Donnerstag, 2. Mai 2013

Christian Petasch: 230 Volt zum Mitnehmen – Baubericht einer Stromkiste



Die fertige Stromkiste
Folgende Situation kennen bestimmt viele Fliegerkollegen: Man ist auf dem Platz, hat seine Runden gedreht und beim Versuch, die Akkus nachzuladen, stellt man überraschenderweise fest, dass die Stromversorgung des Flugplatzes belegt ist, nicht funktioniert oder, weil man auf einem fremden Platz fliegt, ganz einfach nicht vorhanden ist. Da man die Autobatterie nicht belasten will, bzw. der Koffer mit dem Ladegerät den Lack zerkratzen würde, ist guter Rat teuer. Diese kleine Idee kann nun Abhilfe schaffen ….

Bevor man sich das Grundgerüst (nämlich die Kiste selber) zulegt bzw. baut, sollte man sich Gedanken machen, wofür die Stromkiste später Verwendung finden soll. Wird viel Energie benötigt, dann darf es gerne eine Batterie mit großer Kapazität sein, die dann aber auch entsprechend schwer ist. Bedarf es - wie in diesem Fall - nur wenig Energie, um z.B. bei einem Campingurlaub ab und an das Handy zu laden und abends etwas Licht mit der Energiesparfunzel zu haben, dann reicht auch eine kleine Batterie mit entsprechend kleinem DC-AC Wechselrichter. Auch die Beschaffung der Bauteile hängt von diesen Vorüberlegungen ab.

Das erforderliche Zubehör

Meine Bauteileliste sah wie folgt aus (erhältlich bei Reichelt, AUER Packaging und Conrad):

1xEurobehälter Kunststoff mit Deckel 40x30x20mm                        ca. 10 €
2xBeleuchtungssatz für ALCRON Einbaugeräte                              ca. 5 €
1xDrehspul-Meßwerk 15A                                                                ca. 9 €
1xDrehspul-Meßwerk 15V                                                                ca. 9 €
1x4,0mm Sicherheits-Einbaubuchse Rot                                          ca. 2 €
1x4,0mm Sicherheits-Einbaubuchsen Schwarz                                ca. 2 €
1xBlei-Vlies-Akku 12Volt / 18Ah                                                       ca. 36 €
1xBusch&Jäger Doppelsteckdose                                                    ca. 10 €
2xUnterputzdose orange                                                                  ca. 6 €
2xStromleitung 6mm² Rot                                                                 ca. 3 €
2xStromleitung 6mm² Schwarz                                                          ca. 3 €
1xVOLTCRAFT Spannungswandler 230V/75W                                ca. 16 €
1xZigarettenanzünderdose mit Schutzkappe 20A                             ca. 6 €
2xWippschalter, 2-polig 20A Schwarz                                                ca. 5 €
2xSicherungshalter für 5x20mm IP67 /10A                                        ca. 4 €
10xG-Sicherungseinsatz 5x20mm, träge, 10A                                   ca. 2 €
10xG-Sicherungseinsatz 5x20mm, träge, 0,315A                              ca. 2 €
1xAnbaustecker mit ebener Grundplatte, 2+PE                                 ca. 7 €
1xKleinmaterial, Befestigungen etc.                                                   ca. 15 €

Löcher für die Unterputzdosen

Angefangen habe ich mit dem Ausschneiden der Löcher für die Unterputzdosen. Im Nachhinein ist mir eingefallen, dass es die Unterputzdosen auch in Doppelausführung gibt. Ist dieses erledigt, werden die Dosen eingepasst und zur Sicherung verklebt. Da die Wände der verwendeten Kiste mit 2mm doch recht dünn sind, musste ich mit Polystyrol ein wenig unterfüttern, so dass die Klemmen der Dosen halt fanden. Weiter geht es mit dem Einbau und Anschluss der Unterputzsteckdosen. Ich habe dafür starre Leitung zwischen den Steckdosen und flexible Leitung zwischen Steckdose und Wechselrichter verwendet. Wichtig ist, dass man die flexible Leitung mit Aderendhülsen versieht, ansonsten gibt es Probleme beim Festklemmen in der Steckdose. Zum Schluss wird noch die Blende vorgesetzt und der Steckdoseneinsatz verschraubt. Damit wäre dieser Bauabschnitt erledigt.

Die eingesetzten Steckdosen

Die Verdrahtung


Einsetzen der Schalter

Weiter ging es mit den Schaltern. Da der 230V-Kreis getrennt vom 12V-Kreis geschaltet werden sollte, wurden zwei zweipolige Schalter mit einer Belastbarkeit von 20A verwendet. Schalterposition anzeichnen, aussägen, Schalter reindrücken und fertig. Wem die Klemmung nicht reicht, der hilft mit ein paar Tropfen Sekundenkleber nach.








Anzeigegeräte und 12 V Kfz-Stecker sind bereits eingesetzt

Als dritten Schritt habe ich die beiden analogen Anzeigen für Spannung und Strom eingebaut. Da aus der Batterie nur kleine Ströme entnommen werden sollen, reichen hier Anzeigen bis 15A. Beim Anzeichnen der Befestigungsbohrungen sollte man sorgsam umgehen, zum einen, damit hinterher nicht alles krumm und schief sitzt und zum anderen, damit die Muttern zur Befestigung auch wirklich halt finden. Auch hier gilt wieder: Wem es nicht reicht, der hilft mit Sekundenkleber nach (aber bitte erst nach dem Testen. Sollte eine der Anzeigen defekt sein, lässt sich das Ganze sonst nur sehr schwer wieder ausbauen). Weiterhin habe ich die Anzeigen mit Beleuchtung versehen. Allerdings habe ich die beiden Beleuchtungen in Reihe geschaltet und nicht wie vorgesehen parallel, um so die Lebensdauer der Glühlampen zu erhöhen. Als netten Nebeneffekt brauche ich mir jetzt auch keine Gedanken mehr darüber zu machen, ob durch die Hitze der Kunststoff vom Gehäuse weich zu werden beginnt.

Auch ein 12V Kfz-Stecker Anschluss sollte nicht fehlen. Ich verwende die Variante mit Gummischutzkappe und Blende. Angezeichnet, eingebaut, auch erledigt.


Die Sicherungen finden unter den Schaltern Platz

Zwei Stromkreise benötigen auch zwei Sicherungen. Also habe ich unter die Schalter jeweils einen Sicherungshalter für die 5x20mm ESKA Sicherungen eingebaut. Diese werden später mit 10A für den 12V-Kreis und 0,315A für den 230V-Kreis bestückt. Übrigens sind die verwendeten Sicherungshalter mit 10A bereits an ihrer Belastbarkeitsgrenze. Sollen höhere Ströme abgesichert werden, müssen entweder andere Sicherungshalter verwendet werden oder man investiert ein wenig Geld und nimmt gleich ein paar einfache Sicherungsautomaten.

Um auch mal ein Gerät mit 4 mm Büschelstecker/4 mm Sicherheitsstecker anzuschließen, kamen noch ein paar 4 mm Sicherheitsbuchsen ins Frontpanel. Und damit wären wir außen fertig… allerdings muss die Batterie ja hinterher irgendwie geladen werden, ohne dass die Kiste geöffnet wird. Dafür habe ich ein sehr stabiles Stecksystem aus dem Hause Hirschmann verwendet, da gerade an den Seitenwänden erhöhtes Risiko besteht, daran hängen zu bleiben. An der Kiste ist eine zweipolige Metallbuchse angeschraubt und am Kabel des Batterieladegerätes findet sich das Gegenstück. Diese Steckverbinder vertragen zwar nur max. 6A/DC, aber da die verbaute 12V/18Ah Batterie eh mit maximal C/10 geladen werden darf – also 1,8Ampere – ist das nicht weiter relevant.

Beginn der Verdrahtung

Nun geht’s ans Strippen ziehen. Alles was 12V ist, habe ich mit 6 mm² angeschlossen, um auf der sicheren Seite zu sein. Einzige Ausnahme ist die Ladebuchse, hier sind nur 0,75 mm² verlegt worden, alles andere hätte auch nicht in den Stecker gepasst. Es ist von Vorteil, die Kiste von hinten nach vorne zu verdrahten bzw. von unten nach oben. Nichts ist schlimmer als sich in der Verkabelung zu verheddern oder mit dem Lötkolben irgendwelche Isolierungen zu schmelzen. Ach ja, ich sollte vielleicht noch erwähnen, dass wir die Elektronik vom Wechselrichter noch aus dem Gehäuse herausbasteln müssen, sonst wird das mit Verdrahten schwierig….

Da wir die Steckdose ja bereits verkabelt haben, fangen wir auch mit ihr an. Den Nullleiter verlöten wir direkt mit der Leitung aus dem Wechselrichter (Schrumpfschlauch nicht vergessen), die Phase legen wir an die Sicherung und gehen dann weiter zum Wechselrichter und den Grün-Gelben PE legen wir auf Batterie Minus. Warum? Weil die Originalverdrahtung im Wechselrichter auch so aufgebaut ist.

Zum Abschluß der Anschluß des Wechselrichters


Dann den Wechselrichter so einbauen, dass die LED passend vor dem umgedrehten Lichtleiter aus dem Originalgehäuse zu liegen kommt (siehe Bilder). Ich habe mich für einen Einbauplatz unten direkt neben dem Schalter für 230V entschieden.

In welcher Reihenfolge man die restliche Verkabelung macht, ist eigentlich egal, man sollte nur darauf achten, dass sämtliche Verbraucher hinter dem Ampere-Messwerk liegen. Auch sollte die Ladebuchse direkt an die Leitungen, die von der Batterie kommen, geklemmt werden. Die beiden 6V Glühbirnchen zur Anzeigenbeleuchtung sind im Messwerk in Reihe geschaltet, ich habe zusätzlich noch beide Beleuchtungsanschlüsse der Messwerke in Reihe geschaltet, 3V pro Glühbirnchen reichen allemal und es besteht auch keine Gefahr, dass die Kunststoffgehäuse plötzlich weich werden.

Sind alle Strippen gezogen, verlötet, gecrimpt und isoliert, kann aus Winkelprofilen die Halterung für die Batterie eingebaut werden. Um das doch recht hohe Gewicht gleichmäßig zu verteilen, wurde der Bleigel-Akku auf die Seite gelegt. Anschließend wird mit einem Stück Kunststoffummantelten Lochband und zwei Schrauben mit Muttern und Unterlegscheiben die Batterie am Boden festgeschraubt. Nun können wir die Kiste auch ohne Probleme auf den Kopf stellen ohne dass uns die Batterie auf die Füße fällt. Sollte dies wieder erwarten doch passieren, ist irgendwas nicht richtig fest gewesen…

Es folgt das Anklemmen der Batterie und die erste Inbetriebnahme. Wenn alles richtig gemacht wurde und wir die Sicherungen eingesetzt haben, sollten die Messwerke nun beleuchtet sein. Als nächstes folgt der Wechselrichter, die Schreibtischlampe darf zum Test ruhig umgestöpselt und eingeschalten werden. Wenn alles so funktioniert, wie es soll, wird alles wieder ausgeschaltet und das Ladegerät an der Ladebuchse angeschlossen. Sollte die Batterie wider erwarten geladen werden, können wir uns auf die Schulter klopfen und uns Gratulieren: Stromkiste fertig. Ok…. Bis auf das Zuschrauben natürlich. Aber das ist nun das kleinste Problem.

Es ist übrigens nicht verkehrt, alles zu beschriften, ich habe dazu einfach mein Beschriftungsgerät genommen.

Und jetzt wünsche ich noch viel Spaß mit der Stromkiste!

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