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Online seit Februar 2009
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BASTELANLEITUNG für eine
5-Volt Powerbank-Batterie
(im unteren Teil auch
mit zwei Powerbanks als 10Volt)
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.
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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.
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Im Foto oben der Test mit einem gekauften CO2 Messgerät.
Eigentlich ist es nur mit einem 5Volt USB-Stecker-Netzteil
betreibbar.
Es muss nicht nur eine gebasteltes Gerät
sein,
auch bei Industrie-Geräten funktioniert es.
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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!
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Man kann
sich selbst ausrechnen, wie lange eine 10.000mAh
Powerbank-Batterie Strom liefert bis sie leer ist.
Bei einem Test von mir, waren es 12 Tage, bis die Batterie
leer war !
Die 10.000mAh Powerbank wurde dabei nur
mit
dem Erhaltungs-Impuls und ohne Verbraucher betrieben.
So etwas gibt es
nicht als Leiterplatte zu kaufen.
Es ist eine reine
Bastelei !
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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 Schaltung als Balancer ist
notwendig.
(Diese spezielle Balancer-Schaltung ist intern
in der gekauften Power-Bank-Batterie integriert.)
Genaueres von wikipedia (Klick
hier)
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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.
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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.
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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.
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