Heimladestation ALC 7000 Expert

Thorsten Erdmann

Die Vorgeschichte

Seit einiger Zeit bin ich auf der Suche nach einem Ladegerät, welches meine Akkus nicht einfach nur vollknallt, sondern das mehrere Akkusätze gleichzeitig (oder zumindest automatisch nacheinander) lädt und zuverlässige Aussagen über deren Gesundheit zulässt. Ich hoffe, das dass ALC 7000 diesen Ansprüchen gerecht wird.

In der FMT 04/2002 ist ein Testbericht erschienen, der auch von der ELV-Website als *.pdf-Datei heruntergeladen werden kann: http://www.elv.de/news/presse_dateien/pressespiegel/FMT_42002_ALC7000_1-4.pdf

Kurz & knapp - technische Daten & Funktionen

 
  • hintergrundbeleuchtetes 'Multifunktions-Display'
  • vier Ladekanäle:
    zweimal 1,2-30V / 1mA-3,5A; sequentiell arbeitend
    zweimal 1,2-15V / zusammen max. 1A; parallel arbeitend
  • NC, NiMH, Blei, Blei-Gel
    jeweils sechs Programme: Laden, Entladen, Entladen-Laden, Test (Kapazitätsmessung), Zyklen (Regenerieren), Auffrischen
  • serielle Schnittstelle: Akku-Daten, Ladeprogramme, Lade- & Entladekurven...
    können auf dem Rechner gespeichert werden
  • für Netzanschluss: 230V / 50Hz

Ich möchte hier nur einen Bericht über meine Erfahrungen mit dem Bausatz dieses Ladegerätes liefern, um anderen Nachbauern das Leben vielleicht etwas zu erleichtern. Da ich das Gerät erst seit ein paar Tagen in Betrieb habe, kann ich an dieser Stelle noch keinen Langzeit-Praxistest liefern. Der kommt vielleicht später noch.
Zunächst wollte ich mir den Bausatz direkt beim Entwickler ELV bestellen, aufgrund eines Lieferengpasses bin ich dann doch auf Conrad ausgewichen. Hier wird das Gerät zum gleichen Preis von EUR 155,50 angeboten. (Genau genommen ist Conrad sogar EUR 0,27 billiger, allerdings werden EUR 4,95 Versandkosten berechnet; ELV liefert ab EUR 150,- versandkostenfrei.) Im Preis enthalten ist die serielle Schnittstelle und die Software zur Datenübertragung zum Computer. Fertig aufgebaut kostet dieses Ladegerät EUR 199,50 bzw. EUR 172,50, wenn man auf Schnittstelle und Software verzichten kann.

Eines sei an dieser Stelle aber schon gesagt: Wer keinen Spaß am Selbstbau hat, wer nicht wirklich sicher im Umgang mit dem Lötkolben ist oder wer sich womöglich erst einen vernünftigen Lötkolben anschaffen muss, der sollte das Fertiggerät nehmen.
Ich habe für den Aufbau gut sechs Stunden gebraucht. Wenn man vorher das Arbeitsmaterial bereitlegt, die Anleitung studiert hat und die folgenden Tipps beherzigt, kann man den Aufbau auch sicherlich schneller schaffen.
Es ist wirklich alles im Bausatz enthalten und die Passung der Teile ist sehr gut, es musste an keiner Stelle nachgearbeitet werden. Die Platinen sind von hervorragender Qualität, sie lassen sich gut löten und alle Bohrungen haben den richtigen Abstand und Durchmesser.
Etwas trübt jedoch den eitlen Sonnenschein: Mein Lötkolben, ein 50W Weller-Magnastat mit mittelheißer Bleistiftspitze, reichte nicht aus, um Bauteile in den teilweise großen Masseflächen auf der Platine sicher zu verlöten. Deshalb musste ich häufig die Spitze gegen eine heiße & dicke Meißelspitze austauschen. Dies ist zwar kein wirkliches Manko, ließe sich aber herstellerseitig durch ein geändertes Layout leicht beheben. Man muss also schon sorgfältig darauf achten, keine kalten Lötstellen zu produzieren.

Aber fangen wir am Anfang an

Schon vier Tage nach der Bestellung konnte ich das Paket bei der Post abholen. In dem Karton sind alle Teile weitgehend nach Baugruppen sortiert in kleinen Plastikbeuteln verpackt. Es gibt also einen Beutel mit Transistoren, einen mit Widerständen, einen mit Befestigungsmaterial usw. Dies gestaltet den Aufbau recht einfach, da man nicht erst lange nach den gerade benötigten Bauelementen suchen muss. Daneben gibt es das zweiteilige Gehäuse, fertig bedruckte und gefräste Front- und Rückplatten, drei Platinen, zwei Trafos und noch einiges mehr. Auf den ersten Blick schon verwirrend – auf dem Bild ist noch nicht einmal alles dargestellt.

Nachdem ich alles vorsortiert und die Anleitung – zumindest den Teil über den Nachbau – überflogen hatte, habe ich mich gleich ans Werk gemacht.

Die Bauanleitung

Diese liegt dem Bausatz als 20seitiges A4-Heft bei, kann bei Interesse aber schon vorher von der ELV-Website heruntergeladen werden: http://www.elv.de/service/manuals/ALC7000/ALC7000_KM_G_020528.pdf. Sie ist gut geschrieben und leitet auch wirklich an. Lediglich an einigen Stellen könnte sie ausführlicher sein. Und genau auf diese Stellen möchte ich in diesem Bericht eingehen.
Es handelt sich übrigens um einen Nachdruck des Artikels aus der Zeitschrift ELV-Journal 2/2002. Nach einer Schilderung der Funktionen und der Bedienung des Geräts, folgt eine Funktionsbeschreibung der Schaltung. Im Anschluss daran dann Hinweise zum Nachbau. Diese sind zwar recht ausführlich, richten sich jedoch nicht an Anfänger oder Laien auf dem Gebiet der Elektronik. Beispielsweise werden nur die Werte der Widerstände genannt, nicht jedoch der Farbcode. Auch decken sich die Bezeichnungen in Bauanleitung und Schaltplan nicht immer mit den gelieferten Bauteilen: Vielen wird klar sein, dass statt des genannten BC 548 problemlos der beiliegende C 548C eingesetzt werden kann, ein Laie kann hier schon ins Grübeln kommen. Die Beschreibungen, die normalerweise den kleinen Bausätzen von Conrad beiliegen, sind da wesentlich detaillierter.
Erfreulicherweise – und entgegen der Bauanleitung - sind alle SMD-Bauteile schon auf den Platinen verlötet. Dies gestaltet den Nachbau deutlich einfacher und spart auch eine Menge Zeit.

Kleine Änderungen am Layout

Einem dem Bausatz beiliegenden Hinweisblatt konnte ich entnehmen, dass es bei einigen Geräten im Betrieb zu Problemen gekommen ist. Es wird vorgeschlagen, einige Änderungen am Layout der Basisplatine vorzunehmen: Zwei SMD-Widerstände sind zu entfernen, zwei Leiterbahnen zu unterbrechen, zwei kurze Kabel und ein Widerstand sind einzulöten..

 

Diese Arbeit ist recht fummelig, da die Kabel und der Widerstand mit den kleinen Lötpads von SMD-Bauteilen verbunden werden müssen. Eine ruhige Hand und ein feiner Lötkolben sind Voraussetzung.
Alles in allem hat diese Arbeit dann 15 Minuten gedauert.

Auf neueren Versionen der Platine sind diese Änderungen jedoch schon im Layout berücksichtigt, so dass diese Arbeit ggf. entfällt.

Weiter in der Bauanleitung.

Die Frontplatine

„Als erstes sind die SMD-Komponenten auf der Frontplatine zu bestücken“ - dies ist aber glücklicherweise schon im Werk geschehen. Es sind also das Display mit Beleuchtung, sieben Taster, vier Leuchtdioden, ein Transistor und ein Quarz zu verlöten.

Nachdem der Halterahmen für das Display in die Bohrungen gesteckt wurde und eingerastet ist, werden die sechs 'Side-Looking-Lamps' – längliche LEDs für die Displaybeleuchtung – innerhalb dieses Rahmens in die Bohrungen gesteckt. Hier sollte man darauf achten, dass tatsächlich alle LEDs nach innen zum Display leuchten.
Wenn man eine zusammengeknüllte Papierserviette in den Rahmen legt, kann man die Platine umdrehen und die LEDs von der Rückseite verlöten, ohne dass sie herausfallen. Nachdem man nun Leitgummistreifen (Achtung: Streifen und Platine müssen wirklich sauber sein!), Reflektorfolie, Reflektorscheibe und Diffusorfolie in den Rahmen gelegt hat, kommt das eigentliche Display dran. Bei mir war die Diffusorfolie 1mm zu breit – ich habe einfach mit Skalpell & Lineal etwas abgeschnitten.
Das Display ist beidseitig mit einer Schutzfolie beklebt, die man besser abzieht, obwohl die Anleitung sich hier ausschweigt. Aber vorsichtig: Auf der Rückseite ist diese Schutzfolie genau so groß wie die dünne aufgeklebte Scheibe. Wirklich nur die Folie abziehen, sonst muss man sich ein neues Display schicken lassen!

Jetzt steht man vor der Frage, wo ist beim Display oben und wo ist unten. Auch hierzu sagt die Anleitung nichts, aber wenn später die Anzeige auf dem Kopf steht, wird das Ablesen doch eher mühsam. Hält man die Anzeige schräg ins Licht, so dass sich die Lichtquelle im Glas spiegelt, kann man an einem Rand auf der Vorderseite eine klitzekleine Seriennummer sehen. Die Ziffern und Buchstaben müssen lesbar sein, d.h. richtig herum stehen, dann hat das Display die richtige Position.
Jetzt noch schnell den Rahmen aufgelegt und mit den beiliegenden Schräubchen von hinten festschrauben. Aber die kleinen Mistdinger haben einen Micro-Torx! Liegt wohl so bei 1mm. Glücklicherweise habe ich in meiner Schraubenkiste noch 6x2mm Blechschrauben mit Kreuzschlitz gefunden. Die passen auch sehr gut.

Die restlichen Teile der Frontplatine lassen sich jetzt ohne weitere Probleme bestücken, aber ich möchte noch einen Ratschlag loswerden: Die vier grünen Anzeige-LEDs sollen so montiert werden, dass die Oberkanten der LEDs 10mm Abstand zur Platine haben – das ist bei meinem Gerät etwas viel, 9mm wären besser.
Um den Einbau zu vereinfachen, kann man einen 4mm breiten Pappstreifen (z.B. vom Verpackungskarton…) als Abstandshalter zwischen LED und Platine legen, dann hält man problemlos die 9mm ein. Wenn man dann erst ein Bein festlötet, kann man die LEDs noch alle gerade ausrichten. Dann erst das zweite Bein festlöten. Ach ja, bei LEDs muss die Polung beachtet werden: Das längere Bein ist die Anode, wird also in die Platinenbohrung gesteckt, die mit [+] gekennzeichnet ist.

An der Frontplatine habe ich knapp 90 Minuten gearbeitet, jedoch habe ich viel Zeit mit der Suche nach den Blechschrauben und spätem Abendbrot verloren. Man kann das sicherlich auch in 45 Minuten schaffen, dann aber ohne Pizza.

Die Basisplatine

Obwohl auf der Basisplatine sehr viele Bauelemente zu bestücken sind, habe ich hier wesentlich weniger Anmerkungen.

Wenn man sich an die Anleitung hält, dann kommt man schon zurecht. Wie eingangs erwähnt, müssen einige Teile mit einem heißeren bzw. stärkeren Lötkolben eingelötet werden, da die großen Masseflächen die Hitze schnell ableiten. Und gerade den Halbleitern bekommt es nicht gut, wenn man zulange daran herumbrät.
Wenn man den Farbcode der 1% Metallfilmwiderstände verwirrend findet – das geht mir immer noch so – kann man sie auch schnell mit einem Multimeter ausmessen.

Bei den Dioden kann es für Ungeübte leicht zur Verwirrung kommen: Angegeben ist z.B. 1N4001, dem Bausatz liegen aber 1N4004 bei. Dies ist kein Problem, die 4004er haben lediglich eine höhere Spannungsfestigkeit. Eines noch: Es sind dreimal 1N4148 zu bestücken: Das sind ganz kleine, rot-transparente Dioden mit Glaskörper; die Aufschrift ist kaum zu lesen.

Im ALC 7000 gibt es 5 Sicherungen mit zweiteiligen Sicherungshaltern. Diese Halter haben an einer Seite eine kleine Nase, damit die Sicherung nicht herausrutschen kann. Um das Einlöten narrensicher zu gestalten, kann man die Sicherungen in die Halter klemmen und dann die gesamte Einheit verlöten. Die jeweiligen Werte der Sicherungen sind in den kleinen Metallkappen eingeprägt.

Man kann den Aufbau etwas einfacher gestalten, wenn man an einigen wenigen Stellen von der Bauanleitung abweicht und die Teile in einer anderen Reihenfolge bestückt.

Die Elekrolytkondensatoren C300 und C400 (ggf. auch C306, C406 und C214) sollte man erst einlöten, nachdem man die Leistungstransistoren mit den Stiftleisten bzw. mit den Lötnägeln verlötet hat. Ansonsten kommt man den Elkos mit der heißen Lötspitze sehr nahe. Auf dem Bild kann man die 'Packungsdichte' schon recht gut sehen.

Ach ja, die Lötnägel sind sehr gut von oben zu verlöten – sie lassen sich so besser positionieren und müssen nicht aufwändig fixiert werden. Aber darauf achten, dass das Zinn auch wirklich bis in die Platinenbohrung fliesst.

Für den Einbau der Trafo-Temperatursensoren TS100 und TS102 liegen, von der Bauanleitung abweichend, zweipolige Stiftleisten bei. Hier sollte man erst die Sensoren mit den Stiftleisten verlöten und dann die ganze Einheit einbauen. Wenn man den dicken Kondensator C15 erst nach den Temperatursensoren bestückt, hat man auch hier mehr Platz zum arbeiten.

Man kann an dieser Stelle auch schon die Kabel, die später zu den Buchsen führen, in die Platine löten. Die Längen sind in der Bauanleitung angegeben, stellen jedoch die absolute Mindestlänge dar. Wenn man sie 10 – 20 mm länger wählt, hat man es nachher einfacher. Die beiliegenden Kabel sind lang genug.

Alles in allem hat der Aufbau der Basisplatine bei mir knapp vier Stunden gedauert. Die Kontrolle jedes Bauabschnittes (insbesondere auf richtige Polung der Dioden und Kondensatoren) ist bereits mit berücksichtigt.

Die Schnittstellenplatine

Hier gibt es nicht viel zu sagen. Die acht Bauteile sind problemlos in 5 Minuten bestückt. Dass man die Beine des ICs alle ein wenig nach innen biegen muss ist normal.

Die Endmontage und der Gehäuseeinbau

Erster Arbeitsschritt ist das Verbinden von Front- und Basisplatine mit zwei kleinen Montagewinkeln. Diese Winkel haben – zumindest bei mir – eine 'normale' Bohrung und eine Gewindebohrung.

Die Platinen lassen sich nur dann gut montieren, wenn die Winkel ('normale' Bohrung) mit Schrauben, Muttern und Scheiben zunächst mit der Basisplatine verbunden werden und erst dann die Frontplatine mit einer 5mm langen M3-Schraube von vorne aufgeschraubt wird.

Jetzt sollen die Leiterbahnen und die großen Masseflächen auf den Platinen miteinander verlötet werden. Ich habe vorläufig nur die Leiterbahnen verlötet und die Masseflächen erst an einer kleinen Stelle verbunden, um bei einem Fehler die Platinen wieder trennen zu können. Es hat aber alles funktioniert.

Die Schubstange für den Netzschalter muss man sich noch aus einem beiliegenden Drahtstück anhand einer Zeichnung biegen. Das geht trotz des dicken Drahtes mit einer Kombizange recht gut. Die angegebenen Maße müssen nicht penibel eingehalten werden, die fertige Schubstange sollte jedoch nicht kürzer als angegeben sein, ein oder zwei Millimeter länger ist unkritisch.
Am einfachsten ist es wohl, wenn man erst den Knick biegt und dann entsprechend ablängt.


Dann sind die Buchsen in die Frontplatte zu schrauben und mit den entsprechenden Kabeln auf der Basisplatine zu verbinden.

Hierzu werden zunächst alle Muttern abgeschraubt und der farbige Kunststoffring abgezogen.
Aufpassen, dass das verbleibende Kunststoffteil auf der Buchse auch wirklich fest aufgeschraubt ist, Buchse von vorne durch die Frontplatte stecken, Kunststoffring aufschrauben, Scheibe & Mutter rauf und festdrehen.
Mit der zweiten Mutter kontern – fertig.

Die Ladekabel zur Basisplatine dürfen nur dünn verzinnt werden, sonst bekommt man sie nur schwer in die hintere Bohrung der Buchse.

Da es im Gerät nichts abzugleichen gibt, kann man es schon jetzt endgültig in das Gehäuse einbauen. Ich habe vorher noch einmal alles kontrolliert und besonders darauf geachtet, ob nicht noch irgendwo ein kleiner Drahtabschnitt rumlungert, der später dann mit Sicherheit den finalen Kurzschluss produziert.

Dem Gehäuse liegen verschiedene Abstandshalter und Kunststoffscheiben bei – man sollte wirklich die nehmen, die in der Anleitung angegeben sind. Ansonsten baut man alles eben ein zweites Mal zusammen. Aber das geht recht flott…

Ach ja, die Schrauben, Scheiben und Muttern sind abgezählt – man braucht wirklich alle! (Mein Berührschutz am Kühlkörper wird bis auf weiteres von nur 3 Schrauben gehalten – eine Mutter ist mir vom Tisch gefallen und in der Kramkiste habe ich keine mehr gefunden. Spenden werden dankend angenommen.)

Der Abgleich

Eigentlich ganz simpel.
Zum Spannungsabgleich Kanal 1 kurzschließen, eine Fremdspannung von 28,9V an Kanal 2 anlegen und ein paar Tasten drücken.
Mein Netzgerät liefert aber nur max. 15V, Na ja, schnell einen 12-Zellen-Akku geladen und in Reihe zum Netzgerät geschaltet. (OK, es hat ein paar Minuten gedauert, bis ich diese Idee hatte).

Danach sind noch die Lade- und Entladeströme der einzelnen Ladekanäle zu kalibrieren. Hierzu wird ein Akku in Reihe mit einem Multimeter an die Kanäle angeschlossen. Auf dem Display des ALC 7000 wird ein Wert angezeigt, der mit den Pfeiltasten auf den vom Multimeter gemessenen Wert einzustellen ist.

Das ganze Verfahren wird aber gut in der Anleitung beschrieben und ist in 10 Minuten erledigt.

Fazit

Alles in allem gab es keine wirklichen Probleme beim Aufbau, jedoch sollte man schon etwas Erfahrung für den Aufbau mitbringen.

Lohnt es sich, ein solches Gerät als Bausatz zu kaufen? Objektiv betrachtet sicher nicht. Es kostet doch eine Menge Zeit. Darüber hinaus hat man immer das Risiko, einen Fehler zu machen. ELV bietet zwar an, solche Fehler von Profis beheben zu lassen, aber die machen das sicherlich auch nicht kostenlos...

Aber mir hat der Aufbau schon Spaß gemacht, auch wenn ich erst um fünf Uhr morgens ins Bett gekommen bin.
Für Nachfragen stehe ich gerne zur Verfügung: thorsten@mfsv-kiel.de

Das benötigte Werkzeug

  • kleine Pinzette
  • Cutter / Skalpell
  • kl. Saitenschneider
  • Lötkolben mit feiner Spitze & etwas heißerer, gröberer Spitze (oder 25W und 50-60W Lötkolben)
  • Schlitz-Schraubendreher 2,5mm & 5mm
  • kl. Kreuzschlitzschraubendreher
  • Kombizange o.ä.

RC und Elektronik
Stand: 21.03.2003