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 Online seit Februar 2009 

 

 

BASTELANLEITUNG für eine Powerbank-Batterie

Automatische Lastzuschaltung damit kein Abschalten der Batterie erfolgt
Die Batterie Power-Bank schaltet nicht mehr bei kleinen Strömen ab

                                                            Eine Powerbank ist eine Batterie um ein Smartphone aufzuladen.
                                                            Die Batterie ist meist preislich kosten-günstiger als eine normale übliche Batterie und kleiner.
                                                            (Klick hier) und ein Beispiel erscheint von der Bestell-Firma REICHELT.


Klick auf den Stromlaufplan und die andern Fotos und es wird größer.
Download der Bastelanleitung hier als:
"Power-Bank.zip"   ca. 2,5Mbyte

Es bietet sich an, eine Powerbank mit einer Kapazität von mehreren tausend mAh für Basteleien zu nutzen.
Aus der Powerbank kommt dauerhaft eine Gleich-Spannung von fast genau 5Volt bis die Batterie leer ist.

Schließt man aber einen Verbraucher an, der einen Strom von
ca. kleiner 100mA benötigt,
schaltet die Powerbank nach wenigen sec ab.
Nur wenn der Verbraucher einen größeren Dauer-Strom
realisiert, kann man die Batterie betreiben.

ABER:
Mit einer impulsartigen "Automatischen Lastzuschaltung" kann man die Powerbank dennoch für kleinere Verbraucher-Ströme verwenden.

Aller paar sec wird eine Last in Form eines Widerstandes zugeschaltet.
Ein Controller übernimmt die zeitliche Steuerung.
Dabei muss man aber bedenken.
Der Controller arbeitet nur von ca. 4,0Volt bis 5,5Volt exakt.
Sollte die Spannung von 5V der Batterie durch zu großen Last-
Strom zusammen brechen, arbeitet der Controller nicht mehr.


Um die Einstellwerte / Parameter auszuprobieren für die jeweils unterschiedlichen Powerbank-Batterien macht sich ein Steckbrett-Aufbau gut.
Er stürzt ab! Der gesamte Aufbau funktioniert nicht mehr.
Ein Aufbau mit diskreten Bauelementen, wie nur Transistoren oder den NE555-Schaltkreisen ist deshalb manchmal sinnvoller.

Im Internet habe ich dazu gefunden : (Klick hier )

Die dortigen Einstellungen sind wie folgt:
Pause: 5sec
Impuls: 100msec (hier wird ein Last-Widerstand zugeschaltet)
Last-Widerstand: 22ohm --> 220mA an 5V

Bei mir haben diese Einstellungen bei MEINER Powerbank nicht funktioniert.

So bin ich wie folgt rangegangen mit messen:
1.-Nach wie viel sec schaltet die Powerbank ohne Last ab?
2.-Wie groß muss der parallele Widerstand / Strom sein damit  
     es nicht mehr abschaltet?

Ergebnis bei MEINER Powerbank (mit Quick-Charge):
1.-Nach 35sec Abschaltung ohne Last / Verbraucher
2.-82 ohm als Dauerlast, dann kein Abschalten mehr


Fertig bestückte Universal-Lochraster-Leiterplatte
mit USB Stecker und Buchse
So wurde in der Automatischen-Last-Schaltung genommen:
Pause: 28sec
Last: 75ohm --> 66mA an 5V
Impuls: durch probieren mittels PIC-Programm
            ergaben sich 2,2sec
[im Programm wurde die Impuls-Zeit
 des Controllers PIC12F629 geändert]

(bei 1,5sec ging es nicht)
(bei 2,0sec ging es)
Deshalb sicherheitshalber 2,2sec genommen.

PRAXIS-Ergebnis:
Beim Anschluss eines CO2-Messgerätes hat es funktioniert.
(Bei der CO2-Messung traten sporadische Stromspitzen
  von ca. 180mA impulsartig auf.)
Die 5Volt der Powerbank ist auf 4,9Volt bei 180+66=246mA zusammen gebrochen. Der Controller ist nicht abgestürzt.


Im Foto oben der Test mit einem gekauften CO2 Messgerät.
Eigentlich ist es nur mit einem 5Volt USB-Stecker-Netzteil betreibar.

Es muss nicht nur eine gebasteltes Gerät sein, auch bei Industrie-Geräten
funktioniert es.

---

Ich habe es bei einer weiteren Powerbank
(ohne Quick-Charge [nur normal]) ausprobiert.
Ergebnis bei MEINER zweiten Powerbank:
Pause: 17sec
Last: 22ohm --> 220mA an 5V
Impuls: durch probieren mittels PIC-Programm ergaben sich 3,7sec

PRAXIS-Ergebnis:
Ebenso wie oben bei der 1-ten Batterie:
Beim Anschluss eines CO2-Messgerätes hatte es funktioniert.
Die 5Volt der Powerbank ist auf 4,5Volt bei 180+220=400mA
zusammen gebrochen.

Der Controller PIC12F629 der Steuerung ist hier so
programmiert, dass ein automatisches Reset
bei kleiner 4,0Volt Speisespannung erfolgt.
Ein Absturz des Controllers PIC12F629 ist fast ausgeschlossen!

---

Man kann sich selbst ausrechnen, wie lange eine 10.000mAh Powerbank-Batterie Strom liefert bis sie leer ist.
In der Regel sind es mehrere Tage !

So etwas gibt es nicht als Leiterplatte zu kaufen.
Es ist eine reine Bastelei !
IM BASTEL-DOWNLOAD oberhalb :
Man kann selbst die eigene Powerbank ausmessen und
einfach seine eigenen Werte am Text-Anfang
des ASM-Controller-PIC-Programms ändern.
(Klick hier) und man erkennt wie einfach diese Änderung funktioniert !!!

Das Assembler-Programm um nach der Änderung
ein brennbares HEX-File zu erzeugen,
liegt dem Bastel-Download bei.

Eine Leiterplatten-Zeichnung habe ich absichtlich nicht gemacht.
Je nach Anwendung könnte man diskrete oder SMD-Bauelemente nutzen.
Nach dem Strom des Lastwiderstandes ist es meist
ein unterschiedlicher N-Kanal-Mosfet-Typ.
Je nach Anwendung ist die Leiterplatte unterschiedlich!
Ich habe es mit einer Universal-Lochraster-Leiterplatte aufgebaut.

NOCH WAS ZUR EIGENTLICHEN POWERBANK-BATTERIE :
Aus den 3,7Volt der NUR einen Lithium-Zelle werden 5Volt durch
Wechselstrom-Takten und Spannungs-Vervielfachung und Gleichrichtung
sowie Spannung-Stabilisierung erzeugt.
Es müssten Oberwellen im Khz-Bereich entstehen.
Mit einem DCF77-Funkuhren-Empfänger (77,5Khz) in direkter Nähe
könnten dennoch keine Störungen BEI MEINER BATTERIE festgestellt werden.

Es soll aber auch Powerbank-Batterien geben mit 2 Lithiumzellen (3,7V+3,7V=7,4Volt).
Beim Entladen wird hier NUR eine Spannungs-Stabilisierung auf 5Volt benötigt.
ABER
Beide Zellen müssen gemeinsam mit einen Balancer aufgeladen werden.
Der Balancer bewirkt, dass beide Batteriezellen gleichermaßen gleichbleibend aufgeladen werden.
Ohne Balancer könnte eine Zelle (bei zu viel aufgeladen) explodieren. Es besteht Brenngefahr !!!
Eine spezielle Schaltung als Balancer ist notwendig.
Genaueres von wikipedia (Klick hier)

 

BASTELANLEITUNG für zwei 5Volt Powerbank-Batterien als Reihen-Schaltung zu 10Volt

Auch hier mit automatischer Lastzuschaltung damit kein Abschalten der Batterie erfolgt.
Die 10Volt Batterie mit 2 Power-Banks schaltet nicht mehr bei kleinen Strömen ab.



Fertiger Aufbau
Download der Bastelanleitung hier als:
"Zwei-Powerbanks=10Volt.zip"   ca. 3,5Mbyte

Bei allen meinen Bastel-Geräten wird eigentlich ein Stecker-
Netzteil eingesetzt.
Wenn man es transportabel haben will,
hatte ich immer eine 12Volt / 7Ah Blei-Gel-Batterie benutzt.
Diese Batterie ist aber recht schwer und auch groß.

Deshalb wurden 2 Powerbanks in Reihe geschaltet, mit
somit 10Volt Ausgangs-Spannung.

Da es bei meinen Basteleien Geräte gibt, wo der Gesamtstrom
über 100mA oder auch unter 100mA liegt,
musste der Powerbank-Aufbau MIT und OHNE
"automatische Lastzuschaltung" realisiert werden.

Im Einsatz beim Luftdruck-Mess-Gerät / Barometer
(Lastzuschaltung ist aktiv --- es blitzt gerade die blaue Kontroll-LED auf)
Dafür würde eigentlich nur ein normaler Schalter genügen mit
"Lastzuschaltung" EIN oder AUS.

Da ich aber keinen ROBUSTEN Leiterplatten-Schalter
gefunden hatte, wurde dies mit zwei EIN / AUS Tastern realisiert.

Es wirkt hierbei eine Selbsthalte-Schaltung mit
dem Controller bzw. PIC12F629-Programm.

Mehrere Stifte (PINs) vom Controller waren neben
der "Automatischen Lastzuschaltung" noch frei.
Sie konnten für die Selbst-Halte-Schaltung genutzt werden.

Fertig bestückte Leiterplatte



Wenn man den Festspannungs-Regler µA78L05 weglässt (Brücke)
kann man den Aufbau mit nur einer 5Volt Powerbank nutzen.
Oder
Man verwendet drei Power-Banks zu 15Volt.
Dann braucht man nichts an der Schaltung ändern.
BEDIENUNG:
Man drückt den EIN-Taster und
es blinkt die grüne LED mehrmals kurz auf.
Dann ist die "Automatische Lastzuschaltung" aktiv.

Eine blaue LED leuchtet immer bei dem
wiederholendem Last-Impuls.

Drückt man den AUS-Taster blinkt die rote LED mehrmals kurz.
Dann ist die "erhaltende Lastzuschaltung" nicht mehr aktiv.
Der Controller PIC12F629 arbeitet nicht mehr...
Es wird keinerlei Strom in dem Aufbau mehr verbraucht.
Die 2 Powerbanks sind mit 10Volt als normale Batterie
mit einem Strom größer ca. 100mA nur noch nutzbar.

ZUM AUFBAU:
Der Lastwiderstand, die Pause und die Impulslänge muss je nach
Powerbank Batterie-Typ eingestellt sein. (wie beim ersten Aufbau ganz oben)

Die recht "großen" N-Kanal und P-Kanal Mosfets könnte man ändern...
Die Leiterplatten-Größe kann man jeweils der Powerbank-Größe anpassen.


Klick auf den Stromlaufplan und er wird größer.