Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Akku + Ladeschaltung bauen


von Dominik F. (featuring)


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Erstmal Hi,
Ich bräuchte mal eure Hilfe. Folgendes; Ich habe ein paar Cubieboards 
gekauft. Da man ja einen laufenden "Computer" niemals einfach abschalten 
soll, dachte ich mir ich baue mir einen Akku.


AKKU:
Ich dachte mir ich bau die "NH TC 4XAA-1Z" zusammen (Serie/Reihe), das 
ergibt dann ja 4.8V und 2.1Ah. Beim Cubieboard entspricht dies dann 
einer Betriebsdauer zwischen 1 - 2h. Aber wenn ich dieses "Pack" 
Parallel aneinander hänge, ergibt sich ja daraus 4.2Ah, 6.3Ah, 8.4Ah, 
10.5Ah, 12.6Ah ... Darf man dies so machen?


LADESCHALTUNG:
Ich würde gerne eine Schaltung wie sie beim Smartphone, Tablet, 
Notebook, etc. bauen. Also dass der Akku geladen wird, aber ich 
weiterhin mit dem Cubieboard arbeiten kann, aber wenn der Strom getrennt 
wird soll es weiter laufen.
Zusätzlich möchte ich dass man das Cubieboard mit einem Euro 8 Kabel 
betreiben kann + über ein USB-Netzteil (z.B. im Auto).
Habe davon leider keine Ahnung, wie stelle ich das am besten an?
Ich würde es natürliche auf eine Platine machen, da ich nen Bekannten 
hab der zu Hause selbst Platinen ätzt.


Ich weiss es sind viele Info`s, hoffe aber dass ihr mir helfen könnt.

Vielen Dank schon mal im Voraus.

von MaWin (Gast)


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> Ich habe ein paar Cubieboards gekauft.

Das braucht so wie ich das sehe 5V

> ich bau die "NH TC 4XAA-1Z" zusammen

Du hast Glück daß ich manchmal auch bei reichelt kaufe,
sonst könnte ich mit diesem Kauderwelsch nichts anfangen.

Die liefern nur 3.8V bis 6V, also zu wenig für das Board.

> Darf man dies so machen?

Nein, NiMH lassen sich nicht (einfach so) parallel schalten,
weil der schlechtere Akku den besseren entlädt.

> Also dass der Akku geladen wird, aber ich weiterhin mit
> dem Cubieboard arbeiten kann, aber wenn der Strom getrennt
> wird soll es weiter laufen

Das geht theoretisch bei NiMH mit dem MAX712 Lade-Controller-IC.

> Zusätzlich möchte ich dass man das Cubieboard mit einem Euro 8 Kabel
> betreiben kann

Da kommen versaute 12V aus dem Bordnetz raus. Man braucht eine 
Schutzschaltung vor Überspannung bis 150V und negativer Spannung.
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.23

> über ein USB-Netzteil

Das liefert zu wenig Strom.


Das lässt sich bauen, aber deine vielen Wünsche machen es aufwändig.
Da 2 Akkus parallel nicht so gut geht, schaltet man besser 2 Akkus
in Reihe. das hat auch den Vorteil, daß es immer mehr Spannung liefert 
als dein Board braucht. damit man die überschüssige Spannung nicht 
sinnlos verheizt, verwendet man um auf 5V zu kommen einen 2A 
Schaltregler wie LM2676-5 (Schaltung laut Datenblatt).
Die beiden NiMH-Akkusätze lassen sich laden mit einem MAX712 (Schaltung 
laut Datenblatt), der arbeitet bis 16V ohne weiteren Aufwand. Er sollte 
mit ca. 500mA bis 1A laden. Da beim Laden genug Leistung übrig sein muß 
um das Board zu versorgen, braucht man ein Netzteil das 1A mehr liefert, 
also zumindest 12V/2A, bis 16V/2A wäre passend.
An den KFZ-Eingang kommt die Schutzschaltung aus dem Link von oben (ohne 
den Spannungsregler), damit hast du die ganze Schaltung zusammen.

Ein paar Tips zur Verwendung der Bauteile: Der LM2675 hat einen on/off 
Einagng. Damit kann man die Stromversorgung abschalten, wenn die 
Akkuspannung zu weit fällt und die Gefahr einer Tiefentladung besteht, 
Allerdings ist der on/off Eingang nicht besonders genau. Deswegen muß 
man entweder mit einem Poti als Spannungsteiler der Akkuspannung die 
genaue Schaltschelle einstellen, oder einen Unterspannungssensor wie 
ICL7665 davorschalten.
Der MAX712 hat in alten Datenblättern eine switch mode power control, 
die ich noch nie funktionierend gesehen hat. Sie wurde 2008 aus dem 
datenblatt entfernt. Verwende also die Linearreglerbetriebsart. Verwende 
Reduction of Trickle Current für deine NiMH Akkus und klebe einen NTC 
als Temperatursensor zwischen deine beiden zusammengebundenen Akkupacks.

von Dominik F. (featuring)


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MaWin schrieb:
>> Ich habe ein paar Cubieboards gekauft.
>
> Das braucht so wie ich das sehe 5V
>

Genau, 5V und bis zu 2A

>> ich bau die "NH TC 4XAA-1Z" zusammen
>
> Du hast Glück daß ich manchmal auch bei reichelt kaufe,
> sonst könnte ich mit diesem Kauderwelsch nichts anfangen.
>
> Die liefern nur 3.8V bis 6V, also zu wenig für das Board.
>

Ich wusste halt nicht ob das nicht als Spam gewertet wird, diese Akkus 
meine ich:
http://reichelt-elektronik.at/NiMh-Industriezellen-Loetfahnen/NH-TC-4XAA-1Z/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=86597;GROUPID=4222;artnr=NH+TC+4XAA-1Z;SID=11USPzf38AAAIAACf2HN87b9dc6e6c32f20e005298056746ff9af
Meinst du nicht 4.8V bis 6V?
Und wieso ist dies zu wenig?
Wegen der Schaltung vorher?

>> Darf man dies so machen?
>
> Nein, NiMH lassen sich nicht (einfach so) parallel schalten,
> weil der schlechtere Akku den besseren entlädt.
>

Was würdest du denn empfehlen wenn man ein Cubieboard so um bis zu 5h 
betreiben will.


Denn rest muss ich mir morgen mal alles genau anschauen, schonmal vielen 
Dank für deine Hilfe.

von Anja (Gast)


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Dominik F. schrieb:
> Genau, 5V und bis zu 2A

Dann sind die 2100mAh deutlich unterdimensioniert.
Die gelten nur für 10 stündige Entladung also maximal 0.2A.
Bei höheren Strömen hast Du weit weniger Kapazität.

Ich würde bei den Anforderungen einen 12V Bleigel-Akku mit mindestens 
7Ah verwenden. Dazu noch einen DC/DC-Wandler für die 5V.

Da gibt es dann auch preiswerte Ladegeräte für den Akku.

Gruß Anja

von Theo (Gast)


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> Ich würde bei den Anforderungen einen 12V Bleigel-Akku mit mindestens
> 7Ah verwenden. Dazu noch einen DC/DC-Wandler für die 5V.

oder LiFePO4-Modellbau-Akkus http://www.hobbyking.com, die sind 
wesentlich leichter (ich vermute mal, das wird eine mobile Anwendung)

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