Power-Brick PB 500 – Akku-Informationssystem mit Blei-Akku-Aktivator-Funktion Teil 2/2
Aus ELVjournal
05/2005
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Zur
Online-Qualitätsbeurteilung von Blei-Akkus für Kraftfahrzeuge,
Motorräder und andere Anwendungen mit Blei-Akkus. Aufgrund der
eingebauten Aktivator-Funktion wird besonders bei Blei-Akkus, die nur
saisonweise genutzt werden, eine deutlich höhere Lebensdauer erreicht.Nachbau
Die
Elektronik des PB 500 besteht aus zwei Leiterplatten, die nach der
Bestückung über eine 8-polige Stiftleiste miteinander zu verbinden sind.
Auf den Platinen kommen sowohl konventionelle bedrahtete Bauelemente
als auch Miniatur-SMDKomponenten für die Oberflächenmontage zum Einsatz.
Da die Leiterplatten bereits mit allen SMD-Bauteilen, inklusive
Single-Chip-Mikrocontroller werkseitig bestückt sind, ist der praktische
Aufbau besonders einfach und recht schnell zu erledigen. Die
Bestückungsarbeiten beginnen wir mit der Prozessorplatine, wo nur noch
der Temperatursensor SAX 1 und das Display zu bestücken sind.![Bild 5: Sensor zur Temperaturmessung Bild 5: Sensor zur Temperaturmessung](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_010.jpg)
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Bild 5: Sensor zur Temperaturmessung |
Beim
Temperatursensor sind die Anschlüsse zuerst auf 6 mm Länge zu kürzen
und dann von der Platinenoberseite (Bestückungsseite) durch die
zugehörigen Bohrungen zu führen. Danach wird das Bauteil, wie auf dem
Detailfoto (Abbildung 5) zu sehen ist, sorgfältig verlötet, und an der
Platinenunterseite sind die überstehenden Drahtenden direkt oberhalb der
Lötstellen mit einem scharfen Seitenschneider abzuschneiden. Danach
wird der Halterahmen des Displays montiert, indem die Führungspins durch
die zugehörigen Platinenbohrungen geführt werden.![Bild 6: Montage des Display-Halterahmens Bild 6: Montage des Display-Halterahmens](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_008.jpg)
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Bild 6: Montage des Display-Halterahmens |
Durch
leichtes Anschmelzen der Führungspins mit einem Lötkolben an der
Platinenunterseite wird der Halterahmen gesichert (Abbildung 6). Beim
anschließenden Einsetzen des Displays ist unbedingt auf die korrekte
Polarität zu achten.![Bild 7: Die Polarität des Displays ist an einer kleinen „Glasnase“ zu erkennen. Bild 7: Die Polarität des Displays ist an einer kleinen „Glasnase“ zu erkennen.](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_011.jpg)
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Bild 7: Die Polarität des Displays ist an einer kleinen „Glasnase“ zu erkennen. |
Die
kleine Glasnase am Display, in Abbildung 7 zu sehen, muss in Richtung
des Quarz-Bausteins Q 1 weisen. Wenn das Display plan auf dem
Halterahmen aufliegt, sind die einzelnen Pins sorgfältig zu verlöten.
Die Bestückung der Displayplatine ist damit bereits abgeschlossen, und
wir wenden uns nun der Bestückung der Leistungsplatine zu. Hier wird
zuerst die Verpolungs-Schutzdiode D 5 mit viel Lötzinn eingelötet, wobei
die korrekte Polarität sehr wichtig ist. Die Katodenseite des Bauteils
(Pfeilspitze) ist durch einen Ring gekennzeichnet. Bei den
Transil-Schutzdioden D 1, D 2 und D 6 spielt die Polarität keine Rolle.
Bei diesen Bauteilen ist aber unbedingt zu beachten, dass die drei
unterschiedlichen Diodentypen nicht verwechselt werden. Nach dem
Verlöten sind bei allen Dioden die überstehenden Drahtenden mit einem
Seitenschneider an der Platinenunterseite abzuschneiden. Besonders
wichtig ist die Beachtung der korrekten Polarität bei den im Anschluss
hieran einzulötenden Elektrolyt-Kondensatoren, da falsch gepolte Elkos
sogar explodieren können. Üblicherweise ist die Polarität bei Elkos am
Minuspol gekennzeichnet. Wie auf dem Platinenfoto zu sehen ist, erfolgt
der Einbau der Elektrolyt- Kondensatoren beim PB 500 in liegender
Position. Auch hier werden nach dem Einlöten die überstehenden
Drahtenden abgeschnitten. Die Verarbeitung der Sicherheitswiderstände R
15 und R 19 muss besonders sorgfältig erfolgen. Neben dem Verlöten ist
zusätzlich eine mechanische Sicherung der Anschlüsse vorzunehmen.![Bild 8: Verarbeitung der beiden Sicherheitsbauelemente Bild 8: Verarbeitung der beiden Sicherheitsbauelemente](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_007.jpg)
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Bild 8: Verarbeitung der beiden Sicherheitsbauelemente |
Anhand
der Skizze in Abbildung 8 ist zu sehen, wie diese beiden
Sicherheitsbauelemente zu verarbeiten sind. Nach Abwinkeln auf Rastermaß
wird in die Anschlussdrähte eine Sicke nach innen gebogen, wobei ein
Leiterplattenabstand von 8 mm entstehen muss. Von der Oberseite werden
die Anschlüsse durch die zugehörigen Platinenbohrungen geführt und an
der Platinenunterseite so umgebogen, dass ein Herausfallen unmöglich
ist. Im letzten Arbeitsschritt sind die Anschlüsse dann mit ausreichend
Lötzinn festzusetzen. Danach ist die 8-polige Stiftleiste in die Platine
einzusetzen und sorgfältig festzulöten. Die Anschlussleitungen sind
bereits werkseitig mit Ringösen zum Anschluss an die Polklemmen des
Akkus ausgestattet. Dabei ist eine Ringöse mit zwei schwarzen Leitungen
(1 x 1,5 mm2 und 1 x 0,22 mm2) und die andere Ringöse mit zwei roten
Leitungen gleichen Querschnitts ausgestattet. Alle Leitungsenden werden
von außen durch die Kabeldurchführung des Gehäuses gefädelt und zunächst
von innen weit durchgezogen, damit der Anschluss an die Leiterplatte
problemlos erfolgen kann. Danach wird die vorverzinnte, dicke schwarze
Leitung von unten durch die Bohrung von ST 4 und die dicke rote Leitung
von unten durch die Bohrung von ST 3 geführt. Auf der Platinenoberseite
sind die Leitungsenden umzubiegen und sorgfältig zu verlöten, wie auf
dem Platinenfoto zu sehen ist. Im nächsten Schritt wird die dünne rote
Leitung durch die Bohrung von ST 1 und die dünne schwarze Leitung durch
die Bohrung von ST 2 geführt und von der Oberseite verlötet. Nun sind
die Leitungen vorsichtig zurückzuziehen und die Platine genau über die
vorgesehenen Führungsstifte zu positionieren. Mit zwei
Kunststoffschrauben 3 x 6 mm wird die Platine festgesetzt.![Fertig montierte Endstufen und Displayplatine Fertig montierte Endstufen und Displayplatine](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_003.jpg)
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Fertig montierte Endstufen und Displayplatine |
Es
folgt die Montage der Displayplatine. Diese wird genau über die oberen
Führungspins des Gehäuses und über die Stiftleiste positioniert und nach
unten gedrückt.![Bild 9: Montage der Platinen ins Gehäuse Bild 9: Montage der Platinen ins Gehäuse](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_005.jpg)
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Bild 9: Montage der Platinen ins Gehäuse |
Wenn
die Platine in der Endposition aufliegt, wird die Stiftleiste verlötet
(Abbildung 9). Bevor nun das Gehäuse bis zur Unterseite der
Sicherheitswiderstände mit Vergussmasse gefüllt wird, sollte unbedingt
ein erster Funktionstest durchgeführt werden. Nach erfolgreichem
Funktionstest ist die 2-Komponenten-Elektronik-Vergussmasse im
Verhältnis von 1:5 anzurühren. Das Gehäuse ist so weit damit
aufzufüllen, bis durch die Kabeldurchführung keine Feuchtigkeit mehr ins
Gehäuseinnere dringen kann. Die beiden bedrahteten
Sicherheitswiderstände R 15 und R 19 dürfen nicht vergossen werden und
müssen daher aus der Vergussmasse ragen. Die Vergussmasse sollte
mindestens 24 Stunden trocknen, bevor die Endmontage erfolgen kann. Bei
der Endmontage wird zuerst die transparente Displayabdeckung mit einer
Gummidichtung bestückt und dann in das Gehäuseoberteil eingesetzt. Vier
Schrauben 3 x 6 mm dienen zur Befestigung der Displayabdeckung mit dem
Gehäuseoberteil. In die dafür vorgesehene Führungsnut des Gehäusedeckels
ist nun eine weitere Gummidichtung einzusetzen. Im letzten
Arbeitsschritt bleibt nur noch das Aufsetzen und Verschrauben des
Gehäusedeckels. Der Anschluss am Blei-Akku ist einfach, wie bereits im
ersten Teil des Artikels beschrieben. Beim Fahrzeugeinbau ist eine
sichere Befestigung des Gehäuses sehr wichtig, wobei unbedingt
Zugbelastungen auf die Anschlussleitungen zu vermeiden sind. Die
seitlichen Befestigungslaschen erlauben sowohl eine Schraubbefestigung
als auch eine Befestigung mit Hilfe von Kabelbindern. Im Fahrzeug darf
die Befestigung nicht an heiß werdende Motorteile erfolgen. Im
Allgemeinen ist aber in der Nähe des Akkus leicht eine geeignete Stelle
zu finden.![Anwendungsbeispiel des PB 500 im Kraftfahrzeug Anwendungsbeispiel des PB 500 im Kraftfahrzeug](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic.jpg)
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Anwendungsbeispiel des PB 500 im Kraftfahrzeug |
![Anwendungsbeispiel des PB 500 im Motorrad Anwendungsbeispiel des PB 500 im Motorrad](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_002.jpg)
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Anwendungsbeispiel des PB 500 im Motorrad |
![Ansicht der fertig bestückten Endstufenplatine des PB 500 mit zugehörigem Bestückungsplan Ansicht der fertig bestückten Endstufenplatine des PB 500 mit zugehörigem Bestückungsplan](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_009.jpg)
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Ansicht der fertig bestückten Endstufenplatine des PB 500 mit zugehörigem Bestückungsplan |
![Ansicht der fertig bestückten Displayplatine des PB 500 mit zugehörigem Bestückungsplan Ansicht der fertig bestückten Displayplatine des PB 500 mit zugehörigem Bestückungsplan](Power-Brick%20PB%20500%20%E2%80%93%20Akku-Informationssystem%20mit%20Blei-Akku-Aktivator-Funktion%20Teil%202_2%20_%20ELVjournal-Dateien/journal_pic_004.jpg)
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Ansicht der fertig bestückten Displayplatine des PB 500 mit zugehörigem Bestückungsplan |
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