Erstellt von Marcus Rönz | 10.05.2021
Springe zum gewünschten Bereich innerhalb dieser Seite: StartInhaltsverzeichnisähnliche ThemenKommentare Inhaltsverzeichnis:Hinweis: Strom kann gefährlich sein. Nachmachen auf eigene Gefahr.
Es gibt sehr viele verschiedene Ladeverfahren und alle haben oft eins gemeinsam: Der Akku wird weder regeneriert, noch zu 100% geladen. Kleinere alte Akkus (1,3V AA Zellen) habe ich meist mit meinem Joule Thief regeneriert und geladen. Denn es wird mit Spannungsspitzen und auch negativer Spannung gearbeitet. Ich kenne kein kaufbares Ladegerät, was das kann. Denn Spannungsspitzen und vor allem negative Spannung trainiert nicht nur die Akkus, sondern regeneriert Kapazitätsverluste ganz gut. Größere Akkus mit höherer Spannung konnten nicht effektiv damit geladen werden. Der Re-EMF Charger (Charger = zu deutsch: Ladegerät) ist eine Erweiterung des Joule Thiefs und kombiniert dessen Vorteile, gleicht den Nachteil der kleinen Spannung aber aus.
Ein Joule Thief (zu deutsch: Energie Dieb), kann mit wenig Eingangsspannung einen Akku oder Verbraucher betreiben, der mehr Spannung benötigt. Die Leistung ist hingegen begrenzt und es eignet sich eher zum Laden von Akkus mit geringer Kapazität oder zum Betreiben von LEDs.
Der Re-EMF Charger benötigt eine höhere Eingangsspannung, arbeitet hingegen auch mit Pulsen und hohen Spannungsspitzen.
Vor allem Blei-Akkus kannst du damit regenerieren und die ursprüngliche Kapazität wieder holen. Auch wird der Back-EMF, also die Spannungsspitzen und der Negativstrom, perfekt für den zu regenerierenden Akku genutzt.
Zum Thema Akkus trainieren und Lebensdauer verlängern, gab es hier bereits einen Artikel.
Diese Pulser halten Akkus fit, nutzen aber nicht die vielen Vorteile des Re-EMF:
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Du kannst dir ein Re-EMF Ladegerät ganz einfach selbst bauen, denn es werden nicht wirklich viele Bauteile benötigt. Und zudem bist du recht frei und musst nicht exakt dieselben Teile wie in meinem Schaltplan nutzen.
Vorweg: Mein Re-EMF Charger ist mit einem DC-DC Wandler kombiniert, um die Eingangsspannung einzustellen. Du kannst natürlich auch mit einer festen Spannung arbeiten oder ein Labornetzteil nutzen.
Bauteile für den Re-EMF Charger
Die meisten Bauteile erhältst du in alten Radios, PC Netzteilen usw. Aber du kannst diese für wenige Cents auch neu kaufen. Du musst nicht exakt die gleichen Teile wie ich nutzen, denn oft gehen auch ähnliche elektronische Bauelemente.Optional ist der DC-DC Wandler. Da ich mein Ladegerät vom Akku der Solaranlage nutze, möchte ich gern die Spannung selbst wählen, mit der ich einen Akku lade. Auch das Display mit Spannungsmesser ist optional - empfehle ich aber sehr!
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Teileliste zum Bau des Re-EMF Chargers:
- 2x Sperrdiode: z.b. 1N4007 (1000V 3A), besser: Hochfrequenz Dioden
- Ferrit Ringkern oder Stab (auch zu finden in Netzteilen, z.B. PC Netzteil)
- Klingeldrahlt oder Lackdraht für die Spule
- Widerstand (z.b. 1kOhm), Potentiometer (z.b. 1kOhm)
- NPN Transistor z.b. 2N3055, TIP120,.....
- Kabel und Lüsterklemmen
Schaltplan:
Der Originalschaltplan nach Rene R., optisch habe ich diesen etwas umgebaut.
Re-EMF Charger Schaltplan
Schaltplan unseres Re-EMF Chargers
- Transistor - was ist das?
- Blei Akku: Aufbau, Funktionsweise und laden
- Festspannungsregler: Spannungsteiler mit fertigen Bauteilen
- Mein DC-DC Step-Up/Step-Down Ladegerät als Bauanleitung
Wenn du noch verschiedene Transistoren herumliegen hast und die genauen Daten nicht kennst, gibt es verschiedene Webseiten im Internet, die alle Daten dafür parat haben. U.a. wo die Basis, Emitter und Kollektor ist oder wie viel Hertz / Megahertz der Transistor macht. Schaue bei AllTransistors und gebe in der Sucheingabe einfach die Bezeichnung deines Transistors ein.
Zudem habe ich einen weiteren Umrechner für Hertz gebastelt. Da kannst du Hertz, Kilohertz, Megahertz etc. gegeneinander umrechnen.
Bauanleitung zum Re-EMF Schaltplan
Das Herzstück ist neben dem Transistor die Spule. Diese wird genau wie beim Joule Thief gewickelt.Nehme dir dazu zwei Drähte, ca 30-50cm lang und markiere dir farblich den Anfang und Ende jeden Drahtes. Beide Drähte kannst du etwas zusammen drillen, damit du nun beide einfach auf den Ferrit Ring wickeln kannst. Etwa 20-25 Windungen reichen für beide Drähte.
Ist der Ringkern bewickelt, musst du den Anfang des ersten Drahtes mit dem Ende des zweiten Drahtes miteinander verbinden. Diese Verbindung ist der gemeinsame Minusanschluss für den zu ladenden Akku.
Mit den Widerständen kannst du experimentieren, doch wählst du einen zu hohen, arbeitet der Transistor langsamer. Ist der Widerstand zu gering, könnte das Potentiometer oder der Transistor kaputtgehen. Dies ist auch abhängig von deiner Eingangsspannung.
Ich habe mich für den Transistor TIP120 entschieden. Mein Re-EMF arbeitet laut Multimeter mit 8kHz bis 10kHz, ein neuerer mit über 20kHz (was das menschliche Ohr nicht mehr als fietschen wahrnimmt.
Am Eingang kannst du entweder ein Schaltnetzteil, ein DC-DC Wandler oder auch einen anderen Akku anschließen.
Beachte bitte: Der Schaltplan benötigt noch eine Sicherung! Ebenfalls gibt es keine automatische Abschaltung. Ich empfehle dir nie unbeaufsichtigt und nur mit ausreichend Belüftung Akkus zu laden.
Wichtig, vor dem anschließen: Bevor am Eingang das Netzteil angeschlossen wird, muss am Ausgang etwas dran sein. Andernfalls könnte der Transistor zerstört werden. Es empfiehlt sich am Ausgang eine Last in Form einer Neon-Glimmlampe (60V) fest zu integrieren. In Steckerleisten, wo der Ein-/Ausschaltkopf beleuchtet ist, findest du solch eine Glühlampe. Theoretisch gehen auch andere ohmsche Lasten.
Es "fietscht" nicht?
Macht dein Re-EMF Charger kein lästiges Geräusch, dann schwingt deine Spule entweder nicht, oder liegt im nicht hörbaren Bereich über 20kHz. Du solltest die Spannung an der Basis vom Transistor messen - hier sollten einige Volt anliegen und der Strom durch einen Widerstand begrenzt sein. Ebenfalls kann die Anzahl der Wicklungen fehlerhaft sein. Falls keine Spannung an der Spule oder Akkueingang anliegen, wird eine Sperrdiode falsch rum eingebaut sein. Auch könnten die Transistoranschlüsse für Kollektor und Emitter falsch angeschlossen sein (beachte auch NPN und PNP Transistoren die entweder durch positiv oder negativ an der Basis angesteuert werden). In meinen ersten Versuchen mit dem Joule-Thief, habe ich die Spulenanschlüsse manchmal falsch genutzt - gleiches gilt auch für den Re-EMF Charger.
Bei mir funktionieren oftmals nicht alle Ringkerne.
Sinnvolle Erweiterungen
Die meisten Bauteile sollten nur handwarm werden. Schaltest du ein DC-DC Wandler vor dem Eingang, könnte dieser Kühlung benötigen. In jedem Falle kann die Leistung erhöht werden, wenn Bauteile gut gekühlt sind. Ein kleiner 12V oder 6V Lüfter aus dem PC Bereich, wäre hier angebracht. Da ich keine Widerstände zur Strombegrenzung nutze, fließen beim Laden eines Blei-Akkus gut und gern mal 5A - ein Lüfter ist hier ein Muss (der DC-DC darf nur 3A!).Spendierst du dem Lüfter einen Schalter und regelst diesen mit einem Festspannungsregler, hast du ein richtig gutes Ladegerät.
Kondensatoren glätten die hohen Spannungsspitzen und auch die Negativspannung. Das trägt zwar zum laden bei, aber der Akku regeneriert dadurch nicht mehr. Schaue dir z.b. bei der Google Bildersuche die Oszilloskop Bilder zum Re-EMF Charger an.