E-Paper Schreibmaschine Lithiumakkus laden ohne Stichflamme

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E-Paper Schreibmaschine Lithiumakkus laden ohne Stichflamme

    










BID = 1036966

tigerinente

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Beiträge: 53
 

  


Beschreibung des Aufbaus:

Ein 6" E-Ink Tablet (nook simple touch) mit Usb Tastatur soll als extrem augenschonende Schreibmaschine dienen
(mit Fast Mode des Displays fast verzögerungsfrei
und dreckiger Typewriter-Schriftart auch optisch ansprechend)

Ein anderes OTG- oder auch Bluetoothfähiges Tablet ist derzeit
nicht geeignet, da nur der Nook Simple Touch gleichzeitig weit verbreitet, leicht verfügbar also ersetzbar ist und ausgiebig "gehackt" wurde und nur hierfür Fastmode verfügbar ist (die einzige zum Tippen aktzeptable Betriebsweise)


Problem:

Der interne Akku wird schnell leer wegen der etwas unausgereiften usb mode App aus dem xda developers Forum welche den Akku ein Bischen zu schnell verheizt,
daher ist gelegentliches Laden zwischendurch nötig,
dieses ist aber, und das war das Hauptproblem, bei Usb OTG Betrieb schwer möglich,
da wenn das Usb Otg Kabel (Masse mit dem Pin daneben gebrückt) steckt,
sich das Gerät weigert zu laden wenn man extern 5V ins Kabel einspeist.

Bei Verwendung von Trick 17, einem 16k Widerstand statt Brücke,
geht es zwar sehr umständlich bei Einhaltung einer
bestimmte Reihenfolge von Aktionen aber nur wenn der Akku nicht zu leer ist,
bei Verwendundung einer schaltbaren Brückung ist es kaum weniger umständlich
und jedenfalls ist dann während dem Laden mangels Tastatur
kein Schreibmaschinenbetrieb möglich,
das kommt alles so nicht in Frage.

Daher:

Originalakku entfernen, stattdessen grösseren Lithiumakku dran (ist sowieso von Vorteil)

Ladelogik: Wenn das 5V Netzteil angesteckt wird, wird über einen Schwellwertschalter
ein Relais geschaltet, dieses trennt den Akku vom Tablet und versorgt
das Tablet über eine Diode zur Spannungsreduktion aus dem Netzteil,
und ausserdem lädt das Netzteil über eine Lithiumakku Ladeplatine den Akku. Bei Ausstecken des Netzteils fällt das Relais ab und der Akku wird wieder mit dem Tablet verbunden und ausserdem das Laden unterbrochen

(Ein festklebendes Relais sollte keine Gefahr darstellen,
da mechanisch bedingt nie gleichzeitig geladen und entnommen werden kann
und Ein- und Ausgang der Ladeplatine nie miteinander verbunden werden)

Die Relaisschaltzeit wird durch einen 6,3V 68.000 Elko überbrückt,
das funktioniert ohne Probleme und erfordert nicht einmal einen sowieso wegen des Spannungsabfalls hier unmöglichen Ladewiderstand da der Akku nie unter 3,6V fällt und der Elko immer voll ist (ausser beim Einbau..), auch wenn alles ganz ausgeschaltet ist,jedenfalls fliesst dann praktisch kein Strom irgendwo. ( Ich hoffe das immervolle macht dem Elko nichts)

Ich habe Lithiumrundzellen aus einem Kameraakku entnommen
und parallel geschaltet ( mit 100w Lötkolben kurz gelötet)
und über den Protection Anschluss der Ladeplatine angeschlossen,
ausserdem eine Temperatursicherung und eine Schmelzsicherung in Reihe.

Die Akkus haben 3,7 V Nennspannung, das Lademodul 4,2 V Ladeschlusspannung, max. 1 A Ladestrom, das ist in dem Fall 1/8 C

Lifepo4 Akkus wären sicherer gehen nicht da das Tablet bei 3,6 V abschaltet,

Eneloop Nimh sind ebenfalls ungünstig wegen der Spannungslage
da der Akkuanschluss des Tablets nicht mehr 4,5 V verträgt (vermutlich)
und vor allem da Nimhs ja nicht parallel geladen werden sollen,
Umschaltung wäre sehr aufwändig,
zwei 2 V Bleiakkus gehen mangels Zyklenfestigkeit nicht.

Ein Schaltregler würde einiges einfacher machen geht aber nicht,
weil das Tablet eine langsam fallende Akkuspannung braucht
damit es geordnet herunterfährt um das Dateisystem nicht abzumurksen.
Das zu simulieren ginge zwar irgendwie, aber keine Ahnung wie am besten...

Frage:
Ist der Aufbau was den Akku betrifft ausreichend sicher?
(ist mein erstes Lithiumakkuprobjekt)
Tiefentladung, Überladung, Überstrom, Kurzschluss, Überhitzung
sollte ja eigentlich durch die eine Protection Schaltung auf der Ladeplatine und die Sicherungen verhindert werden,
aber gibt es sonst noch etwas zu beachten? Bzw ist das totaler Blödsinn so?


[ Diese Nachricht wurde geändert von: tigerinente am 10 Apr 2018 12:27 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: tigerinente am 10 Apr 2018 12:43 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: tigerinente am 10 Apr 2018 12:50 ]

BID = 1036968

Goetz

Schreibmaschine

Beiträge: 1419
Wohnort: Dresden
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Wozu das Relais??

Der Akku kann doch während des Betriebs geladen werden. Die Ladeschlussspannung wird doch vom Tablet toleriert.
Also entweder an den internen Akku eine (geeignete) Ladeschaltung, oder eben einen externen Akku mit Ladeelektronik. Mehr braucht es nicht.

 

  








BID = 1036972

tigerinente

Gelegenheitsposter



Beiträge: 53


Zitat :
Goetz hat am 10 Apr 2018 14:43 geschrieben :


Der Akku kann doch während des Betriebs geladen werden.


Das wäre natürlich super,
aber ist es nicht so,
dass man Lithiumakkus nicht laden sollte, während Strom entnommen wird,
(bzw es wird dann je nach Stromentnahme real gar nicht geladen)
weil das dazu führen kann, dass die Ladeschlussspannung nie erreicht wird (wegen dem leichten Spannungsabfall durch den Verbraucher)
und somit die Ladung ewig nicht beendet wird, sofern man das Ladegerät nicht händisch trennt,
also dauerhaft Erhaltungsgeladen wird, was aber für die Lithiumakkus zumindest bei der vollen Endspannung schädlich oder auch gefährlich ist?

Dann hätte ich genau das was ich vermeiden will:
fragwürdiges Management von explosiven Akkus.

Es sei denn, man reduziert die Endspannung um wenige Zehntel Volt,
was für den Akku besser verträglich, aber
1) alles andere als ideal ist, und
2) ausserdem bei dem vorhandenen Lade-IC auf der Platine nicht einstellbar ist.

Abgesehen davon möchte ich nicht bei Dauernetzbetrieb (wodurch der Akku nicht unnötig mit Zyklen belastet wird bei stationärer Verwendung)
das komplette Tablet welches 150 und beim Tippen bis 500 mA zieht,
die ganze Zeit über so eine winzige heisswerdende Li-Ladeplatine versorgen.

Lademodule mit Lastverteilungsschaltung würden wahrscheinlich gehen,
da denen oft auch 4,5 Volt Eingangsspannung zum Laden reichen.
( höher dürfte diese nicht sein, da sie offenbar unverändert zum Verbraucher weitergegeben wird, und zwischen Lademodulausgang und Verbraucher begrenzen geht schwer da die Spannung einerseits mit möglichst "low drop" begrenzt werden, und andererseits mit leerwerdendem Akku fallen muss.)
Ein solches Modul mit Lastverteilung habe ich aber nicht da - was spricht gegen einen Elko der fast so gross ist wie die Akkus,
und der zwar auch explodieren kann aber nicht brennt,
und ein liebliches Relais mit akustischer Rückmeldung welches auch nicht so leicht hinwird wie das ganze smd-Zeug auf der Platine.

Um die Frage genauer zu stellen,
kann ich in einem eher unerschütterten Haushaltsgerät einige gleiche 3,7 V 1500 maH Lithiumrundzellen
einfach ohne einzelne Schutzschaltungen pro Zelle sondern nur mit einer für alle, und ohne NTC Sensor parallel mit 1/8 C laden/entladen ohne dass das langfristig irgendwie bedenklich wäre?

Ich würde auch das Ganze komplett umbauen falls es bessere Varianten gibt... wie gesagt mein erstes derartiges Projekt.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: tigerinente am 10 Apr 2018 15:38 ]

BID = 1036977

Ltof

Inventar



Beiträge: 8046
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
tigerinente hat am 10 Apr 2018 15:34 geschrieben :

... weil das dazu führen kann, dass die Ladeschlussspannung nie erreicht wird (wegen dem leichten Spannungsabfall durch den Verbraucher)
und somit die Ladung ewig nicht beendet wird ...

Und? Wenn die Ladeschlussspannung nicht erreicht wird, wird der Akku auch nicht (über-)geladen.

Bei den "Charge-Through"-Powerbanks ist gleichzeitiges Laden und Entnehmen der Normalfall. Eventuell erfüllt so eine Powerbank direkt Deine Vorstellung oder Du kannst zumindest Komponenten davon nehmen. Am besten Du durchstöberst das Internet nach DIY-Anleitungen für Powerbanks. Da gibt es Einiges, wo Du Dir gegebenenfalls etwas abschauen kannst.

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 1036979

tigerinente

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Beiträge: 53


Zitat :
Ltof hat am 10 Apr 2018 17:23 geschrieben :


Und? Wenn die Ladeschlussspannung nicht erreicht wird, wird der Akku auch nicht (über-)geladen.



eh nicht, aber er hängt ständig am Ladestrom,
= Erhaltungsladung = Stress für den Akku (bei Blei wärs wars wurscht)
= blöd

(ausserdem malträtieren des Lademoduls als dauerhaften Stepdownregler)


Zitat :


Bei den "Charge-Through"-Powerbanks ist gleichzeitiges Laden und Entnehmen der Normalfall. Eventuell erfüllt so eine Powerbank direkt Deine Vorstellung oder Du kannst zumindest Komponenten davon nehmen. Am besten Du durchstöberst das Internet nach DIY-Anleitungen für Powerbanks. Da gibt es Einiges, wo Du Dir gegebenenfalls etwas abschauen kannst.



Habe ich mir angeschaut, das ist alles kein Problem
und funktioniert genauso wie die Solarlademodule,
und daher wie bereits ausgiebig beschrieben in dem Fall ungünstig,
da auf die Eigenheiten des Tablet-Akkueingangs Rücksicht genommen werden
muss, wofür eine total umständliche Elektronik gemacht werden müsste,
um einer vorhandenen umständlichen Elektronik (die des Tablets) gerecht zu werden,
also defacto einen Akku emulieren, die Spannung muss zwischen 4,5 und 3,6 Volt sein und langsam SINKEN oder
plötzlich auf eine definierte Spannung abfallen, (das können keine Passthrough Powerbank Schaltungselemente)
und wenn das Tablet keinen Strom mehr zieht
darf die Schaltung nur mehr fast Null Strom verbrauchen,
das ist doch ein gewisser Aufwand,
ich nehme stattdessen einfach 2 Bauteile, ein Relais und einen Elko, ist das ein Verbrechen gegen den Anstand und guten Geschmack ?





[ Diese Nachricht wurde geändert von: tigerinente am 10 Apr 2018 18:07 ]

BID = 1036988

rasender roland

Schreibmaschine



Beiträge: 1253
Wohnort: Liessow b SN

Deine Texte solltest Du mal mit einigen Satzzeichen an passender Stelle versehen.
Zum Thema Akku machst Du dir denke ich zu viele Gedanken.
Tausende Klappcomputer und sonstige Geräte werden im Betrieb gleichzeitig geladen. Und es funktioniert.
Ersetze einfach den vorhandenen durch einen grösseren, und fertig.

_________________
mfg
Rasender Roland

BID = 1036991

tigerinente

Gelegenheitsposter



Beiträge: 53


Zitat :


Tausende Klappcomputer und sonstige Geräte werden im Betrieb gleichzeitig geladen. Und es funktioniert.




Die haben aber alle eine Lastverteilungsschaltung!
(Auf englisch: "load sharing".)
Eine solche Lastverteilungsschaltung würde hier nicht ohne beträchtlichen(!) Zusatzaufwand funktionieren(?).
Ich warte nur darauf, dass jemand "Microcontroller" sagt... (Sorry für die drei Punkte.)

Der Ratschlag,
es einfach zu machen,
ist vielleicht am Modellflugplatz vertretbar,
aber im Hinblick auf sehr lange und teilweise unbeaufsichtigt in Wohnräumen betriebene und gelagerte Geräte,
wie sich immer mehr herauskristallisiert,
wenn man sich das genauer anschaut,
mittelmässig fahrlässig
.




BID = 1036992

Ltof

Inventar



Beiträge: 8046
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
tigerinente hat am 10 Apr 2018 20:13 geschrieben :

...
Der Ratschlag,
es einfach zu machen,
ist vielleicht am Modellflugplatz vertretbar,
...

Bei potenziellen Serienprodukten würde das heißen: Einfach mal testen und die Grenzen ausloten, falls man die nicht vorhersehen kann.

Oder geht es hier um ein Einzelexemplar?

Es sind mir zu viele Worte und zu wenig (Block-)Schaltbilder, um das Problem zu erfassen. Mein Eindruck: Es wird zu kompliziert und zu kritisch gedacht.

Mach das doch mit einem Microcontroller...

_________________
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(Hanlon’s Razor)

BID = 1036994

tigerinente

Gelegenheitsposter



Beiträge: 53


Zitat :


Es sind mir zu viele Worte und zu wenig (Block-)Schaltbilder, um das Problem zu erfassen. Mein Eindruck: Es wird zu kompliziert und zu kritisch gedacht.




Geschätzter Ltof, das wird ein Unikat, welches vielleicht ein oder ein paar Mal gebaut wird, ansonsten müsste es methodisch viel
sauberer gemacht werden als mit hühnereigrossen Elkos.

Zwar weiss ich erfahrungsgemäß,
dass viele Praxisanwendungen einfacher sind, als man aufgrund der Theorie erwarten würde,
und vieles unerwarteterweise tatsächlich problemlos geht und gefahrlos gemacht werden kann,
trotzdem ist es zu einfach und kritikresistent,
das auszublenden, was vielerorts dokumentiert ist, nämlich,
dass man Lithiumakkus bitte nicht erhaltungsladen sollte
(und darauf läuft es bei ständiger gleichzeitiger Stromentnahme hinaus)
weil die das einfach ihrer Natur gemäß nicht mögen.
Wozu gibts dann nicht gerade triviale Lastverteilungsschaltungen
in sämtlichen Geräten die das können müssen ?
Ich habe vor 2 Wochen auch ein wenig gegoogelt und dachte die ersten
paar Minuten, ok, kein Problem also, kann man einfach ohne Lastverteilung machen,
es gibt sogar Youtubevideos von Leuten die das machen,
und wenns Youtubevideos gibt, na dann muss es ja wohl gehen!

Kaum jemand kennt jemanden, dem ein Handy- oder Fahrradakku
die Bude unbewohnbar gemacht oder zerstört hat,
aber wenn man sich die insgesamten Fallzahlen anschaut,
ist das deutlich häufiger als die meisten erwarten würden,
verursacht von Geräten, die durch namhafte Hersteller getestet wurden,
und bei meiner Schreibmaschine handelt es sich nur um eine Bastellösung,
somit werde ich gerade hier sicher nicht mehr pfuschen als nötig.

Das Problem ist übrigens nicht die Lastumschaltung, und auch nicht,
dass ich für eine solche überhaupt argumentieren muss,
sondern besteht eigentlich nur in der Frage,
ob ich jeder der parallelen Zellen ein eigenes Protection Board spendieren soll,
oder ob das hyperkritisch und komplexbehaftet wäre,
und ob es sonst irgendwas gibt was ich übersehe abgesehen von der ultimativen Lösung für alles, dem Mikrocontroller.


BID = 1036995

tigerinente

Gelegenheitsposter



Beiträge: 53

p.s. die Frage habe ich mir mithilfe des Forums hier selbst beantwortet, man muss nicht aber es wäre sinnvoll weil sonst eine Zelle mit Kurzschluss die anderen leichter mitreissen kann,
ausserdem braucht man offenbar einen gewissen Fatalismus wenn man etwas grössere Li-Akkus verwendet.

BID = 1037014

Goetz

Schreibmaschine

Beiträge: 1419
Wohnort: Dresden
Zur Homepage von Goetz

[quote]
tigerinente schrieb am 2018-04-10 20:13 :

Zitat :


Der Ratschlag,
es einfach zu machen,
ist vielleicht am Modellflugplatz vertretbar,
aber im Hinblick auf sehr lange und teilweise unbeaufsichtigt in Wohnräumen betriebene und gelagerte Geräte,
wie sich immer mehr herauskristallisiert,
wenn man sich das genauer anschaut,
mittelmässig fahrlässig
.



Bei diesen Sicherheitsanforderungen würde ich die Finger davon lassen, und auf geeignete, von der Industrie bereitgestellte (und geprüfte) Geräte zurückgreifen. Auch mit Relais, Lastverteilern und sonstigen Kram, kann ein Eigenbau das Brennen anfangen.

BID = 1037017

tigerinente

Gelegenheitsposter



Beiträge: 53

Danke für Hinweise!

Anbrennen würden die Akkus selbst normalerweise nur
- wenn sie einen kleinen Produktionsfehler haben,
(was nicht prognostizierbar ist aber bei Markenakkus selten vorkommt)
- oder mechanisch/thermisch beschädigt werden
(was ich konstruktionsmässig unter Normalbedingungen ausschliessen kann)
- oder die Ladeschaltung und die Schutzschaltung versagt
(was ich durch mehrere protection boards hintereinander minimieren könnte)

Sonstige Kurzschlüsse, schlechte Kontaktierung usw bei der Verkabelung sind bei ordentlichem Aufbau auch unwahrscheinlich,
das Relais kann kleben wie es will, das ist egal,
geladen werden würde nur unter Aufsicht,
und die ersten paar Male unter Beobachtung des ganzen Krempels
sowie Testen unter "Extrem"bedingungen.

Wenn ich das Ding in Kürze fertig habe mache ich ein Schaltbild...

BID = 1037018

tigerinente

Gelegenheitsposter



Beiträge: 53


Zitat :

geeignete, von der Industrie bereitgestellte (und geprüfte) Geräte


Es gibt leider keine brauchbare E-Ink Schreibmaschine mit ausreichend schnellem Display, und eine andere Displayart kommt nicht in Frage,
da alle anderen gängigen Arten hintergrundbeleuchtet oder selbstleuchtend sind,
man hat die Wahl zwischen gräuslichen CCFL oder Leds, welche leider alle
ein diskretes Spektrum haben sogar wenn man diese durch yoldal golden Leds mit hohem Farbwiedergabeindex ersetzt.

Auf Glühbirnen umbauen wäre die einzige Lösung, habe ich gemacht: https://www.youtube.com/watch?v=nRu64YLXaH8
aber zum Schreiben ist einfach ein reflektives Display nötig,
und Geräte mit reflektiven Lcds muss man mit der Lupe suchen, und die haben dann einen bescheidenen Reflexionsgrad, und Geräte mit klassischen monochromen Lcd Displays gibt es wiederum nicht in ausreichender Auflösung, Mirasol existiert nicht mehr usw.

BID = 1037030

Maou-Sama

Schriftsteller



Beiträge: 781


Zitat :
Bei diesen Sicherheitsanforderungen würde ich die Finger davon lassen, und auf geeignete, von der Industrie bereitgestellte (und geprüfte) Geräte zurückgreifen.
Das Problem ist, dass die "Sicherheitsanforderungen" nicht einmal solche sind, sondern abstruse Phantasiegebilde, die nicht einmal für Geräte im Medizinbereich Anwendung finden würden.
Genau so könnte man eine Baurichtlinie erlassen, nach der eine jede Kloschüssel in einen Faradyschen Kafig einzubauen ist, damit den Nutzer nicht der Blitz beim Abkoten trifft.


Zitat :
Auch mit Relais, Lastverteilern und sonstigen Kram, kann ein Eigenbau das Brennen anfangen.
Quizfrage; macht dieser Bohei die Sache am Ende sicherer oder vielleicht noch störanfälliger als eine einfache geradeaus Lösung?
Über uns kreisen Satelliten, deren Li Akkus einfach nur bei 3,9V gehalten werden, was die entnehmbare Kapazität zwar verringert, aber nach einschlägigen Studien der beste Kompromiss zwischen Lebensdauer/Haltbarkeit und nutzbarer Kapazität ist.


Zitat :
was ich durch mehrere protection boards hintereinander minimieren könnte
Die allesamt vom Ebay Chinamann stammen und möglicherweise Rejects sind oder von zweifelhaftem Schaltungsdesign...

Kauf dir einen Blecheimer mit Deckel und stell den auf den Balkon oder vor die Haustüre. Und jedes Mal wenn du aus dem Haus gehst legst du jedes Gerät mit Akkus oder Batterien da rein, denn KEINES davon erfüllt deine "Sicherheitsansprüche".
Weder dein Flachbildfernseher, der ständig am Strom hängt, noch dein elektronischer Stromzähler, noch noch noch noch.

Wie wäre es, wenn du einfach eine Schreibmaschine nutzt, die alle deine Wünsche erfüllt (und vielleicht sogar noch mehr);
Sie nennt sich Sekretärin mit Stenografiekenntnissen und bringt je nach
Arbeitsvertrag sogar einen eigenen Bleistift und Notizblock mit.
Und wenn du Angst hast, dass sie sich spontan selbst enzündet kannst du sie ja in eine Badewanne legen.



BID = 1037046

Kleinspannung

Urgestein



Beiträge: 12059
Wohnort: Tal der Ahnungslosen
Zur Homepage von Kleinspannung


Zitat :
Maou-Sama hat am 11 Apr 2018 19:09 geschrieben :

Sie nennt sich Sekretärin mit Stenografiekenntnissen und bringt je nach
Arbeitsvertrag sogar einen eigenen Bleistift und Notizblock mit.
Und wenn du Angst hast, dass sie sich spontan selbst enzündet kannst du sie ja in eine Badewanne legen.




_________________
Manche Männer bemühen sich lebenslang, das Wesen einer Frau zu verstehen. Andere befassen sich mit weniger schwierigen Dingen z.B. der Relativitätstheorie.
(Albert Einstein)


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