Die Seite wird mit den Fortschreiten des Baues laufend
ergänzt
und erweitert.
In der Hoffnung Anregungen von einigen Leuten zu bekommen, die in
dieser Richtung schon Erfahrungen gesammelt haben, (aber
bitte keine Tipps die mit käuflichen Modulen realisiert wurden!)
habe ich schon vor der Vollendung die jeweiligen Kenntnisse und
das
jeweilige Stadium auf dieser Seite eingebracht.
1. Reflexladen 1968 eine kleine Historie
Im Jahre 1968 kam ich mit einem Kollegen
zusammen,
der Amateurfunker war. Dieser hatte den Trick drauf, die damals
allgemein
im portablen Bereich verwendeten Zink-Kohle-Braunstein-Elemente
kurz
gesagt die Taschenlampenbatterien in einem Reflexverfahren zu
regenerieren,
sodass diese eine etwa vierfache Kapazität besaßen. Sie
waren
dann funktionsfähig bis der Zinkbecher fast vollständig
aufgebraucht
und löchrig war. (Im
gegensatz zu heute, waren damals die Batterien nicht so gekapselt und
ummantelt wie heute, so dass man den Zinkbecher gut sehen konnte und
dann allerdings auch das Problem den Auslaufens des Elektrolytes hatte.) Wichtig war
nur, dass der Elektrolyt noch seinen
Wassergehalt hatte und nicht vertrocknet war. Diese Reflexaufbereitung
der Batterien kam dadurch zustande, dass durch das wechseln vom Lade-
zum
Entladestrom eine sich aufgebaute isolierende Schicht (die eigentlich
durch
den um die Kohleelektrode gelegten Braunsteinbeutel verhindert
werden
sollte), die ähnlich des heutig bekannten Memoryeffekt
ist, beseitigt wurdeoder erst garnicht sich aufbaute.
Es geschah also keine
Aufladung im allgemein
üblich Sinne, sondern die dem
Elektronenfluss
entgegenstehende Isolationsschicht wurde zerstört.
Der Strom sollte hierbei nicht über 6mA
gehen. da sonst durch die stattfindende Elektrolyse der
Wassergehalt
des Elektrolyten sich verringert
und letztendlich der Stromfluss immer geringer wird (Ri wird
größer), bis zur Unbrauchbarkeit der Zelle.
Die Industrie war nicht an derlei Geräten
interessiert, worüber jeder selbst spekulieren kann warum wohl.
Doch habe ich hin und wieder seit einigen Jahren
von sogenannten Ladegeräten für Alkalizellen gelesen und
gehört,
die nach diesen von mir nun vor über 40 Jahren bekannten Effekt
arbeiten,
die allerdings sich auch nicht durchgesetzt zu haben scheinen .
hier die schon 1968 verwendete Prinziepschaltung
R1 = (Ue - Zz*1,5) / I
R2 = (Ue +Zz*1,5) / I
Ue = Eingangsspg. Zz =
Zellenzahl
I = Strom
(der Spannungsabfall an der Diode ist hierbei nicht
berücksichtigt)
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Reflexladen, eine gute, schonende Ladung für unsere Akku´s
Die für den Modellflug verwendeten NC- und NIMH- Akku´s
bedürfen
einer sehr sorgfältigen Pflege, um eventuelle Ausfälle zu
vermeiden,
wobei der Verlust eines Modells noch der geringere Schaden, gegen dem
eines
Unfallschadens an einem Fahrzeug oder gar eines Körperschadens an
einem Flugkollegen oder Zuschauers ist.
In der Regel ist bei den heutigen Automatikladern mit einer
Deltapeakabschaltung
schon ein sicheres und gutes Laden möglich, zumal, wenn mehrere
Lade-
Entladezyklen möglich sind um auch lange nichtgebrauchte Zellen
wieder
zu
regenerieren/aufzufrischen. Hierbei wird man bemerken, dass Zellen
nicht mehr die alte Kapazität besitzen, was besonders bei den
NC-Zellen
der Fall ist. Wird aber die Ladung nach einem Gleichziehen der
Zellen
[14 stündiges Laden mit 1/10 C ], danach wieder entladen und dann
mit einem Reflexladegerät geladen, wird durch das Laden, Entladen,
was in einem 10 Sekundenzyklus geschieht und zwar in einem
Verhältnis
von etwa 10 zu 1 zu einer optimalen elektrochemischen Umwandlung der
Akkuplatten.
Die Zellen nehmen quasi eine etwas größere elektrische
Energie
auf und. können sie auch wieder abgeben, was einer etwa
5...15%igen
Speicherfähigkeit entspricht. Bei der Ladung ist auch eine
geringere
Wärmeentwicklung zu verzeichnen, die durch die kurzen
Entladeimpulse
vermieden wird. Tests haben ergeben, dass die Lebenszeit einer
reflexgeladenen
Zelle sich um ein zweifaches erhöht.
Nun wird man sich sagen, dass ein gut gepflegter Akku mit einem
herkömmlichen
Automatiklader 800 Ladezyklen erreicht und das ist bei den heutigen
Anschaffungpreisen
völlig ausreichend, was ja bei einer wöchentlichen Ladung
einen
Zeitraum von etwa 14 Jahren entspricht. Das ist wohl richtig, wenn die
Pflege und Ladung auch optimal ausgeführt wird.
Jedoch stellen wir fest, dass das all zu ofte Überladen einer
etwas schwächeren Zelle durch die dann sich ergebenden
Kettenreaktion
sich immer mehr verschlechtert und das bis zum totalen Ausstieg. Oder
die
Kapazität verringert sich und auf einem Mal sogar sehr rapid.
Am lohnendsten ist eine Reflexladung aber bei den sogenannten
Flugakku´s,
die sowieso durch die Vergewaltigung der hohen Entladeströme eine
geringe Lebenserwartung haben, die ich aber hautsächlich auf die
sehr
hohen Ladeströme schiebe, die ausser der elektrochemischen
Umwandlung
der Platten/Elektroden auch eine zusätzliche elektrolyse bewirken.
Beim Reflexladen findet diese aber kaum statt, auch wenn der Ladestrom
den gleichen Werten entsprechen würde.
Wichtig ist ebenfalls beim Reflexlader, dass eine gute Erkennung
des Ladeendes gewährleistet ist, wenn die
Speicherfähigkeit/möglichkeit
erreicht ist, denn danach findet wie wir wissen keine elektrochemische
Umwandlung der Akkuplatten mehr statt, sondern es beginnt eine
Elektrolyse,
die das Wasser des Elektrolyten in die Gase Wasserstoff und Sauerstoff
zersetzt=spaltet, was außer der Erwärmung einen immensen
Druck
in der Zelle erzeugt, der zum abblasen über das
Überdruckventil
der Zelle zu einer Verminderung des Elektrolyten führt, der ja den
Stromkreis zwischen den Platten schließt und somit eine
Verminderung
der Kapazität beiträgt, die nicht mehr regenerierbar ist.
da sag ich nur:
"Toller
Satz! Aber so isses, in etwa."
2. Die Technischen-Daten des Laders
Versorgung 220V~
Zellenzahl 4...16
Lade/Entladestrom in 3 Stufen 0,5;
1,0;
2,0 Amp.
Automatische Abschaltung über Deltapeak
Doch zuerst eine zeitliche Darstellung der Lade- Entladezeiten mit
den
dazwischen liegenden Pausen, die vor allem vor der Messung
wichtig
ist, um eine Erholung der Zellen zu gewährleisten, da sonst eine
Fehlmessung
die Folge sein kann.
Bild 1
Nach dieser Impulsdarstellung habe ich die Schaltung entwickelt, die ich nach einem hinreichenden Test auf 1/5 der Impulszeiten reduzieren werde und dann ebenfalls veröffentliche oder abändere.
Die Stromversorgung
Wie auf dem Schaltbild 1 zu erkennen ist, musste für die OP-AMP´s der Abschaltung ein weiterer Trafo verwendet werden, der die negative Spannung für die OP-AMP´s der Messung erforderlich ist. Man kann auch, ist eine weitere Hilfswicklung auf den 50...60 VA-Trafo, diese dafür verwenden. Auch kann anstatt der Schottkydioden ein Brückengleichrichter verwendet werden, wobei dann eine Wicklung ausreicht. Man verwendet am besten das, was man eventuell vorhanden hat, oder preiswert bekommt. Ich habe auch schon mehrfach eine Hilfswicklung auf den Haupttrafo nachträglich darauf gewickelt, wobei ein Cu-Lachdraht von 0,1mm ausreichend ist für die negative Spannungsbildung.
Also der Phantasie und Kreativität sind keine Grenzen gesetzt.
Schaltbild 1
Die Logik
Die Versorgungsspannung wird mit den im Schaltbild 2 erkennbaren
Spannungsregler
LM
7808 auf 8V (konstant) gebildet und von der 30V Hauptversorgung
eingespeist.
Der Taktgenerator, wie auch die diversen Impulsbildungen, die zur im
Bild 1 abgebildeten Impulsfolge verwendet werden, wurde mit dem
6-Inverter-Schmitttrigger-IC
CD4584
gemacht. Der Zehnerteiler CD4017 der
vielen
in unseren Empfängern bekannt sein wird, wo er zur
Servodekodierung
verwendet wird.
Ich habe ihn zur passenden Reihenfolge der Ladeimpulse, Pausen,
Entladeimpulse,
Pausen, Messimpulse... verwendet.
Um über den großen unterschiedlichen Spannungsbereich
verschiedener
Zellenzahlen möglichst gleiche Stromwerte zu haben, wurden die als
Rx1
und Rx2 benannten Module gebaut, wobei der
für
den Ladeimpuls Rx1 die Verlustleistung
von
etwa 40 Watt, bei der Ladung von nur 4 Zellen und 2 Amp. Einstellung
abgeführt
werden muss!
Der für die drei Ladestufen vorgesehene zweipolige
Dreiwegeschalter
ist in den Modulen Rx1 und Rx2 eingezeichnet.
Alles weitere wie die Dimensionierung der Bauteile ist dem Schaltbild
zu entnehmen und ich glaube, dass ich alles ausreichend erkennbar
aufgeführt habe.
Konzept
Schaltbild2
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Die Abschaltung Delta-Peak
Konzept
Schaltbild 3
Beschreibung demnächst hier!!!
(erst noch testen)
Dez.2000
Ist hinfällig, da einfacher, siehe hier: zusatz.htm