9V-Blockbatterie

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ws2812b
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9V-Blockbatterie

Beitrag von ws2812b » 18 Apr 2021, 23:00

Guten Tag,

wie löst ihr das Batterie-Problem bei kleinen motorisierten Modellen. Der schwere fischertechnik-Akku ist vür viele Kleinmodelle zu groß und zu schwer zum Mitschleppen.
Der Batteriekasten mit einer 9V-Blockbatterie ist eine funktionierende aber auch sehr kostspielige Lösung. Auf Dauer sind die 9V-Blöcke eine starke Belastung für den Geldbeutel. Mit 9V-Block-Akkus (NIMH) bin ich nicht wirklich glücklich, weil die nur recht wenig Energie speichern können.
Ich habe nun im Internet 9V-Block-Akkus (Li-Ion) gefunden, mit 1000mAh und integrierter Micro-USB-Ladebuchse!!!! Das sind 2/3 der Ladung des großen fischertechnik-Akkus!!!!! Ist das wohl glaubwürdig? Hat da jemand Erfahrung mit?

LG aus der ft-Bastelecke
ws2812b

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PHabermehl
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von PHabermehl » 18 Apr 2021, 23:37

Hallo,

ja, das ist ein altes Problem. Bei meinen größeren Modellen, die meist stationär sind, ist halt ein Netzteil das Mittel der Wahl.
Aber bei kleinen, mobilen Modellen geht das halt nicht. Gerade mit meinen Kindern muss ich immer diskutieren, weil ja bei vielen Kästen nur der 9V-Batteriehalter beigelegt ist und die doch einen recht großen Verbrauch haben. Wir haben mehrere der Community-Akkuboxen im Einsatz, aber die sind nicht leichter oder kleiner als der ft-Akku.
Von daher erstmal meine Bitte, ob Du wohl einen Link zu dem von Dir erwähnten Akku posten könntest? Das wäre mal ein interessanter Testkandidat.

Danke und Gruß
Peter
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viele Grüße
Peter

juh
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von juh » 18 Apr 2021, 23:48

Hallo,

eher nicht. Irgendwann waren die auch schon mal Thema hier im Forum und es finden sich auch Tests im Netz, die Ladeelektronik lässt schlicht zu wenig Platz für Kapazitäten dieser Größenordnung. Von den 9V Zellen bin ich auch grundlegend genervt, als Batterie teuer und sondermüllig, als Akku wegen der vielen Zellen in Reihe Mist.

Ich habe das Problem für mich so gelöst: https://www.thingiverse.com/thing:4017967

Ein andere User hat das Design etwas abgeändert mit Zellen mit integrierter Schutzschaltung, so dass man das kleine Board weglassen kann: https://www.thingiverse.com/make:914782

Ohne 3D-Druck und wenn man vor LiPos keine Angst hat, kann man diese PCBs gut in eine 9V-Batteriegehäuse unterbringen: https://www.ebay.de/itm/USB-Lithium-Li- ... 2523477976

Das Board kombiniert Lade- und Schutzelektronik mit einem Step-up Converter, den man auf 9V (oder sonst was) einstellen kann, man bekommt also einen per Micro-USB aufladbaren 9V Akku, der allerdings nur bis 1A belastbar ist, bei Überlast sperrt die Schutzschaltung und man muss den Akku trennen oder per USB einen Ladezyklus anstoßen. Ein Akku passender Größe und aus vertrauenswürdiger Quelle, den ich auch hier verwende, ist der hier:

https://www.ebay.de/itm/Li-Ion-LiPo-Lit ... 5150502750

Zusammen sieht das dann so aus:
web_DSC_3749.JPG
web_DSC_3749.JPG (80.75 KiB) 1657 mal betrachtet

Das dürfte vom Aufbau her ziemlich genau dem entsprechen, was in diesen 9V-Blocks steckt, nur dass man dann auch weiß, was drin ist. Ich muss aber dazu sagen, dass ich diesen Aufbau noch nicht im echten Praxistest hatte, diesen Boards wird oft nachgesagt, dass sie im Ruhezustand den Akku leer machen, ggf. muss man den also bei längerer Nichtbenutzung trennen, was sich auf Kosten der Umpolungsfunktion sogar auch per ft-Gehäuse-Schalter machen ließe.

vg
Jan


Edit @Peter: so was dürfte gemeint sein, hier allerrdings mit etwas realistischerer mAh-Angabe:

https://m.banggood.com/ZNTER-S19-9V-400 ... 70703.html
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von ws2812b » 19 Apr 2021, 00:46

Guten Tag,

vielen Dank für euer Interesse an meinem Thema.
Ich habe diesen Akku u.a. bei amazon gefunden, suche über "intensilo 9v block akku liion"
https://www.amazon.de/INTENSILO-9V-Akku ... 396&sr=8-3

LG aus der ft-Bastelecke
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Nachtrag: Für welche Strombelastung sind solche Li-Ion-Akkus geeignet, 2 XS-Motore sollten den Akku nicht mit Überlastung schädigen.

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The Rob
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von The Rob » 19 Apr 2021, 02:20

Die Angabe der Kapazität in Ah sagt nichts aus, wenn man nicht die Spannung dazu kennt.
Der ft-Akku hat seine (in der aktuellen Ausführung) 1800mAh bei 8,4V. Das sind 15,12Wh.
Mit hoher Wahrscheinlichkeit bezieht sich beim verlinkten Akku die Angabe nicht auf die außen verfügbaren 9V, sondern auf die interne Zelle, man muss das unterscheiden.
Der Aufbau wird ähnlich sein wie bei juh, da ist dann eine 3,7V-Zelle drin, die die 1000Ah hat. Das sind gerade mal 3,7Wh. Wenn man Wandlungsverluste vernachlässigt, kann man auch nochmal umrechnen, auf hochgewandelte 8,4V: Das sind ca. 440mAh.

Was die Belastungsfähigkeit angeht, wird 1A das äußerste Maximum sein, wahrscheinlich liegt es sogar drunter.
1C, also 1A für die 1000mAh-Zelle ist eine sinnvolle Grenze für die innere Zelle. Abhängig vom Zelltyp und Verschleissakzeptanz geht auch mehr. Aber 1A bei 3,7V innen an der Zelle, sind nach Wandlung auf 9V nur noch 0,41A außen. Auch wieder unter Vernachlässigung der Wandlungsverluste.

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Rudi
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von Rudi » 19 Apr 2021, 10:53

Hallo ws2812b,
alle meine elektrisch mobilen Modelle betreibe ich mit 9 V Akkus von Ansmann, NiMH mit 300 mAh. Entweder im Batteriekasten mit Schalter (135719) oder dem ohne Schalter (32263 und 32958). Der große Hailfire mit 2 Traktormotoren zieht im Mittel 500 mA und fährt damit ferngesteuert 20 bis 30 Minuten problemlos. Der kleine Hailfire mit 2 S-Motoren zieht etwa 250 mA und hat erst recht keine Probleme mit diesen Akkus.
Die Ströme habe ich mit dem Batteriestab aus ft:pedia 2020-3 ermittelt.

Viele Grüße,
Rudi

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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von ws2812b » 19 Apr 2021, 13:48

Guten Tag,

bisher habe ich mich immer an der auf dem Akku angegeben mAh-Zahl orientiert und anschliessend für mich bewertet, ob ich zufrieden bin oder nicht. Bei den 9V-Blöcken habe ich über diesen Weg noch kein brauchbares Ergebnis gefunden. Deshalb habe ich nun die technischen Daten des Herstellers zum genannten Li-Ion-Akku gesucht und in dessen Shop gefunden.
...
Technische Daten:
Technologie: Li-Ion
Spannung: 9V
Kapazität: 1000mAh / 9Wh
Anzahl der Zellen: 6
Nennspannung: 7.4V
Ladeschlussspannung: 8.4V
Entladeschlussspannung: 5.4V
Kapazität Min.: 930mAh
Ladezeit: ca. 3h
Mit Schutzschaltung PCB
Wiederaufladbar
Typenbezeichnung: 6F22, 6LR61
...
Bin nun aber noch mehr verwirrt: 6 Zellen und 7,4V Nennspannung hier beim Akku, dagegen in der Erklärung von The Rob und juh 1 Zelle mit Nennspannung 8,4V über Wandler. Da finde ich keine vergleichbaren Daten.
Probieren geht über studieren, ich habe nun einen solchen Akku bestellt und werde berichten, ob sich der Kauf gelohnt hat.
Leider ist der Akku im Test auf: https://www.akkuline.de/test/9v-block-a ... -vergleich nicht enthalten.

LG aus der ft-Bastelecke
ws2812b

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The Rob
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von The Rob » 19 Apr 2021, 15:11

Juh hat das Teil selbst gebaut, es war von mir erstmal eine Annahme, dass der von dir genannte Akku ähnlich aufgebaut wäre.
Ich kann Licht ins Dunkel bringen:
Bei dem Akku scheint die Angabe "9V" nur dranzustehen, damit der Käufer zufrieden ist, die tatsächliche Spannung ist nur ähnlich.
Nennspannung 7,4V bedeutet, dass zwei LiIon-Zellen (3,7V) in Reihe geschaltet sind.
Wenn dann als Angabe "6 Zellen steht", dann sind es jeweils drei parallel. Drei mal zwei ist sechs.
Die Ladeschlussspannung 8,4V kommt daher, dass die meisten LiIon-Zellen bis 4,2V geladen werden.
Man ist damit so nah an einem klassischen 9V-Block dran, wie es ohne Wandlung geht.
Die Angabe der Kapazität in Wh ist hier ganz klar geschönt, weil die 1Ah mit den 9V zu 9Wh multipliziert wurde, obwohl man mit der Nennspannung von 7,4V rechnen muss. Das sind dann 7,4Wh. Im Vergleich zum Originalakku mit 15,12Wh ist das für den deutlich geringeren Platzbedarf kein schlechter Wert.
Aber auch da zum Vergleich: Ich habe in das Gehäuse von ft auch schon mal LiIon eingebaut, drei Zellen mit 2Ah, das sind 3*3,7V*2Ah = 22,2Wh.

Der Ansatz "probieren über studieren" ist in dem Fall nicht verkehrt, ich glaube der von dir verlinkte Akku wird seinen Nutzen haben. Einziger Nachteil (der je nach Modell kein Nachteil sein muss), ist die etwas geringere Spannung und damit geringere Leistung. Wenn man nicht gerade Autos baut, ist das aber nicht relevant.
(Bei mir war das der Grund für den Dreizeller LiIon, mit 11,1V Nennspannung kann man schon von Tuning reden)

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PHabermehl
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von PHabermehl » 19 Apr 2021, 15:16

Hallo zusammen,

dann warte ich mal gespannt auf ws2812b's Erkenntnisse. Vielleicht ist das "Ding" ja doch ganz brauchbar.

Danke und Gruß
Peter
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viele Grüße
Peter

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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von juh » 19 Apr 2021, 17:11

Wie Rob analysiert scheinen bei dem Amazon-Modell also einfach zwei LiPo-Zellen in Serie geschaltet zu sein, mit einer und Schutz- und Lade-Schaltung (hoffentlich 2S...), aber ohne Step-Up.

Offenbar gibt es aber auch andere Modelle und bezüglich meiner ersten Bewertung muss ich mich dann korrigieren. Das Banggood-Modell (beim Ali ca. 7€) wird hier im Video zerlegt und macht einen guten Eindruck. Es hat praktisch den gleichen Aufbau und fast die gleiche Nennkapazität wie meine (nicht-gedruckte) Lösung, wenn auch auf zwei parallel geschaltete Zellen verteilt, mit den damit verbundenen Nachteilen:

https://www.youtube.com/watch?v=dR_RusM99no

Dieser Aufbau sollte 9V über den gesamten Entladezyklus garantieren und vlt. etwas mehr Leistung bieten als NiMH Akkus, das ist aber auf Basis der behauptete Werte wohl kaum sicher zu bestimmen.

Für einen vernünftigen Vergleich mit der von Rudi favorisierten "klassischen" Lösung kommt es aber auf eine Reihe von weiteren Kriterien an. Teils wird es auch auf die Anwendung ankommen, für Rauchmelder etwa sollte man aufgrund der Selbstentladung auf keinen Fall die LiPos nehmen.

vg
Jan
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von ws2812b » 22 Apr 2021, 23:55

Guten Tag,

Heute ist der Akku eingetroffen.
Per USB 2 Stunden geladen, Spannung an den Polen 9,1V.
Für einen Test habe ich folgende Komponenten angeschlossen: 1 BT-Controller (161944) ohne Programmierung und ohne BT-Kopplung, 2 XS-Motore unbelasteter Leerlauf, 1 ft-LED (ws). Gemessener Strom bei 9V ca. 145mA - leicht schwankend, weil die blaue LED im Controller blinkt.
Akku eingebaut in ft-9V-Batterie-Halter und Dauertest gestartet.
Spannung an den Ausgangsbuchsen des Batteriehalters bei 145mA = 9V. Auf der Schalterplatine im Batteriehalter ist eine Polyfuse T075 eingebaut = 750mA?
Spannung ca. alle 30 Minuten geprüft, konstant 9V.
Nach 3 Stunden und 55 Minuten Dauerbetrieb hat der Akku abgeschaltet, Spannung an den Polen 1,2V.

Damit bin ich erstmal sehr zufrieden, zumal die Spannung konstant 9V gehalten hat und somit die Motordrehzahl nicht abgesunken ist.
3,9h * 145mA = 565,5 mAh, zumindest meine NIMH-9V-Akkus werden überboten.

Bin gespannt, wie sich der Akku über längere Zeit verhält. Normale Akkus erreichen ihre Nennkapazität ja erst nach mehreren Ladezyklen, ist das bei Li-Ion-Akkus auch so?
Wie ist das wohl mit der Selbstentadung? Der Akku hat keinen Schalter, die Ladeelektonik und der StepUp-Wandler sind also im Dauerbetrieb.
Wieviele Ladezyklen halten die eingebauten Zellen aus?
Ich lade und lagere den Akku in einer stabilen, geschlossenen Blechdose. Meine Tochter hatte einen MP3-Player, da ist der eingebaute Akku nach ca. 1 Jahr "nicht Benutzung" geplatzt, zum Glück ohne Flammen.

Irritierend ist, dass wohl die Datenangaben zu den Akkus nicht vergleichbar sind.
Entsprechend eurer Beschreibungen scheint es ja unterschiedliche Akku-Versionen in der LI-Ion-Gruppe zu geben. Wie kann man die vor dem Kauf unterscheiden?

LiPo = Li-Ion? Oder gibt es da Unterschiede?

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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von ws2812b » 05 Mai 2021, 16:15

Guten Tag,

ich habe nun gewagt, in weiter 9V-Blockbatertien mit USB-Ladebuchse zu investieren. Die Billigversion dirket aus Chine ist noch unterwegs.
Die Akkus verhalten sich alle gleich, Spannung konstant 9V mit maximal 0,3V Unterschied.
Die Kapazitäten habe ich bisher nicht im Vergleich gemessen, allerdings ist der Effekt der konstanten Spannung bei 9V so wertvoll, dass es nebensächlich ist, wie oft neu geladen werden muss.
Mit diesem Akku-Typ macht es sogar Spass, mit baugleichen ferngesteuerten Modellen, Wettrennen zu fahren.

Danke für euer Interesse und
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von juh » 14 Mai 2021, 21:29

Hallo nochmal,

ich hatte probeweise auch mal das Exemplar aus dem Youtube-Video vom Hersteller ZNTER bestellt, das vor ein paar Tagen kam, und muss sagen, ich bin bekehrt was meine anfängliche Skepsis angeht. Das Design wurde verändert, und sieht jetzt noch aufgeräumter aus:

web_DSC_3773.JPG
web_DSC_3773.JPG (55.69 KiB) 632 mal betrachtet

Verbaut sind wie man sieht statt 2x500mAh in diesem Modell zwei 750mAh Akkus, macht satte 1500mAh bei 3,7V, also 5,55Wh. Vom Hersteller angegeben für 9V werden recht konservative 400mAh bzw. 3,6Wh.

Meine eigene Messung fallen ein Stück weit besser aus: 486mAh bei ca. 8,7 V, entspricht etwa 4,23Wh. Zum Vergleich, meine selbstgemachte Lösung von oben schafft 379mAh, das entspricht ziemlich genau dem Unterschied in der Akkukapazität von 1150mAh zu 1500mAh. D.h. die Effizienz ist die gleiche, aber bei größerer Grundkapazität.

Unter Last (im Test 0,5A) bringt es keine 9V, aber über die Zeit bis kurz vor Schluss stabile 8,6 - 8,7V. Höherer Lasten und Langzeiteinsatz sind noch nicht getestet und inwieweit man den Prüfsiegeln glauben darf, lassen wir mal außen vor, aber für den Moment bin ich durchaus angetan.

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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von MasterOfGizmo » 15 Mai 2021, 14:51

Cool. Ich habe noch zwei der Vorgängermodelle. Haben sich von ähnlichen Produkten durch einen höheren Strom unterschieden, den die liefern können. Hab mir auch die Nachfolger bestellt und bin gespannt, welchen Strom die liefern.
Für fischertechnik: Arduino ftDuino http://ftduino.de, Raspberry-Pi ft-HAT http://tx-pi.de/hat

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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von juh » 15 Mai 2021, 16:44

Wollte ich auch noch probieren, meine geht bis knapp über 1A.

Das Ding verhält sich aber bei höheren Strömen unerwartet, ich habe allerdings nur eine rudimentäre Testausrüstung, Multimeter, einen dicken handgebremsten DC-Motor und ein DSO digitales "Oszilloskop".

Normalerweise sperren diese Schutzschaltungen ja und entsperren erst wieder, wenn man sie an den Ladestrom hängt. So steht es auch in der Anleitung der Batterie auf der Packung.

Es tritt aber ab ca. 1,1 A keine Kappung, sondern eine Art Drosselung ein. Der Motor läuft weiter und ich kann die Stromaufnahme weiter bis 2,5A hochbringen, der Motor ist dann komplett blockiert, ohne dass die Batterie kappt, aber mit verringerter Power. Lasse ich wieder los und fällt die Stromaufnahme unter 1A bleibt er noch ein paar Sekunden hörbar gedrosselt, dreht dann aber, wenn die Batterie einigermaßen voll ist, wieder normal auf. Das ganze ohne auffällige Wärmeentwicklung. Im Oszilloskops sehe ich bei der Drosselung einen Sägezahn mit ca. 5ms Frequenz.

Ist das eine neue Art selbstentsperrende Schutzschaltung, die ich noch nicht kenne, oder da stimmt was nicht?

vg
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von ws2812b » 13 Jun 2021, 00:31

Guten Tag,

ich sende abschliessende Erfahrungen mit meinen/unseren 9V-Blocks. Mein Nachbar und ich haben nun je 5 dieser Akkus, wir haben immer Akkupaare gleichen Typs/Herstellers wegen der Chancengleichheiten bei den Rennen.
Die Stöme haben wir nicht besonders beachtet, wir betreiben die Akkus in der fischertechnik 9V-Batteriebox, dort ist eine Polyfuse eingebaut, die aus unserer Sicht noch nicht auslösen musste.
Gut ist nach wie vor, dass die Akkus recht gleiche Spannungen haben, die soweit bis zum Abschalten konstant bleiben.

Etwas enttäuschend ist, dass die Ladekapazitäten schon nach 3-4 Ladezyklen absinken. Wir halten ungefähr fest, wie lange die Akkus zum Fahren halten. Die Akkus haben nagelneu ca. 0,5 bis 1,5 Stunden länger gehalten wie jetzt (reine Fahrzeit). Vielleicht ist das Laden nicht optimal, wir laden die Akkus an normalen Handy-Ladegeräten über die USB-Buchse, bis dass die LED-Anzeigen fertig melden. Bei einem Hersteller steht in der Anleitung, dass man zum Laden ein spezielles LI-ion-Ladegerät verwenden soll. Sowas habe ich aber noch nicht mit USB-Ladeanschluss gefunden.
Zweiter nicht so guter Punkt ist, die Akkus haben offensichtlich "alle" eine sehr hohe Selbstentladung. Liegt ein Akku 1 Woche voll geladen bis zum nächsten Einsatz, ist die Nutzungsdauer, bis zum Abschalten, deutlich verkürzt. Also sollte man nach ein paar Tagen Nichtnutzung, noch mal nachladen.

Ich finde im Netz leider kaum brauchbare Informationen zu diesen Akkus, vielleicht ist es auch nicht optimal, die Akkus bis zum Abschalten zu nutzen, vielleicht sind die Akkus dan schon im Bereich der schädigenden Tiefentladung.

Für unseren Spielspaß sind die Akkus genau richtig, die großen fischertechnik-Akkus sind zu schwer und haben den Nachteil, dass die Spannungen (zumindest bei unseren gebrauchten Akkus) unterschiedlich absinken und damit auf die Motorgeschwindigkeiten wirken.

Ich wünsche euch einen schönen und gesunden Sommer.
LG aus der ft-Bastelecke
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Re: 9V-Blockbatterie

Beitrag von MasterOfGizmo » 13 Jun 2021, 12:56

ws2812b hat geschrieben:
13 Jun 2021, 00:31
Bei einem Hersteller steht in der Anleitung, dass man zum Laden ein spezielles LI-ion-Ladegerät verwenden soll.
Das klingt ja eher nach eine Copy-n-Paste-Fehler von einer älteren nicht-USB-Variante. Ich kann mir kaum vorstellen, dass diese Akkus irgendwas mit einem speziellen Ladegerät am USB-Anschluss anfangen könnten.
ws2812b hat geschrieben:
13 Jun 2021, 00:31
Zweiter nicht so guter Punkt ist, die Akkus haben offensichtlich "alle" eine sehr hohe Selbstentladung.
Das ist eigentlich zu erwarten. Da der Akku ja nicht weiss, wann Du seine 9V verwenden willst läuft der Wandler im Akku, der aus den 3.7V der Akkuzelle die 9V macht die ganze Zeit. Sowas kann man sicher sehr effizient machen, aber bei der Bauform und dem Preis dürfte da nicht viel Spielraum für Zauberei sein. Wichtig ist, dass der 9V-Wandler abschaltet, wenn der Akku fast leer ist. Das scheint bei meinen Akkus hier der Fall zu sein. Die liefern nach langem rumliegen zwar keine 9V mehr (bus man sie wieder lädt), aber der Akku darin wird nicht völlig geplättet.

Aber eine kleine schicke ft-Variante, etwas größerer Akku, etwas bessere Technik, direkter Bundhülsenanschluss und ein Ein- Aus-Schalter, der nicht die 9V schaltet, sondern den ganzen Wandler abschaltet ... das wäre schon fein.
Für fischertechnik: Arduino ftDuino http://ftduino.de, Raspberry-Pi ft-HAT http://tx-pi.de/hat

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