Es wird beschrieben wie man einen defekten Akkumulator austauscht. Außerdem wie man ein passendes Ladegerät für den Akkumulator selbst entwirft und baut. Im Aufsatz wird beispielhaft der Akkumulator in einem Funkgerät ausgetauscht.
Vor einiger Zeit bekam ich ein Handfunkgerät TELECOM MINI 400A geschenkt. Dieses Gerät stammt aus dem Ende der 70er-Jahre. Hersteller ist die japanische Firma AOR Ltd. Die Typenbezeichnung des Herstellers ist AR240A. Im Gerät war noch ein Akkupack mit 8 NiCd-Zellen enthalten. Die 8 Zellen sind in Reihe geschaltet. Die Kapazität dieses Akkupacks war ursprünglich 500 mAh. Die Funktion dieses Akkupacks war nur noch dürftig. Somit musste es gegen ein neues Akkupack getauscht werden. Zum Einsatz kommen jetzt 8 NiMH-Zellen mit 750 mAh.
Auch ein passendes Ladegerät musste beschafft werden.
Inhaltsverzeichnis
1. Motivation und Konzept
2. Akkupack
3. Ladeschaltung
4. Mechanischer Aufbau
5. Bibliographie
Zielsetzung und Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die technische Aufarbeitung und Modernisierung der Stromversorgung für ein historisches Handfunkgerät vom Typ TELECOM MINI 400A, um dessen Betriebsbereitschaft mit einem zeitgemäßen Akkupack sicherzustellen.
- Analyse und Ersatz des originalen NiCd-Akkus durch moderne NiMH-Zellen
- Entwicklung und Dimensionierung einer geeigneten IU-Ladeschaltung
- Berechnung der thermischen Belastbarkeit und Leistungsverluste der Komponenten
- Konstruktion eines neuen, mechanisch stabilen Gehäuses inklusive Frontplattenentwurf
Auszug aus dem Buch
3. Ladeschaltung
Das neue Akkupack soll möglichst lange halten. Deshalb ist eine Überwachung erforderlich. Tiefentladung muss vermieden werden. Ebenso Überladung. Um die Sache nicht zu verkomplizieren habe ich eine einfache Ladeschaltung entworfen. Diese enthält eine Strombegrenzung und eine Spannungsüberwachung mit Anzeige. Die Schaltung zeigt Bild 2.3. Bei einem Akkupack mit 8 in Serie geschalteten NiMH-Zellen ist die Ladeschlussspannung nach [1]
U_ls = 1,45 V/Zelle * 8 Zellen = 11,6 V
Die Entladeschlussspannung beträgt 1 V pro Zelle. Also insgesamt U_Es = 8 V.
Zur Erkennung der Ladeschlussspannung muss die tatsächliche Spannung am Akkupack gemessen werden. Deshalb ist die Diode D30 im Bild 2.2 rechts eher hinderlich und ich habe sie überbrückt. Dabei ist zu bemerken, dass diese Diode im zum Gerät zugehörigen Bestückungsplan an der falschen Position steht. Es war etwas elektronische Detektivarbeit notwendig.
Die Schaltung nach Bild 2.3 gewährt ein IU-Ladeverfahren (siehe [1]). Die Bauteile T1, R1 und D2 bilden eine Leistungs-Zenerdiode mit einer Zenerspannung von 11,6 V (entsprechend der Ladeschlussspannung). Zu Beginn des Ladevorgangs begrenzt das Glühlämpchen L1 den Strom. Mit steigender Akkumulatorspannung sinkt der Strom. Gleichzeitig nähert sich die Spannung asymtotisch der Ladeschlussspannung von 11,6 V. Die Glühlampe hat Kaltleiter-Eigenschaften. Am Anfang ist die Spannung an der Glühlampe eher hoch, da die Spannung am Akkumulator niedrig ist. Sie begrenzt also den Ladestrom. Allmählich steigt die Spannung am Akkumulator und entsprechend weniger Spannung bleibt für die Glühlampe übrig. Ihr Widerstand sinkt also wodurch der Ladestrom sich nur wenig absenkt. Die Kombination Glühlampe und Z-Diode ist also ideal für die Ladung nach der IU-Charakteristik.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Motivation und Konzept: Dieses Kapitel erläutert den Anlass für das Projekt, nämlich die Erneuerung der defekten Stromversorgung eines historischen Funkgeräts durch den Umstieg auf modernere Akkutechnologie.
2. Akkupack: Hier wird der Prozess der Konfektionierung der neuen NiMH-Zellen beschrieben, inklusive der technischen Details zur Verlötung und zur Erreichung der gewünschten Nennspannung.
3. Ladeschaltung: Dieses Kapitel widmet sich dem Entwurf und der theoretischen Berechnung einer IU-Ladeschaltung, die den Akku schont und eine sichere Spannungsüberwachung gewährleistet.
4. Mechanischer Aufbau: Hier wird die praktische Umsetzung des Gehäuses sowie der Frontplattengestaltung für das Ladegerät dokumentiert.
5. Bibliographie: Dieses Kapitel listet die verwendeten Quellen und Fachliteratur auf, die für die Ausarbeitung des Projekts herangezogen wurden.
Schlüsselwörter
TELECOM MINI 400A, AOR AR240A, NiMH-Akkumulator, Ladeschaltung, IU-Ladeverfahren, Strombegrenzung, Spannungsüberwachung, Ladeschlussspannung, Entladeschlussspannung, Elektronik-Basteln, Funkgerät, Akkuerhaltung, Kaltleiter-Eigenschaften, Leistungs-Zenerdiode, Schaltungstechnik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit befasst sich mit der technischen Instandsetzung und Modernisierung der Stromversorgung eines alten Funkgeräts durch den Bau eines neuen Akkupacks und eines passenden Ladegeräts.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Themenfelder sind die Auswahl geeigneter Akkuzellen, die Entwicklung einer elektronischen Ladeschaltung sowie der mechanische Aufbau des Gehäuses.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Ziel ist es, den Betrieb des Funkgeräts mit modernen Mitteln sicherzustellen, da das Originalzubehör nicht mehr funktionstüchtig war.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wird ein ingenieurwissenschaftlicher Ansatz verwendet, der aus der Analyse des Ist-Zustands, der theoretischen Schaltungsberechnung und der praktischen Umsetzung besteht.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden die Auswahl der NiMH-Zellen, die mathematische Herleitung der Ladeschaltung und die mechanische Realisierung mittels eines Holzgehäuses detailliert beschrieben.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Projekt?
Die Arbeit ist geprägt durch Begriffe wie Akku-Konfektionierung, IU-Ladekennlinie, Elektronikdesign und Amateurfunk-Technik.
Warum wurde eine Glühlampe in die Ladeschaltung integriert?
Die Glühlampe dient aufgrund ihrer Kaltleiter-Eigenschaften als einfache, aber effektive Strombegrenzung im Rahmen der IU-Ladecharakteristik.
Wie wurde das Problem des Kurzschlusses bei der Ladebuchse gelöst?
Die ursprüngliche 3,5-mm-Klinkenbuchse wurde ausgebaut und durch eine dedizierte Netzteilbuchse ersetzt, um Kurzschlüsse beim Einstecken zu vermeiden.
- Arbeit zitieren
- Franz Peter Zantis (Autor:in), 2025, Neues Akkupack für das Funkgerät TELECOM MINI 400A, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1714614
