Naja... von der Theorie her kann ich doch jeden LiIon-Akku mit 1C laden, dh nach spätestens neunzig Minuten (trickling am Ende etc) könnte ein Akkupack voll sein. Aber alle mir bekannten Hersteller begnügen sich mit 500-1000mA Ladestrom, bei einem 5Ah-Pack wartet man da schon mal eine ganze Nacht. Macht wahrscheinlich die Bauteile billiger und natürlich die Netzteile kleiner. Aber trotzdem... ein bisserl schneller fänd ich gut.

Aber das ist jetzt wirklich offtopic, lass uns lieber wieder zum Lader kommen. Für die übernächste Version wünsche ich mir:

* Richtiges USB Interface, das Smartphone übernimmt dann die Aufgabe des Displays.
* Tachoanbindung.
* Wiedereinführung der wegrationalisierten Ladestromanzeige.

Nur falls dir die Arbeit irgendwann mal ausgehen sollte...

Grüße aus Torla in den Pyrenäen.

Hallo Stefan,

ja mit bis zu 1C sollte möglich sein, da hast Du Recht. Schreit wieder mal nach Eigenbau- wenn Du als Akku LiMn nimmst dann leben dabei auch die Zellen recht lange.

Bezüglich der übernächsten Version:

Kommunikation mit nem Handy- das schreit nach ner Aufgabe für nen Programmierer... kennst einen?

Tachoanbindung ist wirklich doofer als man denkt, wenn Freizeit ist denken wir nochmal darüber nach.

Ladestromanzeige kommt wieder- braucht aber Bauraum. Der 2-stufige Lader muss so kurz wie möglich sein, deshalb haben wir drauf verzichtet. Wie angedeutet versuchen wir nen 4-stufigen Lader auch in Ahead unterzubringen, da ist definitiv die Ladestromauswertung wieder mit dabei (weil wir nicht um jeden mm kämpfen wollen sondern mehr Leistung/mehr Anzeige bringen und zur Not gibts ja den etwas kürzeren 2-er Lader wenns nicht passt).
Deshalb ist auch das Display beim 2-er Lader nicht sooo irre interessant, zur Konfiguration des Laders brauche ich es aber.

Grüsse von
Jens.

Zwecks Bauraum hätte ich einen Vorschlag für den Vierstufenlader im Gabelschaft: Man könnte intern evtl die kleinstmöglichen (und leichtesten) Pufferzellen benutzen. Oder macht ihr das sowie schon?

Wer mehr Puffer braucht, läd extern ein USB-Akkupack in einer Lenkertasche oä mit. Das wäre dann auch flexibel und man könnte es auf einen Wandertag ohne Bike mitnehmen oder in einer Bar laden oder was auch immer. Andrerseits, durch die ganzen Wandlungen ist die externe Laderei natürlich weniger effektiv, auch wieder blöd. Damit verschenkt man sicher mehr als der Vierstufenlader an Mehrleistung bringen würde.

Ps, weiss grad nicht obs hier schon gepostet wurde: meine Drahtigelversion des manuellen Zweistufenladers für den Gabelschaft. Nur als Demo gedacht, dass eine normale USB-Buchse und die 5V-Wandlerbauteile mit etwas Gefeile in einen ganz normalen 1cm Spacerring passen. Auch die Schraube passt in der Mitte noch durch:

Als Puffer verwende ich hier drei 600mAh LiIon Flachzellen. Passt grade mal so.

Hallo Jens,

eine generelle Frage zur reinen USB-Version des Forumsladers: Kann man den Wirkungsgrad der Wandlung von 12,x V Akkuspannung auf 5 V USB-Ausgang irgendwie beziffern? Ist der Wirkungsgrad vielleicht auch strom-abhängig?

Die verwendeten Pufferzellen sind 3xLiMn mit 800mAh. Die sind zwar nen Tick grösser wie Deine Liion vermute ich mal, aber sollten ganz erheblich länger leben. Die Akkuwahl ist eine Gratwanderung zwischen Bauraum und Lebensdauer- ich lade ja als Spitze bei 800mAh mit 1C. Dafür nutze ich nicht die volle Kapazität (nicht knallvoll laden und relativ zeitig die Entladung beenden), ich erwarte sehr viele Jahre Akkulebensdauer- alles andere wäre eine Enttäuschung für mich.
Das externe Laden eines Wanderpacks über USB ist eine gute Variante, es sollte sich für nahezu jeden Nutzer ein deutlicher Stromüberschuss ergeben (evt. von Dir mal abgesehen- Deine Fahrweise ist energetisch für Dynamolader seeehr ungünstig).

Grüsse von
Jens.

Der Wandlerwirkungsgrad liegt bei Nennleistung (5V, knapp unter 1A) bei über 95%, fällt bei weniger Stromentnahme aber etwas ab. Der Recom hat z.B. ca. 8mA Ruhestromaufnahme, das macht sich bei einer geringen Stromabnahme von z.B. nur 100mA natürlich bemerkbar.

Dieser Lader ist aber kein reiner USB-Lader mehr- die letzte Layoutänderung ermöglicht auch auf Wunsch wieder einen 12V-Ausgang. Dieser ist ebenfalls gegen Tiefentladung der Akkus und gegen Überstrom abgesichert
Wenn Du also 12V brauchst kannst Du die mit der gleichen Platine auch bekommen- nur Buchsen, Kabelverlegung usw. musst Du selber irgendwie lösen.

Grüsse von
Jens.

Na, das ist ja noch human.


Das klingt sehr interessant. Denn das würde die Option bieten, statt des USB-Pixos den 12V-Pixo zu betreiben. Letzterer hat beim Laden von 7,4 Volt-LiIon-Akkus deutliche Ladezeit-Vorteile. Würde der 12V-Ausgang 1,5A schaffen?

Ja. Bis der Akku leer ist natürlich.

Grüsse von
Jens.

Sodenn, wie entstehen bei uns Platinen:

Als erster Arbeitsschritt werden im Layoutprogramm Eagle 2 Druckdateien mit den Leiterbahnen erzeugt- eine für die Unterseite der Platine und eine für die Oberseite.
Mittels Bildbearbeitung (Gimp) erzeuge ich dann eine gemeinsame Datei in welcher Layout für Oberseite und Unterseite übereinander angeordnet sind.

Für den Tonertransferprozess muss dieses Layout auf sehr spezielles Papier gedruckt werden- möglichst dünn und leicht beschichtet. Der fachlichen Qualifikation wegen fällt die Auswahl auf Conrad-Katalogpapier. Dieses ist aber nicht direkt bedruckbar weil es im Drucker hängenbleiben würde- daher die Befestigung des zu bedruckenden Papiers auf gebrauchtes Kopierpapier mittels Tesa:


Ab damit in den Laserdrucker:


Ergebnis: Tonerleiterzüge auf dünnem Katalogpapier


Fertig ist die Papiermaske für eine Platine mit Ober- und Unterseite:


Jetzt gilt es im Schein einer Lampe per Durchsicht beide Seiten exakt übereinanderzulegen:


Ein präziser Kniff und mittels Prittstift wird eine kleine Tasche geklebt- der Toner ist jetzt auf der Innenseite und exakt übereinander:


Anzeichnen der Rohmasse auf doppelseitigem Platinenmaterial:


Grob zuflexen:


Entgraten und die Oberfläche mit feiner Schleifleinewand reinigen+aufrauhen:


Jetzt kommt die Platine in die Maskentasche:


Und wird mittels Tesa exakt fixiert:


Jetzt wird im Heisslaminator der Toner der Papiermaske beidseitig auf die Leiterplatte aufgeschmolzen:


Hier das Ergebnis nach 15-20 Durchläufen durch den Laminator:


Spät ists geworden und alle laminierten Platinen landen im warmen Spülwasser:


Am Morgen danach ist das Katalogpapier gequollen und löst sich teilweise vom Toner:


Tesa entfernt, Papier abgezogen:


Papierreste vorsichtig (!!!) unter laufendem Wasser abgerubbelt:


Hier die Ausbeute:


Unter Einsatz von hochspezialisierter Wärmetechnologie:


Wird die Platine jetzt auf die Abstandhalter gelegt:


Und mit einer Wärmehaube abgedeckt:


Nach dem Tempern sind feine Tonerlücken zusammengesintert und die Kanten schärfer:


Damit ist die Platine fertig zum Ätzen.

Wird gleich fortgesetzt...

Fortsetzung....

Jetzt landet Platine für Platine im Ätzbad:


Nach 20s bis 15min je nach Temperatur und Badkonzentration sieht das Ergebnis so aus:


Das Ergebnis der Ätzerei:


Nach dem Spülen und Trocknen kommen die Platinen auf die Platinenbohrmaschine:


Das gleiche Teil im Hochformat, Bohrer von unten- von oben USB-Mikroskop mit Fadenkreuzanzeige auf dem Schlepptop:


Der Toner verbleibt zunächst als Schutzschicht auf den Kupferleiterbahnen und wird erst unmittelbar vor dem SMD-Löten entfernt.

Das dieses Verfahren nicht recht serientauglich ist versteht sich leider von selbst- aber alle bisher von mir gefertigten Forumsladerplatinen entstanden exakt so (nur die Bohrmaschine ist neu und löst die rumänische Ständerbohrmaschine aus dem Maschinenbaubereich ab).

Aus naheliegenden Gründen bin ich jetzt auf die ersten Probeplatinen der Profis gespannt- mehr als den Prototyp mag ich so langsam nicht mehr selber herstellen

Grüsse von
Jens.

das sieht ja schon alles recht gut aus. kannste keine cnc-steuerung des Bohrtieses dranbauen?
Dann kannste die einlegen und bohren lassen, während du was anderes macht.

:job

Weiß nicht, ob sich der Aufwand lohnt. Wenn "Home"-CNC, dann gleich ein Fräsbohrplotter. In dem Moment, wo eine Kleinstserie nicht mehr selbst geätzt wird, sondern von Beta-Layout/PCB-Pool, elektor-Platinenservice oder sonstigen für Non/Low-Profit-Projekte geeigneten Herstellern kommt, ist die bei zweiseitig selbstverständlich gebohrt und durchkontaktiert wie jede ordenrtliche Großserienbaugruppe.


lG Matthias

Der Aufwand für CNC lohnt nicht. Ich habe ja beruflich sogar "kostenlos" Zugang zu edelster CNC-Technik, nicht einmal dann lohnt es weil Dank SMD kaum noch Löcher in der Platine sind und bei CNC jede Platine ausgerichtet und angefahren werden müsste (das Layout liegt ja relativ beliebig auf dem Kupfer).

Mit der neuen Bohrmaschine (Eigenbau) erreiche ich aber eine bisher nicht mögliche Präzision (Linearführung mit Kugelumlauf!) und das genaue Hinsehen wird ja mit zunehmendem Alter an der Ständerbohrmaschine auch immer schwerer.

Nein nein- wenn die Lieferung von fertigen Platinen klappt (davon gehe ich aus- die Profis werden kaum an etwas scheitern was wir mit so primitiver Technik auch gebacken kriegen) bin ich sehr froh- auch und gerade wegen der jetzt sehr aufwändigen Durchkontaktierungen. Z.B. müssen bei den Selbstbauplatinen alle Kabel auf beiden Seiten gelötet werden da sie meist als Durchkontaktierung benötigt werden.

Grüsse von
Jens.

Hallo Jens!
Danke erstmal für Deinen unermüdlichen Einsatz - und das Du uns daran so teilnehmen läßt.
Zitiere Dich dort oben, weil ich schon oft hören musste dass das was ich von einem Hersteller haben will er mir nur fertigt wenn ich direkt tausender Stückzahlen bestelle, und nicht nur 10 oder 40 Stück. Dabei ging es lediglich um Blechkantungen und -zuschnitt (allerdings verzwickt und nicht einfach). Also ist das nicht Allgemeingültig.
Bin gespannt auf den "Neuen" - sieht ganz schön komplex aus das Teil, mit ganz schön vielen ICs. Apropos: Funktionieren die Schaltkreise auch bei -20 C°?

Grüße, Konrad

Hallo Konrad,
ja, ziemlich komplex- leider. Alle Schaltkreise sind bis -40°C spezifiziert, Frost ist da kein Problem. Mit Akkus der verwendeten Chemie fahre ich auch schon über 1 Jahr problemlos im Ladebetrieb durch die Gegend- Minimum war ca. -20°C.

Im Leiterplattenbereich gibt es tatsächlich Fertiger für kleine Stückzahlen, aber da wir inzwischen etliche Prototypen gebraucht haben (bei jedem ist man natürlich sicher, den grossen Wurf gelandet zu haben) bin ich doch sehr froh, einzelne Prototypen selber herstellen zu können.

Grüsse von
Jens.

Echt spannend zu lesen. Danke auch von mir für all die Mühe.

Dann also ganz konkret gefragt: Das neue Layout ermöglicht es, gleichzeitig einen 5V- und einen 12V-Ausgang zu betreiben? Und ich nehme an, dass man die 700 mAh-LiMn-Zellen ohne Änderungen an der Schaltung durch welche mit höherer Kapazität (z.B. die mit 2000 mAh) ersetzen kann?

Natürlich würde das Gerät dann nicht mehr in den Gabelschaft passen. Vielleicht wäre dafür ein neuer Thread angebracht?

Ja, das aktuelle Layout hat auf der Platine einen 5V-Ausgang mit 1A und einen 12V-Ausgang mit ca. 1.5A Dauerstrom (für kurze Zeit bis 3A belastbar, begrenzt durch eine PTC-Sicherung 2.7A- dadurch ist der Spitzenstrom auch temperaturabhängig).
Beide Ausgänge sind gleichzeitig verwendbar- der maximale Strom an 12V ist wie beschrieben begrenzt (bei gleichzeitigem Betrieb von 5V und 12V reduziert sich daher die mögliche Leistungsabgabe an 12V um die für 5V benötigte Leistung), ich würde sagen 5V/1A und 12V/1A müssten gleichzeitig dauerhaft abgreifbar sein (genaue Werte bei 20°C werde ich noch ermitteln).
Die verwendeten Zellen LiMn mit 700mAh oder 800mAh (anderes, jetzt bevorzugtes Fabrikat) sind ohne Schaltungsänderung gegen jede andere LiMn-Zelle ersetzbar- solange die Zelle nicht wesentlich kleiner wird (gibts aber momentan nicht), grösser ist problemlos möglich und reduziert sogar die Akkubelastung.

Wenn als Ersatz Zellen mit dem gleichen Durchmesser verwendet werden (18650-er bieten sich an) dann passt der Lader vom Durchmesser her immer noch ins Steuerrohr- obs in der Länge passt muss individuell ermittelt werden.

Etwa Mittwoch werde ich den ersten Testlader komplett zusammenbauen- dann ist die exakte Länge mit den 18350-er Zellen bekannt und die Länge für 18650-er Zellen kann einfach errechnet werden (aktuelle Länge + 9cm).

LiMn-Zellen im Format 18650 haben etwa 2000mAh, richtig.

Grüsse von
Jens.

Das kribbelt ja richtig beim Lesen der Eckdaten. Bin schon gespannt wann der Lader in Kleinserie geht.

Genial, genau mein Ding! Ist gekauft!


Ich möchte das Gerät ja gar nicht fest im/am Fahrrad anbringen, sondern abnehmbar für abendliches Laden im Zelt. Aber das muss die Ahead-Freunde ja nicht stören.

Wie ist denn derzeit die Anzeige des Lade- bzw. Systemzustands implementiert? Soll das nach wie vor über eine LED geschehen?

Das ist recht genau die Konfiguration, die Testfahrer Wolfgang M. vorschwebt- er möchte den Lader lieber in die Lenkertasche legen und dort wird der Lader die Kombi E-Werk/Powertank ersetzen können. Dafür werden dann die Akkus anders angeordnet und anders zur Platine positioniert (damit das Gerät nicht so lang sondern kompakter wird).


Normal über eine LED, ja. Damit ist dann anzeigbar:
-Lader arbeitet und schläft nicht
-der Akkufüllstand in 5 Zuständen (leer=Verbraucher abgeschaltet, 0-33% Füllung, 33-66% Füllung, 66-100% Füllung, Akku voll=Dynamo abgeschaltet), die Abschaltungen bleiben 3min bestehen (danach bewertet der Lader die Situation neu)

Optional und zusätzlich möglich aber noch nicht fertig ist auch die Anzeige über ein LCD-Display. Dort wird dann die Akkuspannung, die aktuelle Schaltstufe und der Stromverbrauch im 12V-Bereich angezeigt (nicht aber die Energiebilanz / die aktuelle Ladeleistung, das wurde beim 2-er Lader wegrationalisiert und würde erst beim erfolgreichen Bau eines 4-er Laders wieder implementiert werden- kostet einfach Platz und Geld).

Das Display hat auch Taster, über die menügeführt die internen Parameter des Laders verstellt werden können (deshalb brauche ich ein Display- jeder Lader wird darüber konfiguriert und an den angezeigten Zuständen/Meswerten kann ich die korrekte Funktion jedes Laders feststellen).
Der Anwender muss diese Werte nicht sehen und auch nichts einjustieren- deshalb ist das aufwändige Display mit den Tastern auf eine externe Platine rausgeflogen (bei Stuntzis Prototyp ist es noch an Bord).

Grüsse von
Jens.

Hätte mich auch gewundert, wenn ich der Einzige mit diesem Ansinnen gewesen wäre. Hat jemand zufälligerweise schon ein gutes Gehäuse gefunden, das sich für diese Bauweise anbietet?

Vermutlich nicht- weil der Lader so noch nicht gebaut ist und deshalb die Aussenmasse noch nicht bekannt sind

Ich werde von den 3 Testladern Fotos machen und Masse nehmen, auch die Kenndaten werde ich dann zusammenfassen.
Die 3 Testgeräte sind vom Aufbau recht gut gestreut:
-Der Lader für Job wird im Schaftrohr mit beiden Kabeln nach oben ausgeführt (ein Faiv blockiert den Ausgang nach unten).
-Der Lader von Elmstorp erhält beide Kabel nach unten raus
-Der Lader von Wolfgang M. soll kompakt gebaut in die Lenkertasche

Ein 12V-Kabel werde ich nicht vorsehen- wäre aber kein Problem eins anzulöten (ausser bei Job, nach oben wird das nicht mehr passen fürchte ich) falls einer der Testpiloten das möchte (und sich dann selber um entsprechende Anschlussbuchse usw. kümmert).

Grüsse von
Jens.

Hätte ja sein können.

Welche Maße hat denn die bestückte Platine, also Länge (9 cm?), Breite, Höhe? Drei von diesen 2000 mAh-Akkus nebeneinander würden ein Paket von etwa 54 x 66 x 18 mm ergeben. Könnte mit Schalter und Buchsen noch grob in das Volumen einer Zigarettenschachtel passen...

71mm x 22mm x 14mm. In der Höhe noch etwas Sicherheit für Kabel einrechnen...
Deine verlinkten Akkus sind sehr hochwertig und hervorragend geeignet (leider teuer).

Grüsse von
Jens.

Das ist... ziemlich klein.


Wie schätzt du das ein: Halten solche Akkus (bzw. die ganze Apparatur) jahrelangen Dauerbetrieb (>3 Jahre) aus?

Vorsichtshalber angemerkt. Ich bin durch diesen Thread auf den Pixo 12V aufmerksam geworden und habe ihn bestellt, weil mir die USB Version doch sehr langsam lädt.

Falls du die hohe Amperezahl haben willst, damit es schneller geht oder andere Gründe, der Pixo 12V scheint auf 700 mhA beschränkt zu sein. Steht so in der Anleitung. Das Netzgerät ist auch auf 700 mhA beschränkt.

Interessant. In der Pixo-Anleitung (Seite 9) ist das Netzteil mit 1200 mA angegeben. Dass der Ladestrom "nur" 700 mA beträgt war mir bekannt, aber gerade bei 7,4 V LiIon-Akkus ist das eine deutliche Verbesserung zu den vermuteten 200 mA des USB-Pixo.

Ich habe noch einmal nachgesehen, auf dem Netzgerät sind 700 angegeben. Aud dem USB-Lader stehen 500 ma. Ob die rauskommen, kann ich nicht beurteilen.

Edit. Bei USB 3 sollen sogar 900 rauskommen. So ebenfalls die Aufschrift.