USB-RX-Charger
Normalerweise lade ich meine NiMH-Empfänger-Akkus mit einem Schnellladegerät, das eine dV/dt Abschaltung hat. Für Urlaubsreisen wollte ich aber etwas Simples, Kleines haben, das ich an ein 5V-USB-Steckernetzteil anschließen kann, das man ja sowieso für alle möglichen mobilen Geräte dabei hat.
Da ich im Handel nichts passendes finden konnte, stand Selbstbau auf dem Programm.
Hier soll nur langsam geladen werden und somit wird auch keine Abschaltelektronik gebraucht. Es entspricht etwa dem, was mein 40 Jahre altes Titan-Ladegerät auch schon gemacht hat:
Es stellt eine deutlich höhere Spannung als die Akkuspannung zur Verfügung und stellt den Ladestrom durch eine Last ein. Beim alten Titan waren es Glühbirnchen, in meiner Schaltung verwende ich LEDs mit Vorwiderstand.
Durch die hohe Ausgangsspannung stellt sich unabhängig von der Akkusspannung annähernd ein Konstantstrom ein.
Mein neuer Lader ist deutlich kompakter als das 40 Jahre alte Vorbild
Das Ladeprinzip
Da ein USB Netzteil nur 5V liefert, der Empfängerakku aber eine Ladeschlusspannung von etwa 5.6V hat und ja eine wesentlich höhere Spannung gebraucht wird, kommt eine DC/DC Wandler zum Einsatz, der aus den 5V des USB-Netzeils 24V macht.
Anders als der alte Titan-Lader kann man hier nur einen Akku gleichzeitig laden aber den Ladestrom dadurch einstellen, dass man den Akku in unterschiedliche Position des Steckers einsteckt.
In der ersten Position fließt der Ladestrom durch eine LED mit Vorwiderstand, wodurch mit ca. 20mA geladen wird.
Beim zweiten Steckplatz sind es zwei LEDs und somit 40mA - bis zum fünften, in dem sich die Ströme von fünf LEDs aufsummieren und sich 100mA Ladestrom ergibt.
20mA
60mA
100mA
Die Schaltung
Der Einfachheit halber habe ich ein DC/DC-Wandler-Modul verwendet, das ich noch in der Bastelkiste hatte. Das kann bis zu 32V erzeugen. Die Ausgangsspannung stellt man mit einem Spindeltrimmer auf der Platine ein. Ich habe mich für 24V entschieden. Mit 1kOhm Vorwiderstand schwankt damit der Ladestrom zwischen 20mA und 18mA pro LED.Die 1/4 Watt Widerstände werden dabei etwas warm, weil ja ca. 0.4W Wärme an jedem entstehen. Das halten die aber schon länger problemlos aus.
Optimierungen
Bei meinem DC/DC Wanlder wird es bei 100mA knapp und die Spannung bricht etwas zusammen. Somit sind es nur ca. 90mA anstatt der angestrebten 100mA, was für meinen Anwendungsfall aber kein Problem ist.Alternativ könnte man auch nur 16V und 470Ohm Widerstände verwenden. Damit wird er Strom etwas abhängiger vom Ladezustand aber der DC/DC-Wandler liefert mehr Strom.
Gehäuse
Ich habe ein passendes Gehäuse konstruiert, das ich aus PLA gedruckt habe.
Die STL-Dateien dazu gibt es hier zum Download:
USB-RX-Charger_GehaeuseSTL.zip