Akku-Pack für 5V-USB-Strom

Ich spiele sehr ungern auf meinem Smartphone. Das liegt nicht daran, dass ich keinen Spaß am Spielen habe, sondern ich fühle mich unwohl, wenn ich den Akku des Smartphones so stark beanspruche. Das Telefon soll für mich eine Erreichbarkeit über eine lange Zeitdauer haben – durch Spielen wird diese stark gesenkt.
Damit sind Spiele wie Ingress oder ausdauerndes Geocaching nicht mit meinem Gewissen vereinbar (obwohl es natürlich albern ist).

Als Lösung fiel mir ein, dass ich einfach für diesen Extrem-Verbrauch einen alternativen Akku bräuchte, der genau für’s Spielen angeklemmt werden kann. Also ein externes Akku-Pack, das eine USB-Buchse bietet.
Diese Akku-Packs bekommt man überall nachgeworfen. In vielen sind Li-Ion- oder Li-Poly-Akkus verbaut und man kann diese Packs über USB oder ein Netzteil laden. Das löst mein Problem aber gar nicht wirklich… denn damit habe ich einen anderen spezialisierten Akku, den ich abnutze.

Ich möchte eine Lösung haben, die mit AA-Akkus arbeitet. Der Vorteil ist, dass man solche Akkus / Batterien überall bekommt, man sie mit sehr guten Ladegeräten laden kann und auch auswechseln kann, sollten die Akkus nachlassen. Nachteile sind, dass bei gleicher Leistung vermutlich der Platzbedarf und das Gewicht höher ist. Das spielt hier aber kaum eine Rolle, so viel ist das nicht.

Leider kann man nichts kaufen, das einigermaßen Leistung bietet. Es gibt ein kleines Akkugerät von Hama, das erstmal den Eindruck erweckt, als würde es das leisten können, was ich möchte. Wenn man sich die Rezensionen durchliest, wird schnell klar, dass das Gerät an der Realität vorbei konstruiert wurde. Der Ausgangsstrom soll wohl so niedrig sein, dass ein Smartphone (dort iPhone) nicht parallel zum Aufladen betrieben werden kann, da der Stromverbrauch bei aktivem Telefon bereits höher ist als der bereitgestellte Strom.

Also doch selberbauen

Nach einigen Stunden des Suchens (es gibt noch andere Lösungen, teilweise mit 4xAA-Batteriefach … aber da kann ich mir an wenigen Fingern abzählen, dass das nicht mit Akkus funktionieren wird) bin ich also an dem Punkt, an dem ich mir so etwas einfach selber bauen muss.
Das ist prinzipiell auch sehr einfach. Ausgangsspannung soll 5V sein, Eingangsspannung ist ein Vielfaches von 1,2V. Man kann mit wenigen Akkus die Spannung hochspannen, einen besseren Wirkungsgrad und mehr Kapazität hat man, wenn man mehr Spannung zur Verfügung hat und diese dann auf 5V herunterregelt. Dafür gibt es verschiedene Varianten:

Abfallstrom mit Diode

Man könnte mit 5×1,2V eine Eingangsspannung von 6V erreichen, eine Diode dahinterschalten (darüber fallen 0,7V ab) und dann bei 5,3V Ausgansspannung sein. Das ist sehr einfach und auch im Spannungsbereich, mit dem ein Smartphone umgehen kann. Ich war mir bei dieser Lösung aber nicht sicher, ob man wirklich bis ~ 1A durch eine Diode fließen lassen kann, oder welche speziellen Dioden man für so etwas benötigt. Vermutlich eine mit Kühlkörper. 🙂

Spannungsregler

Diverse Spannungsregler werden beim RoboterNETZ im Wiki erläutert, dort erhält man einen guten Überblick und auch die Funktionsweise ist verständlich erklärt. Mit Spannungsreglern ist die Eingangsspannung recht flexibel, was mir auch zur Not erlauben würde, das selbstgebaute Akku-Pack mit Batterien zu betreiben, sollte ich mal keine Akkus haben.

Mein aktueller Plan ist es, 5×1,2V zu benutzen und einen LM 2940 CT5 Low-Drop-Spannungsregler zu verwenden. Low-Drop bedeutet, dass die zusätzliche Spannung, die für den Betrieb des Reglers benötigt wird, sehr gering ist. Normalerweise werden 2-3V benötigt, womit als Eingansspannung mindestens 7V benötigt würden. Bei diesem Regler liegt die zusätzliche Spannung nur bei 0.5V womit 6V als Eingangsspannung reichen sollten. Die maximale Leistung beträgt 1A – das sollte für den Betrieb des Smartphones reichen.

Soweit der Plan. Wenn ich das fertiggebaut habe, wirds hier natürlich Fotos geben, so dass ihr es bei Bedarf einfach nachbauen könnt (obwohl es ein denkbar einfacher Aufbau ist, wenn man sich das Datenblatt bei Reichelt mal anschaut).

4 Kommentare zu “Akku-Pack für 5V-USB-Strom

  1. Rex McMammoth

    am 23.01.2013 um 18:16

    Sehr schön zusammengefasst und tolle Idee. Alternativ zu Mignons würde ich 6-Zellen Modellbau Akkus (Ni-MH) empfehlen, die gibt es teilweise recht günstig mit guten bis sehr guten Kapazitäten (7,2V 4500 mAh+). Bei mir liegen diese Akkus im Winter immer nur rum, weil Strandbuggy im Schnee nur suboptimal viel Spaß macht.

    • Faldrian

      am 23.01.2013 um 18:21

      Klasse Idee!
      Wenn die Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung zu groß wird, müsste ich tatsächlich nochmal darüber nachdenken, eventuell einen Step-Down-Regler zu verwenden, da dort der Wirkungsgrad besser ist. Beim hier verwendeten Regler (glaube ich) wird die Differenzenergie in Wärme umgewandelt. Das müsste ich dann aber einfach mal messen, wenn ich diese Variante gebaut habe.
      Ich werde auf jeden Fall davon berichten. 🙂

  2. Rolf Hagenah

    am 27.05.2016 um 16:06

    3 mal AAA mit 1,2 und eine „Shottkie-Diode“ sollten reichen ..Durchbruchspannung 0,3 Volt und 1 Ampere ist ein Witz ..0,3 Volt mal 1 Amp =300 mW !!

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