Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Alter NiCd-Akku - äquivalenter NiMH-Typ??


von Richard M. (r_a_mueller)


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Und noch eine Frage zu meinem alten Blitzgerät Braun F650. Die Akkus 
sind hin. Eingebaut sind drei Knopfzellen-Akkus (jeweils 2 Zellen) mit 
der Bezeichnung Varta 2/600DKZ. Jeder hat 2,4 V, 20 mm Höhe und 35 mm 
Durchmesser. Lötfahnen. Ach ja, natürlich NiCd. Ich würde sie gerne 
gegen NiMH-Typen austauschen. Leider habe ich keine geometrisch und 
elektrisch äquivalente Typen gefunden.
Etwas kleiner ist der Typ "Knopfzellen-Akku 250H NiMH Emmerich 250 H, 
SLF 300 mAh 2.4 V" (14,7 mm Höhe, 25,1 mm Durchm.), leider nur mit 300 
statt 600 mAh. Welche, die näher am Original sind, habe ich nicht 
gefunden. Habe ich nicht gut genug gesucht? Vielleicht kennt jemand 
einen besser passenden Typ?

Danke für Hilfe, Richard

von Schreiber (Gast)


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Richard Müller schrieb:
> Leider habe ich keine geometrisch und
> elektrisch äquivalente Typen gefunden.

Eine kleine LiPo-Tütenzelle + Spannungswandler?

Platinen mit Ladeelektronik, Schutzbeschaltung und Stepup-Schaltregler 
gibts zu einem Spottpreis aus China.
Man muss nur noch den Spannungsteiler des Schaltreglers anpassen und 
schon hat man die nötigen 6-7V

von Richard M. (r_a_mueller)


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von MaWin (Gast)


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NiMH sind deutlich schlechter als NiCd, nicht so langlebig.
LiIon sind besser aber noch weniger langlebig.
Schau, ob du statt der alten DKZ modernere AAA Micros mit Lötfahnen 
hineinbekommst, und die in NiCd findest.

von PdG (Gast)


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MaWin schrieb:
> NiMH sind deutlich schlechter als NiCd, nicht so langlebig.
> LiIon sind besser aber noch weniger langlebig.
> Schau, ob du statt der alten DKZ modernere AAA Micros mit Lötfahnen
> hineinbekommst, und die in NiCd findest.

@MaWin: Die Behauptung müsstest du bitte mit Literatur unterlegen - ich 
habe eher die umgekehrte Erfahrung gemacht. NiCd ist jedoch zu Recht als 
problematisch eingestuft, Cadmium ist nicht gerade gesund zu nennen und 
die Akkus müssen auch fachgerecht entsorgt werden, nachdem sie ausgebaut 
wurden.

@Richard: NiCd-Akkus wurden meist mit -dV-Verfahren geladen, also bis 
zum Überschreiten der typischen Ladespitze (Kennlinie). NiMH kann man 
zwar auch so laden, jedoch ist diese Ladespitze deutlich schwächer 
ausgeprägt, weshalb die Ladeschaltungen besonders darauf ausgelegt 
werden müssen.
Die im Blitzgerät verwendete Schaltung sollte daher auf Eignung für NiMH 
geprüft werden.
Prinzipiell spricht nichts gegen den NiMH, aber einen direkten 
Austauschtypen wirst du nirgendwo bekommen.

Viel Erfolg!
PdG

von Icke ®. (49636b65)


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PdG schrieb:
> @MaWin: Die Behauptung müsstest du bitte mit Literatur unterlegen - ich
> habe eher die umgekehrte Erfahrung gemacht.

Wenn ich meinen Senf dazu geben darf, frag mal in Modellbauerkreisen 
nach, was von beiden robuster ist. Der einzige Grund, warum dort NiMH 
verwendet wird, ist, daß man nix anderes mehr zu kaufen bekommt. Während 
meine 15 Jahre alten NiCD-Racingpacks noch immer annähernd volle 
Kapazität und niedrigen Ri besitzen, mußte ich ihre NiMH-Kollegen meist 
schon nach einem Jahr entsorgen. Mit Ausnahme der Eneloops sind 
NiMH-Zellen der letzte Schrott.

von Schreiber (Gast)


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Icke ®. schrieb:
> Wenn ich meinen Senf dazu geben darf, frag mal in Modellbauerkreisen
> nach, was von beiden robuster ist. Der einzige Grund, warum dort NiMH
> verwendet wird,

Wer verwendet denn noch NiMh im Modellbau? Da wird entweder LiPo oder 
LiFePo verwendet. Schnellladefähig und schnellentladefähig.
Mit NiCd-Akkus kann man allenfalls einen Gabelstapler antreiben 
(praktisch: man braucht keinen zusätzlichen Ballast), so schwer sind 
diese. Schon mal gesehen wie ein Modellhubschrauber versucht mit 
NiCd-Akkus in die Luft zu kommen?

PdG schrieb:
> Die im Blitzgerät verwendete Schaltung sollte daher auf Eignung für NiMH
> geprüft werden.

Vermutung: Trafo, Diode, Widerstand. Mehr wird da nicht drin sein und 
das abschalten wenn der Akku voll ist sollte der Benutzer nicht 
vergessen.

von PdG (Gast)


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Klar, Leute, im Wesentlichen habt ihr schon Recht. Man kann zu Akkus 
aber ganze Abhandlungen schreiben, was jedoch für den ursprünglichen 
Fragesteller Richard nicht gerade hilfreich wäre.

Also: ja, NiCd hat recht niedrige Innenwiderstände und ist daher 
besonders für Hochstromanwendungen wie im Modellbau geeignet. Aber es 
gibt sie halt nicht mehr und man muss Alternativen suchen.
Und ja, die Eneloops von Panasonic sind die einzigen NiMH, die 
reproduzierbare Ergebnisse bei sehr geringer Selbstentladung bieten 
(siehe c't 15/2009, S. 152ff). Alle anderen NiMH-Hersteller, von denen 
es weniger als eine Handvoll weltweit gibt (nicht die aufgeklebten 
Labels sind gemeint, sondern wirkliche Hersteller) haben einfacher 
gestrickte Aufbauten, die nach wenigen Tagen/Wochen völlig entladen sind 
- versucht mal, einen solchen Akku in einen Nachttisch-Wecker zu 
stecken...
Andererseits sollte die Selbstentladung in Blitzanwendungen relativ egal 
sein, so dass man auch die Billig-NiMHs aus dem Discounter verwenden 
können sollte.

Zurück zur eigentlichen Fragestellung: welchen Akkutyp kann Richard für 
sein Braun F650 verwenden?

Zunächst würde ich die Ladeschaltung analysieren, die vermutlich sehr 
einfach gestrickt ist. Sowohl bei NiMH, als auch bei NiCd kann ein 
geringer Dauerladestrom fließen. Ggf. können wir die Modifikation der 
Schaltung hier diskutieren, wenn Richard sie aufgenommen hat?

Die seltsamen Abmessungen des Original-Akkus verhindern den direkten 
Ersatz durch AAA- oder AA-Zellen - egal ob NiCd oder NiMH. Es wäre also 
sinnvoll zu prüfen, welcher Bauraum für z.B. NiMH-in AA zur Verfügung 
steht. Ein Blick in das Blitzgerät zeigt, dass evtl. genug vorhanden ist 
(das im Bild scheint aber etwas reduziert zu sein):
http://radioreinhard.de/Geraete/Sonstige/0/F650/Full/Innen.jpg
Ich gehe davon aus, dass die Akkus in Reihe geschaltet wurden, was 
Richard aber einfach auf der Leiterseite prüfen kann (im Bild sind die 
Lötfahnen-Schlitze gut zu erkennen).

Richard kann also 6 AA-NiMH einbauen, wobei ich dringend empfehle, 
2000mAh-Typen zu verwenden, weil die Akkus mit größerer Kapazität 
deutliche Nachteile haben, was hier aber nicht sinnvoll diskutiert 
werden kann. Zum Test kann Richard einfach mal 6 AA-Batterien versuchen 
unterzubringen, bzw. 6 AAA, sollte das Volumen der AA zu groß sein.

Mit den 2Ah-Typen steht dann rein rechnerisch schon mal die gut 
dreifache Energiemenge zur Verfügung, trotz kleineren Volumens.
Zur elektrischen Verbindung und mechanischen Fixierung kann man massiven 
Cu-Draht z.B. aus NIM-Netzkabel (1.5mm²) verwenden, den man vorher in 
die passende Form bringt und dann mit entsprechend hoher Temperatur 
direkt am vorher verzinnten Akku anlötet (Vorsicht, bitte möglichst kurz 
erhitzen und Akku schnell wieder abkühlen, am besten an einem 
Probeexemplar testen). Anschließend das neue Akkupack einbauen und ein 
paar Testaufladungen durchführen (evtl. erst nach Analyse der 
Ladeschaltung). Vorsicht bei offenem Gerät: Netzspannung!
Wenn der Akkupack ohne große Hitzeentwicklung ladbar ist, könnte man 
eine längere Testserie starten.

Falls du sicher gehen willst, Richard, beteilige uns an der 
Schaltungsanalyse der Ladeschaltung.

Beste Grüße, PdG

von MaWin (Gast)


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PdG schrieb:
> Die Behauptung müsstest du bitte mit Literatur unterlegen

Muss ich nicht, es ist Erfahrung, die hast du scheinbar nicht.

PdG schrieb:
> Und ja, die Eneloops von Panasonic sind die einzigen NiMH, die
> reproduzierbare Ergebnisse bei sehr geringer Selbstentladung bieten
> (siehe c't 15/2009, S. 152ff). Alle anderen NiMH-Hersteller ...
> haben einfacher gestrickte Aufbauten, die nach wenigen Tagen/
> Wochen völlig entladen sind

Unsinn eines Uninformierten, quasi alle Hersteller haben inzwischen low 
self discharge NiMH Akkus.

Aber auch Eneloops leben nicht länger als NiMH eben leben - deutlich 
kürzer als NiCd.

Und natürlich kann man NiCd noch kaufen.
http://www.ebay.de/itm/4x-Akku-Battery-Industriezelle-1-2V-600mAh-Ni-CD-NiCD-AA-Mignon-mit-Lotfahne-/390741246710?pt=RC_Modellbau&hash=item5af9fe42f6
nur befürchte ich, passt AA nicht in den Blitz rein, er braucht AAA.

von Ulrich H. (lurchi)


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Bei den Akkuwerkzeugen waren die NiMH Akkus so überzeugend, das die 
Hersteller die überwiegend (oder alle ?) aus dem Programm genommen haben 
- NiCd gibt es noch ein paar.

Ein Vorteil der NiCd gegenüber NiMH ist das man die gute per 
Erhaltungsladung  oder 15 Stundenladung laden kann, weil sie dauerhaftes 
langsames Überladen recht gut verkraften.

von Richard M. (r_a_mueller)


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Das waren aber ausführliche Anmerkungen, danke an alle!
Also:
1. Ladegerät ist eh extern, da ist man also frei in der Konzeption.
2. Die Akkus sind in Serie geschaltet. Man müsste sie also auch in Serie 
im Gerät laden. Ein "neuzeitliches" Ladegrät müsste noch dazu kommen 
(Empfehlung?).
3. 6 AA's würden gerade so reingehen, eben mit Batterien ausprobiert.

Ich denke, ich werde 6 Eneloops nehmen, diese Akkus (in AA) wollte ich 
auch für mein anderes antikes Gerät verwenden (Metz 45CT1), hier aber in 
einem für Batterien vorgesehen Korb, aus dem man sie zum Laden 
rausnehmen kann. Die Eigenschaft "rausnehmbar" kriege ich jedoch bei dem 
Braun nicht realisiert.

Danke und Tschüss!

von PdG (Gast)


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Schaltungsvorschläge NiMH-Akkulader gibt es reichlich. Bis vor vielen, 
vielen Jahren habe ich z.B. gern die legendäre U240x-Familie von Temic 
empfohlen, die leider schon lange abgekündigt wurde. Deren Application 
Notes enthalten noch viele wertvolle Hinweise zum Laden von NiCd/NiMH, 
die vorletzte Version des Family-Books findet man zum Nachschlagen z.B. 
hier:
http://pe2bz.philpem.me.uk/pdf%20on%20typenumber/A-C/BATTERY.pdf

Alternativen z.B.:
basierend auf PIC16, PWM-Controller, Temp-Sensor und diskretem 
Kleinzeug, incl. Firmware (Achtung, Board obsolet):
http://www.microchip.com/DevelopmentTools/ProductDetails.aspx?PartNO=mcp1630rd-nmc1

fertiger Lade-Controller, erfordert als Leistungsteil z.B. Linear- oder 
Schaltregler:
http://www.onsemi.com/PowerSolutions/product.do?id=MC33340
oder MC33342

NiMH-Ladeverfahren noch einmal zum Nachschlagen:
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00116930.pdf

auch etwas älter, aber auch hier die Lade-Grundlagen noch einmal:
http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/application_note/CD00003825.pdf

Natürlich lässt sich mit diesen Grundlagen jede beliebige MCU mit 
mindestens 10bit ADC-Auflösung und ein paar IOs für eine solche 
Steuerung verwenden - muss man halt nur ein wenig programmieren. :-)

Vor vielen Jahren, auf der Hoch-Zeit der NiMH-Akkus, wurde übrigens heiß 
diskutiert, ob -dV oder +dV besser sei. Letztlich bekommt man mit -dV 
etwas mehr Ladung in die Akkus, reduziert aber die Lebensdauer, bei +dV 
oder Spitzenladung erreicht man maximale Lebensdauer, dafür sind sie 
halt nicht so voll.

Ach so: MaWin möge mir Uninformiertem die fehlende Erfahrung nachsehen. 
:-)

Viel Erfolg!
PdG

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> NiMH sind deutlich schlechter als NiCd, nicht so langlebig.

worauf bezogen?

bis jetzt sind alle meine Eneloop am Leben mit guten gemessenen 
Leistungen, z.T. seit 6 Jahren. NiCd hatte ich stellenweise nur 1-2 
Jahre, wie also kommst du zu dem Ergebnis?

von oszi40 (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> wie also kommst du zu dem Ergebnis?

Der Batteriedienst baut heute noch NiCd in Akkuschrauber ein weil die 
baugleichen NiMh nicht so hochstrombelastbar sind. Es kommt also auch 
auf die konkrete Verwendung und deren Ströme an. Meine eneloops habe ich 
auch schon Jahre, aber nicht im Akkuschrauber!!

von Joachim B. (jar)


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oszi40 schrieb:
> Es kommt also auch
> auf die konkrete Verwendung und deren Ströme an.

das weiss ich, im Blitz bis 10A geschätzt wegen 58Ws und Blitzfolge 3s 
bei 4 Zellen, abzüglich Wirkungsgrad sind die Eneloop allemal 
brauchbarer als alle NiCd die ich hatte.

von oszi40 (Gast)


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Sub-C 2100 Ni-Cd Akku mit Lötfahne 22,5 mm Durchmesser
Z-Form wäre auch ein Versuch wenn er passt?

von MaWin (Gast)


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Joachim B. schrieb:
>
> bis jetzt sind alle meine Eneloop am Leben mit guten gemessenen
> Leistungen, z.T. seit 6 Jahren. NiCd hatte ich stellenweise nur 1-2
> Jahre, wie also kommst du zu dem Ergebnis?

6 Jahre, kein Wunder, bei solchen Kindern kann es mit dem Wissen noch 
nicht weit her sein.

Kurz gesagt: Ich habe hier NiCd Akkus, die älter sind als alle danach 
gekauften NiMH, und während die NiMH alle kaputt sind, halten die NiCd 
immer noch.

Eneloop hält zwar die Ladung länger, aber nicht die Lebensdauer, die 
ersten Eneloops (im Schnurlostelefon) gehen inzwischen auch kaputt, und 
sie sind kein Stück hochstromfähiger, daher sind im Akkuschrauber 
natürlich wieder NiCd.


Während NiCd teilweise 30 Jahre haltrn, sind NiMH oft nach 5 kaputt.

Und dann gäbe es noch offene NiCd...

von Joachim B. (jar)


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MaWin schrieb:
> Eneloop hält zwar die Ladung länger, aber nicht die Lebensdauer, die
> ersten Eneloops (im Schnurlostelefon) gehen inzwischen auch kaputt, und
> sie sind kein Stück hochstromfähiger, daher sind im Akkuschrauber
> natürlich wieder NiCd.

wenn das für RC Cars gilt OK, aber zurück zum Topic, vielleicht schaust 
du dir den Eröffnungbeitrag noch mal an und dann erzähle weiter was von 
Hochstrom ;-)

Richard Müller schrieb:
> Eingebaut sind drei Knopfzellen-Akkus
Richard Müller schrieb:
> 600 mAh

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Joachim B. schrieb:

> wenn das für RC Cars gilt OK, aber zurück zum Topic, vielleicht schaust
> du dir den Eröffnungbeitrag noch mal an und dann erzähle weiter was von
> Hochstrom ;-)

Auch Blitzgeräte sind eine "Hochstromanwendung". Speziell "DKZ"-
Zellen waren dafür auch geeignet. Da die Akkus natürlich kleiner
sind als RC-Akkus würde ich hier auf ca. 2A-Belastung tippen.
Gruss
Harald

von Icke ®. (49636b65)


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Schreiber schrieb:
> Wer verwendet denn noch NiMh im Modellbau? Da wird entweder LiPo oder
> LiFePo verwendet.

Mittlerweile ja. Bevor Li-Akkus Einzug hielten, wurden allerdings auch 
Helis und Flächenflieger mit Sub-C Nickel-Zellen betrieben (und sind 
tatsächlich geflogen!).
Hier ging es aber um den Vergleich NiCD/NiMH und nicht immer sind diese 
durch Li ersetzbar, z.B. wenn die Spannung nicht paßt oder Tiefentladung 
nicht auszuschließen ist.

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