Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Recycling: Verbrauchte eZigarette zu Powerbank


von Tom A. (toma)


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Hallo Leute.

Habe eine verbrauchte eZigarette zu einer einfachen Powerbank umgebaut, 
funktioniert tadellos. Der in der Zigarette verbaute Controller bietet 
alle benötigten Funktionen: Ladegerät mit Überspannungsschutz - 
Konstantladestrom von 270mA, Ladeendspannung ca. 4,2V / 
Tiefentladeschutz unter ca. 3,2V.
In den Zigaretten sind teilweise unterschiedliche Controller mit 
ähnlichen Eigenschaften verbaut, im hier Verwendeten arbeitet ein SG803 
Chip.

Näheres zum Controller ist hier zu finden:
https://www.elektronik-labor.de/Notizen/Dampfer.html

Bild "eVapePBank" zeigt ein Blockschaltbild der Powerbank. An Stelle des 
Drucksensors bedient ein Taktgeber den Controller. Wenn der Takt Low 
ist, wird der Ausgang des Controllers eingeschaltet. Er bleibt 
allerdings, damit die Zigarette nicht überhitzt, für maximal 10 Sekunden 
eingeschaltet. Danach wird der Ausgang ausgeschaltet und ein 
zuverlässiges einschalten ist erst nach einer längeren Wartezeit 
(Versuch ergab 15s.) wieder möglich. Zudem wird die Leistung des Ausgang 
oberhalb der Akkunennspannung (3,6V) durch eine Art Impulspaketsteuerung 
begrenzt. Um diese Unterbrechungen der Ausgangsspannung zu überbrücken 
ist dem Controller eine Nachlaufsteuerung nachgeschaltet. Dies ist im 
Grunde nur ein nachtriggerbares Monoflop der gewünschten Leistung. Der 
Ausgangsstrom kommt vom Monoflop, der Ausgang des Controllers dient nur 
noch dessen Triggerung.

Das Bild "eVapeDia" zeigt eine Simulation des Monoflop Ein- und Ausgang. 
Bleiben, wegen zu niedriger Akkuspannung, die Triggerimpulse des 
Controllers aus, schaltet der Ausgang nach Ablauf der Zeit ab. Dieser 
Vorgang wiederholt sich mehrfach, da sich die Akkuspannung nach 
abschalten der Last wieder erholt.

Ein Kurzschlußschutz ist nicht vorhanden, dieser ist von der folgenden 
Ausgangsschaltung abhängig. Im einfachsten Fall kann es eine Sicherung 
am Akku sein.

Ein Prototyp mit 550mAh eVape-Akku ist im Einsatz (Takt 5s ein, 5s aus) 
und arbeitet wie erwartet. Wie die Schaltung im Detail aussieht 
unterscheidet sich von Anwendung zu Anwendung. Gemeinsam ist ein 
geeigneter Takt am Eingang und ein nachtriggerbares Monoflop am Ausgang 
des Controllers.

Gruss Tom

von Rüdiger B. (rbruns)



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Im Thingiverse gibts es diverse Gehäuse und Links zu Hardware und zum 
Nachbau.

von Jack V. (jackv)


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Tom A. schrieb:
> An Stelle des
> Drucksensors bedient ein Taktgeber den Controller.
> […]
> Um diese Unterbrechungen der Ausgangsspannung zu überbrücken
> ist dem Controller eine Nachlaufsteuerung nachgeschaltet.
> […]
> Ein Kurzschlußschutz ist nicht vorhanden

Wär’s nicht sinnvoller, den Akku zu nehmen und mit einer dieser fertigen 
integrierten Lade-/Schutzschaltungen zu verbinden, die’s für ’nen Euro 
oder so gibt?

: Bearbeitet durch User
von Tom A. (toma)


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Hallo Jack.

Der Controller ist in der Zigarette bereits vorhanden und soll weiter 
genutzt werden.

Die Schutzmodule haben eine sehr niedrige Entladeschutzspannung, sie 
sollen den Akku vor Ausfall schützen. Habe mal eines nachgemessen, das 
ließ eine Entladespannung von 2,25V zu.

Tom

von Jack V. (jackv)


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Tom A. schrieb:
> Der Controller ist in der Zigarette bereits vorhanden und soll weiter
> genutzt werden.

Der ist halt für das Nutzungsprofil nicht ausgelegt, und die zusätzliche 
Komplexität mit externem Triggern und so macht’s nicht direkt 
zuverlässiger.

Tom A. schrieb:
> Habe mal eines nachgemessen, das
> ließ eine Entladespannung von 2,25V zu.

Dann nimmt man halt eines, das die gewünschten Parameter aufweist. Oder 
man stellt das Vorhandene um.

Versteh’s nicht falsch: als Bastelei ist das sicher nett – aber wenn es 
einem nur um eine zuverlässige Stromquelle geht, ist’s dann doch meist 
sinnvoller, eine dafür vorgesehene Lösung zu verwenden, denke ich. 
Zumindest, wenn diese Lösung für ’nen Euro zu haben ist.

von Icke ®. (49636b65)


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Tom A. schrieb:
> Die Schutzmodule haben eine sehr niedrige Entladeschutzspannung, sie
> sollen den Akku vor Ausfall schützen. Habe mal eines nachgemessen, das
> ließ eine Entladespannung von 2,25V zu.

Nach Erfahrungen aus dem RC-Modellbau ist das zu niedrig, der Akku wird 
bereits geschädigt. Ich entlade nicht unter 3V.

von Tom A. (toma)


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Hallo Jack.

Es geht hier nicht um die billigste Powerbank, sondern um das recyceln 
einer eZigarette. Aber die Idee des Schutzmoduls zusätzlich ist dennoch 
gut, da es eine Strombegrenzung mitbringt.

Tom

von Ralf X. (ralf0815)


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Icke ®. schrieb:
> Tom A. schrieb:
>> Die Schutzmodule haben eine sehr niedrige Entladeschutzspannung, sie
>> sollen den Akku vor Ausfall schützen. Habe mal eines nachgemessen, das
>> ließ eine Entladespannung von 2,25V zu.
>
> Nach Erfahrungen aus dem RC-Modellbau ist das zu niedrig, der Akku wird
> bereits geschädigt. Ich entlade nicht unter 3V.

Gerade im RC-Modellbau sind ja 1s1p-Stromversorgungen mit einem 
Ladestrom bis max. 1A weit verbreitet..
Einfach mal Kopf einschalten..

von Jack V. (jackv)


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Tom A. schrieb:
> Es geht hier nicht um die billigste Powerbank, sondern um das recyceln
> einer eZigarette.

Das ist schon aus dem Eingangsbeitrag hervorgegangen. Ich halte nur den 
Ansatz für hinterfragenswert, den für dieses Einsatzszenario nicht 
vorgesehenen Controller unbedingt mitnehmen zu wollen und ihn dafür „mit 
der Brechstange“ zum gewünschten Verhalten zu bringen.

von Tom A. (toma)


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Hallo Jack.

Da ist nichts mit Brechstange, der Chip ist genau dafür gemacht. Er 
beinhaltet den Laderegler mit Überladeschutz und kümmert sich um die 
Unterspannungsabschaltung. Der Rest ist etwas Hühnerfutter um diese 
Fähigkeiten an die Anforderungen anzupassen.

von Jack V. (jackv)


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Tom A. schrieb:
> Da ist nichts mit Brechstange, der Chip ist genau dafür gemacht.

Nein, ist er nicht. Dann wäre ein Taktgeber nicht notwendig, sondern der 
Controller würde das Ein- und Abschalten direkt erlauben, sowie 
mindestens einen Kurzschlussschutz bieten.

Wie sieht’s mit Überstromschutz aus, hattest du das bei dem vorliegenden 
Modell mal gemessen?

: Bearbeitet durch User
von Tom A. (toma)


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Hallo Jack.

Es ist dein gutes Recht es nicht verstehen zu wollen/können. Aber 
verschwende nicht meine Zeit und den Thread mit deinem Geschmarre.

Tom

von Jack V. (jackv)


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Tom A. schrieb:
> Es ist dein gutes Recht es nicht verstehen zu wollen/können. Aber
> verschwende nicht meine Zeit und den Thread mit deinem Geschmarre.

Und es ist dein gutes Recht, meinen Punkt nicht verstehen zu können oder 
zu wollen. Aber es ist nicht dein Recht, mir hier Vorschriften zu machen 
– das haben nur genau die Leute mit „Moderator“ oder „Administrator“ am 
Usernamen.

Schöner wär’s gewesen, wenn du mir den Vorteil deiner dann auch nicht 
weniger aufwändigen Idee darlegen könntest – ein Controller im Gegenwert 
von drei Cent auf Biegen und Brechen weiternutzen zu wollen und dabei 
einen Aufwand in Kauf zu nehmen, für den man dreimal eine passende 
Lösung eingesetzt haben könnte, wirft bei mir nunmal die Frage auf, 
welchen Vorteil das denn bringen soll.

: Bearbeitet durch User
von Icke ®. (49636b65)


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Ralf X. schrieb:
> Gerade im RC-Modellbau sind ja 1s1p-Stromversorgungen mit einem
> Ladestrom bis max. 1A weit verbreitet..
> Einfach mal Kopf einschalten..

Dann tu das mal. Davon abgesehen, daß bei Kleinmodellen durchaus 1s1p 
Akkus üblich sind, ist die Problematik im RC-Bereich sogar weniger 
kritisch. Zu niedrige Entladespannungen führen zu irreversiblen Schäden 
an der Zellchemie. Je länger sich der Akku im tiefentladenen Zustand 
befindet, desto stärker die Schäden. Wenn ich die Zellen meines 
Flugmodelles unter 3V entlade, ist das weniger schlimm, als einer 
Powerbank die letzten mAh auszusaugen. Warum? Die hohen Ströme beim 
Flugmodell lassen aufgrund des Innenwiderstandes der Zelle die Spannung 
an der Klemme ein gutes Stück unter die Leerlaufspannung sinken,  und 
der Regler schaltet schnell genug ab, sodaß der Zustand max. wenige 
Minuten anhält. Ohne Last hat der Akku wieder Spannung im weniger 
kritischen Bereich. Anders bei den relativ kleinen Strömen der 
Powerbankanwendung, dort "erholt" sich die Spannung nicht. Und in der 
Regel wird die Powerbank auch nicht zeitnah wieder aufgeladen, liegt 
also Stunden oder Tage leer rum. Es macht auch keinen praktischen Sinn, 
unter 3V zu entladen, weil die Spannungskurve so steil abfällt, daß kaum 
noch nennenswert Energie rauszuholen ist.

von Rüdiger B. (rbruns)


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Tom A. schrieb:
> eine verbrauchte eZigarette

Deshalb ist die untere Entladespannung uninteressant. Die 
wiederverwendung ist nicht geplant.

von Kilo S. (kilo_s)


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Rüdiger B. schrieb:
> Deshalb ist die untere Entladespannung uninteressant. Die
> wiederverwendung ist nicht geplant.

Nicht ganz, die Hersteller haben es ja langsam auch begriffen. Das is 
akkuverschwendung.
Daher gibt's mittlerweile unzählige Varianten mit ladebuchse und sogar 
kleinen LED Anzeigen anstelle dem geblinke.

von Jack V. (jackv)


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Kilo S. schrieb:
> Daher gibt's mittlerweile unzählige Varianten mit ladebuchse und sogar
> kleinen LED Anzeigen anstelle dem geblinke.

„Mittlerweile“? Das gab’s schon, als ich noch nikotinsüchtig war – und 
das ist mittlerweile um die zehn Jahre her. Tatsächlich war das damals™ 
der Standard – die Perversion mit den künstlich auf Einmalbenutzung 
kastrierten Teilen kam erst in den letzten Jahren auf.

Allerdings sieht’s so aus, als würde der Gesetzgeber bald mal was 
Sinnvolles schaffen, und diese Teile verschwinden lassen.

von Tom A. (toma)


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So kann ein einfacher Taktgeber für den Controller aussehen. Es ist ein 
astabiler Multivibrator mit einer Zykluszeit von rund 4,5 Sekunden. So 
ist er in der Lage, falls etwas schief läuft, den Controller innerhalb 
dessen Zykluszeit von 10 Sekunden zweimal anzusteuern.

Der Kollektor von Transistor Q1 ersetzt den Drucksensor und wird an Pin 
1 des Controllers angeschlossen (wie in dessen Datenblatt gezeigt).

Die Schaltung mit Controller ohne Last und LED braucht 100 - 150µA 
schwankend.

von Kilo S. (kilo_s)


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Jack V. schrieb:
> „Mittlerweile“? Das gab’s schon, als ich noch nikotinsüchtig war – und
> das ist mittlerweile um die zehn Jahre her.

Aber meines Wissens nach nicht als "aufladbares" einweg Gerät.
Aber ja, die ersten kleinen Dampfer in stiftform mit schraubgewinde für 
den Tank das auch gleichzeitig der Anschluss zum laden war und 
kompletten coils zum wechseln hatte kenne ich auch.

von Wollvieh W. (wollvieh)


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Und diese auf irgendeinem Küchentisch in Asien gedrehten Billigzellen 
explodieren nicht, wenn man sie ein paarmal auflädt?

Ich habe auch mal ein paar solchre Zellen gesammelt, aber irgendwie 
scheue ich mich, sie als Pufferbatterie in einem HP3478 einzusetzen. 
Oder gar in ein Gerät zu tun, das im Auto zu liegen kommt.

von Tom A. (toma)


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Hallo Wollvieh.

Ich konnte bislang noch keine Probleme mit diesen Akkus feststellen.

Habe einen davon mit 550mAh in einem Solar-Gartenlicht verbaut, der 
läuft seit beinahe einem Jahr problemlos. Obwohl das Licht bei jedem 
Wetter draussen steht, Tag und Nacht, Sommer und Winter. Die Schaltung 
des Lichtes ist aber dafür ausgelegt: Ladestrombegrenzung, 
Überladeschutz, Tiefentladeschutz, Tagabschaltung.

Die Akkus sind bei den verbrauchten Zigaretten fast wie neu - einmal 
geladen und im Gebrauch einmal entladen. Der Controller der Zigarette 
hat einem Tiefentladeschschutz der bei ca. 3,2 Volt ein weiteres 
entladen verhindert.

Tom

von Kilo S. (kilo_s)


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Wollvieh W. schrieb:
> Und diese auf irgendeinem Küchentisch in Asien gedrehten Billigzellen
> explodieren nicht, wenn man sie ein paarmal auflädt?

Noch keine Explodiert, teils als 10P (powerbank mit 3600mAh, Elfbar 
Zellen 360mAh) im Einsatz.
3P für meine LED Stirnleuchte. (1080mAh, Elfbar Zellen)
2P für einen esp8266 (verschiedene zellen) von 360-X00mAh (Elfbar, 
Flerbar, Fumot ect...)

Bei korrekten Umgang sind die nicht mehr oder weniger sicher als alles 
was auf LiIon basiert.
Restrisiko bleibt halt bestehen. Panik sollte man keine vor den dingern 
haben.

Ich hab absichtlich einige Zellen <2,5V behalten und beobachte die 
selbstentladung sporadisch. Wenn die ganz leer sind wickle ich mal eine 
auseinander um mir den separator genauer anzusehen. Mit dessen Qualität 
scheint ja alles zusammen zu hängen, wie leicht dendriten durch wachsen 
ect...

OT: SAMSUNG, du elendig hure mit deiner autokorrektur! Geht mir das auf 
den Sack das du elendig deinen Kopf durchsetzen willst und mein eigenes 
Wörterbuch komplett ignorierst!


Scheiß bearbeiten dauernd!

: Bearbeitet durch User
von Tom A. (toma)


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Habe die Schaltung nochmal überarbeitet und dabei festgestellt, dass der 
Umschalter von "Betrieb" zu "Laden" nicht benötigt wird. Da die 
Nachlaufsteuerung hochohmig angeschlossen ist, kann dort die 
Ladespannung direkt angeschlossen werden. Dadurch bleiben dann die 
Triggerimpulse der Nachlaufsteuerung aus und die Last wird automatisch 
abgeschaltet.

Aber nun kann man über einen Umschalter die Triggerimpulse des 
Taktgebers auf die Nachlaufsteuerung schalten, wodurch Lastbetrieb 
während des Ladens möglich wird.

Einzig die Tiefentladeabschaltung funktioniert so nicht mehr. Der 
Laststrom darf deshalb den maximalen Ladestrom des Controllers nicht 
übersteigen. Die meisten meiner Controller liefern 270mA, habe aber auch 
welche mit 700mA Ladestrom.

Die blinkende Anzeige der Unterspannung funktioniert weiter wie gehabt.

Tom

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