Erstellt von Marcus Rönz | 10.05.2021
Springe zum gewünschten Bereich innerhalb dieser Seite: Startähnliche ThemenKommentare Mein Elektrofahrrad wird mit drei 12V Akkus betrieben. Und meine Solaranlage nutzt ebenfalls 12V. Akkus direkt miteinander verbinden würde zwar funktionieren, jedoch fließt hier bei hohem Unterschied viel Strom. Auf der anderen Seite wird der zu ladende Akku nicht ganz voll - nur so voll, bis die Potentiale sich ausgeglichen haben. Dazu hier mehr: Akkus laden im Verbund / Reihenschaltung.
Ladegeräte mit 12V Eingangsspannung gibt es kaum zu kaufen. Wir bauen uns also ein Ladegerät. Übrigens habe ich für alle Teile nur etwa 7-8 Euro ausgegeben. Vieles ist sogar Versandkostenfrei.
Alternativ kannst du das auch als regelbares Netzteil verwenden.
Hinweis: Strom kann gefährlich sein. Nachmachen auf eigene Gefahr.
Mein Ladegerät und Netzteil, unabhängig von der Eingangsspannung
Der kleine blaue Kasten auf der Platine ist ein Potentiometer, wo die Ausgangsspannung eingestellt werden kann. Unsere Schalter S1 und S2 ermöglichen entweder das messen der Ausgangsspannung, oder bei abschalten der Ladung, das messen des zu ladenden Akkus.
Bitte beachte: Das Ladegerät hat keine besondere Ladekennlinie und auch keine eigene Abschaltung. Neben der Überwachung werden zumindest Grundkenntnisse der Elektrotechnik vorausgesetzt. Ebenfalls ist das Ladegerät eher für Blei-Akkus optimal. Lade damit bitte keine Lithium Akkus etc. Dafür gibt es andere Lademodule. Dazu weiter unten mehr.
Anderes Thema kurz eingeschoben:
Kommt es zum Blackout, d.h. Krieg, Stromausfall oder andere Krisensituation, solltest du gewappnet sein. Ohne Strom geht vieles in unserer modernen Zivilisation nicht mehr. Kein Telefon, um Bekannte anzurufen. Kein Internet, um wichtige Informationen abzurufen. Kein Licht, Essen kochen, Mobil sein. Informiere dich dazu in meinen Beiträgen zu kleinen Insel-Solaranlagen, Blackout und diesem Beitrag zum Bau eines Ladegerätes - in der Not lädst du (mit Kenntnissen) damit fast jedes elektrische Gerät.
Es geht weiter..
Das benötigst du zum Bau des Ladegerätes
Die Teilevielfalt hält sich sehr in Grenzen, da wir einen DC-DC Buck verwenden - günstig, perfekt abgestimmt und deutlich günstiger, als diesen selbst zu bauen. Dieser hält die eingestellte feste Ausgangsspannung, egal wie die Eingangsspannung ist.DC-DC Wandler:
Wichtig, es muss ein StepUp StepDown (Schritt hoch, Schritt runter) Wandler sein. Somit sind wir unabhängig von der Eingangsspannung und wir können eine konstante Ausgangsspannung einstellen. Die meisten angebotenen Spannungswandler sind StepDown Module, welche die Spannung nur runter regeln, statt auch hoch regeln können.
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Voltmeter Display:
Die kleinen Displays haben ein Voltmeter eingebaut und funktionieren ziemlich gut. In vielen meiner Projekte finden diese Anwendung. Im Schnitt kostet eins dieser Voltmeter um die 2 Euro.
Manche StepDown Wandler Module haben bereits ein Display zur Anzeige eingebaut. Hier bist du aber beim bau des Gehäuses eingeschränkt und bisher habe ich die auch noch nicht als StepUp StepDown gefunden.
Achtung: letzteres Produkt ist nur ein StepDown. Die Spannung kann damit gedrosselt, nicht aber erhöht werden. Hat aber ein Spannungsmesser eingebaut.
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Taster und Schalter:
Damit das Voltmeter nicht immer eingeschaltet ist, können wir mit einem Ein-Taster nur dann messen, wenn notwendig. Ein Schalter benötigen wir, um den Ausgang zu trennen. Optional kannst du einen weiteren Schalter nutzen, um den Eingang zu trennen.
Ich nutze zwei Schalter. Dazu weiter unten in der Bauanleitung mehr.
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12V PC-Lüfter, 12V Festspannungsregler:
Wenn der DC-DC Buck keine Lötstellen für Lüfter hat, bauen wir uns selbst einen zum kühlen ran. Denn der Wandler wird sehr warm, wenn es höhere Unterschiede zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung gibt. Ist deine Eingangsspannung über 12V, kannst du einen 12V Festspannungsregler nutzen, zum Schutz des Lüfters vor zu hoher Spannung. Geht deine Eingangsspannung nicht über 12V oder bleibt konstant, kannst du auf den Festspannungsregler verzichten. Evtl. reicht auch ein Widerstand.
- Festspannungsregler: Für jede Aufgabe gibt es den fertigen Spannungsregler
- Spannungsteiler für 12V und 5V selber bauen - simpler Schaltplan
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Meinung zum Lüfter:
Auch ohne Lüfter habe ich es getestet, dock der StepUp StepDown Wandler wurde extrem heiß. Gerade, wenn er eben mal 2-3 Ampere zieht. Bei Hitzeentwicklung arbeiten die Bauteile nicht mehr effektiv und können frühzeitig kaputt gehen. Ebenfalls löste sich mein Heißleim wieder.
Lüsterklemmen, Schrauben, Kabel und Krokodilklemmen:
Da wir ein kompaktes Ladegerät bauen, sind Lüsterklemmen ideal, um Eingangskabel und Ausgangskabel nach Bedarf einfach austauschen zu können. Kabel gehen vom DC-DC Wandler zu den Lüsterklemmen, von den Lüsterklemmen dann zu den Krokoklemmen - wo unser zu ladender Akku angeschlossen wird.
Weiterhin nutze ich zwei M3 Schrauben und Muttern, damit der Wandler unten noch genug Platz zum atmen hat. Denn er wird sehr warm!
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Gehäuse / Holz:
Es gibt verschiedene Plastik-Gehäuse fertig zu kaufen. Wer keine Plastik mag oder es individuell bauen möchte, nimmt Holz. In meinem Fall nehme ich Hartholz. Buchenstäbchen eignen sich immer hervorragend und damit baue ich viele kleine elektronischen Geräte.
Schaltplan: Unser Netzteil / Ladegerät bauen
Schaue dir meinen gezeichneten Schaltplan an. Alle oben genannten Bauteile sind darin zu finden.
Ladegerät / Netzteil selber bauen - Schaltplan
Dies ist mein Schaltplan zum einfachen bau eines Netzteils. Ich nutze es zum laden meiner 12V Akkus fürs Elektrofahrrad. Alle Bauteile werden im Text nochmal erläutert.
Eingang links, Ausgang rechts. Schaue im Datenblatt des DC-DC Wandlers, welche Eingangsspannung und Ausgangsspannung das Modul machen kann. Die Voltmeter Displays arbeiten im Bereich 5V bis 30V. Bei unter 5V messen diese zwar noch, die Leuchtkraft der Segmentanzeigen werden dann jedoch blasser. Bis 2,5V etwa kann man gerade noch so etwas erkennen.
Das Bauteil L7812CV ist ein Festspannungsregler, der den Motor, also den PC Lüfter, vor zu hoher Spannung schützt. Nutzt du nur bis 12V Spannung am Eingang, kannst du den Spannungsregler auch weglassen. Bei 6-7V läuft der Lüfter hingegen erst an. Nutzt du also nur so eine geringe Spannung, suche dir einen 6V Lüfter. Ohne Lüfter geht es zwar auch, jedoch wird die Platine sehr warm.
Die Schalter S1 und S2: Wenn kein Verbraucher am Ausgang ist, also kein zu ladender Akku etc., kann die Spannung über dein DC-DC Wandler eingestellt werden. S1 und S2 müssen dann an sein.
Schaltest du S1 ab, wird die Ladung unterbrochen. Du kannst somit deinen zu ladenden Akku messen.
Sicherheit:
Bitte beachte, das dieser Schaltplan keine Ladekennlinie enthält. Ebenso fehlt ein Verpolungsschutz und Sicherungen.
Mein selbstgebautes Netzteil
Zum Abschluss zeige ich mein Netzteil im Detail. Damit lade ich, wie bereits gesagt, die Akkus meines Elektrofahrrads mit Solarstrom.Man kann es auch wunderbar zum basteln verwenden und hier ein richtiges Labornetzteil draus bauen. Zumindest für kleine Elektronikspielereien, denn die Leistung der kleinen Module ist eher schwach.
Lade ich damit meine Fahrradakkus, fließen ca. 200mA, was recht schonend für die Bleiakkus ist.
Ladegerät / Netzteil selber bauen: Akkuspannung testen
Man muss nicht unbedingt am Eingang etwas anschließen. Diese kleine Vorrichtung eignet sich auch dafür, um Spannung von Akkus einfach mal zu testen. Notfalls nachladen.
Ladegerät / Netzteil selber bauen: Rückseite
Die Rückseite. Das DC-DC Modul hängt etwas in der Luft, damit der Lüfter die obere und untere Seite kühlen kann.
Mein Ladegerät und Netzteil, unabhängig von der Eingangsspannung
Der kleine blaue Kasten auf der Platine ist ein Potentiometer, wo die Ausgangsspannung eingestellt werden kann. Unsere Schalter S1 und S2 ermöglichen entweder das messen der Ausgangsspannung, oder bei abschalten der Ladung, das messen des zu ladenden Akkus.
Viel Spaß beim nachbauen! Ideen, Vorschläge, Tipps und Fragen unten in die Kommentare schreiben!