![\"LTSpice_Ladeschaltung\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/LTSpice_Ladeschaltung-1024x486.png\")
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Die beiden Kondensatoren vor dem IC sorgen daf\u00fcr, dass ungew\u00fcnschte Wechselanteile herausgefiltert werden. Diode D1 sch\u00fctzt den IC vor einem Strom in R\u00fcckw\u00e4rtsrichtung, der Schaden anrichten w\u00fcrde. Diode D2 ist der Schutz vor Verpolung.<\/p>\n
W\u00e4hrend der Akku geladen wird, erh\u00f6ht sich der Strom durch R1 an der Basis von Q1. Dadurch \u00e4ndert sich die Leitf\u00e4higkeit des Transistors. Da der Kollektor mit dem Adjustment Pin des IC verbunden ist, erh\u00f6ht sich dessen Ausgangsspannung.<\/p>\n
Sobald der Akku voll geladen ist, sinkt der Ausgangsstrom wieder und der Akku verbleibt in Erhaltungsladung (trickle charging mode). Strom und Spannung m\u00fcssen begrenzt werden, da der Akku, aufgrund des Problems der Gasung bei Bleiakkus, nicht \u00fcberladen werden darf.<\/p>\n
Der maximale Strom betr\u00e4gt I = 882 mA. Bei der Simulation in LTSpice konnte man erkennnen, dass die Strombegrenzung funktioniert. Die gew\u00fcnschte Spannung kann \u00fcber das Potentiometer U2 eingestellt werden.<\/p>\n
Tiefenentaldeschutz:<\/strong><\/h1>\nBei dem Tiefenentaldungsschutz des Akku wird eine aus Widerst\u00e4nde, Kondensatoren, Dioden Transistor, Relais und integriere Schaltungen bestehende Schaltung verwendet. Hier wird eine kritische Unterspannung von 10.8V bei der unsere Schaltung<\/strong> vom Akku getrennt wird, eingestellt.<\/p>\n![\"Tiefenentladeschutz\"](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/Tiefenentladeschutz.png\")
<\/a>Tiefeentladeschutz des Akkus<\/p><\/div>\n
Die Einstellung erfolgt durch das Drehen von TR1 entgegen des Uhrzeigersinns bis 5V erreicht ist. Dann wird eine Spannung von 10.8V am Eingang der Schaltung angelegt und dann B1 gedr\u00fcckt halten, bis die LED leuchtet und ein Klicken am Relais geh\u00f6rt wird.<\/p>\n
Das Hei\u00dft wenn eine Spannung kleiner bzw. gr\u00f6\u00dfer als 10.8V an dem Akku anliegt, vergleicht der Komparator die Spannung am Akku mit der, die \u00fcber R6, TR1, R5, R4, R3, R7 abf\u00e4llt. Wenn sie kleiner ist dann leitet Q1, leuchtet die LED und Schaltet das Relais aus. Somit wird der Akku vom Verbraucher getrennt. Wenn sie gr\u00f6\u00dfer ist dann sperrt Q1,schaltet das Relais ein und die LED ist aus.<\/p>\n
Platinenentwurf und Layout<\/h1>\n
Um am Ende die Platine zu entwerfen, haben wir als erstes unsere Teilschaltungen in Eagle erstellt. Zu der Ladeschaltung und dem Tiefenentladeschutz kam noch eine Relaisschaltung dazu. Diese dient dazu, zwischen Akku- und Netzbetrieb umzuschalten. Aus praktischen Gr\u00fcnden wurde uns diese Schaltung<\/strong> von der Spannungsregelungsgruppe \u00fcbergeben.<\/p>\n![\"Relaisschaltung](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/Relaisschaltung.png\")
<\/a>Relaisschaltung zum Wechseln zwischen Akku- und Netzbetrieb<\/p><\/div>\n
Anstelle von zwei Widerst\u00e4nden vor den beiden Relais, wie vorher geplant, benutzten wir nur einen, damit nicht unn\u00f6tige Leistung verloren geht.<\/p>\n
Mit einem Kippschalter trennen wir bei Bedarf den Zweig, der zur Spannungsregelungsgruppe geht. \u00dcber diesen Pfad l\u00e4uft die Versorgung des gesamten Spiels. Das bedeutet er schaltet das Spiel an oder aus, unabh\u00e4ngig davon, ob wir uns im Akku- oder Netzbetrieb befinden.<\/p>\n
Mit einem Kippschalter trennen wir bei Bedarf den Zweig, der zur Spannungsregelungsgruppe geht. \u00dcber diesen Pfad l\u00e4uft die Versorgung des gesamten Spiels. Das bedeutet er schaltet das Spiel an oder aus, unabh\u00e4ngig davon, ob wir uns im Akku- oder Netzbetrieb befinden.
\nDie Verbindungen des Schalters; vom Netzteil zur Platine (Relaisschaltung); von der Platine zur Spannungsregelung und von der Ladeschaltung zum Akku, haben wir mit Anschlussklemmen realisiert. Der Grund daf\u00fcr ist, dass die Verbindungen damit einfacher mit Kabel erm\u00f6glichen k\u00f6nnen. Dies ist von Vorteil, da die entsprechenden Teile weiter von der Platine entfernt sind, z.B. auf der Au\u00dfenseite des Geh\u00e4uses. Als erstes musste die \u00e4u\u00dfere Isolierung des Kabels vorsichtig abgeschnitten werden. Danach wurden die 3 einzelnen Leiter ab isoliert, sodass nur noch der Kupferdraht am Ende absteht. Die beiden Dr\u00e4hte des gelb-gr\u00fcnen und des blauen Leiters haben wir ineinander verdreht und mit schwarzem Tape fixiert, damit sie als ein einzelner fungieren. Zum Schluss erhielten wir also ein Kabel mit 2 Kontakten (rot=Plus und schwarz=Minus), die wir entsprechend anschlie\u00dfen konnten.
\nDie Vorgaben zur Leiterbahnbreite und zu den 45\u00b0 \u00a0Winkeln auf dem Board wurden nat\u00fcrlich eingehalten. Wir haben versucht das Layout so einfach wie m\u00f6glich zu halten, indem viele Leitungen unter Bauteilen (nat\u00fcrliche Verbindungsbr\u00fccken) verlaufen. An einigen Stellen mussten dennoch Vias verwendet werden, um Leiterbahnen auf der Oberseite der Platine verlaufen zu lassen. Dies ist notwendig, weil sich die Bahnen nicht \u00fcberkreuzen d\u00fcrfen.
\nEs waren am Ende trotzdem noch einige Verbesserungen notwendig, welche die Betreuer f\u00fcr uns umgesetzt haben, sodass wir die Platine<\/strong> rechtzeitig zum weiter arbeiten in der Hand halten konnten.<\/p>\n
<\/a>Tiefeentladeschutz des Akkus<\/p><\/div>\n
Die Einstellung erfolgt durch das Drehen von TR1 entgegen des Uhrzeigersinns bis 5V erreicht ist. Dann wird eine Spannung von 10.8V am Eingang der Schaltung angelegt und dann B1 gedr\u00fcckt halten, bis die LED leuchtet und ein Klicken am Relais geh\u00f6rt wird.<\/p>\n
Das Hei\u00dft wenn eine Spannung kleiner bzw. gr\u00f6\u00dfer als 10.8V an dem Akku anliegt, vergleicht der Komparator die Spannung am Akku mit der, die \u00fcber R6, TR1, R5, R4, R3, R7 abf\u00e4llt. Wenn sie kleiner ist dann leitet Q1, leuchtet die LED und Schaltet das Relais aus. Somit wird der Akku vom Verbraucher getrennt. Wenn sie gr\u00f6\u00dfer ist dann sperrt Q1,schaltet das Relais ein und die LED ist aus.<\/p>\n
Platinenentwurf und Layout<\/h1>\n
Um am Ende die Platine zu entwerfen, haben wir als erstes unsere Teilschaltungen in Eagle erstellt. Zu der Ladeschaltung und dem Tiefenentladeschutz kam noch eine Relaisschaltung dazu. Diese dient dazu, zwischen Akku- und Netzbetrieb umzuschalten. Aus praktischen Gr\u00fcnden wurde uns diese Schaltung<\/strong> von der Spannungsregelungsgruppe \u00fcbergeben.<\/p>\n Relaisschaltung zum Wechseln zwischen Akku- und Netzbetrieb<\/p><\/div>\n Anstelle von zwei Widerst\u00e4nden vor den beiden Relais, wie vorher geplant, benutzten wir nur einen, damit nicht unn\u00f6tige Leistung verloren geht.<\/p>\n Mit einem Kippschalter trennen wir bei Bedarf den Zweig, der zur Spannungsregelungsgruppe geht. \u00dcber diesen Pfad l\u00e4uft die Versorgung des gesamten Spiels. Das bedeutet er schaltet das Spiel an oder aus, unabh\u00e4ngig davon, ob wir uns im Akku- oder Netzbetrieb befinden.<\/p>\n Mit einem Kippschalter trennen wir bei Bedarf den Zweig, der zur Spannungsregelungsgruppe geht. \u00dcber diesen Pfad l\u00e4uft die Versorgung des gesamten Spiels. Das bedeutet er schaltet das Spiel an oder aus, unabh\u00e4ngig davon, ob wir uns im Akku- oder Netzbetrieb befinden.<\/a>
\nDie Verbindungen des Schalters; vom Netzteil zur Platine (Relaisschaltung); von der Platine zur Spannungsregelung und von der Ladeschaltung zum Akku, haben wir mit Anschlussklemmen realisiert. Der Grund daf\u00fcr ist, dass die Verbindungen damit einfacher mit Kabel erm\u00f6glichen k\u00f6nnen. Dies ist von Vorteil, da die entsprechenden Teile weiter von der Platine entfernt sind, z.B. auf der Au\u00dfenseite des Geh\u00e4uses. Als erstes musste die \u00e4u\u00dfere Isolierung des Kabels vorsichtig abgeschnitten werden. Danach wurden die 3 einzelnen Leiter ab isoliert, sodass nur noch der Kupferdraht am Ende absteht. Die beiden Dr\u00e4hte des gelb-gr\u00fcnen und des blauen Leiters haben wir ineinander verdreht und mit schwarzem Tape fixiert, damit sie als ein einzelner fungieren. Zum Schluss erhielten wir also ein Kabel mit 2 Kontakten (rot=Plus und schwarz=Minus), die wir entsprechend anschlie\u00dfen konnten.
\nDie Vorgaben zur Leiterbahnbreite und zu den 45\u00b0 \u00a0Winkeln auf dem Board wurden nat\u00fcrlich eingehalten. Wir haben versucht das Layout so einfach wie m\u00f6glich zu halten, indem viele Leitungen unter Bauteilen (nat\u00fcrliche Verbindungsbr\u00fccken) verlaufen. An einigen Stellen mussten dennoch Vias verwendet werden, um Leiterbahnen auf der Oberseite der Platine verlaufen zu lassen. Dies ist notwendig, weil sich die Bahnen nicht \u00fcberkreuzen d\u00fcrfen.
\nEs waren am Ende trotzdem noch einige Verbesserungen notwendig, welche die Betreuer f\u00fcr uns umgesetzt haben, sodass wir die Platine<\/strong> rechtzeitig zum weiter arbeiten in der Hand halten konnten.<\/p>\n