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Bau- und Bedienungsanleitung
den breiten Kontakt der Messleitungen
Kontakt dient zur Messwert-Erfassung
direkt an den Polkappen des Akkus.
Sollen die durch Leitungen und Steck-
verbinder entstehenden Verluste mit in die
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
in der oberen Displayhälfte die Spannung
im unbelasteten Zustand, die Spannung im
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 wer-
den, ist dies im unteren Bereich des Displays
abzulesen (Countdown bis zum nächsten
Messwert, Abbildung 23).
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-/Entladepa-
rameter der verschiedenen Akku-Technolo-
gien sind hier innerhalb der zur Verfügung
stehenden Einstellgrenzen veränderbar,
wie z. B. die Entladeschluss-Spannungen
der verschiedenen Akkutechnologien, die
- U-Abschaltkriterien bei NC und NiMH
sowie die Zyklenzahlen für „Cycle" und
„Forming". Beispiele:
CyCy NC: maximale Zyklenzahl für
NC-Akkus bei der Funktion „Cycle", ein-
stellbar 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 Display-
Kontrast und die Alarmbedingungen des
10
Nach der Beschreibung von Bedienung
und Funktion erfolgt die detaillierte Schal-
tungsbeschreibung dieses interessanten
Ladegerätes.
Blockschaltbild
Eine große Funktionsvielfalt und außer-
gewöhnliche Leistungsmerkmale erfordern
natürlich auch einen entsprechenden
Schaltungsaufwand, so dass ein Block-
schaltbild dabei hilfreich ist, sich einen
ersten Überblick über die funktionellen
Zusammenhänge der einzelnen Baugrup-
pen 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-Mik-
rocontroller mit RISC-Architektur und
vielen Sonderfunktionen. Ein besonderes
Leistungsmerkmal ist der im System pro-
grammierbare 128-kBit-Flash-Speicher.
Dadurch sind diese Ladegeräte für die
Zukunft gerüstet, da spätere Firmware-
Updates und -Upgrades kein Problem
sind. Zukünftige Akku-Systeme oder
-Erweiterungen können ohne Hardware-
Änderungen implementiert werden.
Der zentrale Mikrocontroller kommuni-
ziert mit einem weiteren Mikrocontroller
(im Blockschaltbild oben), der für die
weiteren Anzeigeaufgaben zuständig ist.
Im Blockschaltbild links oben neben
dem Hauptmikrocontroller ist ein Daten-
Flash-Speicher eingezeichnet, der für die
Datenloggerfunktion des ALCs zuständig
ist. Hier können komplette Lade-/Entlade-
Kurvenverläufe gespeichert werden, die
auch nach dem Abschalten der Betriebs-
spannung erhalten bleiben.
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 Signalumset-
zung ist auf dem USB-Modul ein spezi-
eller Chip vorhanden, der wiederum über
Optokoppler (zur galvanischen Trennung)
mit den entsprechenden Port-Pins des Mik-
rocontrollers verbunden ist.
Eines der wesentlichen Aufgaben des
Mikrocontrollers ist die Steuerung der
Lade-/Entlade-Endstufen. Nach der Akti-
vierung 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-Ist-
wert-Vergleich.
Wie im Blockschaltbild der Endstufen
zu sehen ist, sind im Minuszweig der
Akku-Anschlüsse Shunt-Widerstände zur
Lade-/Entladestromerfassung vorhanden.
Sowohl die stromproportionalen Span-
nungen an den Shunt-Widerständen als
auch die Akku-Spannungen werden dem
im unteren Bereich des Blockschaltbildes
eingezeichneten Analog-Multiplexer zuge-
führt. Weitere Signale, die dem Multiplexer
zugeführt werden, sind die Strom- und
Spannungswerte der Akku-Innenwider-
stands-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
Informationen für den Mikrocontroller
um.
Zum Abtransport der Abwärme, insbe-
sondere bei der Funktion „Entladen", dient
ein leistungsfähiges Kühlkörper-Lüfter-
aggregat. Die Lüfterdrehzahl wird vom Mik-
rocontroller 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 er-
folgen, da sowohl analoge als auch digitale
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