Bau eines 6Ah Akkupacks

Zum Betrieb von Amateurfunk-Equipment oder Teleskopmontierungen fern jeglicher 230V-Steckdose ist ein Akku das Mittel der Wahl. 

 Damit verbunden sind folgende Einschränkungen:

1. Die Kapazität des Akkus und dessen Entladecharakteristik beschränken die Einsatzdauer.
2. Das Gewicht und Größe des Akkus beschränken die Transportfähigkeit.
3. Die Selbstentladung beschränkt die Lagerfähigkeit.
4. Die maximal möglichen Ladezyklen beschränken den langfristigen Einsatz des Akkus.
5. Die mechanische und/oder technologische Robustheit beschränken die Handhabbarkeit.
   

Nicht zu vergessen, die eigene Vergesslichkeit, den Akku rechtzeitig vor dem nächsten Einsatz zu laden. Schwierig, wenn der Einsatz nicht geplant war. Nachdem ich schon NiMH- und Bleigel-Akkus mehr oder weniger lange im Einsatz hatte und diese zumeist durch Tiefentladung ihr Einsatzende erreichten, War eine neue Technologie notwendig.

Nach Vergleich und Abwägung aller Pro und Contras, entschied ich mich für LiFePO4 (Lithium-Eisen-Phosphat) Zellen. Sie sind zwar etwas teurer als LiPo-Akkus, sind dafür aber sicher bzgl. Brand- und Explosionsgefahr. Als konfektioniertes Pack enthalten sie bereits ein Batterie-Management-System (BMS) zum Laden und Schutz der Zellen.

 

Welche Kapazität ist sinnvoll?

Bei der Teleskopmontierung hatte ich meist einen 7Ah Akku, der zum automatischen Nachführen mehr als eine Nacht hielt. 

Etwas Recherche brachte mich zum Anbieter EREMIT. Meine Wahl fiel auf einen 12,8V Akkupack, bestehend aus 4x 32700er Zellen inkl. BMS, mit 6Ah Kapazität. (Datenblatt: hier)

Mein Transceiver für Outdoor-Einsätze ist ein Xiegu G90. Bei einer Sendeleitung von 20W liegt der max. Strom bei ca. 3A. Bei 5W Sendeleistung sind ca. 1,8A notwendig.
Bei Betrieb mit 5W Sendeleistung und 30% Zyklus heißt das pro Stunde 0,3h senden und 0,7h empfangen. Kurz überschlagen: 0,7h * 0,5A + 0,3h * 1,8A = 0,89Ah. Die Kapazität würde für rund 6h reichen. 

 

Das Gehäuse

Angeboten hat sich ein Polycarbonat Gehäuse von Pollin mit den Abmessungen 120x80x85mm in IP65 Ausführung - auch wenn die IP65 durch die weitere Bearbeitung verloren gingen, so ist es doch ein robustes, witterungs- und UV-beständiges Gehäuse.
Die Innenmaße lassen ausreichend Platz für eine Lage Luftpolsterfolie zur Stoßdämpfung. Die Anschlussleitung wurde mit einer XT60 Hochstrombuchse versehen, um Ober- und Unterschale des Gehäuses trennen zu können und einen Akkutausch zu vereinfachen.

Auf der Oberschale befinden sich die Anschlüsse zum Abgreifen der Energie, und natürlich auch zum Laden des Akkus. Es handelt sich hierbei um Anderson Powerpole® Steckverbinder für 30A - Verbinder, die sowohl Stecker als auch Buchse sind.

Sie wurden mit einem 3d-gedruckten Wallsocket (Thingiverse) auf der Oberschale montiert und mit einem XT60 Stecker abgeschlossen.

Zur Überwachung der Akkuspannung wurde noch ein Voltmeter. Da ich nicht möchte, dass das Voltmeter dauerhaft eingeschaltet ist, kommt noch ein Schiebeschalter hinzu. So kommt es nicht zu Störung der Dunkeladaption des Auges bei astronomischen Beobachtungen, und das Entladen des Akkus bei Lagerung wird vermieden. Der Akku selbst wird nicht geschaltet.

Schalter und Voltmeter werden mit Heißkleber fixiert, der Schalter zusätzlich verschraubt.

Das Display des Voltmeters habe ich plan zur Oberfläche eingefügt, um anschließend eine Schutzfolie aufkleben zu können. Als Stoßdämpfung dient eine Lage Verpackungsschaumstoff.

Ein erster Funktionstest:

Abschließend wird noch das Cover aufgeklebt. Für das Display wurde eine Aussparung vor dem Laminieren aus dem bedruckten Papier geschnitten.

Nun muss sich der Akkupack noch im Ausseneinsatz beweisen.

Gewicht: 850g

Kosten: 65 €

• Akku 47 €
• Gehäuse 11 €
• Stecker 2 €
• Schalter 1 €
• Voltmeter 4 €
  

Zum Vergleich: Ein Bleiakku ähnlicher Kapazität (7Ah) kostet nur ca. 20 €, ist jedoch doppelt so groß und 3x so schwer.

Reparatur Miele Electronic 3800 Staubsauger

Der Staubsauger hatte mutmaßlich einen Wackelkontakt und verweigert nun komplett den Dienst.

 

 

 

Die Einschaltwippe bewegt sich nur sehr schwergängig und nicht selbstständig zurück. Ein Schalterproblem?

Öffnen des Staubsaugers

Netzstecker ziehen!

Die rot markierten Schrauben können mit einem TX20 Schraubendreher entfernt werden.

Die Scharniere der Staubkammerklappe können durch vorsichtiges seitliches wegdrücken mittels Finger oder geeignetem Hebel ausgehangen werden.

Die Klappe kann dann nach oben herausgezogen werden.

Das Schalterpanel kann ebenfalls nach oben herausgenommen werden:

Die Verbindung zum Panel erfolgt über eine 2x7 Steckerleiste.

Das Panel enthält den Schalter (unten), ein 220 kW Potentiometer für die Drehzahlregelung (mitte) und als Gegenstück zur Steckerleiste einen Kontaktblock mit 2x7 Buchsen.

Die Belegung des Kontaktblocks:

Eine Messung des Widerstandes bestätigt, dass dieser noch in Ordnung ist. Eine Messung am Schalter zeigt, dass auch dieser zuverlässig schaltet. Jedoch lässt die Halterung des Schalters Bewegungen des Schalterkörpers zu, was zu den Betätigungsschwierigkeiten und unzuverlässigem Schalten führt. Ein erster Ansatzpunkt zum Ausbessern (dazu später).

Den Staubsauger habe ich dann über einen Trenntrafo (!) mit Netzspannung versorgt und an den Schalterkontakten die Spannung gemessen.

Volle Netzspannung lag an. 

Das mechanische Problem war schnell beseitigt. Die Schalterhalterung habe ich mit etwas Schleifpapier (haftet und ist dick genug) aufgefüllt und mit Tape fixiert.

Danach habe ich den Rand der Wippe, der am Gehäuse rieb, noch etwas von Graten befreit, mit Vaseline behandelt und das Panel wieder aufgesetzt.

Das Gerät ließ sich wieder einschalten.

Die weiteren Beobachtungen: 

• Im eingeschalteten Zustand hat er nach einer gewissen Zeit Aussetzer - die mutmaßlichen "Wackler". 
• Die Aussetzer treten auch auf, wenn der Staubsauger nicht bewegt wird. 
• Das Bewegen und Rütteln am ausgerollten Kabel hat keinen Einfluss auf die Aussetzer
  
• Die Dauer des Aussetzer ist nur von kurzer Dauer, so dass der Motor auch bei geringer Drehzahl, nicht zum Stillstand kommt. 
• Desweiteren sind die Aussetzer und deren Dauer von einer gewissen Regelmäßigkeit. 

 

Zum Öffnen des Gehäuses sind 5 TX20 Schrauben zu lösen:

Das Oberteil kann dann mit etwas Kraftaufwand nach oben entfernt werden.

Darin befindet sich der Motorblock mit Steuerung und darunter die Kabelrolle. Mittig ist die Steckerleiste, jeweils mit einem Kontaktblock für den Motor und einen für die Stromzufuhr belegt.

Durch Lösen der rot markierten Schraube kann der Motorblock entnommen werden.

Von der Oberseite her sieht die Kontaktbelegung wie folgt aus:

Die jeweils drei linken Kontakte der Steckerreihen sind dabei miteinander verbunden.

Das Gegenlager des Motors kann einfach abgezogen werden.

Darunter befindet sich die Drehzahlsteuerung des Motors:

Im Wesentlichen besteht sie aus einem Mikrocontoller - die Typenbezeichnung hat der Hersteller mit grüner Farbe zugekleistert - und einem Triac BTB16-600BW.

Ein Messung am Triac im eingeschalteten Zustand zeigte, dass er normal arbeitete. Er erhielt jedoch nicht immer einen Zündimpuls, was die Aussetzer verursachte.

An den Bauteilen gab es ansonsten keine Auffälligkeiten - keine kalten Lötstellen, keine Verschmorungen. Jedoch war die Platine mit einem Schmutzfilm belegt, der Ursache des Problems sein könnte, weil er Kriechströme begünstigt. Den Schmutz habe ich mit etwas Isopropanol entfernt.

Zur Sicherheit habe ich noch den Elektrolytkondensator erneuert, da er vermutlich das erste Bauteil ist oder sein wird, das auf Grund von Alterung seinen Dienst versagt.

Nach bereits im Post Lagerschaden reparieren beim Miele S5 EcoLine Staubsauger beschriebener Methode habe ich noch den Motor geöffnet und der Zustand der Kohlen begutachtet. Die Kohlen waren in Ordnung. Der Motor wurde mit Druckluft ausgeblasen und wieder zusammengesetzt.

Nach dem Zusammenbau des kompletten Staubsaugers, zeigt er wieder normale Funktion ohne Aussetzer oder Drehzahlschwankungen.

Ein voller Erfolg - aber warum?

Am ausgetauschten Elektrolytkondensator maß ich eine Kapazität im Rahmen der Toleranzen. An ihm lag es nicht, wobei sein Austausch bestimmt nicht zum Nachteil der Langlebigkeit des Gerätes war.

Ich gehe davon aus, dass der Schmutzfilm auf der Platine in der Tat zu Krieschströmen geführt hatte, die die Funktion der Steuerung beeinträchtigten. Die Steuerung ist im Motorraum untergebracht, d.h. die Platine wird von der angesaugten Luft umströmt. Diese Luft ist feucht, staubhaltig und enthält bestimmt auch Abriebpartikel der Motorkohlen. Ein klebriges Gemisch, das in gewissem Maß leitfähig ist.

Z.B beim oben erwähnten S5 EcoLine ist die Steuerung außerhalb des Motorraumes. Bei ihm ist mit solch difusen Problemen eher nicht zu rechnen.

Ende gut, alles gut. Der Sauger saugt wieder und hat erste Belastungstests im Wohnraum bravourös gemeistert.

Automatischer Antennenschalter, Teil 4

Die Bedienung

... beschränkt sich im Normalfall auf das Einschalten.
Bei vorhandener Versorgungsspannung zeigt der rot leuchtende Einschalter an, dass sich das Gerät im Standby befindet. Nach dem Einschalten erlicht der Einschalter. 

Kurz nach dem Einschalten wird für ca. drei Sekunden die Firmware-Version angezeigt und ein Farbwechsel des Displays durchgeführt.
 

Das Gerät erkennt, ob auf dem PC ein CAT-fähiges Programm läuft, oder ob es selbst die CAT Requests erzeugen muss. Die Auswahl der Antenne erfolgt entsprechende dem am FTDX1200 eingestellten Sendeband. Sind mehr als eine Antenne für ein Band verfügbar, so wird die definierte Standardauswahl genutzt (orange LED). Alternativ für dieses Band verfügbare Antennen (grüne LED) können per Tastendruck gewählt werden.

Die Anzeige ist wie folgt aufgebaut:

Band:
Es wird das aktuelle Sende-Band angezeigt.

Antenn.Name
Hier wird die bis zu 11-stellige Bezeichnung der Antenne über die gesendet wird oder ERROR! angezeigt.

MODE
An dieser Stelle wird entweder AUTO oder PC-> angezeigt.

SPEC
An dieser Stelle wird entweder MAN! oder [SD] angezeigt.



*** Funktionsmodi ***

AUTO
Der Controller erzeugt die CAT Requests. Es ist keine externe "CAT request" Quelle in Betrieb, also auf dem PC läuft kein Programm (WSJT-X, JTDX, HRD, etc. ) oder der PC ist ausgeschaltet.

PC->
WSJT-X, JTDX, HRD oder ein anderes Programm erzeugt die CAT requests und der Controller wertet diese bzw. die Antworten des Trx aus.

ERROR (Display rot)
Ein Fehlerzustand: der Trx ist nicht eingeschaltet oder es ist eine Sendefrequenz gewählt, für die keine Antenne im System hinterlegt wurde.

MAN (Display magenta)
Alle Antennen können manuell über die Tasten ausgewählt werden, unabhängig davon, ob sie für die Sendefrequenz geeignet sind. Dies ist z.B. beim Testen von neuen Antennen sinnvoll, wenn man noch keine Konfiguration im System hinterlegt hat.

[SD]
Zum Aktualisieren der Antennenkonfiguration werden die Daten via SD-Karte übertragen. Die SD-Karte wird vor dem Einschalten des Gerätes eingelegt. Nach dem Einschalten erscheint dann [SD] im Display. Ein Druck auf die F-Taste bestätigt, dass die Daten von der SD-Karte übernommen werden sollen. Eine Prüfung, ob die Daten der SD-Karte Unterschiede zu den bereits eingespielten Daten aufweisen, erfogt nicht.

*** Antennenauswahl ***

AUTO und PC Mode
Die aktive Antenne wird im Display angezeigt und die zugehörige Taste durch die orange leuchtende LED markiert. Eine grüne LED zeigt alternativ wählbare Antennen an.

Durch Druck auf die entsprechende Taste wird diese Antenne aktiviert.

Während des Sendens leuchtet die LED rot.

Achtung: während des Sendens ist keine Neuwahl von Antennen möglich.


Manueller Mode
Durch Betätigen der F-Taste wird der manuelle Modus aktiviert. Der Display-Hintergrund leuchtet nun magentafarben.
Jede Antenne kann nun per Tastendruck ausgewählt werden.

Z.B. kann Antenne 5 zum Testen ausgewählt werden:

Durch erneuetes Betätigen der F-Taste wird der manuelle Modus beendet. Und die Standard-Antenne für das aktuelle Band wieder aktiviert.

[Automatischer Antennenschalter, Teil 5]