Mobiler Akku (USB)
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[Jul. 2013] Transportabler LiPo Akku (USB)

Da ich mittlerweile ein paar defekte Notebook Akkus geschlachtet hatte und nun mit meinem Akku-Kapazitätsmessgerät Festellen kann welche noch brauchbar sind, wollte ich mir eine mobile Stromversorgung (auch bekannt als "Powerbank") zusammen bauen.
Aus eigener "Produktion" stammen Gehäuse und Spannungsanzeige. Der 5 Volt Spannungswandler und die Lithium Ladeschaltung (je mit USB Buchse) sind fertig aufgebaut aus China. Da dort spezial Chips zum Einsatz kommen, welche nicht immer einfach zu bekommen sind, lohnt hier ein Eigenbau nicht. (Kosten je Modul, ca. 3 - 4 US$) Eine Schutzschaltung gegen Überlast und Tiefentladung ist ebenfalls fertig aufgebaut integriert.

Technische Eckdaten:

Kapazität: min. 4000mAh
USB "Entladen": 5V, 1A
USB "Laden": ca. 850mA
Gewicht: ca. 240g
   

Der aktuell verbaute Akku hat schon ein paar Jahre auf dem Buckel, neu liegt er bei einer Kapazität von ca. 7,2Ah. Dennoch kann ich mit einer Ladung drei mal mein Smartphone komplett aufladen.

top Aufbau

Zum Aufbau gibt es nicht viel zu sagen. Die Aufgabe war klar: Alle Komponenten möglichst platzsparend unterzubringen. Wenn es dann auch noch gut aussieht, ist alles ok.
An der Ladeschaltung wurden zwei kleine Änderungen vorgenommen. Der Widerstand zur Programmierung des Ladestroms wurde erhöht, der ursprüngliche Strom von 1A führte zu einer merklichen Erwärmung. Bei nun ca. 850mA ist dies kaum Spürbar. Des weiteren wurden die Staus LEDs vertauscht, nun bedeutet "rot" = Laden und "blau" = Ladung beendet.

Die drei Platinen von links nach rechts: Eigenbau zur Spannungsanzeige mit 6 LEDs, Li-Ion Ladeschaltung, Step-Up Spannungswandler.

Das Bild rechts zeigt die Platinen an ihrem Platz im Gehäuse. Ganz vorne ist die Unterseite des Schalters zu sehen, welcher die Wahl zwischen dem Lademodus oder Aktivierung der Ausgangsspannung ermöglicht. Der Lademodus ist auch die "Aus" Funktion, da dort nur wenige µA verbraucht werden.

Links die Einzelteile des Gehäuses. Deckel, Boden und die zwei "L" förmigen Seitenteile aus 0,7mm Alublech. Die Seitenteile werden in einer 1mm Nut aufgenommen, durch die Schrauben in den Ecken hält alles zusammen.

Um das LED Licht der senkrecht montierten Platinen an die Gehäuseoberseite zu bringen wurden kleine, klare Plexiglasstücke an einer Seite um 45° abgeschrägt und mit Alufolie beklebt, so das der Lichtstrahl dort reflektiert und um 90° umgelenkt wird. Rechts im Bild sind die Plexiglasstücke noch ohne Alu zu sehen.

Die einzelnen Komponenten wurden auf dem Gehäusedeckel montiert, da sich so der von unten verschraubte Schalter und die Akkuspannungsanzeige, mit einem zwischen Platine und Deckel liegenden Taster, einfacher verdrahten ließen.
Der Boden lässt sich einfach auflegen und verschrauben ohne das besonders auf Leitungen u.ä. geachtet werden muss.
Der Akku ist lediglich mit ein paar Schaumstoffstücken fixiert.

Das fertige Gerät. Die vier Senkkopfschauben werden noch gegen welche mit gleich großem Kopf getauscht.

Über die mini-USB Buchse wird der Akku geladen, an der normalen USB Buchse stehen 5Volt bis zu einem Ampere Strom zur Verfügung. Ein Druck auf den Test Knopf lässt die Anzeige für ca. drei Sekunden aufleuchten.

Abmessungen 104 x 68 x 30 mm.

Wird ein Verbraucher an der USB Buchse angeschlossen leuchtet eine rote LED auf. Bleibt sie dunkel, hat in den meisten Fällen die Schutzschaltung den Akku abgetrennt um eine Tiefentladung zu verhindern... dann muss "nachgetankt" werden.

Da die Akkuspannungsanzeige eine Last von ca. 150 bis 200mA anlegt, solle man den Testknopf nur im "Ein" Zustand betätigen, wenn kein Verbraucher angeschlossen ist, um das Ergebnis nicht zu verfälschen. Die Methode, über die Akkuspannung die verbleibende Kapazität zu "Schätzen", ist vom Grundsatz nicht besonders geeignet, reicht hier als grober Anhaltspunkt aber aus.

 

top Schaltpläne/Layout

Zeichnung des Gehäuses s.u., die Details zur Spannungsanzeige.

Zeichnung als PDF.