Ein Echolot-Akku mit mehr Power und halbem Gewicht? So könnte man es selbst bauen.

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Ein Echolot-Akku mit mehr Power und halbem Gewicht? So könnte man es selbst bauen.
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Endlich genug Strom fürs Echolot  – Eine Powerbox 12,8V/15AH

Echolote und Kombigeräte sind von Hause aus für den Festeinbau vorgesehen. Da ich häufig mit Mietbooten unterwegs bin und gerne mein eigenes Equipment mitnehme, habe ich mich intensiv nach möglichen portablen Lösungen umgesehen. Die Angebote im Fachhandel waren nicht das, was ich suchte. Häufig war die Stromversorgung für die energiehungrigen modernen Echolote unzureichend und die Zusammenstellungen in der Qualität der Einzelteile nicht das Geld wert, das gefordert wurde. Also habe ich selbst einen Plan entwickelt, mir eine passende Power Box für mein Echolot  zu bauen. Wie sich das entwickelt hat und welche Vorteile eine solche Lösung für mich gebracht hat, möchte ich jetzt einmal näher beschreiben.

Echolot Tipps - DYS Echolot Akku selber bauen - Komponenten Nr.1 (2)

Dieses Do-it-Yourself Kit ist leistungsmäßig mit 15AH für leistungshungrige Geräte moderner Bauart  bestens ausgerüstet, spart etwa 50% des üblichen Gewichtes durch den Einsatz von anwendungssicheren LiFePo4 Akkuzellen, ist komfortabel zu bedienen und auch noch wassergeschützt ausgerüstet. Der Energievorrat reicht in der Praxis für mehrere Tage.  Kein Vergleich zu den üblichen, eher minimal konfektionierten, Komplettangeboten im Zubehörbedarf. Das trifft allerdings auch auf die anfallenden Kosten zu. Zum Nulltarif war dieser Ansatz, wie hier vorgestellt, nicht zu realisieren, wobei sich der höhere Kostenaufwand auf lange Sicht rechnet. Allein die Lebensdauer eines LiFePO4 Akkus, seine Energieeffizienz und das Leichtgewicht sind  mir den Mehrpreis wert gewesen.

Echolot Tipp - Akku Koffer
Nr.2 Die Löcher sind gebohrt und die Bauteile befestigt.

Dreh-und Angelpunkt des Kits ist eine Outdoor Koffer von TOMcase(XT 235H105), der für den harten Außeneinsatz gemacht ist, nicht nur verwindungssteife Stabilität mitbringt sondern auch  wasserdicht ist. Er hat exakt die Maße, um in die übliche Universaltasche von Think Big oder vergleichbaren Anbietern zu passen, lediglich die Bauhöhe ist etwas größer. Für die Stromversorgung habe ich  einen LiFePo4 Akkubausatz verwendet, der aus vier Headway Lithium Eisenphosphat Zellen (LiFePo 40152 o.40160)12,8V/15AH besteht, die mit einem Batterie Management System (BMS) und einer Balanceleitung zur Zellüberwachung(Digitalanzeige mit Beeper) in den Koffer eingebaut wurden.

Echolot Tipps - Echolot Akku bauen - DIY Bilder 2
Das sind die bevorzugt verbauten wasserdichten zweipoligen Stecker und Buchsen. Verkabelt sehen die Bauteile aus wie beiden oben in der Abbildung gezeigt.

Auf der Oberseite des Koffers stellen zwei wasserdichte Buchsen  (Echolotanschluss, Ladebuchse), ein Ein/Aus Schalter zur physikalischen Trennung der Stromversorgung des Echolotes und ein Leuchtdiode als Betriebsanzeige die Verbindungen zur Außenwelt her. Alle Teile sind wassergeschützt ausgeführt. Diese Lösung ermöglicht die Verwendung des Powerkoffers auch außerhalb der Echolottaschenlösung, wenn das Echo z.B. an der Reling montiert oder 12V Strom an anderer Stelle benötigt wird.

Alle verwendeten Teile für dieses Vorhaben waren im Fachhandel oder diversen Onlineportalen zu bekommen. Ich habe sie in der  u.a. Liste einmal zusammengefasst.

Mein Verdrahtungsplan des Vorhabens sah so aus:

schema1-Verdrahtungsplan Echolot-Akku selbst bauen

Do It Yourself – So könnte man das Akku bauen:

Schritt 1 – Der Einkauf der Teile

Zunächst wurden alle Bauteile und Ausrüstungsgegenstände vollständig beschafft. Das Ladegerät z.B. kam schon sehr früh zum Einsatz, um die Einzelzellen vollständig aufzuladen und zu balancieren, damit jede Zelle später im Akku Pack die volle Kapazität beim Laden erreichte. 

Diesen Vorgang wurde zeitnah zum Erwerb durchführt, damit evtl. Reklamationen noch innerhalb der Zwei-Wochen-Frist (Rückgabe) angemeldet werden konnten.

Echolot Tipps - DYS Echolot Akku selber bauen - Komponenten Nr.1 (2)

Schritt 2 – Aufnahme der Buchsen, Schalter und LEDs in den Koffer

Als ersten Schritt habe ich die erforderlichen Löcher gebohrt zur Aufnahme der Buchsen, Schalter und LEDs in den Koffer. Die BMS Platine wurde mit vier Abstandshaltern links innen an die Wand montiert. Dazu waren vier  Durchlässe für die Schraubenaufnahme M3/16mm notwendig.

Schritt 3 – Das Löten der Platine

Echolot Tipp - Akku - Schritt 3 - Löten der Platine
Die Kabel werden an das BMS angelötet, durch die Abstandshalter lassen sich die Litzen hinten herum führen. Das schafft Ordnung und verhindert Kabelsalat vor der BMS Platine.

Im nächsten Arbeitsschritt habe ich alle Kabel an die BMS Platine gelötet. An die Anschlüsse B+/B- kam 2,5mm² KFZ Litze,  an P+/P- die vorkonfektionierten Leitungen mit den Kabelsicherungen. Die beiden Litzen für die Ladebuchse wurden in 1,5mm² ( max. Ladestrom 5A) ausgeführt. Zum Schluss waren noch die drei Anschlusskabel (0,5mm²) für den Balanceanschluss B1-B3 anzubringen. Die notwendigen Kabellängen waren großzügig bemessen, um alle Verbindungen später spannungsfrei hergestellt zu können. Es machte Sinn, die einzelnen Kabel beim Anlöten so zu legen, dass sie genau in die Richtung (nach unten) liefen wie sie später verlegt wurden. Das ersparte unnötige Kabelbögen und Spannungen auf die Lötstellen.

Schritt 4 – Einsetzen der erste Bauteile 

Jetzt wurden die beiden Buchsen, der Ein/Aus Schalter, die LED und die Gewindeschrauben mit den Abstandshaltern für die BMS Platine eingesetzt. Die Bohrung der Gewindeschrauben, die LED und der EIN/AUS Schalter (nur von unten)wurden mit Sikaflex abgedichtet, um die Durchlässe wasserdicht zu machen, bei allen anderen Bauteile waren entsprechenden Dichtringen von Hause aus vorhanden, zusätzlich etwas Sikaflex schadet aber auch hier nicht.

Als nächstes kam die BMS Platine mit den Kabeln ins Gehäuse  und wurde dort befestigt. Die Kabel wurden  anschließend schrittweise an die vorgesehenen Stellen (s. Abbildung) verlegt und mit Kabelbindern auf den vorher angebrachten Klebesockeln befestigt. Nun habe ich  die einzelnen Litzen auf die erforderliche Länge gekürzt. Die Kabelenden wurden jetzt an der Echolotbuchse und der Ladebuchse angeschraubt oder gelötet(kommt auf die Buchsen an, s. Bauteilliste), danach wurde die restlichen Verbindung zu den vorgesehenen Bauteilen hergestellt.

Schritt 5 – Das Akkupack

Als nächstes war der Akkupack an der Reihe. Die einzelnen Zellen waren bereits vollständig mit 3,6V aufgeladen, die Plastikhalterungen wurden zusammengefügt und die Zellen exakt nach Plan (s. Abbildung) in die Halterungen eingesetzt. Anschließend erhielten die Zellen ihre Metallverbindung (Serienschaltung) wie im Anschlussplan aufgezeigt. Bei dieser Montage wurden alle nicht benötigten Pole kurzzeitig mit Isolierband abgeklebt um Kurzschlüsse zu vermeiden. Nach der Vormontage kamen passend zugeschnittene Doppelklettbänder mit Kleberückseite auf die Plastikhalterungen, der Akkupack wurde aber noch nicht an die vorgelesene Stelle im Gehäuse(s. Abbildung) angeklebt.

Schritt 6 – Die Verkabelung

Nun war das zusätzliche Balancekabel für die Überwachung der Einzelzellen an der Reihe. An dieses Kabel gehört ein Beeper , der die Spannung der Zellen überwacht und bei Unterschreitung ein akustisches Signal (beep) abgibt. Als Spannung wurde im Beeper 3V programmiert, so dass ab diesem Zustand im praktischen Betrieb Alarm ausgelöst wird.

So sieht die fertige Montage des Akkus im Bereich des BMS aus..

Auf die losen Enden der einzelnen Kabel wurden Ringbuchsen aufgebracht, um sie an den in der Abb. gezeigten Positionen der Akkuzellen montieren zu können.

Die grünen Leitungen (s. Schema) gehören an die gleichen Plus Pole wie die Balanceleitungen (B1, B2, B3) des BMS, so dass beide mit einer Ringbuchse zusammenfassen wurden. Nun konnten die restlichen Verbindungen hergestellt (Verdrahtungsplan) werden. Zu guter Letzt wurde noch Akku+ und Akku- angeschlossen. Dann wurde der Akkupack auf dem Gehäuseboden an die vorgesehene Stelle geklebt (Schutzstreifen vom Doppelklettband vorher entfernt).

Wichtig: Zuerst habe ich das Ladegerät eingesetzt, um das BMS zu aktivieren. Der benötigten Stecker wurde vorher angebracht. Der Ladezustand der Zellen war jetzt auf dem  Display des Beepers abzulesen. Sie waren durch die Vorladung etwa auf gleichem Niveau.

Echolot Tipp - Akku Koffer Endgültige Montage
Der Powerpack ist fertig. Hier kann man noch einmal das gesamte Innenleben des Koffers begutachten. Es empfiehlt sich die Kontakte der Akkuzellen abzudecken, um auch Kurzschlüsse durch Unachtsamkeit sich zu vermeiden.

Für die Testsimulation mit dem Echolot wurde ein Simrad Go7 auf dem Koffer montiert und die Stromverbindung herstellen. Beim anschließenden Simulationslauf zeigte das Gerät eine Anfangsspannung von  13,3V an, das erwartete Ergebnis. Ich habe dann einen kompletten Simulationslauf mit dem Gerät bei 100% Bildschirmhelligkeit durchgeführt. Der gemessene Stromverbrauch lag bei 0,65Ah. Nach 17,5h war noch eine Restkapazität von rund 25% vorhanden. Der Akku war also zu 75% entladen, für die erste Anwendung ein ordentlicher Wert.

Der Akku Hersteller verspricht etwa 2000 Ladezyklen bei einer regelmäßigen Entladung von nicht mehr als 80% der Gesamtkapazität, so dass man nach diesem ersten Entladevorgang, bei einem 7´Echolot von rund 18h Betriebsdauer ausgehen kann. Bei einem 9´Zoll Vertreter und einem mittleren Stromverbrauch von 0,9Ah wären es rechnerisch rund 13h, jeweils, wohlgemerkt, bei voller Bildschirmhelligkeit und einer nur 80%igen Kapazitätsnutzung.


Für dieses Vorhaben habe ich besonderen Wert gelegt auf:

  • Selektierte bzw. geprüfte Zellen zu kaufen
  • Ein exakt passendes Ladegeräte für LiFEPO4 Akkus zu verwenden
  • Jede Zelle vor dem Zusammenbau vollständig einzeln aufzuladen(hätte auch der Händler erledigt)
  • Mögliche Gefahrenquellen (z.B. Kurzschlüsse) beim Aufbau auszuschließen.
  • Alle sicherheitsrelevanten Hinweise zu beachten

Übrigens: meine komplette Einheit mit Echolottasche, Powerbox 12,8V/15AH und einem 7´ Garmin Echomap Plus 72sv Kombigerät wiegt zusammen nur rund 5kg. Das ist etwa so viel wie ein 15AH Bleiakku(4,5kg) alleine wiegt.


Wichtiger Hinweis

Alle elektrotechnischen Arbeiten und Installationen sollten nur von befähigten Personen ausgeführt werden, die die notwendigen Fachkenntnisse besitzen, solche Arbeiten sachgerecht ausführen zu können. 12V Batterien bzw. Akkus sind kein Spielzeug und bei fehlerhaftem Umgang mit ihnen eine ernstzunehmende Gefahrquelle für schwerwiegende Personen- und Sachschäden.

Haftungsausschluss

Dieser Beitrag ist lediglich eine Beschreibung eines von mir durchgeführten Projektes zum Aufbau einer Echolot Stromversorgung für meinen persönlichen Bedarf. Es ist keine Bauanleitung für ein solches oder ähnliches Vorhaben und darf auch nicht als eine solche verstanden werden. Da meine eigene Sicherheit mir sehr am Herzen liegt, habe ich dieses Projekt mit der erforderlichen Sorgfalt und nach bestem Wissen durchgeführt und praktisch erprobt. Ich übernehme keine Haftung oder Gewährleistung für Schlüssigkeit der Planung, des Aufbaus und der Funktionssicherheit des Endproduktes. Wer meine Beschreibung zum Nachbau eines ähnlichen Projektes  nutzt, tut das auf eigene Gefahr. Eine Haftung meinerseits, die aus der Verfolgung meines Planes abgeleitet wird, ist ausgeschlossen.


Meine Bauteilliste

(Amazon= 1 / Litrade.de= 2/ Elektrofachhandel= 3/

Anzahl

Bezeichnung

Beispiel für Anbieter

1

TOMcase XT 235H105 Outdoorkoffer

1

4

Headway LiFePo4 Zellen 12,8V/15AH 40152/40160

2

3

Metallverbinder für Serienschaltung

2

4

Plastikhalterung für Headway 15AH Zellen

2

1

BMS Platine 4s 15AH

2

1

Balancekabel 5adrig mit Stecker

2

2

KFZ Minisicherungshalter mit Kabel 1,5mm²

1

8

Gewindeschrauben Edelstahl M3/16mm mit Muttern

1

4

Abstandshalter zylindrisch Plastik für M4

1

0,5m

KFZ Kabel rot 2,5mm²

1

0,5m

KFZ Kabel schwarz 2,5mm²

1

1m

KFZ Kabel rot 1,5mm²

1

1m

KFZ Kabel schwarz 1,5mm²

1

1m

Kfz Kabel gelb 0,5mm²

1

15

Kabelbinder 150mm/2 weiß

1

15

Klebesockel 19x19mm weiß

1

1

Ein/Aus Einbaudruckschalter 6A o. mehr Wasserdicht

1

1

Wasserdichte Abdeckung für Druckschalter

X

1

LED 3mm rot diffuse 12V mit Kabel und Einbaufassung

1

2

Einbaubuchsen 12mm wasserdicht*

Aliexpress o.Ebay

2

Stecker 12mm wasserdicht*

Aliexpress o. Ebay

1

Schrumpfschlauch 3mm für Lötverbindung

1

8

Ringbuchsen blau M6

1

1

Echolottasche schwarz Think Big

1

1

Ladegerät Imax B6AC V2 (original!)

1

1

Bleilot 1,5mm

1

1

Sikaflex 221i Dichtmittel 300ml

1

 

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