Akku-Lade-Center ALC 8000/ALC 8500 Expert

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Bau- und Bedienungsanleitung
Best.-Nr.: 59066
Version 4.4
Stand: Juli 2007
Akku-Lade-Center
ALC 8000/ALC 8500 Expert
Technischer Kundendienst
Für Fragen und Auskünfte stehen Ihnen unsere qualifizierten technischen Mitarbeiter
gerne zur Verfügung.
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Reparaturservice
Für Geräte, die aus ELV-Bausätzen hergestellt wurden, bieten wir unseren Kunden
einen Reparaturservice an. Selbstverständlich wird Ihr Gerät so kostengünstig wie
möglich instand gesetzt. Im Sinne einer schnellen Abwicklung führen wir die Reparatur
sofort durch, wenn die Reparaturkosten den halben Komplettbausatzpreis nicht überschreiten. Sollte der Defekt größer sein, erhalten Sie zunächst einen unverbindlichen
Kostenvoranschlag. Bitte senden Sie Ihr Gerät an:
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Akku-Lade-Center
ALC 8500 Expert/ALC 8000
Die Ladetechnik für alle aktuellen Akku-Technologien (NC, NiMH, Li-Ion, LiPol, Pb),
die kaum noch Wünsche offen lässt. Verpackt in ein hochwertiges Gehäuse in hoher Verarbeitungsqualität, setzen diese Ladegeräte im Bereich der Ladetechnik neue Maßstäbe.
Unterstützt werden Ladeströme bis 5 A, und durch Flash-Speicher-Technologie
sind die Geräte absolut zukunftssicher.
Allgemeines
Für mobile Geräte sind Akkus und
Akku-Packs die Grundvoraussetzung,
wobei die Lebensdauer der z. T. recht
teuren Energiespeicher wesentlich von der
Ladetechnologie abhängig ist. Insbesondere die recht neuen Lithium-Ionen- und
Lithium-Polymer-Akkus verkraften keine
schlechte Behandlung. Unter Berücksichtigung dieser Aspekte macht sich ein gutes
Ladegerät oft schnell bezahlt.
Die neuen Ladegeräte sind in 2 Ausstattungsvarianten lieferbar, wobei das
ALC 8000 mit 3 Lade-/Entladekanälen
und das ALC 8500 Expert mit 4 voneinander unabhängigen Lade-/Entladekanälen
ausgestattet ist. Des Weiteren verfügt das
ALC 8500 Expert über eine USB-Schnittstelle, eine Blei-Akku-Aktivator-Funktion,
einen Datenlogger, der die kompletten
Messdaten eines Bearbeitungsvorgangs
speichern kann, und eine Funktion zur
Messung des Akku-Innenwiderstandes.
Beide Geräte basieren auf der gleichen
Lade-Technologie und die Programme
zur Akku-Pflege sind identisch. Alle
2
Lade-/Entladekanäle können gleichzeitig
unterschiedliche Funktionen ausführen.
Die Nutzung der umfangreichen Funktionen und Programmabläufe wird durch
HLQJURHVKLQWHUOHXFKWHWHV*UD¿NGLVSOD\
und eine komfortable Bedienung mit
einem Drehimpulsgeber und Menüführung
unterstützt.
Unterstützt werden alle wichtigen Akku-
Technologien wie Nickel-Cadmium (NC),
Nickel-Metall-Hydrid (NiMH), Blei-Gel,
Blei-Säure, Lithium-Ionen (Li-Ion) und
Lithium-Polymer (LiPol).
Dank Flash-Speicher und zukunftsweisender Technologie kann beim
ALC 8500 Expert ein Firmware-Update
oder Upgrade direkt über die USB-Schnittstelle erfolgen. Beim ALC 8000 sind Up-
Technische Daten: ALC 8500 Expert
Anzahl der Ladekanäle:....... 4 (2 x 0–30 V max. 5 A, 2 x 0–15 V max. 1 A gesamt)
Akku-Nennspannung: ..................... Kanal 1 + 2 max. 24 V, Kanal 3 + 4 max. 12 V
Ladestrom:......................Kanal 1 + 2 max. 5 A (Ladeleistung max. 40 VA gesamt),
Kanal 3 + 4 max. 1 A Gesamtladestrom
Entladestrom: ...................................... Kanal 1 + 2 max. 5 A, Kanal 3 + 4 max. 1 A
Unterstützte Akku-Technologien: ........................... NiCd, NiMH, Pb, Li-Ion, LiPol
Lade-Enderkennung: ................ negative Spannungsdifferenz bei NiCd und NiMH,
Strom-/Spannungskurve bei Blei, Blei-Gel, Li-Ion und LiPol
Anzeigen: .............................................................................................*UD¿NGLVSOD\
Bedienelemente:................................................................ Tasten, Drehimpulsgeber
Sonderfunktionen: ................................... Akku-Ri-Messung, Blei-Akku-Aktivator,
Anschluss für externen Temperatursensor, integrierter Datenlogger
Schnittstelle: ......................................................................................................USB
Software: ...................... update- und upgradefähig durch Flash-Speicher über USB
Versorgungsspannung: ..........................................................................230 V/50 Hz
Abmessungen (B x H x T): ...................................................... 315 x 204 x 109 mm
Bild 1: Über die Software ist eine komfortable Eingabe
aller wichtigen Parameter möglich.
dates und Uprades durch den ELV-Service
möglich. Durch diese Technologie ist
jederzeit eine Software-Erweiterung möglich, oder neue Akku-Technologien können
angepasst bzw. implementiert werden.
Das ALC 8500 Expert verfügt über 4 getrennte Ladeausgänge, an denen die Akkus
bzw. Akku-Packs gleichzeitig anschließbar
sind und dank eines großzügig dimensionierten Netzteils auch gleichzeitig geladen
werden können.
Die Ladekanäle 1 und 2 beim ALC 8500
Expert bzw. Ladekanal 1 beim ALC 8000
sind für Akku-Packs mit bis zu 20 in Reihe
geschaltete Zellen ausgelegt und können
Ladeströme bis zu 5 A (abhängig von der
Zellenzahl, siehe Tabelle 1 und 2) liefern.
Zur Verringerung der Verlustleistung kommen hier sekundär getaktete Schaltregler
zum Einsatz.
bzw. 3 und 4 beim ALC 8500 Expert sind
für Akku-Nennspannungen bis zu 12 V
(10 Zellen) ausgelegt, wobei ein GesamtLadestrom von 1 A beliebig auf diese
Kanäle aufzuteilen ist.
Die Ladeparameter von einzelnen Akku-
Bild 2: Lade- und Entladeverlauf über mehrere Zyklen
Sätzen können in einer Akku-Datenbank
abgelegt werden und stehen dann jederzeit
wieder zur Verfügung. Bei bereits erfassten
Akkus bzw. Akku-Packs sind keine umfangreichen Eingaben erforderlich, da auf
die Daten der Datenbank zurückgegriffen
werden kann.
Mit einem integrierten Datenlogger
können beim ALC 8500 Expert komplette
Lade-/Entladekurven-Verläufe aufgezeichnet werden, ohne dass dazu ständig ein PC
angeschlossen sein muss.
Neben der Steuerung des Ladegerätes
erfolgt über die USB-Schnittstelle auch
das Auslesen des integrierten Datenloggers.
Mit einer zugehörigen PC-Software sind
die Akku-Daten dann weiterzuverarbeiten
(Abbildung 1 und 2).
Wenn es um die Qualitätsbeurteilung
von Akkus und Batterien geht, ist die
Spannungslage unter Lastbedingungen ein
wichtiges Kriterium. Für eine hohe Spannungslage unter Lastbedingungen ist daher
ein möglichst geringer Akku-Innenwiderstand erforderlich. Zur Bestimmung des
Akku-Innenwiderstandes ist im ALC 8500
Expert ein Akku-Ri-Messgerät integriert.
Technische Daten: ALC 8000
Anzahl der Ladekanäle:....... 3 (1 x 0–30 V max. 5 A, 2 x 0–15 V max. 1 A gesamt)
Akku-Nennspannung: ........................... Kanal 1 max. 24 V, Kanal 2 + 3 max. 12 V
Ladestrom:............................... Kanal 1 max. 5 A (Ladeleistung max. 40 V gesamt)
Kanal 2 + 3 max. 1 A Gesamtladestrom
Entladestrom: ............................................ Kanal 1 max. 5 A, Kanal 2 + 3 max. 1 A
Unterstützte Akku-Technologien: ............................ NiCd, NiMH, Pb, Li-Ion, LiPo
Lade-Enderkennung: ................ negative Spannungsdifferenz bei NiCd und NiMH,
Strom-/Spannungskurve bei Blei, Blei-Gel, Li-Ion und LiPo
Anzeigen: .............................................................................................*UD¿NGLVSOD\
Bedienelemente:................................................................ Tasten, Drehimpulsgeber
Sonderfunktionen: ................................... Anschluss für externen Temperatursensor
Software: ....................................... update- und upgradefähig durch Flash-Speicher
Versorgungsspannung: ..........................................................................230 V/50 Hz
Abmessungen (B x H x T): ...................................................... 315 x 204 x 109 mm
Eine weitere Besonderheit des ALC 8500
Expert ist die integrierte Blei-Akku-Aktivator-Funktion, die zur Verhinderung von
kristallisierten Sulfat-Ablagerungen an den
Bleiplatten dient. Kristallisierte Sulfat-Ablagerungen entstehen besonders bei BleiAkkus, die über längere Zeit gelagert, nur
selten genutzt oder mit geringen Strömen
entladen werden. Die Lebensdauer dieser
Akkus kann durch die Aktivator-Funktion
erheblich verlängert werden.
Ladeverfahren, Ladeausgänge
Während des Ladevorgangs überwacht
der Mikrocontroller den Spannungsverlauf
an jedem einzelnen Ladeanschluss. Zur
Auswertung der Ladekurve dienen mehrere
aufeinander folgende Messwerte.
Für bestmögliche Ladeergebnisse erfolgt
eine ständige Überwachung der zum jeweiligen Akku-Typ gehörenden Ladekurve mit
%LW$XÀ|VXQJ
Besonders wichtig ist die sichere LadeEnderkennung, die bei NC- und NiMHAkkus nach der zuverlässigen Methode der
negativen Spannungsdifferenz am Ende der
Ladekurve erfolgt. Für ein ausgeprägtes 6U werden Ladeströme >0,5 C empfohlen.
Wenn über mehrere Messzyklen am Akku
eine Spannungsdifferenz von wenigen
mV nach unten registriert wird, schaltet
der entsprechende Kanal auf Erhaltungsladung um.
Bei NiMH-Akkus wird der gegenüber
1&$NNXV ÀDFKHUH .XUYHQYHUODXI GHU
Ladekurve berücksichtigt. Bei Blei-, Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Akkus
erfolgt die Lade-Enderkennung nach der
Strom-/Spannungskurve.
Damit Übergangswiderstände an den
Anschlussklemmen das Messergebnis
QLFKW QHJDWLY EHHLQÀXVVHQ HUIROJW GLH
Messung der Akku-Spannung bei NC- und
3
NiMH-Akkus grundsätzlich im stromlosen
Zustand.
Eine Frühabschaltung bei überlagerten
oder tiefentladenen Akkus wird durch eine
zusätzliche Pre-Peak-Erkennung sicher
verhindert.
Bei tiefentladenen Akkus erfolgt zunächst eine Vorladung mit reduziertem
Strom.
Für eine lange Akku-Lebensdauer
stehen unterschiedliche Programme zur
XPIDQJUHLFKHQ$NNX3ÀHJH]XU9HUIJXQJ
Natürlich können dabei alle Kanäle zur
selben Zeit unterschiedliche Programme
ausführen.
Zur Abfuhr der Verlustwärme im Entladebetrieb sind die Geräte mit einem innen
liegenden Kühlkörper-Lüfteraggregat
ausgestattet, und eine ständige Temperatur-Überwachung an den Endstufen
schützt das Ladegerät in jeder Situation
vor Überlastung.
Expert bzw. Kanal 1 beim ALC 8000 sind
für eine Ladespannung bis 30 V (entspricht
einer Akku-Nennspannung von 24 V bei
NC-, NiMH-Zellen) und maximale Ausgangsströme bis 5 A ausgelegt.
Der zur Verfügung stehende Ausgangsstrom richtet sich dabei nach der Zellenzahl
des angeschlossenen Akkus und der zur
Verfügung stehenden Ladeleistung.
Die maximale Ladeleistung für Kanal
1 und Kanal 2 des ALC 8500 Expert
beträgt zusammen 40 VA. Als Berechnungsgrundlage dient dabei nicht die
Akku-Nennspannung, sondern es wird eine
höhere Spannung unter Ladebedingungen
berücksichtigt. Wird z. B. für Kanal 1 des
ALC 8500 Expert eine Leistung von 30 VA
abgegeben, stehen für Kanal 2 noch 10 VA
zur Verfügung. Solange die Gesamtleistung
unter 40 VA bleibt, arbeiten beide Kanäle
gleichzeitig. Im anderen Fall wartet der
zuletzt gestartete Kanal so lange, bis die
geforderte Leistung zur Verfügung steht
(nach Beendigung des Ladevorganges beim
zuerst gestarteten Ladekanal), und startet
dann automatisch.
Die Ladeausgänge 3 und 4 des ALC 8500
Expert bzw. Kanal 2 und 3 des ALC 8000
arbeiten bis maximal 15-V-Ausgangsspannung, entsprechend 12-V-Akku-Nennspannung bei NC- und NiMH-Zellen. Dabei teilt
sich der maximal mögliche Ladestrom von
1 A auf die beiden gleichzeitig arbeitenden
Ausgänge auf.
Jeweils im Hauptfenster des Displays
wird angezeigt, ob der zugehörige Kanal
aktiv arbeitet und welche Funktion ausgeführt wird.
Akku-Ri-Messfunktion des
ALC 8500 Expert
Für die Qualitätsbeurteilung von Akkus
4
ist neben der Kapazität der Innenwiderstand
besonders wichtig. Besonders bei Hochstromanwendungen macht sich ein hoher
Innenwiderstand negativ bemerkbar, d. h.
wenn zu viel Spannung am Akku selbst
abfällt und in Abwärme umgesetzt wird.
Durch das Zusammenbrechen der Spannung unter Lastbedingungen erscheint der
Akku bereits als leer, obwohl noch eine
Menge Restenergie vorhanden sein kann.
Zum Ermitteln des Innenwiderstandes
von Akkus und Akku-Packs müssen diese
HLQHQ GH¿QLHUWHQ /DGXQJV]XVWDQG DXI
weisen. In der Regel sollten die Akkus zur
Messung nahezu voll geladen sein. Besonders wichtig ist der gleiche Ladezustand,
wenn ein Vergleich von verschiedenen
Zellen erfolgen soll.
Treten bei einem Akku-Pack abrupte
Spannungseinbrüche beim Entladevorgang auf, so ist dies eindeutig ein Indiz
dafür, dass nicht alle Zellen die gleiche
Kapazität haben bzw. eine oder mehrere
Zellen bereits geschädigt sind. Während des
weiteren Entladeverlaufs kann es dann zum
Umpolen und somit zur weiteren Schädigung dieser Zelle kommen. Gut selektierte
Zellen hingegen sorgen immer dafür, dass
Akku-Packs eine hohe Zuverlässigkeit
und insbesondere eine lange Lebensdauer
haben.
Beim Zusammenstellen eines AkkuPacks sollten daher grundsätzlich keine
unterschiedlichen Zellen und erst recht
keine Zellen mit unterschiedlicher Kapazität verwendet werden. Je besser die Zellen
selektiert sind, desto besser und langlebiger
ist der Akku-Pack.
Anhand einer Kapazitätsmessung ist der
Alterungszustand eines Akkus oft nicht
eindeutig zu erkennen. Da gibt schon die
Messung des Akku-Innenwiderstandes bei
GH¿QLHUWHP /DGH]XVWDQG HLQHQ ZHLWDXV
genaueren Aufschluss. Der Innenwiderstand ist sicherlich das aussagekräftigste
Kriterium für die Belastbarkeit eines Akkus.
Typische Werte bei sehr guten Sub-C-ZelOHQVLQGLP%HUHLFKYRQPELVP
]X¿QGHQ
In einem mit Akkus betriebenen System
ist nicht nur der Innenwiderstand des Akkus
für Spannungsverluste von der Zelle bzw.
den Zellen zum Verbraucher verantwortlich. Hinzu kommen immer noch parasitäre
Übergangswiderstände, hervorgerufen
durch Leitungen und Steckverbindungen.
Bei Hochstromanwendungen lohnt es
sich also immer, hier eine Optimierung vorzunehmen, indem auf unnötige Steckverbindungen verzichtet wird und möglichst
kurze Leitungen mit großem Querschnitt
verwendet werden. Steckverbinder sollten
HLQH JURH .RQWDNWÀlFKH DXIZHLVHQ XQG
einen festen Sitz haben.
Vom Prinzip her ist die Messung des
Innenwiderstandes recht einfach. Der
$NNX ZLUG PLW HLQHP KRKHQ GH¿QLHUWHQ
Strom entladen und der Spannungsabfall
gegenüber dem unbelasteten Zustand ermittelt. Die Spannungsdifferenz dividiert
durch den Belastungsstrom ergibt dann den
Innenwiderstand.
Tabelle 1: Leistungsdaten des ALC 8500 Expert
Akku-Nennkapazität Kanal 1 und 2:........................................ 200 mAh bis 200 Ah
Akku-Nennkapazität Kanal 3 und 4:.......................................... 40 mAh bis 200 Ah
Ladeleistung Kanal 1 und 2: ...................................................... max. 40 VA gesamt
Entladeleistung Kanal 1 und 2: ............................................... max. 40 VA je Kanal
Entladeleistung Kanal 3 und 4: ................................................ max. 15 VA je Kanal
Ladespannung Kanal 1 und 2:......30 V (max. 24 V Nennspannung bei NC, NiMH)
Ladestrom Kanal 1 und 2: ...................................................................40 mA bis 5 A
Ladestrom Kanal 3 und 4: .....................................................................8 mA bis 1 A
Kühlkörper-Aggregat-Verlustleistung:....................................................max. 90 VA
Tabelle 2: Leistungsdaten des ALC 8000
Akku-Nennkapazität Kanal 1:.................................................. 200 mAh bis 200 Ah
Akku-Nennkapazität Kanal 2 und 3:.......................................... 40 mAh bis 200 Ah
Ladeleistung Kanal 1: .............................................................................max. 40 VA
Entladeleistung Kanal 1: ........................................................................max. 40 VA
Entladeleistung Kanal 2 und 3: ................................................ max. 15 VA je Kanal
Ladespannung Kanal 1:................30 V (max. 24 V Nennspannung bei NC, NiMH)
Ladestrom Kanal 1: .............................................................................40 mA bis 5 A
Ladestrom Kanal 2 und 3: ....................................................................8 mA bis 1 A
Kühlkörper-Aggregat-Verlustleistung:....................................................max. 90 VA
In der Praxis ist die Sache schon
schwieriger. Zum einen handelt es sich
um sehr geringe Spannungsdifferenzen im
Millivoltbereich, und zum anderen muss
das Gerät, zumindest kurzzeitig, hohe
Entladeströme und die damit verbundenen Verlustleistungen verkraften. Hinzu
kommt, dass aussagekräftige Ergebnisse
nur dann zu erzielen sind, wenn die Spannungserfassung direkt am Akku erfolgt.
Ansonsten würden Spannungsabfälle auf
den Messleitungen das Ergebnis stark
verfälschen.
Um diese Forderungen zu erfüllen,
werden Spezial-Messleitungen eingesetzt
(optional), die jeweils über zwei federnd gelagerte Messspitzen verfügen. Diese Messspitzen stellen dann den sicheren Kontakt
zu den Polkappen des Akkus bzw. zu den
gewünschten Messpunkten her. Über den
EUHLWHQ .RQWDNW GHU 0HVVOHLWXQJHQ ÀLHW
der Entladestrom-Impuls, und der zweite
Kontakt dient zur Messwerterfassung direkt
an den Polkappen des Akkus.
Sollen die durch Leitungen und Steckverbinder entstehenden Verluste mit in die
0HVVXQJ HLQÀLHHQ VR VLQG HLQIDFK GLH
Messspitzen an die entsprechenden Punkte
zu führen. Durch die federnde Lagerung der
Prüfspitzen ist eine sichere Kontaktierung
an allen vier Messpunkten recht einfach
sicherzustellen.
Blei-Akku-Aktivator-Funktion des
ALC 8500 Expert
Das ALC 8500 Expert verfügt über eine
Blei-Akku-Aktivator-Funktion, die bei der
Ladung von Blei-Akkus an Kanal 2 zugeschaltet werden kann. Diese Funktion verhindert kristallisierte Sulfat-Ablagerungen
an den Platten von Blei-Akkus, die über
einen längeren Zeitraum nicht genutzt oder
während des Betriebes nur mit geringen
Strömen entladen werden.
Blei-Akkus sind so konzipiert, dass
EHLHQWVSUHFKHQGHU3ÀHJHGXUFKDXVHLQH
Lebensdauer von 8 bis 10 Jahren erreicht
werden kann. In der Praxis sieht es jedoch
anders aus. Hier bleibt die durchschnittliche
Lebensdauer oft weit unterhalb der MögOLFKNHLWHQZREHLHVEHVRQGHUVKlX¿J]XP
vorzeitigen Ausfall bei Blei-Akkus kommt,
die nur saisonweise genutzt werden.
Viele Besitzer von Motorrädern, Booten
und Aufsitzmähern kennen somit sicherlich
das Problem, dass im Frühjahr bei der ersten
Inbetriebnahme der teure Akku versagt und
ersetzt werden muss.
Sulfatbildung ist zwar ein grundsätzlicher Effekt bei Blei-Akkus, jedoch
besonders beim langsamen Entladen, wie
z. B. bei der Selbstentladung, beginnen
kristalline Sulfate die Bleiplatten zu bedecken. Je stärker nun der Plattenbelag wird,
desto weniger Energie kann gespeichert und
natürlich auch abgegeben werden. SulfatAblagerungen sind der Hauptgrund für das
vorzeitige Versagen von Blei-Akkus. Mit
höherer Umgebungstemperatur steigt der
Sulfat-Aufbau noch erheblich an.
Sobald das ALC 8500 Expert beim Laden
von Blei-Akkus in den Betriebszustand
Erhaltungsladung geht, kann die Aktivator-Funktion auf Wunsch automatisch
zugeschaltet werden.
Durch periodische Spitzenstromimpulse
werden Sulfat-Ablagerungen an den Bleiplatten verhindert. Ja, selbst bestehende
Sulfat-Ablagerungen werden gelöst und
als aktive Schwefelmoleküle in die AkkuFlüssigkeit zurückgeführt.
Trotz der hohen Stromimpulse wird dem
Akku nur verhältnismäßig wenig Energie
entnommen, da die Dauer des alle 30 Sek.
auftretenden Entladestrom-Impulses nur
100 μs beträgt. Die Energieentnahme
wird durch die Erhaltungsladung wieder
ausgeglichen. Die BA-Funktion arbeitet
bis zu 15 V Akku-Spannung.
Zur Funktionskontrolle wird der Entladeimpuls mit Hilfe einer Leuchtdiode auf
der Frontplatte angezeigt. Die Leuchtdiode
]HLJWGHQWDWVlFKOLFKHQ6WURPÀXVVDQXQG
dient somit auch zur Schaltungsüberwachung.
Datenlogger des ALC 8500 Expert
Der Datenlogger dient zur Aufzeichnung
von kompletten Lade-/EntladekurvenVerläufen, unabhängig vom Anschluss
eines PCs. Der Datenlogger kann die Lade/Entladekurven-Verläufe für alle 4 Kanäle
gleichzeitig aufzeichnen, wobei die Daten
aufgrund eines Flash-Speichers auch ohne
Betriebsspannung erhalten bleiben. Die
Übertragung zum PC kann somit zu einem
beliebigen späteren Zeitpunkt erfolgen,
und durch Übergabe z. B. an Tabellenkalkulationsprogramme ist es möglich, das
„Akku-Leben“ quasi nach beliebigen
Kriterien zu analysieren.
USB-Schnittstelle des ALC 8500
Expert
An der Geräterückseite verfügt das
ALC 8500 Expert über eine USB-Schnittstelle, die zur Kommunikation mit einem PC
dient. Die mit dem integrierten Datenlogger
erfassten Lade- und Entladekurven-Verläufe
können dann am PC weiterverarbeitet werden. Zum Speichern, Auswerten und Archivieren dient die komfortable PC-Software
„ChargeProfessional“. Auch die komplette
Bedienung und Steuerung des ALC 8500
Expert ist über die USB-Schnittstelle möglich. Die Kommunikation mit dem PC kann
anhand der Leuchtdioden (TX, RX) rechts
und links neben der USB-Buchse an der
Geräterückseite überprüft werden.
Bedienung
Zur Bedienung der neuen Akku-LadeCenter sind dank der Menüführung und
Auswahl der Menüpunkte mit dem Drehimpulsgeber, abgesehen vom Netzschalter,
nur noch 3 zusätzliche Tasten erforderlich.
Für jeden Ladekanal steht auf der Frontseite des Gerätes ein Buchsenpaar zum
Anschluss der zu ladenden Akkus bzw. des
zu ladenden Akku-Packs zur Verfügung.
'DQN *UD¿NGLVSOD\ XQG NRPIRUWDEOHU
Menüführung ist die Bedienung sehr übersichtlich.
Da beim ALC 8000 und beim ALC 8500
Expert die gleichen Funktionen zur Verfügung stehen, sind Bedienung und Menüführung weitestgehend identisch. Bei der
weiteren Beschreibung orientieren wir uns
am ALC 8500 Expert, da hier alle Funktionen zur Verfügung stehen.
Grundeinstellung
Mit dem links unten angeordneten
Schalter wird das entsprechende Gerät
eingeschaltet, worauf zunächst eine kurze
Initialisierungsphase erfolgt, bei der in
5
Hauptfenster
Kanalfenster
Channel 1
Kanalfenster
Channel 2
Kanalfenster
Channel 3
Kanalfenster
Channel 4
Hauptfenster
Bild 5: Kanalfensterauswahl mit Hilfe der Pfeiltasten unterhalb des Displays
der oberen Displayhälfte alle zur Verfügung
stehenden Segmente und in der unteren DisSOD\KlOIWH*UD¿NIHOG$/&E]Z$/&
8000 sowie die aktuelle Firmware-Version
angezeigt werden.
Bei einer Spannungsunterbrechung,
Symbolen die bei jedem Kanal aktuell
laufende Funktion erkennbar ist.
Bei unserem Beispiel in Abbildung
3 wird an Kanal 1 ein Akku entladen,
Kanal 2 und Kanal 3 führen die Funktion
Laden durch, und Kanal 4 wird zur Zeit
Drehimpulsgebers um eine Rastung nach
rechts zur Anzeige der programmierten
Lade- und Entladeströme, und die Drehung um eine weitere Rastung führt zur
Anzeige der noch erforderlichen und der
bereits abgelaufenen Bearbeitungszeit
Bild 3: Hauptfenster
Bild 6: Zeitprognose (Kanal 1)
Bild 8: Hauptmenü
z. B. Netzausfall, wird bei jedem Kanal die
zuletzt ausgeführte Funktion wieder neu
gestartet, und auf dem Display erscheint
das Hauptfenster.
nicht genutzt.
Die zur Verfügung stehenden Symbole
und deren Bedeutung sind in Abbildung 4
zu sehen.
Vom Hauptfenster aus können mit dem
Drehimpulsgeber die Detailinformationen
zu den einzelnen Lade-/Entladekanälen
aufgerufen werden, die dann in der oberen
Displayhälfte dargestellt werden.
(Abbildung 6). Beim Drehen des Drehimpulsgebers nach links erfolgt die Anzeige
der zur Verfügung stehenden Informationen
in umgekehrter Reihenfolge.
Bei Zeitangaben handelt es sich um eine
ungefähre Zeitabschätzung, sofern eine
Zeitprognose bei der gewählten Funktion
überhaupt möglich ist.
Bei der Funktion Zyklen z. B. ist keine
genaue Zeitprognose möglich, da nicht
vorhergesagt werden kann, wie viele LadeEntlade-Zyklen durchlaufen werden müssen, bevor der Akku die maximale Kapazität
erreicht hat. Daher erfolgt hier erst eine
Anzeige, wenn der letzte Zyklus erreicht
ist. Abbildung 7 zeigt die zugehörigen
Symbole. Bei nicht genutzten Kanälen wird
im unteren Bereich des Displays „Channel
not used“ angezeigt. In der oberen Displayhälfte stehen die Kanalinformationen wie
im Hauptfenster zur Verfügung.
Hauptfenster
Beim Hauptfenster werden in der oberen
Displayhälfte Detailinformationen zu den
einzelnen Ladekanälen dargestellt.
,Q GHU XQWHUHQ 'LVSOD\KlOIWH EH¿QGHW
sich eine Gesamtübersicht zu den 4 zur
Verfügung stehenden Ladekanälen, wobei
auf einen Blick anhand von eindeutigen
Channel not used
Charge (laden)
Charged (geladen, voll)
Kanalfenster
Neben dem Hauptfenster sind noch
4 Kanalfenster darstellbar, die mit den
Pfeiltasten unterhalb des Displays aufzurufen sind. Bei den Kanalfenstern steht dann
das gesamte Display für den ausgewählten
Kanal zur Verfügung. Abbildung 5 verdeutlicht die Auswahlmöglichkeiten mit
den Pfeiltasten.
Bei den Kanalfenstern ist z. B. die aktuell
Discharge (entladen)
Remain (Restzeit)
Hauptmenü
Discharged (leer)
Elapsed (abgelaufene Zeit)
Waiting (warten)
Bild 7: Symbole für die Zeitprognose
Pause (Pause)
Puls-Charge (Refresh-Impulse)
Error (Fehler)
Bild 4: Im Grafikfeld zur Verfügung
stehende Symbole und deren Bedeutung
Return?
laufende Funktion oder der Fortschritt bzw.
die noch erforderliche Restzeit im unteren
Displaybereich abzulesen.
Die Auswahl der Anzeige im unteren
Bereich des Displays beim Kanalfenster
erfolgt mit dem Drehimpulsgeber. Ausgehend von der Anzeige der aktuell laufenden
Funktion gelangt man durch Drehen des
ChanMenu?
Bild 9: Menüpunkte im Hauptmenü des ALC 8500 Expert
6
B. Resist?
Sowohl vom Hauptfenster als auch von
einem beliebigen Kanalfenster gelangt man
durch eine kurze Betätigung der „OK/Menü“Taste ins Hauptmenü (Abbildung 8) des
ALC 8500 Expert.
Wahlweise mit den Pfeiltasten oder mit
dem Drehimpulsgeber können die weiteren
Menüs im Hauptmenü ausgewählt werden,
oder durch eine Bestätigung mit „OK/Menu“
gelangt man ins Channel-Menü, wo die gewünschten Einstellungen und die Eingabe
ConfMenu?
Return?
der Akku-Daten für die einzelnen Ladekanäle vorgenommen werden können. Ohne
Bestätigung mit „OK/Menu“ kann mit den
Pfeiltasten oder mit dem Drehimpulsgeber
die Auswahl der Untermenüs entsprechend
Abbildung 9 erfolgen.
Im Menu „B. Resist.“ gelangt man zur
Akku-Ri-Messfunktion des ALC 8500 ExSHUWLPÄ&RQI0HQX³NDQQGLH.RQ¿JXration des Ladegerätes und der zu ladenden
Akkus erfolgen, und wird bei „Return“ die
„OK/Menu“-Taste betätigt, gelangt man
zurück zum Hauptfenster.
Laderaten
Im Channel-Menü erfolgt dann die Ladekanalauswahl und Dateneingabe bzw.
Auswahl des gewünschten Akkus aus der
Datenbank. Noch nicht in der Datenbank
HUIDVVWH$NNXV ZHUGHQ KLHU NRQ¿JXULHUW
%HLGHU.RQ¿JXUDWLRQZHUGHQGLH$NNX
Technologie, die Nennkapazität, die
Nennspannung, die gewünschten Lade/Entladeströme des betreffenden Akkus
sowie die Pausenzeit zwischen den einzelnen Lade-/Entladevorgängen vorgegeben
(Abbildung 10 bis Abbildung 15). Fest
vorgegebene Laderaten erleichtern die
Auswahl der Lade-/Entladeströme.
C/20: Der Akku wird mit einem sehr
geringen Strom geladen bzw. entladen, der
einem Zwanzigstel seiner Nennkapazität
entspricht.
C/10: In dieser Einstellung wird der Akku
mit einem Strom geladen bzw. entladen,
der einem Zehntel seiner Nennkapazität
entspricht. Unter Berücksichtigung eines
Ladefaktors von 1,4 ist ein angeschlossener
und völlig entladener NC- oder NiMH-Akku
dann 14 h mit diesem Strom zu laden. Dieser
Ladestrom wird von vielen Akku-Herstellern auch angegeben, da selbst eine längere
Überladung gefahrlos möglich ist, auch
wenn dies keinesfalls zur langen Lebensdauer des Energiespeichers beiträgt. Einfache,
nur mit einem Vorwiderstand ausgestattete
Ladegeräte liefern in der Regel ebenfalls
einen Ladestrom von ca. C/10.
C/5: Ein angeschlossener Akku wird
in dieser Einstellung mit einem Strom
geladen bzw. entladen, der einem Fünftel
des Zahlenwertes seiner Nennkapazität
entspricht. Dieser auch als beschleunigtes
Laden bezeichnete Ladestrom verkürzt die
Ladezeit eines völlig entladenen Akkus
auf rund 7 h.
Bild 10: Akku ist nicht in der Datenbank
Bild 13: Nennspannungsvorgabe
Bild 11: Auswahl der Akku-Technologie
Bild 14: Ladestromauswahl
Bild 12: Eingabe der Akku-Daten
Bild 15: Vorgabe der Lade-/Entladepause
Channel-Menü
Bild 16: Auswahl der gewünschten
Funktion
C/3: Der Akku wird mit einem Strom
geladen bzw. entladen, der einem Drittel
entspricht.
C/2: Der Akku wird mit einem Strom
geladen oder entladen, der der Hälfte
entspricht.
1 C: In dieser Einstellung, die auch als
Schnellladung bezeichnet wird, erfolgt das
Auf- oder Entladen des angeschlossenen
Akkus innerhalb von nur einer Stunde
auf ca. 70 bis 90 % der Nennkapazität.
Der Akku wird hierbei mit einem Strom
beaufschlagt, der dem Zahlenwert seiner
Nennkapazität entspricht.
2 C: Diese Laderate steht ausschließlich
mit extern angeschlossenem Temperatursensor zur Verfügung. Der Ladestrom
entspricht dem doppelten Wert der Nennkapazitätsangabe.
4 C: Diese Laderate steht ausschließlich
mit extern angeschlossenem Temperatursensor zur Verfügung. Der Ladestrom
entspricht dem 4fachen Wert der Nennkapazitätsangabe.
direct: Die Auswahl „direct“ ermöglicht
sowohl beim Laden als auch beim Entladen
die direkte Eingabe des Lade- und Entladestroms in der gleichen Weise wie bei der
Kapazitätsvorgabe.
Nach Auswahl des gewünschten Akkus
DXVGHU'DWHQEDQNRGHUGHU.RQ¿JXUDWLRQ
eines neuen Akkus erfolgt die Auswahl
der gewünschten Bearbeitungsfunktion
(Abbildung 16). Insgesamt 8 verschiedene
Bearbeitungsprogramme stehen sowohl
beim ALC 8500 Expert als auch beim
ALC 8000 zur Verfügung.
Charge
In der Ladefunktion führt das Gerät eine
Ladung des angeschlossenen Akkus gemäß
der eingestellten Werte durch. Vor Ladebeginn ist keine Entladung erforderlich,
trotzdem wird der Akku unabhängig von
einer eventuell vorhandenen Restladung
auf 100 % seiner tatsächlichen Kapazität
aufgeladen. Neue Akkus können dabei zum
Teil mehr als die angegebene Nennkapazität
speichern, während ältere Akkus diese nicht
mehr erreichen.
Nach Eingabe der Akku-Daten und
Auswahl der Funktion „Charge“ wird der
7
C/10
C/5
C/3
C/2
Bild 17: Auswahl des Formierstromes beim ALC 8500 Expert
Ladevorgang über „Start“ aktiviert. Solange
der angeschlossene Akku geladen wird,
erfolgt die Anzeige des entsprechenden
Symbols im Hauptfenster und die zugehörige Kanal-LED über dem zugehörigen
Anschlussbuchsenpaar leuchtet. Wenn der
Akku bzw. der Akku-Pack seine maximal
speicherbare Kapazität erreicht hat, zeigt
das Display im Hauptfenster das Symbol
„charged“, und im Kanalfenster wird die
Beendigung des Ladevorgangs als Text
ausgegeben. Die eingeladene Kapazität ist
in der oberen Displayhälfte abzulesen.
Nun erfolgt eine zeitlich unbegrenzte
Bild 18: Anzeige der Entladekapazität
Erhaltungsladung (signalisiert durch
Blinken der Kanal-LED), um durch Selbstentladung entstehende Ladeverluste wieder
auszugleichen. So darf der Akku für unbegrenzte Zeit am eingeschalteten Ladegerät
angeschlossen bleiben.
Discharge
In dieser Funktion erfolgt eine Entladung
des angeschlossenen Akkus bis zur jeweils
zugehörigen Entladeschluss-Spannung,
und die aus dem Akku entnommene KapaziWlWZLUGDXIGHP*UD¿NGLVSOD\DQJH]HLJW
Entladeschluss-Spannung erreicht hat,
startet automatisch der Ladevorgang mit
dem programmierten Ladestrom. Eine regelmäßige Vorentladung ist bei NC-Akkus
zu empfehlen, da dadurch zuverlässig der
Memory-Effekt verhindert werden kann.
Den Abschluss des Ladevorganges bildet
wieder die Funktion der Erhaltungsladung
(Kanal-LED blinkt).
Test
Die Funktion „Test“ dient zur Messung
der Akku-Kapazität. Üblicherweise sollte
die Messung der Akku-Kapazität unter
Nennbedingungen durchgeführt werden,
da die aus einem Akku entnehmbare
Energiemenge unter anderem auch vom
jeweiligen Entladestrom abhängt. Oft gilt
bei NC-Zellen die Kapazitätsangabe bei
einem Entladestrom, der 20 % der Nennkapazitätsangabe (C/5) entspricht. Ein 1-AhAkku wäre dann z. B. mit einem Strom von
200 mA zu entladen.
Um die Kapazität zu ermitteln, wird der
Akku zuerst vollständig aufgeladen. Daran schließt sich die Entladung unter den
zuvor eingestellten Nennbedingungen an,
bei fortlaufender Messung bis zur Entladeschluss-Spannung.
Den Abschluss dieser Funktion bildet
GDV$XÀDGHQGHV$NNXVPLWDXWRPDWLVFKHP
Übergang auf Erhaltungsladung.
Refresh
Die Auffrisch-Funktion ist in erster Linie
für schadhafte Akkus vorgesehen, die nach
Durchlaufen dieses Programmes meistens
wieder für eine weitere Verwendung zur
Verfügung stehen. Dies gilt besonders
für tiefentladene und überlagerte Akkus,
Discharge/Charge
Zuerst beginnt der Entladevorgang aber auch Akkus, die einen Zellenschluss
zur Vorentladung des angeschlossenen DXIZHLVHQVLQGGDQDFKKlX¿JZLHGHU]X
Akkus. Wenn der Akku die zugehörige nutzen.
Zuerst überprüft das
Programm, ob eine
Akku-Spannung vorhanden ist oder nicht,
und beaufschlagt den
Akku nach einer Entladung mit starken
Stromimpulsen. (Bei
Akkus mit einem Zellenschluss ist die „Refresh“-Funktion beim
ALC 8500 Expert an
Kanal 1 und 2 bzw. an
Kanal 1 des ALC 8000
am sinnvollsten durchzuführen, da hier höBild 19: Die Software „Charge Professional“
8
here Impulsströme zur Verfügung stehen.)
Danach führt das Gerät automatisch drei
Lade-Entlade-Zyklen durch.
Der erste Ladezyklus wird dabei mit
einem Strom durchgeführt, der 10 % der
Nennkapazitätsvorgabe entspricht. Da die
Ladekurve eines derart vorgeschädigten
Akkus oft nicht mehr den typischen Verlauf aufweist, ist beim ersten Ladezyklus
die -6U-Erkennung abgeschaltet. Da nun
eine timergesteuerte Ladung erfolgt, ist die
richtige Nennkapazitätsvorgabe wichtig.
Die beiden danach folgenden Ladezyklen werden mit den Lade-/Entladeströmen
durchgeführt, die 50 % der Nennkapazität
entsprechen, wobei die -6U-Erkennung
wieder aktiviert ist.
Nach Beendigung des letzten Ladevorgangs wird der Akku mit der Erhaltungsladung ständig im voll geladenen Zustand
gehalten.
Cycle
Akkus, die über einen längeren Zeitraum
nicht genutzt wurden, sind meistens nicht
in der Lage, die volle Kapazität zur Verfügung zu stellen. Die Funktion „Cycle“
(Regenerieren) dient nun in erster Linie
zur Belebung von derartigen Akkus. Das
Programm führt automatisch so lange den
Lade-Entlade-Zyklus mit dem vorgegebenen Lade- und Entladestrom durch, bis
keine nennenswerte Kapazitätssteigerung
mehr festzustellen ist. Nach Ablauf des
Programms wird die zuletzt eingeladene
Kapazität auf dem Display angezeigt und
die danach automatisch startende Erhaltungsladung gleicht Ladeverluste durch
Selbstentladung automatisch aus.
Forming
Neue Akkus erreichen nicht sofort mit
dem ersten Ladezyklus die volle Leistungsfähigkeit.
'DKHUIKUWGDV/DGHJHUlWHLQHNRQ¿JXrierbare Anzahl von Lade-Entlade-Zyklen
durch, um den Akku auf die maximale
Kapazität zu bringen. Die Formierung von
Bild 20: Auslesen des Dataflash-Speichers
Bild 21: Akku-Ri-Messfunktion
Akkus wird grundsätzlich mit reduziertem
Strom durchgeführt, wobei die in Abbildung
17 dargestellten Laderaten zur Verfügung
stehen. Nach dem zweiten Ladevorgang
wird anstatt des Formierstromes mit den
eingestellten Lade- und Entladeströmen
gearbeitet, jedoch höchstens mit 1C.
Maintain
Die Funktion „Maintain“ (Wartung) ist
für alle Akkus vorgesehen, die längere Zeit
nicht benutzt werden, deren Leistungsfähigkeit bei Gebrauch jedoch voll zur Verfügung
stehen soll. In dieser Funktion werden
NC- und NiMH-Akkus vollständig geladen,
und durch Selbstentladung entstehende
Ladeverluste werden wie bei der normalen
Ladung durch die Erhaltungsladung ausgeglichen. Zusätzlich wird bei der Funktion
„Maintain“ automatisch wöchentlich eine
Entladung bis zur Entladeschluss-Spannung durchgeführt. Bei Blei-Akkus wird
wöchentlich 10 % der Nennkapazität aus
dem Akku entnommen und wieder nachgeladen. Dieses Verfahren bietet zusammen
mit der Blei-Akku-Aktivator-Funktion des
ALC 8500 Expert beste Voraussetzungen,
um eine Verhärtung und Passivierung der
Bleiplatten zu verhindern. Natürlich wird
bei der Entladung immer die vorgegebene
Entladeschluss-Spannung berücksichtigt.
Start des Bearbeitungsvorgangs
und die Kapazitätsanzeige
Nach Auswahl des Akkus aus der DatenEDQN E]Z GHU .RQ¿JXUDWLRQ HLQHV QHXHQ
Akkus und Auswahl der Funktion kann der
Bearbeitungsvorgang gestartet werden.
Während des Ladevorgangs wird die
eingeladene Kapazität und während des
Entladevorgangs die aus dem Akku entnommene Kapazität direkt auf dem Display
angezeigt und fortlaufend aktualisiert. Nach
Beendigung des Bearbeitungsvorgangs
ist grundsätzlich die Kapazität der zuletzt
durchgeführten Aktion auf dem Display abzulesen, also mit Ausnahme von Discharge
immer die eingeladene Kapazität.
Um zum Beispiel bei der Funktion „Test“
die aus dem Akku entnommene Kapazität
abzufragen, ist der gewünschte Kanal
auszuwählen und die Bearbeitungsfunktion
zu stoppen.
,P *UD¿NIHOG GHV 'LVSOD\V HUVFKHLQW
daraufhin die Anzeige „Resume?“. Nach
der Bestätigung mit „OK/Menu“ wird
die aus dem Akku entnommene Kapazität
angezeigt (Abbildung 18).
Bei den Funktionen „Cycle“ und „Forming“ werden die beim ersten, beim zweiten und beim letzten Zyklus gemessenen
Kapazitäten gespeichert. Diese können
dann mit dem Drehimpulsgeber abgefragt
werden.
Auch während des Betriebs ist die
Abfrage der bereits gespeicherten Entladekapazitäten möglich.
Datenlogger des ALC 8500 Expert
auslesen
Der Datenlogger des ALC 8500 Expert
dient zum kontinuierlichen Speichern der
erfassten Messdaten, so dass nach jedem
Bearbeitungsvorgang komplette Messwert-reihen zur weiteren Verarbeitung
verfügbar sind. Erfasst werden dabei die
Akku-Spannung im stromlosen Zustand,
die aufsummierte Kapazität und die Lade/Entladeströme.
Zum Auslesen des Datenloggers dient
die zum Lieferumfang des ALC 8500
Expert gehörende PC-Software „Charge
Professional“, über die auch das ALC 8500
Expert komplett gesteuert werden kann
(Abbildung 19). Auch die Akku-Datenbank
des Gerätes ist mit Hilfe dieser Software
VFKQHOOXQGHLQIDFK]XNRQ¿JXULHUHQ
Neben dem Auslesen des Datenloggers
über die USB-Schnittstelle besteht auch
die Möglichkeit, die einzelnen Messwerte
direkt auf dem Display des ALC 8500 Expert anzuzeigen (Abbildung 20). Während
im unteren Bereich des Displays DF-Read
(Data Flash Read) und die Nummer des
Messwertes angezeigt werden, ist im oberen
Bereich des Displays die jeweils zum Messwert gehörende Akku-Spannung im stromlosen Zustand, der Lade- oder Entladestrom
und die aufsummierte Kapazität abzulesen.
Während mit dem Drehimpulsgeber jeder
einzelne Messwert abzufragen ist, kann
mit den Pfeiltasten in Hunderterschritten
geblättert werden.
Nach dem Verlassen des Menüs stehen die
Speicherwerte auf dem Display nicht mehr
zur Verfügung. Solange am betreffenden
Kanal keine Veränderungen vorgenommen
werden, kann das Auslesen des Datenloggers
über die USB-Schnittstelle erfolgen. Der
'DWDÀDVK6SHLFKHU ZLUG JHO|VFKW VREDOG
Veränderungen am betreffenden Ladekanal
vorgenommen werden oder ein neuer Bearbeitungsvorgang gestartet wird.
Nach der Beendigung der Bearbeitungsfunktion bzw. dem Erreichen des Zustandes
„Erhaltungsladung“ kann das Gerät auch
zum Auslesen des Datenloggers problemlos
(zum Beispiel zu einem PC in einem anderen
Raum) transportiert werden.
Bild 22: Spezial-Messleitungen mit
federnd gelagerten Messspitzen
Akku-Innenwiderstands-Messfunktion (B. Resist.)
Das ALC 8500 Expert ist mit einer
Messfunktion zur Bestimmung des AkkuInnenwiderstandes ausgestattet (Abbildung 21).
Vom Prinzip her ist die Messung des
Innenwiderstandes recht einfach. Der
$NNX ZLUG PLW HLQHP KRKHQ GH¿QLHUWHQ
Strom entladen und der Spannungsabfall
gegenüber dem unbelasteten Zustand ermittelt. Die Spannungsdifferenz dividiert
durch den Belastungsstrom ergibt dann den
Innenwiderstand.
Da es sich um sehr kleine Widerstände
handelt, sollte die Belastung des Akkus mit
einem möglichst hohen Strom erfolgen. Ein
Dauerstrom würde aber eine hohe VerlustOHLVWXQJKHUYRUUXIHQXQG]XGHPGHQ3UÀLQJ
stark entladen. Um dieses zu vermeiden,
wird bei der Innenwiderstandsmessung mit
Stromimpulsen gearbeitet. Der Impulsstrom ist beim ALC 8500 Expert zwischen
1 A und 10 A einstellbar, wobei möglichst
hohe Stromimpulse zu empfehlen sind,
da sonst bei den üblicherweise geringen
Innenwiderständen auch nur entsprechend
geringe Spannungsabfälle zu registrieren
sind. Geringe Stromimpulse sind ausschließlich bei Akkus sinnvoll, die keine
hohen Impulsbelastungen verkraften.
Aussagefähige Ergebnisse sind nur zu
erreichen, wenn die Spannungserfassung
direkt am Akku erfolgt. Ansonsten würden
Spannungsabfälle auf den Messleitungen
das Ergebnis stark verfälschen.
Um diese Forderungen zu erfüllen, werden Spezial-Messleitungen eingesetzt, die
jeweils über zwei federnd gelagerte Messspitzen verfügen (siehe Abbildung 22). Diese Messspitzen stellen dann den sicheren
Kontakt zu den Polkappen des Akkus bzw.
zu den gewünschten Messpunkten her. Über
Bild 23: Hauptfenster der RiMessfunktion
9
den breiten Kontakt der Messleitungen
ÀLHW GHU (QWODGHVWURP XQG GHU ]ZHLWH
Kontakt dient zur Messwert-Erfassung
direkt an den Polkappen des Akkus.
Sollen die durch Leitungen und Steckverbinder entstehenden Verluste mit in die
0HVVXQJ HLQÀLHHQ VR VLQG HLQIDFK GLH
Messspitzen an die entsprechenden Punkte
zu führen. Durch die federnde Lagerung der
Prüfspitzen ist eine sichere Kontaktierung
an allen vier Messpunkten recht einfach
sicherzustellen.
Mit jedem Start dieser Funktion werden
dann im 5-Sekunden-Raster 10 aufeinander
folgende Messwerte erfasst und angezeigt.
Neben dem gemessenen Innenwiderstand
LPXQWHUHQ*UD¿NIHOGGHV'LVSOD\VZHUGHQ
in der oberen Displayhälfte die Spannung
im unbelasteten Zustand, die Spannung im
EHODVWHWHQ=XVWDQGXQGGHUDNWXHOOÀLHHQGH
Impulsstrom angezeigt.
Die zuletzt erfassten Messwerte bleiben
nach der automatischen Beendigung der
Messfunktion auf dem Display erhalten.
Für weitere 10 Messwert-Erfassungen unter
gleichen Bedingungen ist einfach die Taste
„OK/Menu“ erneut zu betätigen.
Solange aktiv Messwerte erfasst werden, ist dies im unteren Bereich des Displays
abzulesen (Countdown bis zum nächsten
Messwert, Abbildung 23).
'HU,PSXOVVWURPPLWGHPGHU3UÀLQJ
belastet wird, ist in 500-mA-Schritten von
0 bis 10 A veränderbar.
Konfigurationsmenü
Im Konfigurationsmenü können die
Nenndaten und Ladeparameter von bis zu
40 beliebigen Akkus in einer Datenbank
gespeichert werden. Die Lade-/Entladeparameter der verschiedenen Akku-Technologien sind hier innerhalb der zur Verfügung
stehenden Einstellgrenzen veränderbar,
wie z. B. die Entladeschluss-Spannungen
der verschiedenen Akkutechnologien, die
-6U-Abschaltkriterien bei NC und NiMH
sowie die Zyklenzahlen für „Cycle” und
„Forming”. Beispiele:
CyCy NC: maximale Zyklenzahl für
NC-Akkus bei der Funktion „Cycle“, einstellbar von 2 bis 20 Zyklen
NC:Entladeschlussspannung für
NC-Akkus im Bereich von 0,8 V bis 1,1 V
je Zelle
CyFo NiMH: maximale Zyklenzahl für
NiMH-Akkus bei der Funktion „Forming“,
einstellbar von 2 bis 20 Zyklen
Restore: Wenn „Restore“ mit der Taste
„OK/Menu“ bestätigt wird, erfolgt bei
allen Lade-/Entladeparametern wieder die
Einstellung der Standardwerte.
Im ALC-Setup-Menü sind die Zeiten für
die Display-Hinterleuchtung, der DisplayKontrast und die Alarmbedingungen des
10
DNXVWLVFKHQ6LJQDOJHEHUVNRQ¿JXULHUEDU
Nach der Beschreibung von Bedienung
und Funktion erfolgt die detaillierte Schaltungsbeschreibung dieses interessanten
Ladegerätes.
Blockschaltbild
Eine große Funktionsvielfalt und außergewöhnliche Leistungsmerkmale erfordern
natürlich auch einen entsprechenden
Schaltungsaufwand, so dass ein Blockschaltbild dabei hilfreich ist, sich einen
ersten Überblick über die funktionellen
Zusammenhänge der einzelnen Baugruppen zu verschaffen. Die grundsätzliche
Funktionsweise des Gerätes lässt sich so
am besten verdeutlichen.
Wie im Blockschaltbild (Abbildung 24)
zu sehen ist, ist das zentrale Bauelement
der ALC-Ladegeräte der 8-Bit-AVR-Mikrocontroller mit RISC-Architektur und
vielen Sonderfunktionen. Ein besonderes
Leistungsmerkmal ist der im System programmierbare 128-kBit-Flash-Speicher.
Dadurch sind diese Ladegeräte für die
Zukunft gerüstet, da spätere FirmwareUpdates und -Upgrades kein Problem
sind. Zukünftige Akku-Systeme oder
-Erweiterungen können ohne HardwareÄnderungen implementiert werden.
Der zentrale Mikrocontroller kommuniziert mit einem weiteren Mikrocontroller
(im Blockschaltbild oben), der für die
$QVWHXHUXQJ GHV *UD¿NGLVSOD\V XQG DOOH
weiteren Anzeigeaufgaben zuständig ist.
Im Blockschaltbild links oben neben
dem Hauptmikrocontroller ist ein DatenFlash-Speicher eingezeichnet, der für die
Datenloggerfunktion des ALCs zuständig
ist. Hier können komplette Lade-/EntladeKurvenverläufe gespeichert werden, die
auch nach dem Abschalten der Betriebsspannung erhalten bleiben.
'DUXQWHUEH¿QGHQVLFKGLH)XQNWLRQVEO|cke Inkrementalgeber (Drehimpulsgeber)
und Bedientasten. Diese Komponenten sind
direkt mit den entsprechenden Port-Pins des
zentralen Mikrocontrollers verbunden. Der
Drehimpulsgeber, in Verbindung mit der
Menüsteuerung, sorgt für einen besonders
hohen Bedienungskomfort.
Die USB-Schnittstelle (Block unterhalb
der Bedientasten) dient zur Kommunikation
mit einem externen PC. Zur Signalumsetzung ist auf dem USB-Modul ein spezieller Chip vorhanden, der wiederum über
Optokoppler (zur galvanischen Trennung)
mit den entsprechenden Port-Pins des Mikrocontrollers verbunden ist.
Eines der wesentlichen Aufgaben des
Mikrocontrollers ist die Steuerung der
Lade-/Entlade-Endstufen. Nach der Aktivierung der Lade- und Entlade-Endstufen
erfolgen auch sämtliche Sollwert-Vorgaben
vom Mikrocontroller. Dazu steht für jeden
Lade-/Entladekanal ein PWM-Signal
(PWM 1 bis PWM 4) zur Verfügung.
Durch Integration werden daraus in den
Endstufen (im Blockschaltbild rechts)
Steuer-Gleichspannungen gewonnen. Die
schnelle Regelung innerhalb der Endstufen
erfolgt hardwaremäßig durch Sollwert-Istwert-Vergleich.
Wie im Blockschaltbild der Endstufen
zu sehen ist, sind im Minuszweig der
Akku-Anschlüsse Shunt-Widerstände zur
Lade-/Entladestromerfassung vorhanden.
Sowohl die stromproportionalen Spannungen an den Shunt-Widerständen als
auch die Akku-Spannungen werden dem
im unteren Bereich des Blockschaltbildes
eingezeichneten Analog-Multiplexer zugeführt. Weitere Signale, die dem Multiplexer
zugeführt werden, sind die Strom- und
Spannungswerte der Akku-Innenwiderstands-Messfunktion und proportionale
Spannungen zur Endstufentemperatur,
Trafotemperatur und der Temperatur des
Akkus an Kanal 1 (sofern ein externer
Sensor angeschlossen ist).
Gesteuert vom Hauptprozessor gelangt
dann der jeweils gewählte Messwert auf
den Eingang des Analog-Digital-Wandlers.
Dieser Wandler setzt dann die analogen
0HVVZHUWHPLWKRKHU$XÀ|VXQJLQGLJLWDOH
Informationen für den Mikrocontroller
um.
Zum Abtransport der Abwärme, insbesondere bei der Funktion „Entladen“, dient
ein leistungsfähiges Kühlkörper-Lüfteraggregat. Die Lüfterdrehzahl wird vom Mikrocontroller mit Hilfe eines PWM-Signals
proportional zur Kühlkörpertemperatur
gesteuert.
Das unten links eingezeichnete Netzteil
liefert alle innerhalb des ALCs benötigten
Betriebsspannungen, in dem neben den
Spannungen für die analogen und digitalen
Baugruppen auch die Ladespannungen der
Endstufen erzeugt werden.
Schaltung
Aufgrund der Funktionsvielfalt und der
außergewöhnlichen Leistungsmerkmale ist
die Schaltung der neuen ALC-Geräte recht
komplex, so dass die Gesamtschaltung in
mehrere Teilschaltbilder aufgeteilt ist, die
in sich geschlossene Funktionsgruppen
bilden. Dadurch wird auch ein besserer
Schaltungsüberblick erreicht.
Das ALC 8500 Expert und das ALC 8000
verfügen über identische Leiterplatten,
bei der einfacheren Variante (ALC 8000)
werden jedoch nicht alle Stufen bestückt.
Bei der weiteren Schaltungsbeschreibung
orientieren wir uns am voll ausgestatteten
ALC 8500 Expert.
Zunächst kann eine grobe Aufteilung in
einen Analogteil und einen Digitalteil erfolgen, da sowohl analoge als auch digitale
LEDAnzeigen
Display-Prozessor
Grafik-Display
Hintergrundbeleuchtung
U-Laden 1
Laden 1
Laden 2
Laden 3
Laden 4
Entladen 1
Entladen 2
Entladen 3
Entladen 4
Daten-FlashSpeicher
PWM 1
U1
Laden 1
Lade/EntladeEndstufe 1
Entladen 1
Ausgang 1
Shunt
U-Laden 2
PWM 2
InkrementalGeber
I1
U2
8-BitAVR
Mikrocontroller
RIM-Impuls
Sample+Hold Steuerung
PWM 5
Akku-RiMessfunktion
PWM 1
PWM 2
PWM 3
PWM 4
BA-Impuls
BedienTasten
Laden 2
+Akku
Entladen 2
-Akku
Lüftersteuerung
Ausgang 2
Shunt
I2
BA-Impuls
BleiakkuAktivator
PWM Lüfter
Messkanal- Auswahl
U-Laden 3
Lade-/Entladestrom 1 (I1)
USBSchnittstelle
U3
Laden 3
Entladen 3
+5V
AnalogMultiplexer
ADWandler
-5V
Akkuspannung 1 (U1)
Akkuspannung 2 (U2)
Akkuspannung 3 (U3)
Akkuspannung 4 (U4)
RIM-Strom
RIM-Spannung
Akkutemperatur Kanal 1
Trafotemperatur
Endstufentemperatur
U-Laden 1
230V
50Hz
Netzteil
U-Laden 2
U-Laden 3
U-Laden 4
PWM 3
Ausgang 3
Shunt
U-Laden 4
PWM 4
I3
U4
Laden 4
Entladen 4
Ausgang 4
Shunt
I4
Bild 24: Blockschaltbild des ALC 8500 Expert
ST8
1
2
3
4
zum
USB
Modul
IC80
+5V
20
RX
TX
1
62
Stiftleiste
24
23
25
4
6
7
5
R86
5K6
390R
R88
+5V
PWM-4
PWM-5
Lüfter
PRG1
VCC
SCK
MISO
MOSI
Reset
GND
MP1
390R
5K6
AT45DB161D-TU
A0
A1
A2
EN-1
EN-2
R85
R87
/RESET
RDY/BUSY
/WP
/CS
SI
SO
SCK
3K3
IC81
3K3
R83
Data Flash
Speicher
R84
+5V
5
6
4
3
2
1
LADEN-1
LADEN-2
LADEN-3
LADEN-4
ENTL-1
ENTL-2
ENTL-3
ENTL-4
51
50
49
48
47
46
45
44
10
11
12
13
14
15
16
17
35
36
37
38
39
40
41
42
/RESET
/PEN
AREF
PA0/AD0
PA1/AD1
PA2/AD2
PA3/AD3
PA4/AD4
PA5/AD5
PA6/AD6
PA7/AD7
SCL/INT0/PD0
SDA/INT1/PD1
RxD/INT2/PD2
TxD/INT3/PD3
IC1/PD4
XCK1/PD5
T1/PD6
T2/PD7
RxD0/PDI/PE0
TxD0/PD0/PE1
XCK0/AIN0/PE2
OC3A/AIN1/PE3
OC3B/INT4/PE4
OC3C/INT5/PE5
T3/INT6/PE6
IC3/INT7/PE7
ADC0/PF0
PB0//SS
ADC1/PF1
PB1/SCK
ADC2/PF2
PB2/MOSI
ADC3/PF3
PB3/MISO
TCK/ADC4/PF4
PB4/OC0
TMS/ADC5/PF5
PB5/OC1
TDO/ADC6/PF6
PB6/OC1B
PB7/OC1C/OC2 TDI/ADC7/PF7
PC0/A8
PC1/A9
PC2/A10
PC3/A11
PC4/A12
PC5/A13
PC6/A14
PC7/A15
/WR/PG0
/RD/PG1
ALE/PG2
TOSC2/PG3
TOSC1/PG4
XTAL1
XTAL2
25
26
27
28
29
30
31
32
R91
ADC
2
3
4
5
6
7
8
9
100R
LED
+5V
PWM-3
C90
C91
10p
SMD
61
60
59
58
57
56
55
54
33
34
43
18
19
10p
SMD
Stiftleiste
BA-Impuls
I-LADE
SH-U
SH-I
RIM-Impuls
24
Q80
23
Haupt-Mikrocontroller
C82
16 MHz
C83
18p
SMD
100R
18p
SMD
R80
100R
RX
TX
RES
PWM-1
PWM-2
ELV04448
+5V
R92
+3V3
+5V
PZ1
10K
BC848C
R82
Vcc
52
64
Vcc AVcc
28
C80
C88
GND GND GND
100n
22
53
63 ELV04448
IC81
C89
C85
C84
1n
SMD
10n
SMD
3K9
IC80 21
R90
2K2
BC848C
1K
R89
LL4148
Sound Transducer 3V
T80
UB -DatenFlash-Speicher
T81
D80
R81
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
zur Display Einheit
ST10
+
AT45DB161B
1
100n
SMD
C86
C87
100n
10n
SMD
10u
25V
Bild 25: Haupt-Mikrocontroller mit zugehöriger Peripherie
11
Bild 26: Interner Aufbau des
ATmega 128
Baugruppen zum Einsatz kommen. Leistungsfähige Mikrocontroller übernehmen
die Steuerung von sämtlichen Funktionen
und vier getrennte Lade-/Entlade-Endstufen sorgen für die Ladung und Entladung
der angeschlossenen Akkus.
Haupt-Mikrocontroller des
Digitalteils
Die detaillierte Schaltungsbeschreibung
beginnen wir mit dem Haupt-Mikrocontroller (mit zugehöriger Peripherie) in Abbildung 25. Dieser Controller kommuniziert
mit einem weiteren Mikrocontroller, der für
alle Anzeigeaufgaben und für die direkte
Steuerung des Displays zuständig ist.
Doch zuerst zum Haupt-Mikrocontroller,
dessen interne Struktur in Abbildung 26 zu
sehen ist. Hierbei handelt es sich um einen
AVR-Controller mit 128 kBit (In-SystemProgrammable) Flash, wodurch die Updatefähigkeit des ALC 8500 Expert/ALC 8000
erst möglich ist.
Neben dem Programm-Flash verfügt der
12
Controller über eine ganze Reihe an weiteren
Besonderheiten, wie auch anhand des Prozessor-Blockschaltbildes in Abbildung 26
verdeutlicht wird.
Neben dem Flash-Speicher sind 4 kBit
S-RAM und 4 kBit EEPROM im Mikrocontroller integriert. Des Weiteren
werden bis zu 64 kBit externer Speicher
unterstützt.
Insgesamt stehen bei diesem Mikrocontroller 53 programmierbare Ein-/Ausgänge zur Verfügung, die vielseitig zu
nutzen sind. Unter anderem sind 6 PWM.DQlOHPLWHLQHUSURJUDPPLHUEDUHQ$XÀ|sung von 2 bis 16 Bit ein programmierbarer
Watchdog-Timer mit On-Chip-Oszillator
und ein 8-Kanal-10-Bit-A/D-Wandler
(ADC) vorhanden.
An Besonderheiten ist ein interner kalibrierter RC-Oszillator, eine per Software
selektierbare Taktfrequenz und ein integrierter Power-on-Reset mit programmierbarer Brown-out-Detection zu nennen.
Doch nun zurück zum Mikroprozessor-
Hauptschaltbild in Abbildung 25.
Der Taktoszillator des Mikrocontrollers
ist an Pin 23 und Pin 24 extern zugänglich
und mit dem 16-MHz-Quarz Q 80 sowie den
Kondensatoren C 82, C 83 beschaltet.
Über Port PC 0 bis PC 7 werden direkt
die Lade-/Entlade-Endstufen gesteuert
(aktiviert bzw. deaktiviert).
Zur Wärmeabfuhr ist das ALC 8500
Expert/ALC 8000 mit einem KühlkörperLüfteraggregat ausgestattet, wobei die Lüfterdrehzahl mit Hilfe eines PWM-Signals
direkt vom Mikrocontroller (Port PB 7)
gesteuert wird.
Die PWM-Signale PWM 1 bis PWM 4
(Pin 5 bis Pin 7 und Pin 15) dienen zur
Lade-/Entladesstromvorgabe.
Ein weiteres PWM-Signal (PWM 5) wird
zur Einstellung des Stromimpulses bei der
Akku-Innenwiderstandsmessung genutzt.
Der Impuls der Blei-Akku-Aktivatorfunktion wird an Port PG 0 (Pin 33) ausgegeben. Dieser alle 30 Sekunden auftretende
Impuls von 100 μs Länge verhindert dann
LC-Display
Grafik Display
SEG0
SEG1
SEG2
SEG3
SEG4
SEG5
SEG6
SEG7
SEG8
SEG9
SEG10
SEG11
SEG12
SEG13
SEG14
SEG15
SEG16
SEG17
SEG18
SEG19
SEG20
SEG21
SEG22
SEG23
SEG24
SEG25
SEG26
SEG27
SEG28
SEG29
SEG30
SEG31
SEG32
SEG33
SEG34
SEG35
SEG36
SEG37
SEG38
SEG39
SEG40
SEG41
SEG42
SEG43
SEG44
SEG45
SEG46
SEG47
SEG48
SEG49
SEG50
SEG51
SEG52
SEG53
SEG54
SEG55
SEG56
SEG57
SEG58
SEG59
SEG60
SEG61
SEG62
SEG63
SEG64
SEG65
SEG66
SEG67
SEG68
SEG69
SEG70
SEG71
SEG72
SEG73
SEG74
SEG75
SEG76
SEG77
SEG78
SEG79
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
122
121
120
119
118
117
116
115
114
113
112
111
110
109
108
107
106
105
104
103
102
101
100
99
98
97
96
95
94
93
92
91
90
89
88
87
86
85
84
83
82
81
80
79
78
77
76
75
74
73
72
71
70
69
68
67
66
65
64
63
62
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
51
50
49
48
47
46
45
44
43
Display Controller
26
25
22
23
ELV04449
24
27
40
41
42
36
37
38
39
32
33
34
35
IC500
28
29
30
31
16
P0.0/SCK/K0
17
P0.1/SO/K1
18
P0.2/SI/K2
19
P0.3/BUZ/K3
SEG 0
SEG 1
SEG 2
SEG 3
SEG 4
P1.0/INT0
SEG 5
P1.1/INT1
SEG 6
P1.2/INT2
SEG 7
P1.3/INT4
SEG 8
SEG 9
P2.0/M
SEG10
P2.1/LCDFR
SEG11
P2.2/CLO1
SEG12
P2.3/CLO2
SEG13
SEG14
P3.0/CLO0/CL
SEG15
P3.1/TCLO1
SEG16
P3.2/TCL0
SEG17
P3.3/TCL1
SEG18
SEG19
SEG20
P4.0/CIN0
SEG21
P4.1/CIN1
SEG22
P4.2/CIN2
SEG23
SEG24
SEG25
SEG26
SEG27
SEG28
SEG29
SEG30
SEG31
SEG32
SEG33
SEG34
SEG35
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SEG37
SEG38
SEG39
SEG40
SEG41
SEG42
SEG43
SEG44
SEG45
SEG46
SEG47
P13.3/SEG48
P13.2/SEG49
P13.1/SEG50
P13.0/SEG51
P12.3/SEG52
P12.2/SEG53
P12.1/SEG54
P12.0/SEG55
P11.3/SEG56
P11.2/SEG57
P11.1/SEG58
P11.0/SEG59
P10.3/SEG60
P10.2/SEG61
RESET
P10.1/SEG62
P10.0/SEG63
P9.3/SEG64
TEST
P9.2/SEG65
P9.1/SEG66
P9.0/SEG67
XIN
P8.3/SEG68
P8.2/SEG69
P8.1/SEG70
P8.0/SEG71
XOUT
P7.3/SEG72
P7.2/SEG73
P7.1/SEG74
P7.0/SEG75
XTIN
K7/P6.3/SEG76
K6/P6.2/SEG77
K5/P6.1/SEG78
K4/P6.0/SEG79
XTOUT
8
7
6
5
4
3
2
1
62
63
64
65
66
67
68
69
15
14
13
12
11
VLC1
VLC2
VLC3
VLC4
VLC5
COM 0
COM 1
COM 2
COM 3
COM 4
COM 5
COM 6
COM 7
SEG87/COM 8
SEG86/COM 9
SEG85/COM10
SEG84/COM11
SEG83/COM12
SEG82/COM13
SEG81/COM14
SEG80/COM15
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
128
127
126
125
124
123
COM0
COM1
COM2
COM3
COM4
COM5
COM6
COM7
COM8
COM9
COM10
COM11
COM12
COM13
COM14
COM15
LCD500
Q500
+5V
Vpp
VDD
SDAT
SCLK
Reset
Vss
ST500
100K
R508
C506
+5V
D501
100K
R509
+5V
33R
R514
R502
R515
33R
2K2
1
C502
22K
C501
22p
22p
zur Basisplatine
R520
+5V
0R
DR500
A
B
C
2K2
LTL-96RG
D504
2
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
1K
R503
33R
100K
C508
R510
100n
3
Leiterplatten
verbinder
R516
LTL-96RG
D503
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
2K2
R505
C507
D502
4
R501
LTL-96RG
100n
5
zur LED Platine
C505
100n
BU501 6
+5V
R500
82K
R507
4.194304
MHz
PRG500
+5V
+5V
Drehimpulsgeber
R504
Display
Hintergrundbeleuchtung
TA500
TA501 TA502
+5V
1K
R517
100K
LTL-96RG
20
C504 C503
4n7
SMD
OK
BC848A
D500
4n7
SMD
C510
C500
IC500
T500
100K
100n
R512
100n
C509
R511
33R
ELV04449
21
100n
+
100u
16V
LED gruen
Bild 27: Displayeinheit des ALC 8000 und des ALC 8500 Expert
ALC 8500 Expert mit einem Datenlogger
ausgestattet. Zur Datenspeicherung dient
der 2-MBit-Flash-Speicher (IC 81). Da
der Baustein mit einer abweichenden
Betriebsspannung von 3,3 V arbeitet,
sind die Widerstände R 83 bis R 88 zur
Amplitudenanpassung erforderlich. Die
Betriebsspannung des externen Data-Flash-
-Upgrades über die USB-Schnittstelle des
Gerätes erfolgen können.
Das potentialfreie (optisch isolierte)
USB-Modul wird über die Steckverbindung
ST 10 mit Port PE 0 und Port PE 1 (Pin 2,
Pin 3) des Mikrocontrollers verbunden.
Zur Aufzeichnung von kompletten
Lade-/Entlade-Kurvenverläufen ist das
ST600
D602
D603
D604
LED
grün
LED
grün
D601E
LED
grün
Kanal 1 Kanal 2 Kanal 3
Beim ALC8000 bestückt
D602E
LED
rot
BA-Impuls
D603E
D604E
D605E
LED
grün
LED
grün
LED
grün
1K
R605E
1K
R604E
1K
R603E
1K
R602E
1K
R601E
1K
R604
1K
R603
1K
6 5 4 3 2 1 Stiftleiste
R602
Sulfat-Ablagerungen an den Bleiplatten
des Akkus.
Ein weiterer Impuls wird an Port PG 4
(Pin 19) des Mikrocontrollers ausgekoppelt,
der zur Aktivierung des Stromimpulses für
die Akku-Innenwiderstandsmessung dient.
Die Signale SH-U und SH-I (Port PG 2
und PG 3) steuern die „Sample and Hold“Glieder zur Strom- und Spannungsmessung
bei der Akku-Innenwiderstands-Messfunktion. Das Signal I-Lade an Pin 34 wird zur
Polaritätsumschaltung im Zusammenhang
mit der Lade-/Entladestromerfassung
genutzt.
Die vom Anlaog-Digital-Wandler kommenden Messwerte werden dem Mikrocontroller an Port PD 3 (Pin 28) zugeführt,
wobei die Messwertauswahl über PA 0 bis
PA 4 erfolgt. Über diese Port-Pins werden
dann die Eingangs-Multiplexer des A/DWandlers gesteuert.
Für akustische Meldungen und Quittungstöne ist das ALC 8500 Expert mit
einem Sound-Transducer (PZ 1) ausgestattet, der über PB 4 und den Treibertransistor T 80 mit einem Signal von ca. 2 kHz
versorgt wird.
Der Programmieradapter PRG 1 ist
ausschließlich zum Programmieren des
Mikrocontrollers in der Produktion vorgesehen, während Software-Updates und
LED
grün
Kanal 1 Kanal 2 Kanal 3 Kanal 4
Beim ALC8500Expert bestückt
Bild 28: Zusätzliche LED-Kanal-Anzeigen des ALC 8000 (links) und des ALC 8500
Expert (rechts)
13
BU1
USBEingang
D+
D-
22R
R2
100K
100n
SMD
AGND
C6
R10
R9
22R
100K
AGND
T1
AGND
R6
Resetschaltung
100K
1
2
3
4
10n
SMD
470K
C1
22u
SMD
R4
C9
7
8
6
4
31
32
1
2
27
28
5
USB nach RS 232
Umsetzung
TX D
RX D
¯¯¯¯
RTS
¯¯¯¯
CTS
DTR
¯¯¯¯
DSR
¯¯¯¯
DCD
¯¯RI
TX DEN
USBEN
PWRCT L
¯¯¯¯¯¯
TX LED
¯¯¯¯¯¯
RX LED
¯¯¯¯¯
SLEEP
IC2
USBDP
USBDM
3V3OUT
¯¯¯¯¯¯
RESET
RCCLK
EEC S
EESK
EED ATA
XT IN
XT OUT
TEST
FTU232AM
25
24
23
22
21
20
19
18
16
15
14
12
11
10
MP1
MP2
MP3
MP4
MP5
MP6
MP7
AGND
AGND
D1
Tx
D2
Rx
3mm,
3mm,
rund,grün rund,rot
R13
220R
C26
2p2
/SMD
AGND
R18
R19
1K
3K3
+5VA
C21
100n
SMD
AGND
R15
220R
AGND
+5VA
C20
100n
SMD
AGND
C4
IC3
IC4
IC2 30 3 13 26
6N137
6N137
29 9 17
R17
390R
R16
390R
+5VB
IC5
&
A
74HC132
IC5
D
&
74HC132
&
IC5
1
2
13
12
8
IRED-Treiber
3
11
Signalaufberei tung
10
C
74HC132
C14
9
C17 C13
100n
SMD
3K3
+5VB
C23
100n
SMD
BGND
C22
1n
SMD
100n
SMD
C18
100n
SMD
Spannungsv ersorgung
C8
1n
SMD
R21
2
3
8
7
6
5
C7
100n
SMD
Tx
6
IC5
B
&
74HC132
4
5
Rx
ST1
TTL-Ausgang
+5VB
BGND
14
IC5
7
74HC132
BGND
1
3
5
7
9
11
13
15
Stiftleiste
2
4
6
8
10
12
14
16
BGND
100n
SMD
BGND
+C24
10u
16V
BGND
C25
+5VB
1n
SMD
AGND AGND AGND AGND AGND AGND
BGND BGND
optische Trennung
8
7
6
5
2
3
100n
SMD
AGND
AVC C
AGND
VC C
GND
VC C
GND
VC C
FTU 232AM
3K3
Signalaufberei tung
IRED-Treiber
T2
BC848
AGND
+5VA
C5
1n
SMD
AGND
R1
470R
R20
+5VA
100n
SMD
AGND
C10
1n
SMD
C16
33n
SMD
Q1
C3
33p
SMD
AGND AGND
AGND
6 MHz
AGND
2K2
C2
33p
SMD
AGND
R14
Spannungsv ersorgung
L1
100n
SMD
AGND
10K
C12
1n
SMD
AGND
+ C11
10u
16V
C28
47p
SMD
R7
R3 100K
Speicher
IC1
ELV03337
8
1
CS
Vcc
7
2
SK
NC
6
3
Din
NC
5
4
GND Dout
AGND
47p
SMD
AGND
C27
C15
100n
SMD
AGND
R5
1K5
220R
AGND
14
R11
R12
BC858C
AGND
Speichers wird mit T 81 und externen
Komponenten erzeugt. Der Speicher
und die zugehörigen Bauelemente sind
beim ALC 8000 nicht bestückt.
8PKRFKIUHTXHQWH6W|UHLQÀVVH]X
vermeiden, sind der Mikrocontroller
und der externe Speicher mit entsprechenden
Staffelblockungen (C 80,
C 86, C 87, C 89) direkt an den entsprechenden Versorgungspins beschaltet.
Wie bereits erwähnt, steht für alle
Anzeigeaufgaben ein weiterer Mikrocontroller zur Verfügung, der über
die Steckverbindung ST 8 mit dem
Hauptprozessor verbunden ist. Über
diesen Steckverbinder sind auch die
Bedienelemente des ALCs an den
Hauptprozessor angeschlossen.
Displayeinheit
In Abbildung 27 ist die Displayeinheit
des ALC 8500 Expert/ALC 8000 dargestellt. Die wesentlichen Komponenten
sind hier das ALC-Spezialdisplay (LCD
500) mit 16 COM- und 80 Segmentleitungen und der Mikrocontroller IC 500,
der direkt mit den COM- und Segmentanschlüssen des Displays verbunden
ist. Alle in Abbildung 27 dargestellten
.RPSRQHQWHQ EH¿QGHQ VLFK DXI GHU
Frontplatine des ALCs.
Zur Takterzeugung sind Pin 22 und
Pin 23 mit einem 4,19-MHz-Quarz
und den Kondensatoren C 501, C 502
beschaltet.
Die Spannungsteilerkette R 507 bis
R 512 mit den zugehörigen Abblockkondensatoren (C 505 bis C 509) dient
zur Display-Kontrasteinstellung.
Wie beim Hauptprozessor dient auch
beim Displaycontroller der Programmieranschluss PRG 500 ausschließlich
zum Programmieren des Mikrocontrollers in der Produktion.
Die Displayhinterleuchtung des
ALCs besteht aus vier Side-LookingLamps (D 501 bis D 504). Aktiviert
wird die Hinterleuchtung über den
Transistor T 500, der direkt vom
Displaycontroller (Port 0.0) gesteuert
wird. Die Widerstände R 501 bis R 504
dienen in diesem Zusammenhang zur
Strombegrenzung.
Wie bereits erwähnt, werden die
Anschlüsse der Bedientaster TA 500
bis TA 502 sowie des Drehimpulsgebers
DR 500 über ST 500, ST 8 direkt zum
Haupt-Mikrocontroller der Basisplatine
geführt.
Über die Buchse BU 501 der Displayeinheit sind die in Abbildung 28
USB-Buchse
+5VA
C19
Bild 29: Schaltung des im
ALC 8000/ALC 8500 Expert
verwendeten galvanisch
getrennten USB-Moduls
dargestellte Kanal-LED-Anzeige und die
LED zur Anzeige des Blei-Akku-Aktivator-Impulses mit dem Display-Prozessor
verbunden. Auf der zusätzlichen Anzeigeplatine sind ausschließlich die LEDs
mit den zugehörigen Strombegrenzungswiderständen untergebracht.
USB-Schnittstelle
Die USB-Schnittstelle des ALC 8500
Expert/ALC 8000 basiert auf dem ELVUSB-Modul UO 100, welches bereits in
verschiedenen ELV-Anwendungen zum
Einsatz kommt. Dieses Modul stellt das
Bindeglied zwischen dem ALC und dem
extern angeschlossenen PC dar, wobei
durch den Einsatz von Optokopplern
eine galvanische Trennung zwischen den
Geräten besteht. Die Spannungsversorgung des Moduls erfolgt dabei aus der
USB-Schnittstelle des PCs. Nach dem
Verbinden mit dem USB-Host (PC) meldet
sich das Modul und somit das ALC, wie
bei USB-Geräten üblich, automatisch an.
Das Betriebssystem meldet sich dann mit
„neue Hardware-Komponente gefunden“,
und als Bezeichnung des gefundenen Peripherie-Gerätes erscheint „ALC 8xxx“.
Diese Bezeichnung ist werksseitig im
EEPROM des Moduls abgelegt.
Nach der automatischen Erkennung
startet der „Assistent für das Suchen neuer
Hardware“, und die Installation des Treibers
für das ALC kann erfolgen.
Die Schaltung des im ALC 8500 Expert
eingebauten USB-Moduls ist in Abbildung 29 zu sehen. Das Modul basiert
auf einem Schnittstellenwandler, der die
gesamte Konvertierung der Datensignale
nach RS 232 vornimmt. Zur Mikrocontroller-Einheit des ALCs sind nur die beiden
Leitungen TXD und RXD erforderlich.
Der Schnittstellenwandler des Typs
FT8U232 wird über Pin 7 und Pin 8 mit dem
USB-Port des PCs verbunden, wobei die
Widerstände R 9, R 10 zur Anpassung dienen. Außerdem wird dadurch ein gewisser
Schutz der IC-Eingänge erreicht.
Die RS-232-Signale stehen an den entsprechend bezeichneten Ausgängen (Pin 18
bis Pin 25) zur Verfügung, wobei in unserem
Fall nur die Signale RXD (Pin 24) und TXD
(Pin 25) genutzt werden.
Trotz der komplexen Abläufe innerhalb
des ICs ist die externe Beschaltung gering,
die im Wesentlichen aus der Zuführung
der Betriebsspannung, einer Reset-Schaltung, einem Quarz und einem EEPROM
besteht.
Wie bereits erwähnt, kommt die Betriebsspannung des Umsetzers vom USB-Port
des PCs, wobei aber unbedingt aus EMVGründen eine sorgfältige Störunterdrückung direkt an den IC-Pins des Moduls
erforderlich ist.
Als erste Entstörmaßnahme im Betriebs-
spannungsbereich dient das mit L 1 und mit
C 9 bis C 12 aufgebaute Filter. C 1 dient
dabei zur Pufferung am Spannungseingang.
An den Versorgungspins des Wandlers
(IC 2) sind Staffelblockungen zur Störunterdrückung (C 7, C 8, C 13, C 14, C 17,
C 18) vorhanden. Eine von der digitalen
Versorgung über R 1, C 4, C 5 entkoppelte
Spannung dient zur Versorgung des internen
Oszillators an Pin 30.
Die Reset-Schaltung ist mit dem Transistor T 1 und seiner Beschaltung, bestehend
aus R 6, R 11, R 12 und C 19, realisiert. Im
Einschaltmoment sorgt der Kondensator
C 19 dafür, dass der Transistor gesperrt ist
und der Reset-Eingang (Pin 4 von IC 2) auf
„low“ liegt. Somit wird das IC in einen
definierten Einschaltzustand versetzt.
Weniger als eine Millisekunde, nachdem
die 5-V-Betriebsspannung ansteht, ist der
Kondensator so weit geladen, dass T 1
durchschaltet und so den Reset aufhebt.
Das Taktsignal für IC 2 wird mittels des
Quarzes Q 1 und der Lastkondensatoren
C 2 und C 3 generiert. Der hier erzeugte
6-MHz-Takt wird IC-intern durch entsprechende Vervielfacher auf maximal
48 MHz hochgetaktet.
In dem als EEPROM ausgelegten Speicher IC 1 sind die Erkennungsdaten des
USB-Moduls abgelegt. Mit diesen Daten
kann das Modul vom angeschlossenen
3&6\VWHPHLQGHXWLJLGHQWL¿]LHUWZHUGHQ
Hinterlegt sind die Vendor-ID (Hersteller,GHQWL¿NDWLRQ GLH 3URGXFW,' 3URGXNW
RGHU *HUlWH,GHQWL¿NDWLRQGHU Ä3URGXFW
Description String“ (Produktname) und
die Seriennummer. Die Kommunikation
zwischen dem USB-Controllerbaustein
IC 2 und dem EEPROM erfolgt über eine
so genannte Microwire-Verbindung. Drei
„Verbindungsleitungen“ sind hierfür
notwendig: „CS“ = Chip Select, „SK“ =
Clock und „Din“, „Dout“ = Datenein- und
-ausgang.
Mit diesen wenigen Bauteilen ist
das IC schon voll funktionsfähig. Zur
Signalisierung der Sende- bzw. Empfangsaktivität (Tx und Rx) auf der
566FKQLWWVWHOOH EH¿QGHQ VLFK ]Xsätzlich noch die beiden LEDs D 1 und D
2 auf dem Modul.
Das TXT-Signal des Wandlerbausteins
wird auf den Treibertransistor T 2 gekoppelt, in dessen Kollektorzweig sich die im
Optokoppler IC 4 integrierte Sendediode
und der Strombegrenzungswiderstand R 15
EH¿QGHQ $XI GHU 7UDQVLVWRUVHLWH VWHKW
das Signal dann galvanisch entkoppelt
zur Verfügung und wird danach mit dem
nachgeschalteten Schmitt-Trigger-Gatter
IC 5 C aufbereitet.
Die vom Mikrocontroller des ALC kommenden Informationen gelangen zunächst
auf das Gatter IC 5 B und dann auf den mit
IC 5 A, IC 5 D aufgebauten Treiber für die
in IC 3 integrierte Sendediode.
Der Transistor des Optokopplers IC 3
liefert die vom ALC kommenden Informationen galvanisch entkoppelt zum
Schnittstellenbaustein (IC 2).
Auf der ALC-Seite wird die Sendediode
von IC 3, das Schmitt-Trigger-Gatter IC 5
und der Transistor des Optokopplers IC 4
mit einer über ST 1, Pin 11 zugeführten
Spannung versorgt. Hier dienen C 22 bis
C 24 zur Störunterdrückung und C 25 zur
Pufferung.
Analog-Digital-Wandler
Der A/D-Wandler des ALC 8500 hat die
Aufgabe, alle analogen Messwerte innerhalb des Gerätes in digitale Daten für den
Mikrocontroller umzusetzen. Da innerhalb
des ALCs eine ganze Reihe von analogen
Messwerten zu verarbeiten sind, ist eine
Messwertabfrage im Multiplexverfahren
erforderlich. Der Schaltungsbereich des
A/D-Wandlers ist in Abbildung 30 dargestellt. Hier handelt es sich um einen sehr
genauen Dual-Slope-Wandler mit 14 Bit
Genauigkeit und vorgeschaltetem AnalogMultiplexer. Die Grundelemente dieses
trotz kostengünstigen Aufbaus sehr genauen Wandlers sind der als invertierender
Integrator geschaltete Operationsverstärker
IC 5 D und der Komparator IC 5 C. Das
Grundprinzip dieses Wandlers basiert
darauf, dass die Referenzspannung und
die Mess-Spannung entgegengesetzte
Vorzeichen haben.
Die über R 47 mit Spannung versorgte
Referenzdiode D 2 liefert eine Referenzspannung von -2,5 V, die eine geringe Drift
aufweist. Sowohl die Referenzspannung
als auch alle zu erfassenden Messwerte
gelangen auf die Eingangs-Multiplexer
IC 1 und IC 2, die wiederum vom HauptMikrocontroller über die Signale A0 bis A2
und EN-1, EN-2 gesteuert werden. Vom
Ausgang des Mikrocontrollers gelangen
alle analogen Spannungswerte über R 48
auf den Pufferverstärker IC 5 A, an dessen
Ausgang die Analogwerte dann niederohmig zur Verfügung stehen.
Die Schalterstellung des Multiplexers
IC 4 A ist davon abhängig, ob positive
oder negative Messwerte zu verarbeiten
sind. Negative Mess-Spannungen werden
mit Hilfe des invertierenden Verstärkers
IC 5 B invertiert.
Mit IC 5 D und externer Beschaltung ist
ein Integrator aufgebaut, dessen Integrationskondensator C 1 im Ruhezustand
über den CMOS-Schalter IC 4 B kurzgeschlossen ist. Sobald IC 4 B umschaltet,
liegt am Integrationswiderstand R 1 der
zu erfassende Messwert an.
Die Spannung an IC 5 D, Pin 14, wandert
in negativer Richtung, wobei die Steigungsgeschwindigkeit von der Amplitude des
15
IC1
IC5
7
SAX2
15
180K
CD4053
3
B 9
5
4
CD4053
C2
ADWandler
IC5
1n
EingangsMutiplexer
6
12
-
C3
R47
5
10K
100p
SMD
-2V5 ref
D2
I-MESS-1
U-MESS-1
I-MESS-2
U-MESS-2
I-MESS-3
U-MESS-3
I-MESS-4
U-MESS-4
+
D
+
14
10
C
R6
+8
10K
+
+
T1
BC848C
TLC274
TLC274
100n
TLC274
Inverter
IC2
11
10
9
13
14
15
12
1
5
2
4
LM385/2.5
100n
SMD
B
C51
+7
-
-
IC5
R7
Mono-Klinkenbuchse
13
4K7
BU3
9
IC5
R5
Buchse für
externen
Temperatur
Sensor
C21
C1
270n
100V
100K
-5V
ADC
RES
-2V5 ref
SAA965
SAA965
SAX1
10K
R1
10p
SMD
-5V
CD4051
R11
2
+
TLC274
C25
IC4
A 10
R3
EN-1
1
+1
R2
VEE
6
IC4
A
R4
¯¯
EN
3
10K
-
100K
I/O
R48
3
100K
A2
0
1
2
3
4
5
6
7
47R
2
1M
2K7
R9
2K7
R46
R8
2K7
10K
R10
+5V
I-Lade
A0
A1
R49
11
10
9
13
14
15
12
1
5
2
4
A0
A1
A2
RIM-1
RIM-2
A0
A1
A2
0
1
2
3
4
5
6
7
C4
+5V
+5V
I/O
3
100n
4
16
IC5
¯¯
EN
VEE
6
TLC274
11
EN-2
7
IC1
CD4051
8
C8
16
C5
IC2
100n
CD4051
8
16
C6
-5V
100n
6
7
EN
IC4
C23
Analog/Digital
8
100n
CD4053
-5V
-5V
100n
CD4051
Bild 30: A/D-Wandler mit Eingangs-Multiplexer
Messwertes abhängig ist. Danach wird die
Referenzspannung an R 1 angelegt, und der
nachgeschaltete Komparator IC 5 C umgeschaltet, wenn die Ausgangsspannung des
Integrators wieder im Ruhezustand ist.
Die benötigte Zeit zum Umschalten
ist direkt proportional zur Amplitude des
Messwertes, der zum Abintegrieren des
Wandlers führte. Der Kollektor des nachgeschalteten Transistors T 1 ist mit dem
entsprechenden Port des Mikrocontrollers
verbunden.
'DPLWGHU2IIVHWGHV23VNHLQHQ(LQÀXVV
auf die Messung hat, ist der positive Eingang von IC 5 D über den Spannungsteiler
R 4, R 7 leicht negativ vorgespannt.
Blei-Akku-Aktivator-Funktion
Zur Verhinderung von kristallinen Sulfat-Ablagerungen an den Platten von BleiAkkus ist das ALC 8500 Expert an Kanal 2
mit einer Blei-Akku-Aktivator-Funktion
ausgestattet. Besonders wenn Blei-Akkus
L200
R232
ST200
+AKKU-2
SI200
100m
100uH
+ C201
2m2
50V
U-MESS-2
100n
ker
D1
Kollektor
T202
1N5400
R203
C200
120K
R202
6,3AT
10K
von T200
T3
68K
SicherheitsLastwiderstand
R36
R35
100m
47K
R34
+U
D3
10K
R37
BC858C
R50
R39
150R
33K
T4
LED-Treiber
LL4148
BC858C
100 s Impuls
R42
SchaltTransistor
T5
10K
1K
T6
R32
BA-Impuls
SPD
30N06S2L-13
BC848C
R43
150R
10K
R33
LED
C22
+
1u
100V
-AKKU-2
Bild 31: Blei-Akku-Aktivator-Funktion des ALC 8500 Expert
16
nur saisonweise genutzt, über längere
Zeit gelagert oder mit geringen Strömen
entladen werden, beginnen Sulfat-Ablagerungen die Bleiplatten zu bedecken. Diese
Ablagerungen verringern die nutzbare
2EHUÀlFKHXQGIKUHQVRPLW]XUGHXWOLFKHQ
Leistungsminderung des Akkus.
Mit der in Abbildung 31 dargestellten
Schaltung werden periodische Spitzenstrom-Entladeimpulse bis zu 80 A erzeugt,
die die entsprechenden Ablagerungen an
den Bleiplatten verhindern.
Da die Impulsdauer des alle 30 Sek.
auftretenden Entladeimpulses nur 100 μs
beträgt, wird dem Akku trotz des hohen
Stromes nur wenig Energie entzogen.
Die Ladeschaltung von Kanal 2 unterscheidet sich von Kanal 1 nur durch den zusätzlichen
Widerstand R 232 (Abbildung 31), der
verhindert, dass die Energie aus der
Lade-Endstufe und nicht aus dem Akku
gezogen wird.
Die Reihenschaltung, bestehend aus D 1,
R 35 und der Drain-Source-Strecke des
Transistors T 6, ist direkt mit den Klemmen
des angeschlossenen Akkus verbunden.
Gesteuert wird die Funktion vom zentralen Mikrocontroller, der bei aktivierter
Funktion alle 30 Sek. einen 100-μs-Impuls
über R 32 auf die Basis des Transistors
T 5 gibt. Der Basis-Spannungsteiler des
Transistors T 3 ist wiederum mit dem
Kollektor von T 5 verbunden, so dass bei
durchgesteuertem Transistor T 5 auch T 3
durchgesteuert wird.
Während der 100-μs-Impulsdauer
liegt am Kollektor von T 3 und somit
auch am Gate von T 6 nahezu die volle
Betriebsspannung an. Dadurch wird die
Drain-Source-Strecke des Transistors T 6
Spannungsmessung
R12
R13
120K
IC6
R14
10
120K
BU1
10p
SMD
BU2
Cinch
Sample+Hold
Spannung
IC8
+8
-
10K
R16
Cinch
IC6
+
C
9
C9
+5V
SH-U
10K
C10
3
B 9
5
4
R17
12
1K
CD4053
TLC274
13
C11
100n
4
+ 14
D
IC6
RIM-1
+
TLC274
11
C12
-5V
TLC274
T2
100n
100n
250V
BUZ21L
Strommessung
IC7
R21
5
56K
+
IC8
R23
C14
100m
R22
100m
B
6
+
7
A
2
-
10p
1
R26
56K
220K
10
Sample+Hold
Strom
6
R24
15
5
1K
CD4053
TLC272
R25
RIM-2
IC6
SH-I
C15
C13
+5V
B
+
7
100n
+
8
IC7
TLC274
TLC272
4
100n
250V
C16
-5V
1K
R27
R28
100n
10K
C17
Strom-Regler
IC7
IC8
14
RIM-Impuls
12
11
A
13
C18
- 2
1n
1
CD4053
+
A
+5V
IC6
R30
+ 3
330K
68K
TLC272
R31
10p
R29
22K
C20 +
1
+
A
- 2
PWMStromvorgabe
+ 3
PWM-5
TLC274
IC8
6
7
16
EN
8
100u
16V
C19
Analog/Digital
100n
CD4053
Bild 32: Schaltungsteil zur Messung des Akku-Innenwiderstands beim ALC 8500 Expert
H[WUHPQLHGHURKPLJPVRGDVVIU
die Dauer von 100 μs die Reihenschaltung,
bestehend aus D 1, R 35 und der DrainSource-Strecke von T 6, den Akku belastet.
T 6 kann Impulsbelastungen bis zu 112 A
und D 1 bis zu 200 A verkraften.
Die Anzeige-LED wird über den Transistor T 4 und den Widerstand R 42 mit
Spannung versorgt und dient gleichzeitig
zur Funktionskontrolle. Da aber zur Anzeige ein 100 μs langer Impuls zu kurz
ist, wird bei Aktivierung des Impulses der
Elko C 22 nahezu schlagartig über R 50,
D 3 und die Drain-Source-Strecke des
Transistors entladen. Nach Abschalten des
,PSXOVHVHUIROJWKLQJHJHQGDV$XÀDGHQYRQ
C 22 recht langsam über R 36, so dass T 4
wesentlich länger durchgeschaltet bleibt.
Die Leuchtdauer der Kontroll-LED wird
im Wesentlichen von der mit R 36, C 22
realisierten Zeitkonstante bestimmt.
Akku-Ri-Messfunktion
Ein weiteres Highlight des ALC 8500
Expert ist die Möglichkeit, den Innenwiderstand zu bestimmen. Abbildung 32
zeigt den dafür zuständigen Schaltungsteil.
Bei Hochstromanwendungen ist die Spannungslage unter Lastbedingungen ein wichtiges Kriterium für die Qualitätsbeurteilung
eines Akkus oder Akku-Packs.
Das Grundprinzip der InnenwiderstandsEHVWLPPXQJ LVW HLQIDFK %HL GH¿QLHUWHP
Entladestrom wird der Spannungsabfall
gegenüber dem unbelasteten Zustand ermittelt. Die dabei gemessene Spannungsdifferenz dividiert durch den Belastungsstrom
ergibt den Akku-Innenwiderstand.
Aufgrund der üblicherweise geringen
Innenwiderstände von Akkus sind hohe
Ströme erforderlich, um auswertbare
Spannungsdifferenzen zu erhalten. Dabei
sind aussagekräftige Ergebnisse nur dann
möglich, wenn die Spannungserfassung
direkt am Akku erfolgt. Spannungsabfälle
auf den Messleitungen würden sonst das
Mess-Ergebnis stark verfälschen. Die Belastung des Akkus erfolgt nur mit kurzen
Stromimpulsen, da im anderen Fall eine zu
hohe Verlustleistung zu verkraften wäre.
Zur Kontaktierung am Akku bzw. an
den Messpunkten dienen Spezial-Messleitungen, die jeweils über zwei federnd
gelagerte Mess-Spitzen verfügen. Die
Messleitungen werden an BU 1 und BU 2
in Abbildung 32 angeschlossen, wobei die
inneren Kontaktstifte der Cinch-Stecker
mit den spitzen Mess-Spitzen verbunden
sind und zur Spannungserfassung direkt
DP3UÀLQJGLHQHQ'HU0HVV6WURPÀLHW
über die äußeren Cinch-Stecker-Kontakte
und die breiten Mess-Spitzen der SpezialMessleitungen.
Die Spannungserfassung erfolgt mit
Hilfe des Differenzverstärkers IC 6 C,
an dessen Ausgang im belasteten und im
unbelasteten Zustand die proportionale
Akku-Spannung ansteht.
'HU 3OXVSRO GHV 3UÀLQJV LVW EHU GLH
Prüfspitze mit dem äußeren Anschluss
YRQ%8XQGGHU0LQXVSROGHV3UÀLQJV
mit dem äußeren Anschluss der Buchse
BU 2 (Schaltungsmasse) verbunden. Über
diese Anschlüsse und die breiten Kontakte
GHU 0HVV6SLW]HQ ÀLHW GHU LPSXOVDUWLJH
Entladestrom.
Während des Entladeimpulses wird der
zu prüfende Akku mit der Reihenschaltung,
bestehend aus R 22, R 23 und der DrainSource-Strecke des Transistors T 2, belastet.
Die parallel geschalteten Shunt-Widerstände dienen dabei zur Strommessung, wobei
der stromproportionale Spannungsabfall
über R 21, R 25 abgegriffen wird. Am
Ausgang des Operationsverstärkers IC 7 B
steht die Strominformation verstärkt zur
Verfügung.
Zur Stromregelung dient IC 7 A mit externer Beschaltung. Mit Hilfe eines von
der Mikrocontrollereinheit kommenden
PWM-Signals erfolgt die Vorgabe des SollWertes, wobei IC 6 A zur Pufferung dient.
Der nachgeschaltete Tiefpass, bestehend aus
R 29 und C 20, dient zur Integration des
PWM-Signals, so dass wir an C 20 eine
Gleichspannung zur Sollwert-Vorgabe
erhalten.
Über den mit R 30, R 31 aufgebauten
Spannungsteiler gelangt der Soll-Wert
auf den nicht invertierenden Eingang von
IC 7 A (Pin 3).
Der Ist-Wert des Stromes kommt über
R 28 direkt vom Shunt (R 22, R 23) und
wird auf den nicht invertierenden Eingang
17
Schalttransistor
Speicherdrossel
L100
T100
U-LADE-1/2
6,3AT
SPP
15P10P
100n
ker
C100
D102
330R
R101
D101
R125
R105
470R
+5V
Strommessung
30m
1n
10
+
9
-
C
R113
D105
470R
1n
D104
R129
22n
C110
3K3
3K3
C109
R112
100p
R111
4K7
R128
IC103
2K2
R109
+5V
C108
ST101
-AKKU-1
+8
TLC274
LL4148 LL4148
2K2
SG3524A
C107
10K
R103
100n
R108
100K
R110
10K
16
14
13
12
11
10
9
I-MESS-1
150K
+
C105
IN - VREF
E2
IN +
C2
OSC
C1
CL +
E1
CL SD
RT
CT COMP
R114
1
2
3
4
5
6
7
1K
10K
+1
ZPD8V2
IC101
47K
R126
TLC274
R106
U-MESS-1
R116
PWMSchaltregler
R107
4K7
R127
27K
R104
3
A
100n
ker
D103
100K
IC103
2
+ C101
2m2
50V
STPS10L60D
BZW06-58B
R102
BZW06-10B
120K
C104
270R
R100
D100
ST100
+AKKU-1
SI100
100uH
LADEN-1
10p
ENTL-1
+5V
+5V
D106
D107
LL4148
D108
+24V
47R
LL4148
15
10M
R118
2K2
R117
+
22u
63V
+
7
12
27K
+
1K
D
+
14
+
TLC274
470R
Sollwert
Entladen
R121
BD249C
+5V
EntladestromRegler
C114
4
R122
IC103
47K
+
C116
100u
16V
22p
C117
4K7
C115
R123
TLC274
22p
100m
5
B
100n
T102
R120
IC103
-
13
R124
PWM-1
R119
10n
IC103
6
C103
BC337-40
+
100u
16V
C102
SG3524A
8
R130
10K
C106
IC101
T101
C113
10p
R131
1N4001
Sollwert
Laden
C112
47K
R115
C111
TLC274
11
100n
C118
100n
-5V
Bild 33: Schaltung der Lade-/Entlade-Endstufe für Kanal 1
von IC 7 A gegeben. Während des RIMImpulses an Pin 11 von IC 8 A wird der
Ausgang des Stromreglers (IC 7 A, Pin 1)
über R 27 mit dem Gate von T 2 verbunden. Abhängig von der Ausgangsspannung
wird der Drain-Source-Widerstand des
Leistungs-FETs gesteuert.
Da für die Messwerte von Strom und
Spannung nur 100 ms zur Verfügung stehen, die A/D-Wandlung aber mehr Zeit
in Anspruch nimmt, sind sowohl bei der
Spannungs- als auch bei der Strommessung „Sample-and-Hold“-Glieder nachgeschaltet. Das „Sample-and-Hold“-Glied
für die Spannungsmessung ist mit IC 8 B,
R 17, C 11 und dem Pufferverstärker IC 6 D
aufgebaut, während das für die Strommessung zuständige Glied über IC 8 A, R 24,
C 15 und IC 6 B realisiert wurde.
Die Kondensatoren C 9, C 12, C 13,
C 16 und C 19 dienen zur Störabblockung
18
an den Versorgungspins der einzelnen
integrierten Schaltkreise.
Lade-/Entlade-Endstufen für Kanal 1
und Kanal 2
Zu den wichtigsten Baugruppen innerhalb eines Ladegerätes zählen natürlich
die Lade-/Entlade-Endstufen, die beim
ALC 8000 insgesamt dreimal und beim
ALC 8500 Expert viermal vorhanden sind.
Mit Ausnahme des Widerstands R 232 sind
beim ALC 8500 Expert die Lade-/EntladeEndstufen für Kanal 1 und 2 sowie für Kanal
3 und 4 jeweils vollkommen identisch. Die
Bauteilnummerierung für den Ladekanal
1 (Abbildung 33) beginnt mit 1 als erster
Ziffer und die Bauteilnummerierung für
Kanal 2 demzufolge mit 2.
Auf die einzige Abweichung wurde
bereits bei der Beschreibung der Blei-Akku-
Aktivator-Funktion eingegangen.
Die Lade-Endstufen arbeiten als getaktete PWM-Schaltregler, und der im gleichen
Schaltbild dargestellte Entladezweig arbeitet als Linearregler.
Betrachten wir zuerst den unten eingezeichneten Entladezweig, wo der zentrale
Mikrocontroller die Sollwert-Vorgabe
mit Hilfe eines pulsweitenmodulierten
Signals steuert. Dieses PWM-Signal gelangt über den Pufferverstärker IC 103 B
auf die mit R 121, R 123, C 115 aufgebaute
R/C-Kom-bination zur Mittelwertbildung.
Gleichzeitig wird mit R 121, R 123 die
Spannung heruntergeteilt und auf den nicht
invertierenden Eingang des mit IC 103 D
aufgebauten Stromreglers gegeben.
Die Freigabe des Entlade-Stromreglers
erfolgt mit einem „High-Signal“ an der
Katode der Diode D 106 (von der Mikrocontrollereinheit gesteuert). Bei einem
„Low-Signal“ hingegen bleibt der Transistor T 101 über die Diode D 106 gesperrt.
D 107 dient zur gegenseitigen Verriegelung der Lade-/Entlade-Endstufe. Die
Entladung kann nur erfolgen, wenn die
Katode von D 107 ebenfalls „High“-Pegel
führt.
Während des Entlade-Vorgangs erhalten
wir am Shunt-Widerstand R 124 einen dem
Entladestrom proportionalen Spannungsabfall, der über R 122 auf den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
IC 103 D geführt wird. Der Regler vergleicht nun die Mess-Spannung mit der
Sollwert-Vorgabe an Pin 12.
Der OP-Ausgang steuert über R 119 den
Emitterfolger T 101 und dieser wiederum
den Entlade-Transistor T 102, so dass der
Regelkreis wieder geschlossen ist.
Ebenfalls erhalten wir einen zum Entladestrom proportionalen Spannungsabfall am Shunt-Widerstand R 113. Dieser
Spannungsabfall wird zur Strommessung
über R 107 auf den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers IC 103 C
gegeben, dessen Verstärkung durch den
Widerstand R 114 im Rückkopplungszweig
und den Widerstand R 116 bestimmt wird.
Über den Multiplexer IC 2 im Digitalteil
(Abbildung 30) gelangt die Mess-Spannung letztendlich zum A/D-Wandler und
von hier aus als digitale Information zum
Mikrocontroller.
Im Lademode ist der im oberen
Schaltungsbereich eingezeichnete PWMSchaltregler aktiv und der Entladeregler
über D 106 und D 107 gesperrt. Auch im
Lademode erhalten wir einen stromproportionalen Spannungsabfall am Shunt-Widerstand R 113, jedoch mit umgekehrter
Polarität.
Zentrales Bauelement der Lade-Endstufe
ist das bekannte Schaltregler-IC SG 3524
(IC 101), dessen interner Schaltungsaufbau in Abbildung 34 dargestellt ist. Mit
Ausnahme des Leistungs-Schalttransistors
enthält dieses IC sämtliche Stufen, die
zum Aufbau eines PWM-Schaltreglers
erforderlich sind.
Eine interne Referenzspannung steht an
Pin 16 zur Verfügung und dient zunächst
zur Speisung des mit R 127 und R 128 aufgebauten Spannungsteilers an Pin 2 (nicht
invertierender Eingang des Fehlerverstärkers). Der Ist-Wert gelangt über den Widerstand R 126 auf den invertierenden Eingang
des integrierten Fehlerverstärkers.
Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers IC 103 A ist wiederum abhängig
vom gemessenen Ausgangsstrom und
von der Sollwert-Vorgabe des Mikrocontrollers. Mit Hilfe der R/C-Kombination
R 130, C 106 wird aus dem PWM-Signal
des Mikrocontrollers der arithmetische
Mittelwert gebildet.
Die zum Ausgangsstrom proportionale
Vi
15
V REF.
REF.
REG.
+5V
OSC.OUT
3
+5V
+5V
CA
FLIP
FLOP
EA
+5V
CB
COMP
EB
16
12
11
RT
6
CT
OSC.
7
13
(RAMP)
COMPENSATION
9
INV.INPUT
1
N.I.INPUT
2
+5V
+5V
CUR
LIMIT
ERROR
AMP
GND
1k
8
14
+SENSE
4
-SENSE
5
SHUTDOWN
10
10k
Bild 34: Interner Aufbau des SG 3524
Spannung kommt direkt vom Stromverstärker IC 103 C und wird über R 106 auf den
nicht invertierenden Eingang von IC 103 A
gegeben. Dieser Eingang wird über R 104
zusätzlich vorgespannt.
Der Regler vergleicht ständig die Eingangsgrößen miteinander und steuert über
seinen an Pin 9 mit einer R/C-Kombination
beschalteten Ausgang den integrierten
Komparator und somit das PWM-Ausgangssignal (Puls-Pausen-Verhältnis).
Die Schaltfrequenz des Step-down-Wandlers wird durch die externe Oszillatorbeschaltung an Pin 6 und Pin 7 (R 111, C 108)
bestimmt.
Zwei integrierte Treibertransistoren an
Pin 11 bis Pin 14 dienen zur Steuerung des
selbstsperrenden P-Kanal-Leistungs-FETs
T 100. Der Spannungsteiler R 100, R 101
sowie die Diode D 103 dienen zusammen
mit der Transil-Schutzdiode D 100 zur
Begrenzung der Drain-Source-Spannung.
Die am Shunt-Widerstand R 113 abfallende Spannung ist direkt proportional zum
Ladestrom. Über den mit R 105, R 129
aufgebauten Spannungsteiler gelangt die
Spannung zur schnellen Maximalstrombegrenzung auf die Chip-interne Strombegrenzerschaltung (Pin 4, Pin 5).
Solange der PWM-Ausgang des SG 3524
den P-Kanal-Leistungs-FET (T 100) durchVWHXHUW ÀLHW GHU /DGHVWURP EHU GLHVHQ
Transistor, die Speicherdrossel L 100
und die Sicherung SI 100 zum Ausgang
(Akku) und über den Shunt-Widerstand
R 113 zurück.
Aufgrund der in L 100 gespeicherten
Energie bleibt der Stromfluss bei gesperrtem FET (T 100) über die schnelle
Schottky-Diode D 102 aufrechterhalten.
Der Ausgangsstrom ist direkt abhängig
vom Tastverhältnis, wobei der Elko C 100
zur Glättung dient.
Die Transil-Schutzdiode D 101 eliminiert
Störimpulse, und die Sicherung SI 100 dient
zum Schutz des angeschlossenen Akkus und
der Endstufe im Fehlerfall oder bei einem
verpolten Akku.
Lade-/Entlade-Endstufen für Kanal 3 und Kanal 4
Wie bereits erwähnt, ist die Elektronik
für die Ladekanäle 3 und 4 ebenfalls
identisch aufgebaut. Die in Abbildung 35
dargestellte Schaltung ist also doppelt
vorhanden. Alle Bauteilnummerierungen
für den Ladekanal 3 beginnen mit 3 als
erster Ziffer und die Nummerierungen für
Kanal 4 grundsätzlich mit 4. In der Schaltungsbeschreibung beziehen wir uns auf
den Ladekanal 3.
Betrachten wir zuerst den Ladezweig im
oberen Bereich des Schaltbildes. Von der
Mikrocontrollereinheit gesteuert, erfolgt
das Ein- und Ausschalten des Ladezweiges
mit Hilfe des Transistors T 302. Der Laderegler ist mit IC 300 A und externen
Komponenten realisiert, wobei es sich um
einen Stromregler handelt.
Zur Messung des Lade- und Entladestroms dient der Shunt-Widerstand R 309,
dessen Spannungsabfall über R 304 auf den
nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers IC 300 B gegeben wird. Die
Verstärkung ist abhängig vom Widerstand
R 306 im Rückkopplungszweig und vom
Widerstand R 310.
19
Bild 35: Schaltung
der Lade-/Entladestufe für Kanal 3
Lade-Entladestufe
D300
ST300
+AKKU-3
SI300
T300
U-LADE-3/4
1.6AT
1N4001
R300
D301
BD242C
D305
C300
47R
100n
1N4007/SMD
BZW06-58B
Laderegler
+5V
B
+1
+
TLC274
6
C302
+
2K2
120K
R302
R301
+
+7
I-MESS-3
TLC274
82K
A
47u
25V
2K2
R307
3
IC300
5
100K
-
10K
2
22K
R305
R321
+5V
Strommessung
R304
R306
10n
IC300
270R
R303
C301
T301
U-MESS-3
100n
ENTL-3
10p
10p
10K
C305 C306 C307
4K7
22p
R308
22p
R309
BC848C
C304
R310
T302
4K7
C303
100m
LADEN-3
ST301
-AKKU-3
BC337-40
R322
+5V
+5V
R311
2K2
D304
+
10M
10n
Sollwert
Laden
Sollwert
Entladen
IC300
56K
TLC274
1N4001
LL4148 LL4148
47R
D
C308
+
R314
12
D302 D303
14
33K
PWM-3
-
R313
13
R312
IC300
R323
+5V
9
10
C
+8
+5V
C309
R315
10K
+
T303
100n
BC337-40
T304
TLC274
R316
TLC274
11
BD249C
330m
5K6
22p
R320
100u
16V
EntladestromRegler
470R
22p
C312
R319
100u
16V
+
R318
+
33K
C313
R317
47K
C311 C314
4
IC300
C310
100n
-5V
Die am Ausgang zur Verfügung stehende
stromproportionale Spannung zur Steuerung des Ladereglers wird gleichzeitig zur
Messung der Prozessoreinheit zugeführt.
Im Entladebetrieb erhalten wir einen
Spannungsabfall mit entgegengesetztem
Vorzeichen.
Der mit IC 300 A aufgebaute Linearregler vergleicht die Sollwert-Vorgabe an
Pin 3 mit dem Ist-Wert des Ladestroms, der
von IC 300 B, Pin 7 geliefert wird.
Der Reglerausgang steuert über den
Treibertransistor T 301 direkt den PNPEntstufentransistor T 300.
Über die zum Entladeschutz bei ausgeschaltetem Gerät eingesetzte Diode D 300
und die Schmelzsicherung SI 300 gelangt
die Ladespannung zum Ausgang ST 300.
D 305 dient bei verpolt angeschlossenem
Akku zum Schutz des Ladegerätes und des
Akkus, indem die Schmelzsicherung SI 300
dann gezielt anspricht.
Zur Messung wird die Akku-Spannung
mit R 301, R 308 heruntergeteilt und auf
den Eingangs-Multiplexer des Dual-SlopeA/D-Wandlers in Abbildung 30 geführt.
Die Sollwert-Vorgabe des Ladestroms
20
erfolgt mit Hilfe eines PWM-Signals von
der Mikrocontrollereinheit. Dieses Signal
wird mit IC 300 D (im Schaltbild unten
links) gepuffert und anschließend mit Hilfe
eines nachgeschalteten Integrationsgliedes
der Gleichspannungsmittelwert gewonnen.
R 313 und R 317 dienen dabei gleichzeitig
als Spannungsteiler.
Vom Mikrocontroller gesteuert, erfolgt
das Ein- und Ausschalten des Entladekanals
über die Diode D 303.
Die Entlade-Endstufe ist im unteren
%HUHLFKGHV6FKDOWELOGHV]X¿QGHQ$XFK
hierbei handelt es sich um einen linearen
Regler, der über dasselbe PWM-Signal vom
Mikrocontroller gesteuert wird.
Mit Hilfe des RC-Gliedes R 314, R 318,
C 314 erfolgt dann die Mittelwertbildung,
wobei der Spannungsteiler R 314, R 318
die Steuergleichspannung weiter herunterteilt. Die Sollwert-Vorgabe erfolgt somit
an Pin 10 von IC 300 C.
Die zum Entladestrom proportionale
Mess-Spannung am Shunt-Widerstand
R 320 repräsentiert den Ist-Wert, der über
R 316 auf den invertierenden Eingang von
IC 300 C gegeben wird. Der Regler führt
dann einen Ist-/Soll-Wert-Vergleich durch
und steuert über den Transistor T 303 den
Entladetransistor T 304, sofern die gesamte
Stufe über „High“-Signale an den Katoden
von D 302 und D 303 freigegeben ist.
Alle weiteren Kondensatoren im Bereich der Lade-/Entlade-Endstufe dienen
zur Verhinderung von hochfrequenten
6W|UHLQÀVVHQXQG]XU6FKZLQJQHLJXQJVunterdrückung.
Lüftersteuerung
Zur Abfuhr der insbesondere im Entladebetrieb entstehenden Abwärme ist das
ALC 8000/ALC 8500 Expert mit einem
hochwertigen Kühlkörper-Lüfteraggregat
ausgestattet, dessen Lüfter über die in
Abbildung 36 dargestellte Schaltung versorgt wird. Die Lüfter-Drehzahl wird dabei
abhängig von der Kühlkörpertemperatur
mit Hilfe eines PWM-Signals von der
Mikrocontrollereinheit gesteuert.
Das PWM-Signal zur Lüftersteuerung
wird über R 61 direkt auf die Basis des
Transistors T 60 gegeben, in dessen Kollektorzweig sich der 12-V-Lüfer mit dem
Bild 36: Ansteuerung
des Lüfters mit einem PWM-Signal
Bild 37: Primärseitige Netzversorgung des ALCs
S1000
+24V
BU1000
KL1000
R60
Lüftersteuerung
150R
SI1000
800mAT
ST60
C1000
C60
+
D60
C61
10u
25V
100n
SMD
100n
X2
L
ZPD12V
ST61
Lüfter
Shadow
D61
R61
T60
1K
1N4001
BD675
9RUZLGHUVWDQG 5 EH¿QGHW hEHUVSDQnungen am Lüfter werden mit der Z-Diode
D 60 verhindert und D 61 unterdrückt
Gegeninduktionsspannungen am Transistor
T 60. Der Elko C 60 und der Kondensator
C 61 dienen zur Störunterdrückung am
Lüftermotor.
Spannungsversorgung
Die Spannungsversorgung des AkkuLade-Centers ist in Abbildung 37 und
Abbildung 38 zu sehen, wobei die in Abbildung 37 dargestellten Komponenten direkt
mit der 230-V-Netzspannung verbunden
sind. Von BU 1000 gelangt die Netzspannung dann über die Netzsicherung SI 1000
und den 2-poligen Netzschalter S 1000
zur Schraubklemme KL 1000. An dieser
Klemme sind direkt die Primärleitungen
des Netztransformators angeschlossen.
Der X2-Kondensator C 1000, parallel zur
Primärwicklung, dient zur Störunterdrückung.
Der in Abbildung 38 links eingezeichnete
Netztransformator verfügt über drei Sekundärwicklungen und liefert alle Spannungen,
die innerhalb des ALCs benötigt werden.
Zunächst ist für die Hochstromkanäle
1 und 2 die obere Trafowicklung (ST 1,
ST 2) zuständig. Diese Wicklung liefert
eine Wechselspannung von ca. 32,5 V
bei einem Maximalstrom von 2,75 A.
Nach der Gleichrichtung mit D 10 bis D
13 übernimmt der Elko C 29 die Pufferung
der unstabilisierten Spannung. Die direkt
parallel zu den Gleichrichterdioden liegenden Keramik-Kondensatoren C 26, C 27,
C 30 und C 31 verhindern Störspitzen im
Schaltbereich der Dioden und C 28 dient
zur weiteren Störabblockung.
Bei ausgeschaltetem Ladegerät verhindert die Diode D 22 die Entladung eines
eventuell am Ladeausgang angeschlosVHQHQ$NNXVXQG5HQWOlGWGH¿QLHUWEHL
ausgeschaltetem Gerät den Elko C 29.
Zur Versorgung der Laderegler in den
Endstufen wird eine Spannung von 24
V benötigt, die der Festspannungsregler
IC 13 liefert. Damit im Leerlaufbetrieb
der Eingangs-Spannungsbereich von IC
13 nicht überschritten wird, sorgt R 53 für
einen entsprechenden Spannungsabfall.
TR1
D22
ST1
D11
P600
R53
100n
SB560
100n
C29
C28
32,5V
2,75A
D12
P600
ST2
D13
C30
100n
P600
4m7
50V
100n
ker
C31
+
100R
2W
P600
U-LADE-1/2
C27
Ladespannung für
Kanal 1+2
IN
4K7
C26
R44
D10
C40
C41
100n
ker
100n
IC13
+24V
OUT
7824
+
GND
10u
50V
+U
ST3
IN
230V
50Hz
8V
0,25A
ST4
D14
8V
0,25A
ST5
D16
D15
1N4001
C33
C32
1N4001
1N4001
C36
C35
7805
+
C34
GND
+
10u
25V
+
C37
GND
1m
16V
100n
1N4001
+5V
OUT
1m
16V
100n
Netzteilplatine
D17
IC11
IN
+
10u
25V
IC12
OUT
-5V
7905
ST6
U-LADE-3/4
D19
1N5400
16,6V
1,4A
D20
ST7
100n
D21
1N5400
C39
C38
+
4m7
35V
Ladespannung für
Kanal 3+4
10K
1N5400
R45
D18
1N5400
Transformator
Bild 38: Netzteil des ALC 8000/ALC 8500 Expert
21
Ansicht der fertig bestückten
Basisplatine des
ALC 8500 Expert
mit zugehörigem
Bestückungsplan von der
Lötseite.
Originalgröße:
182 x 150 mm
22
Ansicht der fertig bestückten
Basisplatine des
ALC 8500 Expert
mit zugehörigem
Bestückungsplan von der Bestückungsseite
Originalgröße:
182 x 150 mm
23
C 40 und C 41 dienen zur Blockung am
Spannungsreglereingang.
Die zweite Sekundärwicklung in Schaltbildmitte liefert die Spannungen zur Versorgung der gesamten Steuerelektronik und
der Mikrocontrollereinheit des ALCs. Hier
werden sowohl eine positive als auch eine
negative Spannung von 5 V benötigt.
Diese Sekundärwicklung mit Mittelanzapfung (ST 3 bis ST 5) speist die mit
D 14 bis D 17 aufgebauten MittelpunktZweiweg-Gleichrichterschaltungen. D 14
und D 15 versorgen dabei den Positivregler
IC 11 am Eingang (IN) mit der unstabilisierten Gleichspannung und D 16, D 17
den negativen Spannungsregler IC 12.
Ausgangsseitig stehen dann stabilisiert
+5 V und -5 V zur Verfügung.
Die Pufferung der Eingangsspannungen
in diesem Bereich übernehmen die Elkos C 33 und C 36, während C 32, C 35
KRFKIUHTXHQWH 6W|UHLQÀVVH DP (LQJDQJ
der Regler verhindert. Schwingneigungen
an den Ausgängen werden mit C 34 und
C 37 unterdrückt.
Die dritte Sekundärwicklung im unteren
Bereich des Schaltbildes ist für die Ladekanäle 3 und 4 zuständig und speist den mit
D 18 bis D 21 aufgebauten Brückengleichrichter. Gepuffert wird die unstabilisierte
Spannung mit C 39, wobei R 45 den Elko
im ausgeschalteten Zustand entlädt. HochIUHTXHQWH6W|UHLQÀVVHZHUGHQPLW&
unterdrückt.
Die Beschreibung sämtlicher Stufen
innerhalb des ALC 8500 Expert ist damit abgeschlossen, so dass wir uns dem
praktischen Aufbau zuwenden können.
Nachbau
Die außergewöhnlichen Leistungsmerkmale und der damit verbundene hohe
Schaltungsaufwand erwecken zunächst
den Eindruck eines sehr aufwändigen und
komplizierten Nachbaus. In Wirklichkeit
ist der praktische Aufbau nicht kompliziert
und verhältnismäßig schnell erledigt. Der
Grund dafür liegt in der SMD-Vorbestückung der Leiterplatten.
Beim ALC 8500 Expert kommen sowohl
konventionelle, bedrahtete Bauelemente
als auch SMD-Komponenten für die
2EHUÀlFKHQPRQWDJH]XP(LQVDW]'DGDV
$XÀ|WHQGHU60',&VLQVEHVRQGHUHEHL
den hochintegrierten Bauteilen wie Mikrocontroller, Speicherbausteine usw. von
Hand sehr schwierig ist und dabei immer
die Gefahr von Kurzschlüssen besteht, werden sämtliche Leiterplatten mit vollständig
bestückten SMD-Bauteilen geliefert.
Die SMD-Komponenten machen einen
Großteil der Elektronik des ALC 8500 Expert
aus. Von Hand zu bestücken sind dann nur
noch die Bauelemente in konventioneller
Ausführung, wobei es sich vorwiegend um
Stückliste: Basis-Einheit ALC 8500 Expert
Widerstände:
14 cm Manganindraht,
P ..................... R113, R213
:0HWDOOR[LG..................R22,
R23, R309, R409
:0HWDOOR[LG...................R35
: ..............R124, R224, R232
.............................. R320, R420
............R131, R231, R323, R423
: ....................................R53
:0HWDOOR[LG..................R60
..........R100, R200, R303, R403
............................... R101, R201
N ...........................................R44
Kondensatoren:
100 nF/ker..........C26–C28, C30, C31,
C40, C101, C104, C201, C204
100 nF/250 V ....................... C11, C15
270 nF/100 V ..................................C1
1 μF/100 V....................................C22
10 μF/25 V..........C34, C37, C60, C85
10 μF/50 V....................................C41
22 μF/63 V....................... C103, C203
47 μF/25 V....................... C302, C402
100 μF/16 V...................... C20, C106,
C115, C206, C215, C313,
C314, C413, C414
1000 μF/16 V....................... C33, C36
2200 μF/50 V/105 °C ...... C100, C200
4700 μF/35 V................................C39
4700 μF/50 V................................C29
Halbleiter:
7805 .............................................IC11
7905 .............................................IC12
7824 .............................................IC13
BUZ21L/IRL540N ......................... T2
BD675........................................... T60
SPP15P10P .......................T100, T200
24
BC337-40.............. T101, T201, T301,
T303, T401, T403
BD249C ....... T102, T202, T304, T404
BD242C ............................T300, T400
1N5400 .........................D1, D18–D21
P600G ..................................D10–D13
1N4001 ......................D14–D17, D61,
D108, D208, D300,
D304, D400, D404
SB560 ...........................................D22
ZPY12/1,3 W................................D60
BZW06-10B ....................D100, D200
BZW06-58B ....................D101, D201
STPS10L60D...................D102, D202
ZPD8,2 V/0,4 W ..............D103, D203
BZW06-58B ....................D301, D401
Sonstiges:
1 Basisplatine, komplett SMD-bestückt
Quarz, 16 MHz, HC49U............Q80
Speicherdrossel, 100 μH, 4 A,
L100, L200
Temperatursensor, KTY81-121
(SAA965) ...................SAX1, SAX2
Sound-Transducer, 3 V, print ........PZ1
Trafo, 1 x 32,5 V/2,75 A, 16,6 V/
1,4 A, 2 x 8,9 V/0,25 A ............. TR1
Cinch-Einbaubuchse,
print................................. BU1, BU2
Klinkenbuchse, 3,5 mm, mono,
print........................................... BU3
Stiftleiste, 2 x 10-polig, gerade,
print............................................ST8
Stiftleiste, 1 x 4-polig, gerade,
print..........................................ST10
Lötstift mit Lötöse ........... ST60, ST61
Sicherung, 6,3 A, träge ..SI100, SI200,
Ersatzsicherung
Sicherung, 1,6 A, träge ... SI300, SI400,
Ersatzsicherung
VDE-Sicherungshalter, liegend,
print...... SI100, SI200, SI300, SI400
Sicherheits-Messgerätebuchse, 4 mm,
Rot............................ ST100, ST200,
ST300, ST400
Sicherheits-Messgerätebuchse, 4 mm,
Schwarz.................... ST101, ST201,
ST301, ST401
1 USB-Modul UO100-ALC8500,
komplett bestückt
6 Glimmerscheiben, TOP-66
4 Glimmerscheiben, TO-3P
10 Isolierbuchsen, TO-220
1 Zylinderkopfschraube, M3 x 5 mm
18 Zylinderkopfschrauben, M3 x 6 mm
4 TORX-Schrauben für Kunststoff,
4,0 x 10 mm
19 Muttern, M3
5 Fächerscheiben, M3
16 Lötstifte, 1,3 mm
4 Stiftleisten, 1 x 3-polig, gerade, print
/IWHUNKON|USHUSUR¿OH/.
1 Axiallüfter, 12 V, 40 x 40 x 10 mm
1 Kühlkörper-Isolierplatte, bearbeitet
1 Sensorschelle
2 Aderendhülsen, 0,75 mm2
6 Kabelbinder, 90 mm
1 Tube Wärmeleitpaste
1 CD Software ALC 8500 Expert
1 USB-Kabel (Typ A auf Typ B)
für USB 2.0, 1,5 m
4 cm Schrumpfschlauch, 1/16“, Schwarz
14 cm Gewebeisolierschlauch, 2 mm
FPÀH[LEOH/HLWXQJ
ST1 x 0,22 mm2, Schwarz
FPÀH[LEOH/HLWXQJ
ST1 x 0,75 mm2, Rot
FPÀH[LEOH/HLWXQJ
ST1 x 0,75 mm2, Schwarz
Bild 39: Einbaulage der Leistungswiderstände und Dioden
die Leistungselektronik handelt.
Bei den insgesamt fünf im ALC 8500
Expert vorhandenen Leiterplatten handelt
es sich um die große Basisplatine mit allen
wesentlichen Baugruppen, die Displayplatine, die USB-Platine, die Anzeigenplatine
und die kleine Netzplatine.
Bestückung der Basisplatine
Wir beginnen die Bestückungsarbeiten
mit der großen Basisplatine, wo zuerst die
bedrahteten Widerstände einzulöten sind.
Als Besonderheit ist dabei zu beachten,
dass einige Widerstände mit ca. 2 bis
3 mm Leiterplattenabstand zu montieren
sind (Abbildung 39). Dies betrifft die Widerstände R 22, R 23, R 35, R 124, R 224,
R 232, R 309 und R 409.
Die Anschlüsse der Widerstände werden
auf Rastermaß abgewinkelt, von oben durch
die zugehörigen Platinen geführt, an der
Platinenunterseite leicht angewinkelt und
verlötet. Danach werden die überstehenden
Drahtenden, wie auch bei allen nachfolgend
zu bestückenden Bauteilen, mit einem
scharfen Seitenschneider direkt oberhalb
der Lötstellen abgeschnitten.
Im nächsten Arbeitsschritt erfolgt die
Bestückung der Dioden, wobei unbedingt
die korrekte Polarität zu beachten ist.
Dioden sind üblicherweise an der Katodenseite (Pfeilspitze) durch einen Ring
gekennzeichnet. Eine Ausnahme bilden hier
die Transil-Schutzdioden, die mit beliebiger
Polarität bestückt werden dürfen.
Bei folgenden Dioden ist ein Leiterplattenabstand von 2 bis 3 mm (siehe Abbildung 39) erforderlich: D 10 bis D 13, D 22.
Zum Anschluss des Lüfters werden
2 Lötstifte mit Öse in die zugehörigen
Platinenbohrungen von ST 60 und ST 61
gepresst und sorgfältig verlötet.
Bild 41: Konfektionierung der LüfterAnschlussleitungen
Es folgen die Kleinsignal-Transistoren,
deren Anschlüsse vor dem Verlöten möglichst weit durch die zugehörigen Platinenbohrungen zu führen sind.
Der Transistor T 60 ist stehend mit möglichst kurzen Anschlüssen einzulöten.
Die Spannungsregler IC 11 bis IC 13 und
der Leistungs-FET T 2 werden in liegender Position mit Schrauben M3 x 6 mm,
Zahnscheiben und Muttern auf die Platine
montiert (Abbildung 40). Erst wenn die
Komponenten festgeschraubt sind, erfolgt
das Verlöten der Anschlüsse.
Die Anschlüsse der Keramik- und Folienkondensatoren sind vor dem Verlöten
so weit wie möglich durch die zugehörigen
Platinenbohrungen zu führen.
Weiter geht es dann mit dem Einbau der
Elektrolyt-Kondensatoren, deren korrekte
Polarität sehr wichtig ist. Falsch gepolte
Elkos können explodieren oder auslaufen.
Bei den Elkos ist die Polarität meistens am
Minuspol gekennzeichnet.
Auch der Sound-Transducer PZ 1 ist
gepolt. Das Plussymbol am Bauteil muss
mit dem Symbol im Bestückungsdruck
übereinstimmen.
Zum Anschluss der LadeendstufenTransistoren T 100, T 200, T 300 und
T 400 dienen dreipolige Stiftleisten, die
direkt in die zugehörigen Bohrungen der
Platine zu löten sind. 1,3-mm-Lötstifte
werden zum Anschluss der Entladeendstufen-Transistoren und der Schottky-Dioden
Zahn-
scheibe
Bild 40: Einbau der Spannungsregler
und des Transistors T 2
Bild 42: Montage des Lüfters am Kühlkörper
D 102, D 202 benötigt. Diese Stifte werden
ebenfalls von oben in die zugehörigen
Platinenbohrungen gepresst und an der
Unterseite sorgfältig verlötet.
Eine danach einzulötende 20-polige
Stiftleiste stellt die Verbindung zur Frontplatine her, und eine 4-polige Stiftleiste dient
zum Anschluss der USB-Schnittstelle.
Die 4 Sicherungshalter, die Klinkenbuchse BU 3 und die beiden Cinch-Buchsen
BU 1, BU 2 müssen vor dem Verlöten
SODQDXIGHU3ODWLQHQREHUÀlFKHDXÀLHJHQ
Wichtig ist, dass diese Bauteile mit viel
Lötzinn festgesetzt werden, wobei eine zu
große bzw. zu lange Hitzeeinwirkung auf
die Kunststoffteile zu vermeiden ist.
Die Anschlüsse der beiden Speicherdrosseln L 100 und L 200 sind auf die erforderliche Länge zu kürzen, vorzuverzinnen
und in die zugehörigen Platinenbohrungen
zu löten. Danach werden die Spulen mit
hitzebeständigen Kabelbindern stramm auf
GHU3ODWLQHQREHUÀlFKHEHIHVWLJW
Montage des LüfterKühlkörper-Aggregates
Besonders im Entladebetrieb entsteht
Abwärme, die mit Hilfe eines LüfterKühlkörper-Aggregates im ALC 8500
Expert abgeführt wird. Alle Lade- und
Entladeendstufen-Transistoren sowie
die Dioden D 102 und D 202 werden an
diesen Kühlkörper montiert, der aus zwei
3UR¿OKlOIWHQEHVWHKW
'LHEHLGHQ+lOIWHQGHV3UR¿OVZHUGHQ
zunächst mittels der SchwalbenschwanzFührungen zusammengefügt und danach
mit einer Öffnung nach oben auf die Arbeitsplatte gestellt (die Fügerillen sollen
zum Betrachter weisen).
Die Anschlussleitungen des Lüfters
sind entsprechend Abbildung 41 vorzubereiten.
Nun wird der Lüfter oben auf den
Kühlkörper gelegt, und zwar so, dass der
am Lüftergehäuse angebrachte Pfeil zum
Kühlkörper weist (die Luft wird in das Kühlkörperinnere gedrückt). Das Zuleitungspaar
des Lüfters (schwarz-rote Leitung) muss
VLFKYRUQHEH¿QGHQ$EELOGXQJ
Der Kühlkörper weist an 4 seiner AußenÀlFKHQPLWWLJNRQWXULHUWH5XQGQXWHQDXI
die für die Aufnahme von M3-Schrauben
ausgelegt sind und genau zu den 4 Montagebohrungen des Lüfters passen. Es werden
Montageschrauben M3 x 20 mm verwendet,
GLH MHZHLOV GXUFK GLH 0RQWDJHÀDQVFKH
des Lüfters zu führen sind. Mittels eines
Schraubendrehers dreht man die Schrauben
dann mühelos ein, lässt sie aber noch etwas
locker. In die 4 Kühlkörpermontagebohrungen der Basisplatine werden nun von
unten Schrauben M3 x 6 mm gesteckt. Auf
der Bestückungsseite folgt eine PertinaxIsolierplatte. Die Schrauben werden danach
25
-
Bild 43: Montage der Leistungsbauelemente am Kühlkörper
mit M3-Muttern versehen, die jedoch nur
mit wenigen Windungen aufzuschrauben
sind. Alsdann wird der Kühlkörper von
hinten auf die Platine aufgeschoben. Je 2
Muttern verschwinden dabei in 2 Nuten
des Kühlkörpers, wobei die Lüfterseite
mit den Anschlussleitungen zur Platine hin
orientiert sein muss.
Das hintere Ende des Kühlkörpers muss
genau plan mit dem hinteren Platinenrand
abschließen, und nun werden zunächst die
4 Schrauben in der Platine, danach auch die
4 Lüftermontageschrauben angezogen. Die
Anschlussleitungen des Lüfters werden an
ST 61 (schwarze Leitung) und ST 60 (rote
Bild 44: Mit einer Metallschelle wird
der Temperatursensor auf den Kühlkörper geschraubt.
Leitung) angelötet.
Zur Montage der Transistoren und Dioden werden in die oberen Einschubnuten
beidseitig des Kühlkörpers M3-Muttern
eingeschoben, und zwar 5 Muttern auf der
rechten Seite und 5 Muttern auf der linken
Seite des Kühlkörpers.
Sämtliche Muttern gehören mittig über
die Anschlüsse der zu montierenden Leistungs-Transistoren und Dioden. Diese
Bild 45: Hochstrom-Shuntwiderstände
aus Manganindraht
26
Bild 46: Aufbau und Montage des hinterleuchteten LC-Displays
Bauteile werden jeweils mit einer Glimmerscheibe versehen, die beidseitig mit etwas
Wärmeleitpaste bestrichen wurde. Zur
Verringerung des Wärmewiderstands zwischen dem Gehäuse und dem Kühlkörper
darf auf diese Paste keinesfalls verzichtet
werden. Jeweils mittels einer Isolierbuchse
und einer Schraube M3 x 6 mm werden die
Bauteile fest am Kühlkörper angeschraubt,
so dass ihre Anschlusspins genau über den
zugehörigen Lötstiften bzw. Stiftleisten zu
liegen kommen (Abbildung 43 und 44).
Nun ist es zweckmäßig, die montierten
Komponenten auf eventuelle Kurzschlüsse
zum Kühlkörper hin zu überprüfen.
Im Anschluss hieran sind dann die
Anschlussbeinchen der Transistoren und
Dioden mit den zugehörigen Anschlussstiften der Platine zu verlöten.
Einer der beiden entsprechend Abbildung
53 und 54 vorzubereitenden Temperatursensoren ist mit einer Metallschelle oben
auf den Kühlkörper zu montieren, wie in
Abbildung 44 zu sehen ist. Zur besseren
thermischen Kopplung ist der Sensor an der
DEJHÀDFKWHQ6HLWHOHLFKWPLW:lUPHOHLWSDVte zu bestreichen. Die Montage erfolgt danach mittig auf den Kühlkörper, wozu eine
M3-Mutter bis ungefähr zur Mitte in die
entsprechende Nut des Kühlkörpers zu
schieben ist. Die Befestigung der Schelle
auf dem Kühlkörper ist mit einer Schraube
M3 x 5 mm vorzunehmen. Zwischen dem
Schraubenkopf und der Metallschelle ist
eine M3-Fächerscheibe erforderlich.
Jetzt sind auf der Basisplatine nur noch
die beiden Hochstrom-Shuntwiderstände
R 113 und R 213 zu bestücken. Diese
Widerstände sind aus Manganindrahtabschnitten von 52 mm Länge herzustellen.
Die Manganindrahtabschnitte werden mit
45 mm langen Glasfaser-Isolierschläuchen überzogen und entsprechend Abbil-
dung 45 gebogen. Nach dem Einlöten in
die Platine müssen jeweils 45 mm Länge
des Widerstandsdrahtes wirksam bleiben.
Damit ist die große Basisplatine bereits
vollständig bestückt.
Bestückung der Frontplatine
Nachdem die Basisplatine fertig aufgebaut ist, erfolgt die Bestückung der Frontplatine. Auch hier sind nur noch wenige
Komponenten von Hand aufzulöten. Bei
dieser Platine beginnen wir die Bestückung
mit der Montage des großen, hinterleuchteten Displays. Die Explosionszeichnung
in Abbildung 46 verdeutlicht den Aufbau
des Displays und somit auch die einzelnen
Montageschritte, die erforderlich sind.
Zuerst wird der Halterahmen bis zum
Einrasten auf die Platine gesetzt.
Danach werden die 4 „Side-LookingLamps“ so eingelötet, dass jeweils die
Bauelemente-Unterseite plan auf dem
+DOWHUDKPHQDXÀLHJW
Im nächsten Arbeitsschritt sind die Leitgummistreifen in die dafür vorgesehenen
Bild 47: Die Führungsnase des Inkrementalgebers (rechts) wird abgeschnitten (links).
Bild 48: Montageposition der Buchsenleiste der Frontplatine
Schlitze des Halterahmens zu positionieren. In die Mitte des Rahmens wird nun
HLQ ZHLHV 6WFN 3DSLHU 5HÀHNWRUIROLH
JHOHJWJHIROJWYRQGHU5HÀHNWRUVFKHLEH
die mit der Bedruckung (Punktraster)
nach unten einzusetzen ist. Des Weiteren
ist unbedingt zu beachten, dass die silberEHVFKLFKWHWH6HLWHGHU5HÀHNWRUVFKHLEHDQ
der gegenüberliegenden Seite der „SideLooking-Lamps“ liegen muss. Auf die
5HÀHNWRUVFKHLEHNRPPWGLH'LIIXVRUIROLH
und darauf das Display. Zuletzt wird der
Displayrahmen aufgesetzt und mit den 8
zugehörigen Schrauben verschraubt.
Die 3 Printtaster zur Bedienung des Gerätes werden nacheinander eingesetzt und
an der Platinenunterseite verlötet. Gleich
im Anschluss hieran sind die zugehörigen
Tastkappen aufzupressen.
Danach werden der Elko C 510 (unter
Beachtung der korrekten Polarität) und der
Quarz Q 500 eingelötet.
Beim Drehimpulsgeber (Inkrementalgeber) ist vor dem Einbau eine kleine
Führungsnase (siehe Abbildung 47) mit
einem scharfen Seitenschneider abzutrennen und die Achse auf 6 mm Länge zu
kürzen. Danach wird das Bauteil plan auf
die Platine gesetzt und sorgfältig verlötet.
Ansicht der fertig bestückten Frontplatine
des ALC 8500 Expert
mit zugehörigem Bestückungsplan von der
Displayseite
27
20-poligen Leiterplattenverbinder, einem
Ferrit-Ringkern zur Störunterdrückung
und einem 20-poligen FlachbandkabelSteckverbinder ausgestattet. Die Stifte des
Flachbandkabel-Leiterplattenverbinders
sind von der Platinenrückseite durch die
zugehörigen Bohrungen zu führen und
so zu verlöten, dass der Verbinder plan
DXÀLHJW 'LH NRUUHNWH (LQEDXULFKWXQJ LVW
auch in Abbildung 48 zu sehen.
LED-Zusatzplatine
Bild 49: Verbindungskabel von der Frontplatine zur Basiplatine
Eine abgewinkelte 6-polige Buchsenleiste ist entsprechend Abbildung 48
einzulöten. Es ist unbedingt darauf zu
DFKWHQGDVVGLH%XFKVHSODQDXÀLHJWXQG
die Ausrichtung zur Platine stimmt.
Ansicht der fertig bestückten Frontplatine
des ALC 8500 Expert
mit zugehörigem Bestückungsplan von der
Lötseite
28
Die Verbindung der Buchsenplatine
mit der Frontplatine erfolgt mit einem 20poligen Flachbandkabel (Abbildung 49).
Dieses Kabel wird fertig konfektioniert
geliefert und ist bereits werkseitig mit einem
Die Bestückung der LED-Zusatzplatine
ist ausgesprochen einfach. Da die SMDLEDs und -widerstände schon werkseitig
bestückt sind, ist hier nur noch eine abgewinkelte sechspolige Stiftleiste einzulöten.
Dabei ist zu beachten, dass die Stiftleiste
YRU GHP 9HUO|WHQ HEHQIDOOV SODQ DXÀLHJW
und die Pins gerade ausgerichtet sind (siehe
Abbildung 48).
Bestückung der Netzplatine
Auf der Netzplatine sind zwar nur wenige
Bauteile zu bestücken, da aber hier später
die 230-V-Netz-Wechselspannung anliegt,
ist eine hohe Sorgfalt erforderlich.
Zuerst wird bei dieser Platine die Netzbuchse eingebaut. Dazu werden 2 Schrauben M3 x 8 mm von unten durch die Platine
gesteckt und von der Platinenoberseite wird
die Netzbuchse aufgesetzt. Danach folgen
2 Fächerscheiben und die beiden M3Muttern, die fest zu verschrauben sind.
Erst nach dem Verschrauben sind die
Anschlusspins sorgfältig zu verlöten. Der
Sicherungshalter für die Netzsicherung,
der Netzschalter und die Schraubklemme
Stückliste:
Front und LED-Einheit
ALC 8500 Expert
Kondensatoren:
100 μF/16 V................................C510
Halbleiter:
Side-Looking-Lamp,
Grün ..............................D501–D504
LC-Display ............................LCD500
Sonstiges:
1 Frontplatine, komplett SMD-bestückt
1 LED-Platine, komplett SMD-bestückt
Quarz, 4,194304 MHz,
HC49U4...................................Q500
Leiterplattenverbinder,
20-polig..................................ST500
Buchsenleiste, winkelprint,
1 x 6-polig..............................ST501
Stiftleiste, 1 x 6-polig,
winkelprint.............................ST600
Mini-Drucktaster, B3F-4050,
1 x ein .......................TA500–TA502
3 Tastkappen, 10 mm,
Grau ..........................TA500–TA502
Inkrementalgeber, 12 Impulse,
print....................................... DR500
1 Alu-Drehknopf mit Steckeinsatz,
28 mm ................................... DR500
1 LCD-Rahmen
2 Leitgummis
1 Diffusorfolie
1 Lichtverteilplatte, bedruckt
5HÀHNWRUIROLH
1 LCD-Grundrahmen
8 Schrauben für Kunststoff, 2,5 x 8 mm
7 TORX-Schrauben für Kunststoff,
3,0 x 8 mm
1 Pfostenverbinder, 20-polig
1 Zylinder-Ferrit-Ringkern,
17,5 (9,5) x 28,5 mm
20 cm Flachbandkabel, 1,27 mm,
20-adrig
Ansicht der fertig bestückten LED-Platine des ALC 8500 Expert mit zugehörigem
Bestückungsplan
müssen vor dem Verlöten ebenfalls plan
DXÀLHJHQ 'DV *OHLFKH JLOW DXFK IU GHQ
X2-Kondensator C 1000, an dem später die
Netzwechselspannung direkt anliegt.
Bestückung der USB-Platine
Bei der USB-Platine sind die meisten
Komponenten in SMD-Ausführung und
somit bereits werkseitig vorbestückt. Die
Anzahl der von Hand zu verarbeitenden
Bauteile ist somit auch hier sehr übersichtlich und keine große Herausforderung.
Der Quarz Q 1 ist von der Platinenoberseite einzusetzen und an der SMD-Seite
sorgfältig zu verlöten.
Danach sind die beiden ElektrolytKondensatoren (C 1, C 25) an der Reihe
(korrekte Polarität beachten).
Die Gehäuse der beiden OptokopplerBausteine IC 3 und IC 4 sind an der Pin 1
zugeordneten Gehäuseseite leicht angeschrägt. Des Weiteren ist Pin 1 am Bauteil
durch eine Punktmarkierung gekennzeichnet. Im Symbol des Bestückungsdrucks ist
die Pin 1 zugehörige Gehäuseseite durch
eine Kerbe gekennzeichnet.
Nach den Optokopplern wird die USB-
Buchse bestückt und verlötet.
Bei den Leuchtdioden ist die Polarität
durch einen längeren Anschluss an der
Anodenseite (+-Zeichen im Bestückungsdruck) gekennzeichnet. Die Anschlüsse
der LEDs sind ca. 6 mm hinter dem Gehäuseaustritt polaritätsrichtig abzuwinkeln
und danach sind die beiden LEDs mit ca.
6 mm Leiterplattenabstand einzulöten
(siehe Platinenfoto).
Zur Montage des USB-Moduls an die
Innenseite der Gehäuserückwand dienen
zwei Metallwinkel, die mit Schrauben
M3 x 6 mm, Zahnscheiben und Muttern
auf die Platine montiert werden, wie auch
auf dem Platinenfoto zu sehen ist.
Ein werkseitig bereits mit Stecker vorkonfektioniertes, vierpoliges Flachbandkabel (Abbildung 50) dient zum Anschluss
des USB-Moduls an die Basisplatine.
Abbildung 51 zeigt im Detail, wie dieses
Kabel an die Platine anzuschließen ist.
Damit es durch Bewegungen nicht leicht
zum Kabelbruch an den Lötstellen kommen
kann, sollte eine Sicherung mit Heißkleber
entsprechend Abbildung 52 vorgenommen
werden.
Damit sind nun alle Leiterplatten des
ALC 8500 Expert fertig bestückt.
Netzplatine mit Bestückungsplan
29
USB-Platine mit Bestückungsplan, oben von der Platinenoberseite, unten von
der SMD-Seite
Zusammenbau des ALC 8500 Expert
Mit der Bestückung von allen Leiterplatten ist bereits ein Großteil der Arbeiten zum
Aufbau des ALC 8500 Expert erledigt. BePin 1
Bild 50: Vorkonfektioniertes Flachbandkabel
Pin 1
Bild 51: Anschluss des Kabels an die
Platine
Bild 52: Sicherung der Lötstellen
30
vor nun der Einbau der Komponenten in das
Gehäuse erfolgt, sind einige vorbereitende
Arbeiten vorzunehmen. Dabei beginnen wir
mit den verschiedenen Anschlussleitungen,
die entsprechend Abbildung 53 herzustellen
sind. Die Kabelenden werden entsprechend
der vorgegebenen Länge abisoliert, verdrillt
und vorverzinnt.
Weiter geht es mit den beiden Temperatursensoren, an die die fertig konfektionierten Leitungsabschnitte 1 bis 4 anzulöten
sind. Nach dem Anlöten erfolgt die Isolation
entsprechend Abbildung 54 mit 10 mm
langen Schrumpfschlauchabschnitten.
Danach sind die Anschlussleitungen des
Netztransformators zu konfektionieren.
Abbildung 55 zeigt die erforderlichen
Leitungslängen. Besonders wichtig sind
dabei die Primärleitungen (Blau, Braun),
die mit Aderendhülsen zu bestücken sind.
Bei diesen Anschlussleitungen werden die
Kabelenden auf 8 mm Länge abisoliert und
die Endhülsen aufgequetscht. Alle anderen
Kabelenden sind auf 4 mm Länge abzuisolieren, zu verdrillen und zu verzinnen.
Wie in Abbildung 56 gezeigt, wird der
Temperatursensor des Netztrafos mit einem
temperaturbeständigen Klebstoff (z. B.
Silikon) am Trafokern angeklebt. Die abJHÀDFKWH6HQVRUVHLWHPXVVGDEHLDP.HUQ
anliegen. Die Montage des Trafos kann erst
erfolgen, wenn der Klebstoff ausreichend
getrocknet ist.
Das fertig aufgebaute USB-Modul ist mit
Schrauben M3 x 5 mm von der Innenseite
an die Gehäuserückwand zu schrauben.
Im nächsten Arbeitsschritt wird die
Frontplatte für den Einbau vorbereitet,
wobei zuerst die Sicherheitsbuchsen
entsprechend den Abbildungen 57 und
58 fest in die zugehörigen Bohrungen der
Frontplatte zu schrauben sind. Danach wird
die Frontplatte mit vier TORX-Schrauben
(3,0 x 8 mm) am Frontrahmen befestigt.
Es folgt die Befestigung der Displayplatine mit 5 TORX-Schrauben 3,0 x 8 mm
und der zusätzlichen LED-Platine mit zwei
TORX-Schrauben gleicher Größe, wie in
Abbildung 57 ebenfalls zu sehen ist.
Der Bedienknopf des Drehimpulsgebers
(Inkrementalgeber) ist stramm, bis zum
Anschlag, auf die zugehörige Achse zu
pressen.
Danach werden die vorbereiteten Anschlussleitungen 5 bis 12 entsprechend
Tabelle 3 in die zugehörigen Platinenbohrungen gelötet. Das Festsetzen der Leitungen soll dabei unbedingt mit ausreichend
Lötzinn erfolgen.
Die auf die erforderliche Länge gekürzten
und vorverzinnten Anschlussleitungen des
Netztransformators sind im nächsten Arbeitsschritt in die zugehörigen Bohrungen
der Leiterplatte zu löten. Tabelle 4 zeigt die
Zuordnung der einzelnen Leitungen des
85
180
ot
230
150
ot
210
200
ot
270
130
ot
190
Bild 53: Konfektionierung der im
ALC 8500 Expert verwendeten Anschlussleitungen
Bild 54: Verlängerung der Temperatursensor-Anschlüsse mit Leitungsabschnitten
Trafos zu den Platinenanschlusspunkten.
Danach werden die Primärleitungen
des Netztrafos (Blau, Braun) in die
Schraubklemme der Netzplatine geführt
und sorgfältig verschraubt. Zur doppelten
Sicherung dient ein Kabelbinder, der wie in
Abbildung 59 gezeigt zu montieren ist.
Nun erfolgt der Einbau der großen Basisplatine, der Netzplatine und des Netztrafos
in das Gehäuse-Unterteil. Dazu sind zuerst
die Schraubdome 4, 13, 16 und 19 mit Abstandshülsen zu bestücken. Die Basisplatine
wird zusammen mit der großen Sektion
der Rückwand eingesetzt und mit TORXSchrauben 3,0 x 12 mm verschraubt.
Zur Verschraubung des Netztransformators dienen 4 TORX-Schrauben 4,0 x 10 mm,
wobei die Schraubdome 53, 56, 62 und 63
zu verwenden sind.
Kabel Nr.
5
6
7
8
9
10
11
12
Farbe
Schwarz
Rot
Schwarz
Rot
Schwarz
Rot
Schwarz
Rot
Länge
180 mm
230 mm
150 mm
210 mm
200 mm
270 mm
130 mm
190 mm
Platinenanschluss
ST 101
ST 100
ST 201
ST 200
ST 301
ST 300
ST 401
ST 400
Tabelle 3: Zuordnung der Ausgangskabel und Buchsen zu den Platinenanschlüssen
zu bestücken. Zusammen mit der schmalen
Sektion der Rückwand wird die Netzplatine
eingesetzt und mit 2 TORX-Schrauben
3,0 x 12 mm fest verschraubt. Die primärseitigen Trafoleitungen müssen so in die
Führungsnute der Gehäuse-Unterhalbscha-
zu halten, sollte der Lötkolben möglichst
auf eine hohe Temperatur eingestellt sein.
Wirkt die Hitze zu lange auf die Buchsen
ein, kann es zur Deformierung des Kunststoffes kommen. Abbildung 61 zeigt die
Zuordnung der Ausgangsbuchsen zu den
Bild 56: Befestigung des Temperatursensors am Netztrafo
Bild 55: Erforderliche Leitungslängen beim Netztransformator
Danach sind zur Befestigung der
Netzplatine die mit 2 und 3 bezeichneten
Schraubdome ebenfalls mit Abstandshülsen
Stückliste:
Netzteileinheit ALC 8500 E
Kondensator:
100 nF/250 V~/X2 ....................C1000
Sonstiges:
Kleingeräte-Netzbuchse, 2-polig,
winkelprint.......................... BU1000
Netzanschlussklemme,
2-polig................................. KL1000
Sicherung, 0,8 A,
träge ...................................... SI1000
VDE-Sicherungshalter PTF 50,
liegend, print ......................... SI1000
Schadow-Netzschalter, print..... S1000
1 Netzschalter-Schubstange...... S1000
1 Tastknopf, 18 mm .................. S1000
3 Distanzhülsen für
8000er-Gehäuse, 3,5 mm
2 TORX-Kunststoffschrauben,
3,0 x 12 mm
2 Muttern, M3
1 Kabelbinder, 90 mm
1 Netzleitung mit Euro- und Kleingerätestecker, Schwarz
le gedrückt werden, wie in Abbildung 60
zu sehen ist.
Die Schubstange des Netzschalters
wird mit dem zugehörigen Druckknopf
bestückt, auf den Schalter aufgepresst und
in die Führungsnut der Gehäuse-Unterhalbschale gelegt.
Im nächsten Arbeitsschritt werden dann
die Ausgangsleitungen 5 bis 12 an die Sicherheitsbuchsen der Frontplatte angelötet.
Dabei ist ein Lötkolben mit großer Lötspitze zu verwenden. Um die Lötzeit kurz
Platinenanschlusspunkten.
Bevor die Leitungen angelötet werden,
ist jedes Kabelende direkt an den Ausgangsbuchsen mit einer Windung durch einen
Ferritkern (10 x 4 mm) zu fädeln, wie in
derAbbildung 64 zu sehen ist.
Die Frontplatine ist in die Führungsnut der
Gehäuse-Unterhalbschale einzurasten, und
das von der Frontplatine kommende Flachbandkabel wird, wie in Abbildung 63 zu sehen
ist, an die Basisplatine angeschlossen.
Die Kabel innerhalb des Gerätes werden
mit Kabelbinder so zusammengebunden,
Bild 57: Montage der Platinen und Buchsen an den Frontrahmen
Bild 58: Einbauposition der Ausgangs-Sicherheitsbuchsen
31
M4 x 40 mm erfolgt. Nach Aufpressen der
Gehäusefüße und der Abdeckkappen ist
der praktische Aufbau dieses innovativen
Ladegerätes abgeschlossen.
Bleibt nur noch der Abgleich der einzelnen Kanäle und Funktionen, der nachfolgend beschrieben wird.
Abgleich
Bild 59: Zusätzliche Sicherung der
primärseitigen Netztrafoanschlüsse
mit einem Kabelbinder
dass kein heiß werdendes Leistungsbauelement berührt wird. Das von der Frontplatine kommende Flachbandkabel ist so
zu sichern, dass der Ferritkern den Lüfter
nicht berührt (Abbildung 63).
Dazu wird unter die rechte Befestigungsschraube der LED-Zusatzplatine
(von hinten gesehen) eine Lötöse montiert.
Kabel-Farbe
Rot
Gelb
Weiß
Schwarz
SAX 2
Zum Abgleich sind keine Einstellungen
innerhalb des Gerätes erforderlich, da sämtliche Abgleichschritte über die Software
Bild 62: Anschluss des USB-Moduls an
die Basisplatine
Mit einem Kabelbinder ist der Ferritkern
des Flachbandkabels an dieser Lötöse zu
befestigen (siehe Abbildung 63).
Das vom USB-Modul kommende Flachbandkabel wird an die dafür vorgesehene
Bild 60: Verlegung der primärseitigen
Trafoanschlussleitungen
Widerstände:
60' .....................R9, R10
60' .................R13–R15
60' .................R16, R17
60' ........................... R1
N60' ........................... R18
N60' .......................... R5
N60' .......................... R4
N60' ................R19–R21
N60' ........................... R7
N60' ....R2, R3, R6, R11
N60' ....................... R12
Kondensatoren:
2,2 pF/SMD/0805 ......................... C26
33 pF/SMD/0805 ......................C2, C3
47 pF/SMD/0805 ..................C27, C28
1 nF/SMD/0805 ................ C5, C8, C9,
C11, C14, C17
10 nF/5 %/SMD/0805................... C19
33 nF/SMD/0805 .......................... C16
100 nF/SMD/0805 ... C4, C6, C7, C10,
C12, C13, C15, C18, C20–C24
10 μF/16 V..............................C1, C25
Bild 63: Anschluss der Frontplatine und
Sicherung der Kabel mit Kabelbinder
Stiftleiste der Basisplatine angeschlossen
(Abbildung 62). Jetzt bleibt nur noch der
Gehäusezusammenbau. Dazu werden die 4
$OX*HKlXVHSUR¿OHJHIROJWYRP*HKlXVHoberteil, aufgesetzt, wobei das Verschrauben mit den 4 zugehörigen Imbusschrauben
Rot,
ST100
Rot,
ST200
Rot,
ST300
Rot,
ST400
Schwarz, Schwarz, Schwarz, Schwarz,
ST101
ST201
ST301
ST401
Bild 61: Zuordnung der Ausgangsbuchsen an den Platinenanschlüssen
32
Folgendes wird benötigt:
• Stabilisiertes Netzgerät mit folgenden
Einstellmöglichkeiten:
3 V (± 0,1 V) und 2 A
14 V (± 0,05 V)
28 V (± 0,1 V).
• Multimeter
$0HVVEHUHLFK XQG P$ $XÀ|sung
Stückliste:
USB-Modul für ALC 8500 E
Platinenanschluss
ST1, ST2
ST6, ST7
ST3, ST5
ST4
SAX 2
Tabelle 4: Zuordnung der Trafo-anschlüsse zur Leiterplatte
des Gerätes menügesteuert durchgeführt
werden. Des Weiteren sind zum Abgleich
nur Standard-Messgeräte erforderlich.
Halbleiter:
ELV04411/SMD ............................ IC1
FT8U232AM/SMD ....................... IC2
6N137 .................................... IC3, IC4
74HC132/SMD/SGS ..................... IC5
BC858C ...........................................T1
BC848C ...........................................T2
LED, 3 mm, Grün ........................... D1
LED, 3 mm, Rot.............................. D2
Sonstiges:
Quarz, 6 MHz, HC49U4................. Q1
SMD-Induktivität,
22 μH, 250 mA .............................L1
USB-B-Buchse, winkelprint .........BU1
2 Muttern, M3
2 Befestigungswinkel, vernickelt
15 cm Flachbandkabel,
4-polig, RM 2,54 mm
1 Flachbandkabel-Steckverbinder,
1 x 4-polig
Bild 64: Die Leitungen zu den Ausgangsbuchsen sind jeweils mit einer
Windung durch einen Ferritkern zu
fädeln.
derlich, wenn für die Akku- Innenwiderstands Messfunktion kein Messkabel zur
Verfügung steht. Bei Bedarf kann dieser
Abgleich dann zu einem späteren Zeitpunkt
nachgeholt werden. Auch das Zurückspringen zu einem vorherigem Abgleichpunkt
ist in der gleichen Weise möglich.
Der zum Abgleich des Temperatur- Messeingangs erforderliche Klinkenstecker,
sowie ein Widerstand von 1,2 kOhm und
ein 250 Ohm Trimmer liegen dem Bausatz
bei. Zum Abgleich sind der Widerstand und
der Trimmer in Reihe über die Anschlüsse
des Klinkensteckers zu löten und ein Widerstandswert von 1286 Ohm einzustellen
(Abgleichschritt 68).
• Akkupack mit 2 bis 4 Zellen
Mindestbelastbarkeit 5 A Lade-/Entladestrom.
Nach dem ersten Einschalten des Gerätes
wird zuerst ein Displaytest durchgeführt.
Dabei werden alle Segmente des Displays
und alle Anzeige-LEDs gleichzeitig aktiviert. Danach leuchtet nur noch die Power-LED und das ALC 8500 Expert führt
bei der Initialisierung automatisch eine
Hardwareprüfung durch. Werden dabei alle
Stufen des Gerätes erkannt, wird dies wie
folgt im Display dargestellt:
init ALC
wait
detecting
hardware
found RI
BA DF 4CH
- RI
= Akku-Innenwiderstands
messfunktion
- BA = Bleiakku-Aktivatorfunktion
- DF = Data-Flash-Speicher
- 4 CH = 4-Lade-/Entladekanäle
Wichtiger Hinweis:
Wenn bei der automatischen HardwareErkennung nicht alle vorhandenen Funktionsgruppen erkannt werden, liegt ein Fehler
vor. Bevor mit dem Abgleich fortgefahren
wird, ist unbedingt zuerst der Fehler zu
beseitigen.
Wird der Abgleich durchgeführt, ohne dass
alle 4 Hardware-Funktionsmodule erkannt
wurden, bleibt das fehlende Funktionsmerkmal dauerhaft deaktiviert. Eine spätere
Aktivierung ist nicht möglich.Bevor mit
dem eigentlichen Abgleich begonnen wird,
sollte eine Aufwärmphase von ca. 10 Minuten erfolgen. Um in den Kalibriermode
zu gelangen, wird kurz die „OK/Menü“Taste betätigt.
Entsprechend der nachfolgenden Tabellen
wird der Abgleich dann Menügesteuert
durchgeführt.
Während des Abgleichs können auch
einzelne Abgleichpunkte mit Hilfe der
Pfeiltasten oder mit dem Drehimpulsgeber
übersprungen werden. Dies ist z.B. erfor33
Spannungsabgleich Lade- / Entladekanal 1
Schritt
Taste betätigen
1
„OK / Menu“
Displayanzeige Durchzuführende Aktion
17
„OK / Menu“
Alle Verbindungen am
Ladekanal 3 werden getrennt.
18
2
3
Plus und Minusbuchse
des Ladekanal 1 sind mit
einer Messleitung zu verbinden.
„OK / Menu“
Schritt
„OK / Menu“
28 V (± 0,1 V) an Ladekanal 1 anlegen.
4
5
„OK / Menu“
Taste betätigen
19
20
„OK / Menu“
21
„OK / Menu“
22
6
Schritt
Taste betätigen
14 V (± 0,05 V) an Ladekanal 4 anlegen
7
23
8
9
„OK / Menu“
24
„OK / Menu“
Stromabgleich Lade- / Entladekanal 1
10
11
Schritt
Taste betätigen
oder Einstellung
25
„OK / Menu“
26
„OK / Menu“
27
„OK / Menu“
12
Sicherstellen, dass an
Ladekanal 1 keine Leitungen angeschlossen
sind.
Schritt
Taste betätigen
13
14
„OK / Menu“
15
„OK / Menu“
16
34
28
29
Ein zu 50% geladener
Akkupack (2 bis 4 Zellen)
mit in Reihe geschaltetem Amperemeter wird
an Lade-/Entladekanal 1
angeschlossen
„OK / Menu“
30
Mit dem Drehimpulsgeber wird die
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert
mit der Amperemeter-Anzeige in
Übereinstimmung
gebracht.
Die max. zulässige Abweichung
beträgt ±5 mA.
Der am Amperemeter abzulesende Ladestrom soll
zwischen 3000 mA und
4500 mA liegen.
31
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
Die Stromanzeige muss
auf 0 (± 2,5 mA) abfallen.
32
„OK / Menu“
33
34
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert mit
der AmperemeterAnzeige in Übereinstimmung gebracht.
Die max. zulässige
Abweichung beträgt
±5 mA.
Der am Amperemeter abzulesende Entladestrom
soll zwischen 3000 mA
und 4500 mA liegen.
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
Danach werden alle Verbindungen am Lade-kanal 1 getrennt.
Taste betätigen
oder Einstellung
41
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
42
„OK / Menu“
43
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert
mit der Amperemeter- Anzeige in
Übereinstimmung
gebracht.
beträgt ±5 mA.
und 4500 mA liegen.
44
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
Danach werden alle Verbindungen am Ladekanal
2 getrennt.
Schritt
Taste betätigen
oder Einstellung
45
35
36
„OK / Menu“
37
„OK / Menu“
sind.
an Lade- /Entladekanal 2
angeschlossen
38
39
zwischen 3000 mA und
4500 mA liegen.
Schritt
40
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert
mit der Amperemeter-Anzeige in
Übereinstimmung
gebracht.
beträgt ±5 mA.
„OK / Menu“
46
„OK / Menu“
47
„OK / Menu“
angeschlossen
48
49
sind.
„OK / Menu“
35
50
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert
Übereinstimmung
gebracht. Die max.
zulässige Abweichung beträgt ±1
mA.
zwischen 700 mA und
800 mA liegen.
51
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
52
„OK / Menu“
53
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert
Übereinstimmung
gebracht. Die max.
mA.
und 800 mA liegen.
54
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
3 getrennt.
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert
Übereinstimmung
gebracht.
Die
max.
zulässige
Abweichung beträgt ±1 mA.
zwischen 700 mA und
800 mA liegen.
61
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
62
„OK / Menu“
63
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert
Übereinstimmung
gebracht.
Die
max.
zulässige
Abweichung beträgt ±1 mA.
und 800 mA liegen.
64
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
4 getrennt.
60
Calibrate
Temp. ?
Abgleich Temperatur- Messeingang
Schritt
Taste betätigen
oder Einstellung
65
Calibrate
Temp. ?
55
56
57
U
„OK / Menu“
„OK / Menu“
67
„OK / Menu“
sind.
„OK / Menu“
angeschlossen
58
59
66
„OK / Menu“
70
36
x.xxx
Zur Funktionskontrolle
muss nun der Lüfter des
Kühlkörper- Aggregates
laufen.
Am Eingang des externen
Temperatursensors wird
ein 3,5mm Klinkenstecker (Mono) angeschlossen, dessen Anschlüsse
über einen Widerstand
von 1286 Ohm (Trimmer)
miteinander verbunden
sind.
68
69
x.xxxV
Prepare T
0 Ohm
miteinander zu verbinden
sind (0 Ohm).
„OK / Menu“
Der Lüfter des Kühlkörper- Aggregates stoppt.
Spannungsabgleich der Akku- Innenwiderstands Messfunktion
71
72
„OK / Menu“
73
„OK / Menu“
Am Vierleiter Ri Messkabel wird eine Spannung
von 28V (± 0,1V) angelegt. Die beiden Kontakte
der roten Messleitung
sind dabei mit + und
die beiden Kontakte der
schwarzen Messleitung
mit – zu verbinden.
74
75
Alle Kontakte des Vierleiter Ri Messkabels (rot
und schwarz) sind direkt
über eine kurze massive
Leitung miteinander zu
verbinden.
82
83
Stromanzeige des
ALC 8500 Expert
Übereinstimmung
gebracht. Die max.
mA.
„OK / Menu“
(Wenn beide Werte
übereinstimmen.)
Alle Anschlussleitungen
werden vom ALC 8500
Expert getrennt.
Der eigentliche Abgleich des ALC 8500 Expert ist damit bereits vollständig abgeschlossen. Zur Überprüfung von sämtlichen Stufen und der zuvor
durchgeführten Abgleichschritte verfügt das ALC 8500 Expert über einen
sogenannten QC – Test. Da die Durchführung des Tests aber nicht zwingend erforderlich ist, kann die Funktion gegebenenfalls auch durch mehrfaches Drücken der OK-Taste übersprungen werden.
QC – Test
„OK / Menu“
Überprüfung Lade- / Entladekanal 1
Alle Anschlüsse am Vierleiter Ri Messkabel werden getrennt.
76
84
„OK / Menu“
angeschlossen. Die Akkuspannung wird mit einem
Multimeter
gemessen
und mit der Displayanzeige verglichen (max.
Abweichung ± 0,1V).
„OK / Menu“
Es fließt ein Ladestrom
zwischen 10 mA und
600mA, wobei eine
Abweichung von max.
± 5mA zwischen der Displayanzeige und der Anzeige des Amperemeters
zulässig ist.
„OK / Menu“
zwischen 500 mA und
1200mA, wobei eine
Abweichung von max.
± 10 mA zwischen der
Displayanzeige und der
Anzeige des Amperemeters zulässig ist.
„OK / Menu“
Es fließt ein Entladestrom zwischen 50 mA
und 600 mA, wobei eine
Abweichung von max.
zulässig ist.
„OK / Menu“
zwischen 500 mA und
1200 mA, wobei eine
Abweichung von max.
± 10 mA zwischen der
Displayanzeige und der
Anzeige des Ampereme37
ters zulässig ist.
Stromabgleich der Akku- Innenwiderstands Messfunktion
77
85
78
„OK / Menu“
79
„OK / Menu“
Am Vierleiter Messkabel
der Akku Ri Messfunktion wir ein stabilisiertes
Netzgerät mit in Reihe
geschaltetem Amperemeter
angeschlossen,
dessen Ausgangsspannung auf 3V und dessen
Strombegrenzung auf 0
(Linksanschlag) gestellt
wird.
80
81
Es ist sicherzustellen,
dass die Vierleiter Ri
Messkabel offen sind.
„OK / Menu“
86
87
Nun wird der Aus
gangsstrom des Netzgerätes auf exakt 2,00A
erhöht.
88
89
Die Überprüfung des Lade- / Entladekanals 2 erfolgt in der gleichen Weise
wie bei Kanal 1
97
„OK / Menu“
Am Vierleiter Ri Messkabel wird ein Akku angeschlossen.
98
„OK / Menu“
Der Innenwiderstand des
angeschlossenen Akkus,
bzw. Akkupacks wird gemessen und angezeigt.
99
„OK / Menu“
100
„OK / Menu“
Überprüfung Lade- / Entladekanal 3
90
91
92
93
94
95
„OK / Menu“
„OK / Menu“
angeschlossen. Die Akkuspannung wird mit einem
Multimeter
gemessen
und mit der Displayanzeige verglichen (max.
Abweichung ± 0,1V).
„OK / Menu“
zwischen 10 mA und
100mA, wobei eine
Abweichung von max.
zulässig ist.
„OK / Menu“
zwischen 100 mA und
300mA, wobei eine
Abweichung von max.
zulässig ist.
„OK / Menu“
Es fließt ein Entladestrom zwischen 10 mA
und 100mA, wobei eine
Abweichung von max.
zulässig ist.
„OK / Menu“
zwischen 100 mA und
300mA, wobei eine
Abweichung von max.
zulässig ist.
Die Überprüfung des Lade- / Entladekanals 4 erfolgt in der gleichen Weise
wie bei Kanal 3
Überprüfung der Temperatur- Messfunktion
96
38
„OK / Menu“
über einen Widerstand
von 1286 Ohm (Trimmer)
miteinander
verbunden sind. Der im oberen
Bereich des Displays
angezeigte Wert muss
zwischen 0596 und 0604
liegen.
Calibrate
End
1
-
2
-
3
-
4
-
39
Entsorgungshinweis
Gerät nicht im Hausmüll entsorgen!
Elektronische Geräte sind entsprechend der Richtlinie über Elektro- und ElektronikAltgeräte über die örtlichen Sammelstellen für Elektronik-Altgeräte zu entsorgen!
Technischer Kundendienst
Für Fragen und Auskünfte stehen Ihnen unsere qualifizierten technischen Mitarbeiter
gerne zur Verfügung.
ELV • Technischer Kundendienst • Postfach 1000 • D - 26787 Leer
Reparaturservice
Für Geräte, die aus ELV-Bausätzen hergestellt wurden, bieten wir unseren Kunden
einen Reparaturservice an. Selbstverständlich wird Ihr Gerät so kostengünstig wie
möglich instand gesetzt. Im Sinne einer schnellen Abwicklung führen wir die Reparatur
sofort durch, wenn die Reparaturkosten den halben Komplettbausatzpreis nicht überschreiten. Sollte der Defekt größer sein, erhalten Sie zunächst einen unverbindlichen
Kostenvoranschlag. Bitte senden Sie Ihr Gerät an:
ELV • Reparaturservice • Postfach 1000 • D - 26787 Leer
ELV Elektronik AG • Postfach 1000 • D-26787 Leer
Telefon 04 91/600 888 • Telefax 04 91/6008-244
40

Akku-Lade-Center ALC 8000/ALC 8500 Expert

Transcrição

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