Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik mehrere Handys gleichzeitig Laden


von Loader (Gast)


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Ich möchte mit mit einem Bleiakku mehrere Handys(10-20) gleichzeitig 
laden.

Der einfachste Fall wäre einfach pro Handy einen Autoladeadapter zu 
nehmen,
diese Lösung scheidet aber aus.

Meine Idee ist einen Zentralen DC/DC-Wandler zu nehmen der von der 
Akkuspannung auf 5V runterwandelt. Dann werden die Handys einfach 
parallel
rangehängt.

Die Frage ist nun, wie ich die Handys absichere?

Sollte jedes Handy noch z.B. einen eigenen Linearregler oder 
Überstromschutz bekommen?

Eine Sicherung ist wahrscheinlich zu träge.

Was meint Ihr?

von Rowland (Gast)


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Ich denke jedes Mobiltelefon hat genug Ladeschutzschaltung eingebaut. 
Sollte diese versagen, ist das Telefon ohnedies defekt. Um das ganze 
gegen den Fall der Fälle zu sichern, reicht eine Sicherung. Wenn Du 
meinst, die sei zu träge, dann verwende eine Flinke oder Superflinke.

von Marek N. (Gast)


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Machbar,

aber bedenke, dass du auch ausreichend Kapazität vorhältst.
So ein Smartphone-Akku hat locker 2,1 Ah (Bsp.: Samsung Galaxy S3).
Mal 20 Stück sind das schon 42 Ah, zzgl. Wandlerverluste.
Also ein 50 Ah-Akku sollte das schon sein.

So ein Standard-Ladegerät liefert auch bis zu 1 A ans Handy, entspr. 5 
W.
Das macht dann schon mal 100 W output am DC-DC-Wandler, bei 20 A willst 
du nicht wirklich mit nem Längsregler von 12 V auf 5 runter, denn das 
verballert 58 % der Akkukapazität in nutzlose Wärme (140 Watt).

An sonsten sind die Ladecontroller in den Handies so intelligent genug, 
dass sie das Ladegerät nicht zerschießen. Eine Polyfuse oder träge 2 
A-Sicherung als Brandschutz, falls mal einer das Kabel an die Zahnspange 
hält sollte da ausreichen.

USB-Spezifikation beachten, insb. die Codierung mit den Widerständen, 
damit das Handy erkennt, dass es auch 1 A saugen darf.

Beste Grüße, Marek

von Loader (Gast)


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Ich habe an schon an einen 100W DC/DC gedacht.

Einen Längstregler würde ich noch hinter den DC/DC setzen, der dann nur 
noch z.B. 1V verheizt.

Es ist auch eine Frage der Haftung: wenn ein Handy abraucht, dann möchte 
ich nachweisen können, dass der Ladestrom nicht größer als z.B. 1A war.

von Udo S. (urschmitt)


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Loader schrieb:
> dann möchte
> ich nachweisen können, dass der Ladestrom nicht größer als z.B. 1A war.

ROFL und wie? Mit einem zertifizierten und plombierten 
Ladeprotokollgerät?

von Loader (Gast)


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Ich dachte an ein Shuntwiderstand mit OPV/Komperator, der bei Überstrom 
das Handy wegschaltet und per Taste zurückgesetzt werden muß.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Loader schrieb:
> Ich dachte an ein Shuntwiderstand mit OPV/Komperator, der bei Überstrom
> das Handy wegschaltet und per Taste zurückgesetzt werden muß.

Also eine zusätzliche Schaltung, deren Fehlerfreiheit Du auch noch 
beweisen musst!? Wie wäre es mit einer Sicherung? Du kannst ja 
zusätzlich noch eine Strombegrenzung einbauen. Aber wenn das Handy mehr 
als 1A ziehen möchte, liegt das erst mal gar nicht an Deiner Schaltung.


Gruß

Jobst

von Helge A. (besupreme)


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Ich hatte mir schon ein Handy zerheizt mit einem 2A USB-Lader. Das Teil 
war einfach nicht auf mehr als 500mA ausgelegt.

Ein anderes Handy, das ich hier hatte, hat einfach dumm den Ladestrom 
auf den Akku geschaltet, bis der voll war.

Das macht schon Sinn, den Strom zu begrenzen. Es dürfte vorteilhaft 
sein, eine Strombegrenzung mit OP aufzubauen. Alternativ Polyfuse.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Helge A. schrieb:
> Ich hatte mir schon ein Handy zerheizt mit einem 2A USB-Lader. Das Teil
> war einfach nicht auf mehr als 500mA ausgelegt.

Wieso zieht es dann mehr als 500mA wenn es das nicht verträgt? Der 
Verbraucher bestimmt doch den Strom!


Gruß

Jobst

von ich (Gast)


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Marek N. schrieb:
> Machbar,
>
> aber bedenke, dass du auch ausreichend Kapazität vorhältst.
> So ein Smartphone-Akku hat locker 2,1 Ah (Bsp.: Samsung Galaxy S3).
> Mal 20 Stück sind das schon 42 Ah, zzgl. Wandlerverluste.
> Also ein 50 Ah-Akku sollte das schon sein.
>
Hallo Marek,

deine Rechnung geht aber nicht ganz auf. Da der TO von Autoladeadaptern 
spricht, gehen wir mal davon aus, daß er mit dem Bleiakku einen 12V-Akku 
meint. Der Handy-Akku hat im Schnitt ca. 4V. Und die Kapazität eines 
Akkus muß man ja immer in Verbindung mit der Akkuspannung sehen. 
Vergleichen kann man nur Akkus mit gleicher Spannung. Eine echte Angabe 
wäre noch die Kapazität in Wattstunden (Wh). Der angesprochene 
Galaxy-Akku hätte demzufolge eine Kapazität von 4V x 2,1Ah = 8,4Wh. Wenn 
du jetzt einen Bleiakku mit 12V und 50Ah nimmst, hast du 600Wh. Damit 
kannst du also theoretisch schon 71 Handys laden. Wenn du, wie in deinem 
Beispiel gesagt, 20 Handy-Akkus laden willst, brauchst du lediglich 
einen 12V-Akku mit 14Ah.
Der hat dann 168Wh.

Die Angaben berücksichtigen natürlich nicht den Wirkungsgrad des 
DC-Wandlers, aber der liegt schon bei ca. 90%. Dann kommt man auf einen 
12V-Akku von etwa 16Ah.

Das wäre also der gangbarste Weg. Ein 12V/16Ah-Akku, dazu ein DC-Wandler 
auf 5V, diese 5V auf 20 USB-Buchsen verteilen und vor jede Buchse eine 
Sicherung...

von Oliver R. (orb)


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Helge A. schrieb:
> Ich hatte mir schon ein Handy zerheizt mit einem 2A USB-Lader. Das Teil
> war einfach nicht auf mehr als 500mA ausgelegt.

Ich hab mir schonmal ein Glas mit einer 2 Liter Flasche kaputt gemacht, 
war einfach nur für 0,2 Liter ausgelegt.


> Ein anderes Handy, das ich hier hatte, hat einfach dumm den Ladestrom
> auf den Akku geschaltet, bis der voll war.

Wenn das wirklich passiert ist, brauchten die beiden Handys ein 
spezielles Ladegerät und nicht nur ein USB-Netzteil, da kann aber die 
Stromversorgung nichts für.

von Rowland (Gast)


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ich schrieb:
> ...die Kapazität in Wattstunden (Wh).

lol :-D

Wie wärs mit Energie? ;-)

von Loader (Gast)


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Im Normalfall begrenzt das Handy den Ladestrom natürlich selbst.

Aber mal angenommen, so ein kleiner uUSB-Stecker hat einen Kurzschluss, 
dann gehe ich davon aus, dass der DC-DC-Wandler auch Pulse über 100A aus 
dem Kondensator liefern kann und dann hätte ich gerne etwas was schnell 
wegschaltet.

von Rowland (Gast)


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Also scheinbar ist Dir eine Sicherung - wie jetzt schon vom mehreren 
vorgeschlagen - einfach zu trivial. Gut. Dann halt eben das volle 
Programm für jeden Kanal: Shunt zum Strommessen, Komparator, ein 
RS-FlipFlop um den abgeschalteten Zustand zu Speichern und einen MOSFET 
zum trennen der Last. Wo liegt das Problem?

von ich (Gast)


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Rowland schrieb:
> ich schrieb:
>> ...die Kapazität in Wattstunden (Wh).
>
> lol :-D
>
> Wie wärs mit Energie? ;-)

Ja, du hast recht. Aber mir gings nur um den Vergleich von Akkus 
unterschiedlicher Spannung. Und da sind Wh zahlenmäßig besser geeignet 
als Ah.
In Zukunft werde ich mich bemühen, exakter zu formulieren ;-)

von Rowland (Gast)


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Ja, die Überlegung die Energien zu vergleichen ist natürlich absolut 
richtig. Die erste Berechnung von Marek bezieht sich nur auf 
Linearregler.

Was man allerding bei all diesen Überlegungen immer beachten muss, ist 
der bei Bleiakkus prinzipbedingte Energieverlust in abhängigkeit der 
Entladestroms. Bei 20 Telefonen kommen da schon 8A an Entladestrom 
zusammen, was bei einem 16Ah Akku schon 0,5C sind und somit die 
entnehmbare Energie merklich reduziert.

http://de.wikipedia.org/wiki/Peukert-Gleichung

von Stefan M. (derwisch)


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Zudem darf man davon ausgehen, dass ein Bleiakku nur zu ca. 50% seiner 
angegebenen Kapazität erntladen werden darf.
Sonst kommt er schon in den Bereich der Tiefentladung.

Für die Aktion würde ich einen Puffeerakku für Solaranlagen verwenden 
oder einen für Elektrofahrzeuge.

Den so auf 150 Ah oder mehr dimensionieren.

Kann teuer werden.

von wunder (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> Zudem darf man davon ausgehen, dass ein Bleiakku nur zu ca. 50%
> seiner
> angegebenen Kapazität erntladen werden darf.
> Sonst kommt er schon in den Bereich der Tiefentladung.
>
Das ist richtig.

> Für die Aktion würde ich einen Puffeerakku für Solaranlagen verwenden
> oder einen für Elektrofahrzeuge.
>
Auch richtig.

> Den so auf 150 Ah oder mehr dimensionieren.
>
> Kann teuer werden.

Das ist jetzt aber absurd. Das sind 1,8 Kilowattstunden. Wieviel hundert 
Handys willst du damit laden?
Hier ging es um 10 oder max. 20 Handys.

von Udo S. (urschmitt)


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Stefan M. schrieb:
> dass ein Bleiakku nur zu ca. 50% seiner
> angegebenen Kapazität erntladen werden darf.

Und selbst dann hat er nur etwa 400 - 800 Zyklen. Siehe den Thread 
letztens zum Thema Daten von zyklenfesten Bleiakkus.

von Loader (Gast)


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Der Akku wird über ein Solarmodul geladen, wenn der Akku leer ist, dann
gibts keine Ladung mehr.

Wenn 20 Handys gleichzeitig laden, dann sind das max. 100Watt.

Bei einen 12V Akku sind das 8A Entladestrom.

Die Größe des Akkus richtet sich eher nach der Größe des Solarmoduls,
bei einem 100Watt Solarmodul würde ich mindestens 50Ah nehmen.

Gibt es noch Vorschläge zur Schutzelektronik?

von Rowland (Gast)


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Ich glaube, Du wirst das sehr gut alleine hinbekommen.

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