Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Portables Handyladegerät - Schulprojekt


von Lars N. (ilarsn)


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Hallo!

Ich (16), möchte als Projekt für den Physikunterricht mit einem Freund 
ein portables Handyladergerät bauen.

Ich weiß, dass es schon einige Beiträge zu soetwas gibt, aber unser Fall 
ist etwas anders.

Wir haben uns bis jetzt ein wenig erkundigt, und mit 4 AAA NiMH Akkus à 
1100 mAh und einem Spannungswandler (5V 1A) herumprobiert, da wir das 
hier rumliegen hatten, und es auch hinbekommen dass das Handy lädt (ist 
ja soweit nicht schwer.)

Allerdings haben wir ein "Problem": Der Spannungswandler wird ziemlich 
heiß, und das Handy wird immer nur einige Prozent geladen, also die 
Akkus sind enorm schnell leer.

Außerdem haben wir überlegt, dass es doch ideal wäre, wenn wir den Akku 
ohne Steckdose laden könnten, und suchen dafür eine Idee (Solarzelle? 
Handkurbel, wie von diesen Taschenlampen?)

Wir haben beide durchaus Grundahnung von Elektrik, aber irgendwas an 
Wissen scheint uns hier zu fehlen, daher wären wir für Tipps, auch den 
Spannungswandler betreffend, sehr dankbar. Das Projekt kann auch ruhig 
30 bis 40€ kosten, zur Verfügung habe ich noch 8 neue AA NiMH Akkus mit 
2700mAh Kapazität.

Gruß,
Lars.

von HDA (Gast)


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Ein Bild von Deinem Schaltplan wäre hilfreich.

von Ayk N. (ayk-ohm)


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Habt ihr einen Linearregler genommen?

Eine gute Möglichkeit wäre es, wenn ihr die 8 AAA Akkus in Reihe 
schaltet (9,6V) und die Spannung mit einem DC/DC Wandler (Buck) auf 5 V 
bringt.
Ein Linearregler verheizt nur Energie, was die Akkus schneller entläd.

von Andi (Gast)


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Als Solarmodul konnt ihr ein Günstiges von Ebay nehmen. Ca 1W entspricht 
1 Euro. Allerdings müst ihr euch dann noch um die ladereglung vür den 
9,6V NIMH Akkupack gedanken machen. Oder Ihr nehmt einen Bleiakku der 
ist relativ einfach zu laden.

von Marek N. (Gast)


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http://www.ladyada.net/make/mintyboost/

Für ein Schulphysik-Projekt kann es nicht schaden, ein paar Zeilen über 
Wirkungsgrad zu verlieren.
* Warum wurde der Wandler heiß?
* Wie heiß wurde er? Sowas kann man messen und sogar berechnen.

Also kann man schon ganz gut ausschmücken.

von Lars N. (ilarsn)


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Wow, das ist ja fantastisch so schnell so viele gute Antworten zu 
bekommen, danke an alle!

@Ayk N. : Ja das war ein Linearregler, eben der einzige den wir 
rumliegen hatten. Die Idee mit dem DC/DC Wandler ist klasse, das werden 
wir machen, danke! Was sollte man da für einen nehmen, da gibts ja jede 
Menge verschiedene?
zum Beispiel diese beiden:
Mir ist nicht ganz klar was den hohen Preisunterschied zwischen den 
verschiedenen "Modellen" rechtfertigt, kann mir das jemand erklären?

@Andi: Gut, ein Solarmodul lässt sich sicherlich auftreiben, die Idee 
mit eBay ist gut, danke! Wie ist das eigentlich mit der Laderegelung, 
was braucht man dafür? Also ist das ein größerer / teurer Aufstand oder 
bloß ein
Regler mehr?

@Marek N. : Das ist 'ne gute Idee, danke dafür!

Gruß,
Lars

von Ayk N. (ayk-ohm)


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Lars N. schrieb:
> Was sollte man da für einen nehmen, da gibts ja jede
> Menge verschiedene?

Das kommt darauf an, wie ihr ihn aufbauen wollt.
Wollt ihr ein fertiges Modul oder eine Schaltung mit IC, die ihr auf 
einer Platine selbst zusammen baut?
Wie viel Strom braucht ihr?
Ladegeräte für die Steckdose liefern mehr als 1A. Eine PC USB Buchse nur 
500 mA.

von Lars N. (ilarsn)


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Ayk N. schrieb:
> Das kommt darauf an, wie ihr ihn aufbauen wollt.
> Wollt ihr ein fertiges Modul oder eine Schaltung mit IC, die ihr auf
> einer Platine selbst zusammen baut?

Erstmal danke für deine Antwort!
Das ist uns erstmal egal, worauf es ankommt ist das es am Ende in ein 
Gehäuse passt.

> Wie viel Strom braucht ihr?
> Ladegeräte für die Steckdose liefern mehr als 1A. Eine PC USB Buchse nur
> 500 mA.

Wir brauchen 1 bis 1,5A , damit wir auch ein Tablet laden können.

Sehe ich das richtig, dass wenn wir 2 USB Buchsen verbauen wollten, auch 
ein Wandler (dann mit zB 2A) reicht? Oder braucht man dann entgegen 
meiner Erwartung einen pro Buchse?

Gruß,
Lars

von Troll (Gast)


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Lars N. schrieb:
> Sehe ich das richtig, dass wenn wir 2 USB Buchsen verbauen wollten, auch
> ein Wandler (dann mit zB 2A) reicht? Oder braucht man dann entgegen
> meiner Erwartung einen pro Buchse?

Ja einer reicht, es sollte sogar gut sein, denn ich denke der 
Wirkungsgrad von einem großen ist einfach besser als wenn 2 kleine 
genommen werden.

von Lars N. (ilarsn)


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Troll schrieb:

> Ja einer reicht, es sollte sogar gut sein, denn ich denke der
> Wirkungsgrad von einem großen ist einfach besser als wenn 2 kleine
> genommen werden.

Stimmt, daran hatte ich noch garnicht gedacht. Ich hab' nur überlegt ob 
das irgendwelche Probleme geben könnte weil quasi 2 Geräte an einem 
Ladegerät hängen, aber das ist bei genauerer Überlegung ja kein Problem, 
es wird ja nur die +5V Leitung und die Masse angeschlossen, und nicht 
die beiden Datenleitungen.

Gruß,
Lars

von Andi (Gast)


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Laut USB 2.0 spefikation sind 500mA pro Buchse maximum verbraucht aber 
die meisten Herrsteller halten sich nicht daran. Ich würde jeder Buchse 
mindestens 1A zur verfügung stellen. Wenn du einen 3A 5V Schaltregler 
aufbaust bist du auf der sicheren Seite. Die Laderegelung hängt von der 
Versorgung ab bei NIMH mach ne Delta Peak abschaltung sinn und nen 
Blei(gehl)akku(Schwerer Klumpen, gibt es aber auch handlich) kanst du 
ganz einfach mit Konstantspannung dauerladen und macht die Schaltung 
einfach.

von Ayk N. (ayk-ohm)


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Lars N. schrieb:
> Wir brauchen 1 bis 1,5A , damit wir auch ein Tablet laden können.

Dann kann ich dir den LM2596-5 empfehlen. Der liefert bis zu 3 A (mit 
kleinem Kühlkörper) und ist leicht selbst aufzubauen. Außerdem findet 
man viele fertig Module bei Ebay, davon sind allerdings viele aus China.

Troll schrieb:
> ich denke der
> Wirkungsgrad von einem großen ist einfach besser als wenn 2 kleine
> genommen werden.

Richtig. 1 Spule erzeugt weniger Verluste als 2. Der Wandler selber 
benötigt zum arbeiten auch einen Strom der bei einem Regler kleiner ist.

von donnerba alken (Gast)


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Wenn ich mich recht entsinne ist der USB chargemodus bis 1,7A 
spezifiziert. Das bedeutet, wenn du auf nummer sicher gehen willst, 
solltest du bei zwei USB buchsen 3,4A bei 5V bereit stellen können(keine 
ahnung ob das deine batterien überhaupt packen...)

von axelr. (Gast)


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> 4 AAA NiMH Akkus à 1100 mAh und einem Spannungswandler (5V 1A)
> herumprobiert...

> Der Spannungswandler wird ziemlich heiß...

4 Volle Akkus sind ca 5.5V bis eventuell 6.0V. Wenn aus dem 
Spannungswandler 5Volt rauskommen sollen und knapp 1Amp fliessen, sind 
das 1Watt Verlustleistung. Wenn dann was Übermäßig heiß wird - hmm. 
Stimmen den die 5Volt am Ausgang? Wenn es ein LDO Regler ist und Du in 
seinen "schlechten" Bereich kommst, wo er nicht mehr regeln kann, steigt 
bei einigen Modellen der eigenstrombedarf stark an.
Welchen Typ habt ihr verwendet? Mach doch mal ein scharfes, gut 
ausgeleuchtetes Bild vom Aufbau. Da darf eigentlich nicht viel warm 
werden...

von Lars N. (ilarsn)


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donnerba alken schrieb:
> Wenn ich mich recht entsinne ist der USB chargemodus bis 1,7A
> spezifiziert. Das bedeutet, wenn du auf nummer sicher gehen willst,
> solltest du bei zwei USB buchsen 3,4A bei 5V bereit stellen können(keine
> ahnung ob das deine batterien überhaupt packen...)

Joa, 1,7A halte ich schon für überflüssig viel pro Gerät, da zB mein 
Handy das dann anscheinend sowieso runterregelt. Mein normales 
Handyladegerät lädt mit 750 mAh und mein Tabletladegerät mit 1500 mAh, 
und wenn ich Handy am Tablet Ladegerät lade wirds auch nicht schneller 
voll, daher denk ich sind 3,4A überflüssig.

Ich denk es wird auf 2 bis 2,5A hinauslaufen, ansonsten wird das auch 
für die Akkus hart.

axelr. schrieb:
> Welchen Typ habt ihr verwendet?

> Da darf eigentlich nicht viel warm werden...

Drauf steht L7805CV. Ich hab den mal ausgetauscht (hab noch 'nen 
zweiten, neuen in der Bastelkiste gefunden) und schon wird da 
garnichtsmehr heiß. Anscheinend hat da irgendwas mit dem alten nicht 
gestimmt, der war aber auch schon viel zum experimentiern in Betrieb und 
kann durchaus mal kurzgeschlossen worden sein...
Wie auch immer, hat sich ja geregelt.

von Martin B. (martin_b35)


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Wenns kein Apple-Gerät ist bau eine Brücke von D+ nach D- ein (jeweils 
eine eigene pro USB-Port.

Bei Apple-Geräten muss man mit Widerständen basteln..

Greeting, Martin

von Andi (Gast)


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4 NIMH Akkus in reihe und nen 7805 dahinter wird nix. Weil 4 NIMH Akkus 
ne Nennspannung von 4,8V haben und im lehrlauf natürlich etwas höher und 
der 78 05 mindestens 6V-7V am eingang haben will. Ambeste ihr nemt euch 
die 8 Akkus un reihe und nen einfachen Schaltregler der dann die 5V 
macht.

von Lars N. (ilarsn)


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Andi schrieb:
> 4 NIMH Akkus in reihe und nen 7805 dahinter wird nix. Weil 4 NIMH Akkus
> ne Nennspannung von 4,8V haben und im lehrlauf natürlich etwas höher und
> der 78 05 mindestens 6V-7V am eingang haben will. Ambeste ihr nemt euch
> die 8 Akkus un reihe und nen einfachen Schaltregler der dann die 5V
> macht.

Oh, ich lese grad, ich hab mich im ersten Post falsch ausgedrückt.
Eigentlich hatten wirs mit sowohl 4 als auch 8 Akkus und einem 9V Block 
mal probiert.
Mit den 4 hats sporadisch geladen (Gemessene Spannung von den 
Vollgeladen Akkus sind um die 5,6 - 5,8V. Mit den 8 Akkus und dem 9V 
Block wurde der erste Regler heiß, mit dem zweiten ging es dann ja.
Wird zwar warm, aber nur handwarm und nicht richtig heiß.

Marek N. schrieb:
> http://www.ladyada.net/make/mintyboost/

Wenn man sich das/den MintyBoost mal anschaut, da sind auf der Platine 
zwei Elkos. Wofür? Um Spannungsspitzen abzufangen?
Und wofür (bzw was?) ist der 'Power Inductor'? Ist das 'ne Spule?
Irgendwie stell ich mich da grade ein bisschen blöd, tut mir Leid. 
Trotzdem wär's klasse wenn mir das jemand erklärn kann :-).

Gruß,
Lars

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