auch später noch zu einem Schaden (Brandgefahr!) kommen. C/20 ist in diesem Fall 700 mA / 20 = 35 mA. Ich bin lieber noch vorsichtiger und verwende einen Vorwiderstand von 1 kOhm, über den ich den Akku von 4 V aus langsam hochlade. Erst wenn die Zelle genug Spannung hat, schaltet sich der FET wieder ein. Danach lade ich mit einer konstanter Spannung von 4,1 V bei einem maximalen Strom von 500 mA. Manche Typen darf man auch bis 4,2 V laden, aber das ist mir zu unsicher.

Achtung, die Brandgefahr ist nicht zu unterschätzen! Einem Kollegen ist sowas schon passiert. Ich bin deshalb lieber übervorsichtig. Letztens habe ich eine Li-Akkuzelle (ohne Schutzschaltung, aus einem Laptop-Akku ausgebaut) entsorgt, weil ich sie versehentlich total entladen hatte. Die Sorge war, wenn ich die Zelle wieder hinbekomme, könnte sie trotzdem später noch in Brand geraten.

Dies ist die Entladekurve eines Handy-Akkus bei Belastung mit einem Widerstand von 27 Ohm. Nach sechs Stunden hat die Schutzschaltung den Akku bei ca. 2,5 V abgeschaltet. Die mittlere Spannung lag bei 3,7 V. Aus der Kurve kann eine Kapazität des Akkus von ca. 700 mAh ermittelt werden. Die Kurve wurde mit dem ES-M32 und einem Datenlogger-Programm in Bascom ermittelt. Man könnte dazu auch fertige Geräte verwenden.

Nachtrag 4.3.11: Überspannungsschutz

Man sagt, dass die Schutzschaltung nicht nur vor Unterspannung sondern auch vor Überspannung schützt. Das wollte ich genauer wissen und habe einen Handyakku mit 300 mA und ca. 5 V geladen. Bis über 4,2 V floss noch der volle Ladestrom. Dann, bei ca. 4,25 V wurde tatsächlich abgeschaltet. Die Spannung an den Anschlüssen war 5 V, aber der Ladestrom Null.

Fazit: Man kann solche Akkus mit sehr einfachen Ladeschaltungen laden, weil sie sich selbst schützen. Auch das Laden mit einer Solarzelle ist möglich, wobei man keine Sorge haben muss, dass der Akku irgendwann bei vollem Sonnenschein in Flammen aufgeht.

8.11.10: Schaltbilder und Datenblätter

Fragen wie diese tauchen öfter auf: "Habe ein kleines, aber leistungsstarkes UKW Scanradio. Gibt es dafür irgendwo einen Schaltplan?".

Für solche und ähnliche Produkte wird praktisch niemals ein Schaltplan herausgegeben. Man schaut sich am besten erst mal das verwendete IC genau an und sucht sein Datenblatt im Internet. In diesem Fall z.B. den 7088 oder den 9088 . Diese ICs gibt es von verschiedenen Firmen. Im Datenblatt findet man meist eine typische Applikationsschaltung. Und wenn man die mit dem vorhandenen Radio vergleicht, stellt man fast immer fest, dass der Hersteller sich recht genau daran gehalten hat.

4.11.10: LED-Kerze der neuesten Generation

LED-Kerzen werden immer einfacher. Am Anfang fand man noch eine kleine Platine mit Soundchip im Inneren. Inzwischen gibt es die LED schon mit eingebautem Flacker-Controller. Man sieht einen kleinen dunklen Fleck in der LED, das ist der Silizium-Chip. Nicht einmal ein externer Widerstand ist erforderlich. Die Flacker-LED funktioniert gut bis 4 V. Man könnte also einen Li-Akku anschließen. Auch nicht schlecht: Der steckbare Kerzenflammenhalter.

4.11.10: Werbe-Blinker mit Mikrocontroller

Es geht auch komplizierter. Aus einer Werbetafel stammt dieser LED-Controller mit einer ultrahellen weißen LED. Mein Bruder hat mal in einem Laden gefragt, was passiert eigentlich mit solchen Platinchen, wenn die Batterie leer ist? Nimm mit, war die Antwort, und so kam das Teil zu mir. Das Modul blitzt und erzeugt abwechselnd PWM-Helligkeitsverläufe. Offensichtlich wurde ein kleiner Mikrocontroller eingebaut, den man von außen sogar programmieren könnte. Wenn man wüsste, welcher Controller das ist. Vielleicht ein PIC oder einer den neuen Mini-AVRs? Die Anschlüsse GND und VCC passen jedenfalls schon mal zu den neuen ATtiny4/5/9/10 mit sechs Beinchen. Es könnte aber auch ein PIC10F200 sein, die Anschlussbelegung ist praktisch gleich.

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