Die Geschichte mit dem Akku - Modellfluggruppe Westamt
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Die Geschichte mit dem Akku - Modellfluggruppe Westamt
Modellfluggruppe Westamt Uetendorf MG-WU Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Ein Versuch, das Gewirr in den Bedienungsanleitungen verschiedener Ladegeräte für wieder aufladbare Modellflugbatterien zu entwirren und eine allgemein verbindliche Zusammenfassung zu schreiben. Eine Volkstümliche Zusammenfassung eines Juniors anlässlich des Dolomiten-Segelfluglagers 2011. Diese Geschichte wurde als Theorie-Block im Lager präsentiert und diskutiert. Author: HB-WU33 Datum:18. Juli 2011 Modellfluggruppe Westamt Uetendorf MG-WU Theorie Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Damit auch Nicht-Ingenieure selber einen Akku laden können und nicht immer unter dem latenten Druck „chunnts äch guet“ stehen, habe ich versucht, die oberkomplizierten und in sich nicht konsistenten Bedienungsanleitungen oder besser CTG (Chaotisches Techniker Gewirr) in einem Kübel einzuweichen, das Wichtigste herauszupressen und in dieser Geschichte niederzuschreiben. Inhaltsverzeichnis Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) 2 Inhaltsverzeichnis 2 Auf Tuchfühlung 3 Akku-Wissen kompakt 5 Tips für Eilige 5 Gängige Akku-Typen beim Modellflug 5 Die Werte, die ich verstehen muss. 6 Allgemeine Akku Werte in Abhängigkeit des Akku-Typ 6 Laden eines LiPo-Akkus mit dem Ladegerät Graupner ULTRAMAT 14 plus 7 Akku ausbauen 7 Welche Werte woher nehmen 7 Jetzt stelle ich das Ladegerät ein. 7 Geräte und Quellenangaben 8 Graupner ULTRAMAT 14 plus 8 Schulze nextGeneration II 8 Internet 8 18. Juli 2011/MG-WU/HB-WU33 Seite 2 von 8 Modellfluggruppe Westamt Uetendorf MG-WU Theorie Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Auf Tuchfühlung Mein Modellflugzeug, ein Motorsegler aus ELAPOR speziell geeignet für Junioren die noch nicht fliegen können, braucht einen Akku, der Sender auch. Bild 1, Motorsegler Damit der Elektromotor dreht und der Empfänger empfängt, braucht es doch zwei Akkumulatoren? Mein Flugzeug hat aber nur Einen! Da hat es noch so ein viereckiges kleines Zeugs mit dicken und dünnen Drähten dran? Zwei Dicke gehen zum Akku, zwei Dicke gehen zum Motor, drei Dünne führen zum Sender an einen Servo Anschluss und am Akku hat es noch einen kurzen Kabelstumpen mit einem mehrpoligen Stecker dran! Meine Kumpels erklären mir, dass das kleine Zeugs ein „BEC“ sei. Der sei eine Art Stromverteiler und Strom Servo. Der „BEC“ ermögliche die Motordrehzahl zu steuern und schaue, dass der Motor nicht allen Strom für sich braucht, damit das Flugzeug noch für die Landung gesteuert werden kann, bevor der Akku leer ist. Das scheint ein schlaues Teil zu sein. Mehr wollte ich im Moment nicht wissen, weil der „BEC“ für das Laden nicht gebraucht wird. Nun wollte ich meinen Akku mit meinem neu erstandenen Ladegerät laden. Da hat es Knöpfe, einen kleinen Bildschirm und verschiedene Buchsen dran. Das Handbuch verstand ich gar nicht. Die Einstellmöglichkeiten waren spannend, es hatte viele „chinesische“ Texte wie PROGR, INC, DEC usw. Wie man die Einstellungen schlussendlich vornehmen würde, vorausgesetzt ich wüsste was rein kommen sollte, war mir so klar wie eine frisch gekochte Mehlsuppe. 18. Juli 2011/MG-WU/HB-WU33 Seite 3 von 8 Modellfluggruppe Westamt Uetendorf MG-WU Theorie Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Zum Glück hat man Kumpels, die man fragen kann. Alle waren sehr hilfsbereit, einige wussten nicht genau wie es geht, andere wussten genau wie es geht. Jeder der es genau wusste, wusste es aber nicht genau gleich. Zu meinem erworbenen Halbwissen aus dem Handbuch und meinen Spielereien am Ladegerät kamen nun noch verschiedene Varianten der Insider hinzu. Langsam strebte ich gegen ein Akku-Lade-Trauma. Hätte ich nicht ein Ingenieurstudium hinter mir, wäre es mir wahrscheinlich egal. Uns hat man leider beigebracht, zu grübeln, bis alle Klarheiten beseitigt sind. Einer wusste extrem viel Theoretisches über Akkus, wusste aber auch nicht genau wie die modernen Geräte zu bedienen sind. Ich nannte ihn Akku-Crack. Einen ganzen stürmischen Regentag haben wir (der Batterie-Crack und ich) zusammen diskutiert, die Handbücher der verschiedenen Ladegeräte xmal gelesen, verglichen, ausprobiert, gemessen und getüftelt, bis wir glaubten, eine einigermassen brauchbare Zusammenfassung der wesentlichen Sachen über das Laden von Akkus beisammen zu haben. Anschliessend an den Forschungsnachmittag habe ich „Die Geschichte mit dem Akkumulator“ den Kumpels präsentiert, um herauszufinden, ob das was ich aufgeschrieben habe, passt und für Praktiker brauchbar ist. Vertretbare Vereinfachungen, Korrekturen und Ergänzungen aus der laufenden Diskussion arbeite ich nach Möglichkeit ein. An dieser Stelle besten Dank den Dolomiten-Kumpels 2011 der Modellfluggruppe MG-WU Chlöisu, Didi, Fredi, Hans, Harry Potter, Köbu, Manuel, Paul, Pavian, Pesche 1, Pesche 2 und Toni für die aktive und sehr offene Art, die Geschichte zu kommentieren. Einen besonderen Dank geht an den Akku-Crack, für seine Geduld, meine Fragen anzuhören, einen ganzen Tag mit mir technische Diskussionen zu führen und das Manuskript gegen zu lesen. In der vorliegenden Zusammenfassung habe ich auf Exkursionen in den Bereich der Spazial- und Sonderfälle verzichtet und die empfohlenen Werte so gewählt, dass Batterien nicht in den Himmel befördert werden. Das hat zur Folge, dass Batterien nicht immer mit der maximal möglichen Geschwindigkeit geladen werden. Auf die Themen der Entladung, Zellauffrischung und MemoryEffekt habe ich weitgehend verzichtet, weil die verschiedenen Meinungen weit auseinander gehen und die Bedingungen durch Fortschritte beim Batteriebau laufend ändern. Wer darüber trotzdem mehr erfahren will, darf das gerne tun. Fachliteratur, Bedienungsanleitungen und Kommentare dazu sind im Internet in ahnsehnlicher Fülle zu finden. Am Schluss dieses Berichts, finden Sie eine Quellenangabe. Viel Spass beim Forschen. 18. Juli 2011/MG-WU/HB-WU33 Seite 4 von 8 Modellfluggruppe Westamt Uetendorf MG-WU Theorie Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Akku-Wissen kompakt Tips für Eilige 1. Zuerst das Ladegerät einstellen, dann den Balancer anschliessen und dann den Akku anschliessen 2. Einstellungen am Ladegerät a. Batterietyp einstellen b. Ladeprogramm auswählen c. Ladegerät, Batterietyp- und Programmabhängige Werte einstellen wie: i. Akku Kapazität (Fassungsvermögen) ii. Max. Lade-Stromstärke iii. Max. Entlade-Stromstärke iv. usw. (siehe Tabelle weiter unten). 3. Akku nie über die Ladeschlussspannung laden (überladen), sonst kann der Akku sehr heiss werden und dadurch explodieren. Wenn der Akku beim laden handwarm wird, ist das normal. 4. Nie einen vollen oder fast vollen Akku laden, auch nicht automatisch. * 5. Akku nie unter die Entladeschlussspannung entladen (tiefentladen), sonst kann man ihn nicht mehr laden. D. h. wenn der Sender piepst, sofort landen und laden. 6. Um dem Memory-Effekt vorzubeugen, sollte der Akku nicht aus halbvollem Zustand nachgeladen, sondern entladen und anschliessend geladen werden. Den Akku ausschliesslich mit einem Ladegerät entladen, falls das Lädegerät so was kann. Graupner ULTRAMAT 14 plus kann es nicht. In diesem Fall vergiss das Thema Entladen gleich wieder. Andere Methoden würden den Akku tiefentladen und den Akku zerstören. * Damit keine Frühabschaltung eintritt, ist die Abschaltautomatik im Ladegerät bei Ladebeginn in der Regel für ca. 5 bis 10 Minuten ausgeschalte. Das heisst, ein voller Akku kann auch in der automatischen Betriebsart des Ladegeräts überladen werden. Gängige Akku-Typen beim Modellflug Obergruppe Nickel Lithium Blei Untergruppe Nickel-Cadmium Nickel-Metall-Hydrid Lithium-Ferro Lithium-Ionen Lithium-Polymer Blei (Plumbum) Abkürzung NiCd NiMH LiFe LiIo LiPo Pb Bemerkung Verwendung sinkend Oft im Sender Oft im Flugzeug Im Flugzeug nicht geeignet Akkus beim Modellflug bestehend meistens aus mehreren in Serie geschalteten Zellen. Die Nennspannung ist die Zellenspannung mal Anzahl Zellen. z. B. 3 LiPo Zellen ergeben eine Nennspannung von 3 x 3.7 V = 11.1 V Die Gesamtkapazität entspricht der Zellkapazität und ändert nicht, wenn mehrere Zellen in Serie geschaltet werden. z. B. 3 LiPo Zellen mit einer Zellenkapazität von 2000 mAh ergeben auch in Serieschaltung eine Nennkapazität von 2000 mAh. 18. Juli 2011/MG-WU/HB-WU33 Seite 5 von 8 Modellfluggruppe Westamt Uetendorf MG-WU Theorie Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Die Werte, die ich verstehen muss. Zeichnung 1, Der Akku und die wichtigsten Werte Allgemeine Akku Werte in Abhängigkeit des Akku-Typ Tabelle mit Werten für das Laden und Entladen für Akkus mit einer Zelle. Wichtig! Die Herstellerangaben auf dem Akku haben Vorrang und müssen beachtet werden. Parameter Wert in Abhängigkeit vom Akku-Typ Akku-Typ NiCd NiMH LiFe LiIo LiPo Pb Kapazität (Fassungsvermögen) in [mAh] steht auf der Zelle Nennspannung in Volt [V] 1.2 1.2 3.3 3.6 3.7 2 (Zellenspannung x Anzahl Zellen) Entladeschlussspannung in Volt [V] 0.85 1.0 2.0 2.5 3.0 1.7 V Ladeschlussspannung in Volt [V] 1.5 V 1.5 V 3.65 V 4.1 V 4.2 V 2.3 V Max. Ladestrom in C 1 (max. 2 A) 2 C1 1.6 C 2C 0.7 C 0.7 C 0.15 C Max. Entladestrom in C 1 (max. 2 A) 2C 1.6 C 1C 1C 1C 0.2 C Balancer Wenn ein Balanceranschluss vorhanden ist, sollte die Balancerfunktion auf jeden Fall verwendet werden. Tabelle 1: Allgemeine Akku-Daten 1 C = Akku-Nennkapazität. Beispiel: Ein NiCd-Akku mit einer Nennkapazität von 2‘000 mAh sollte mit 2 C = 4 A geladen werden. Schulze meint auf Seite 7 es dürfe nicht weniger als 2 C sein. Das sehe ich nicht so, weil z.B. die Automatik mit weniger Strom lädt. Zu beachten ist auch, dass verwendete Kabel und Kontakte in der Regel für max. 2 Ampere gebaut sind, darum empfehle ich 2 A nicht zu überschreiten. 18. Juli 2011/MG-WU/HB-WU33 Seite 6 von 8 Modellfluggruppe Westamt Uetendorf MG-WU Theorie Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Laden eines LiPo-Akkus mit dem Ladegerät Graupner ULTRAMAT 14 plus Akku ausbauen Zuerst baue ich den Akku aus dem Flugzeug aus und lege ihn auf eine nicht brennbare Unterlage, damit ich den Akku besser unter Kontrolle haben kann und den Schaden begrenze, falls der Akku heiss und dick wird und explodieren will. Es wäre schade, wenn ich den Akku inklusive Flugzeug in die Luft sprengen würde, der Akku allein ist schon schlimm genug. Bild 2, LiPo Akkumulator MULTIPLEX, Li-BATT eco, 3/1-2000 12 C, Lithium-Polimer Battery 11.1V/2000mAh, # 15 7231, Standard MPX Type Balancer Connector, Max. Charge / Discharge Current: 2A / 24A continous. Welche Werte woher nehmen Auf dem Akku-Aufdruck finde ich: Typ: Lithium-Polimer LiPo Max. Lade-Strom Max. Charge Current 2A continous 2A Kapazität 2‘000 mAh Balancer JA In der Tabelle 1, Allgemeine Akku-Daten finde ich: Ladeschlussspannung: in Spalte LiPo 4.2 V Weitere Werte brauche ich nicht, um mit meinem Ladegerät eine LiPo Batterie zu laden. Jetzt stelle ich das Ladegerät ein. Bild 3, Ladegerät mit angeschlossenem Akku. 18. Juli 2011/MG-WU/HB-WU33 Seite 7 von 8 Modellfluggruppe Westamt Uetendorf MG-WU Schritt Aufgabe 1. Akku-Typ auf LiPo stellen 2. 3. Ladeschlussspannung einer Zelle einstellen. Max. Lade-Strom einstellen 4. Kapazität einstellen 5. 6. Balancer anschliessen Akku anschliessen 7. 8. 9. Ladevorgang starten Ladevorgang laufen lassen. Wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist, Werte ablesen und notieren. Ladevorgang abmelden. Akku abhängen. Balancer abhängen. 10. 11. 12. Theorie Die Geschichte mit dem Akkumulator (Akku) Vorgehen 1. So oft 2 Sekunden lang auf PROG/MODE drücken, bisLiFe, LiLo oder LiPo erscheint. 2. PROG/MODE antippen. 3. So oft INC antippen bis LiPo erscheint. 4. ENTER/START antippen. 5. DEC oder INC drücken bis 4.20 V/C steht. 6. PROG/MODE antippen. 7. DEC oder INC drücken bis C:2.0 A steht. 8. ENTER/START antippen. 9. DEC oder INC drücken bis 2000 mAh steht. 10. Balancer Kabel einstecken. 11. Ladekabel Kabel am Ladegerät anschliessen, anschliessend Akku an das Ladekabel anschliessen. 12. ENTER/START antippen. 13. warten 14. Geladene Ladung vom Display aufschreiben. 15. ENTER/START antippen. 16. 17. Geräte und Quellenangaben Graupner ULTRAMAT 14 plus • Mikroprozessorgesteuertes Hochleistungs-Schnellladegerät für NiCd- / NiMH-, LiPo-/LiIo/LiMn-/LiFe- und Pb-Akkus, Ladestrom bis 5 A, Eingebauter Balancer für Li-Akkus und MiMH/NiCd-Akkus. Graupner, Bedienungsanleitung ULTRAMAT 14 plus, Best.-Nr. 6464 Hersteller: Graupner GmbH & Co. KG, D-73230 Kirchheim/Teck, Deutschland Schulze, nextGeneration II Schulze nextGeneration II • Mikroprozessorgesteuertes Schnellladegerät, Entladegerät, Kapazitätsmessgerät, AkkuFormierungsgerät für Ni-Cd-Sinterzellen, Ni-MH-, Blei- und Lithium-Akkus (Li-FePO4, Li-Ion, Li-Po) Schulze, Bedienungsanleitung nextGeneration II 2x7-280, 14-280, 14-350 ab Firmwareversion V 1.00, Stand 03.10 Hersteller: Schulze Elektronik GmbH, Prenzlauer Weg 6, D-64331 Weiterstadt, Deutschland. Informationsquellen: Internet • Wikipedia 18. Juli 2011/MG-WU/HB-WU33 Seite 8 von 8