Waarmee dit avontuur precies begon, weet ik eerlijk gezegd niet meer. Wat ik wel weet, is dat COAX eind november 2023 bij een bekende Chinese koop webstek een rolletje 99% zuiver koperband (0,2x30x1000mm) kon scoren voor de belachelijk lage prijs van, en voordat je het vraagt: JA, dat is inclusief verzending, slechts € 1,45!
Een aanbod dat je jarenlang in je slaap blijft achtervolgen als je er geen gebruik van maakt, zo weet ik uit ervaring... Dus beter mee verlegen dan om verlegen dacht ook COAX!
Nu duurde het even voordat de buit daadwerkelijk binnen zou komen. De levering stond gepland voor halverwege januari 2024. Zo werd op de website aangegeven. Dus was er logischerwijs ook genoeg tijd om te bedenken wat hij ermee zou gaan doen. Niet dat hij in de tussentijd stil zou zitten, integendeel. COAX had eerder een setje oplaadbare batterijen voor zijn bejaarde Icom portofoon weten te scoren bij diezelfde koopgoot. Dat Icom setje is idioot oud
zoals ie het zelf zegt en heeft hij ruim dertig jaar geleden bij firma Amcon in Aalsmeer gekocht. Ergens boven een trap op hadden ze een soort showroom, werkplaats, verkoop punt, half boven zo'n grote TV-studio van Joop van den Ende.
zo wist COAX zich te herinneren. En dat ie zijn zendmachtiging en legitimatie moest laten zien, anders mochten ze mij geen radioamateur spul verkopen
.
Toen ie een jaartje geleden druk met dat TinySA dingetje aan het stoeien was kwam hij die 2 meter amateurband portofoon weer tegen, daarvoor had dat ding jaren en jaren ongebruikt in de kast gelegen, ik denk minstens 20 jaar niet gebruikt, dus eerst even de dikke laag stof eraf blazen. Om er vervolgens achter te komen dat die nikkel-cadmium batterijpacks al lang de geest hadden gegeven. Ze waren écht niet meer op te laden, het effect was zoiets als 24 uur op de lader en dan kon ik de portofoon 10 seconden op ontvangst zetten. Hierna doofde het display
. En dus had COAX een snood plan bedacht dat eruit bestond 3 van die 18650 type lithium-ion batterijen van 4,2 Volt tot batterijpack samen te voegen en met behulp van een BMS gecontroleerd op te laden. En tijdens gebruik tegen diepontladen te beschermen.
Gelukkig kon COAX in zijn altijd overvolle agenda, tegen alle verwachtingen in, nog een paar lege plekjes ontdekken waarin hij zo'n projectje wel kwijt kon, zo liet hij weten. Want met dat oude Icom-ladertje en voeding zou het vanwege de maximale laadstroom van 30 à 40 mA die erdoor geleverd kan worden wel eens heel lang duren voordat de nieuwe lithium-ion batterijpacks opgeladen zouden zijn. Deze ouwe meuk, 2x een BP-8 en één BP-7 uitvoering, had een capaciteit van respectievelijk 800 mAh en 450 mAh, tegenover 3500 mAh voor de nieuwe.
Voeding
Als vervanging van de oude voeding moest er dus naar een nieuwe worden omgekeken. Eentje die wel voldoende stroom kon leveren. Zoals een laptop voeding, je kent ze wel, die rechthoekige plakken die altijd op de grond liggen, met aan de ene kant een netsnoer en aan de andere kant een draadje naar je laptop. Gelukkig lag in de rommeldoos nog een goede kandidaat. Deze levert iets van 18,9 Volt DC en dat is dus zat voor de nieuwe batterijpacks waarvan het voltage in serie van drie stuks hooguit, als ze vol zijn, 12,6 Volt bedraagt. Per stuk is dat opgeladen 4,2 Volt en leeg ongeveer 3,7 Volt.
volgens opgave van COAX. Maar bij deze spanning moet er bij plaatsing van lege batterijen dan wel zo'n dikke 8 Volt worden weggewerkt.
Deze spanning daalt weliswaar naarmate de batterijen opgeladen raken, maar dit overschot aan energie kan natuurlijk alleen in de vorm van warmte worden afgevoerd en dit gebeurt door de 'stroombron', het schakelingetje in het pack zelf op het originele bruine Icom printje. Maar ja,.. die wil je natuurlijk niet oververhitten! Omdat de interne transistor ongekoeld is, heb ik de laadstroom in dat stroombron schakelingetje, beperkt tot 150 mA, dat is een goed compromis tussen een nog acceptabele laadtijd en de geproduceerde warmte. Het BP-8 batterijpack van Icom wordt zodoende gemiddeld in 24 uur van volledig leeg naar vol geladen
.
BMS
Het originele stroombron schakelingetje in die bejaarde batterijpacks kun je eigenlijk zien als een 'dom' type uit een grijs verleden die alleen de laadstroom beperkt. Vandaag de dag worden moderne batterijen 'intelligent' geladen. Dus door een BMS en die zijn er in allerlei soorten. Voor de glazig kijkende kijkbuislezertjes: dit is de afkorting voor Battery Management System. En ja, dat is Engels voor een schakeling die ervoor zorgt dat batterijen niet worden overladen, of te ver worden leeg gebruikt. Ook mag de temperatuur van een batterij die geladen wordt niet te hoog oplopen en is een kortsluitbeveiliging gewenst. Omdat de laadstroom na modificatie door het reeds originele stroombron schakelingetje al tot zo'n 150 mA zou worden beperkt kon er naar een exemplaar worden uitgeweken die vanwege het minder te dissiperen vermogen ook minder robuust, lees minder groot, hoefde te zijn. Zodoende werd het eenvoudiger er eentje te vinden die in de behuizing van het batterijpack zou passen. Lang hoefde er dan ook niet naar gezocht te worden. De Chinese leverancier bleek een type, te weten de 'BMS-20A-3S-S & BMS-20A-3S-EFJ', en ja da's een hele mond vol, voor een luttel bedrag aan te bieden! En ja, dan is de keuze natuurlijk alweer snel gemaakt!
Er zat echter nog wel een addertje onder het gras bij het gebruik ervan, zo bleek tijdens een eerste test: Na het modificeren van het eerste batterijpack bemerkte ik dat het BMS-printje dichtsloeg zodra ik de portofoon op vol vermogen zenden zette. Dat is 5 Watt HF bij dit ding. Echter, met de schakelaar van de portofoon in de 'low-power' stand was er niets aan de hand. Het uitgestraalde vermogen is dan ongeveer 0,5 Watt HF. En mijn vermoeden was dat het BMS-printje last had van HF-instraling. Eerst geprobeerd om dit op de normale manier immuun te maken (een condensatortje van 47 nF over de + en - voedingsaansluiting van het BMS-printje en ferriet kraaltjes om de + en - draadjes naar het bruine Icom laadregelaartje) maar dit werkte niet. Het leek er sterk op dat het BMS-printje last had van directe instraling vanaf de portofoon antenne. Dus vervolgens de hele handel op de dummyload aangesloten en ja hoor, geen centje pijn! HF instraling dus... En daar helpt eigenlijk alleen het inkapselen van dat BMS-printje in een zogenaamde 'kooi van Farrington', geintje.., 'kooi van Faraday' tegen.
Kijk! En op zo'n moment komt zo'n rolletje koperband dan goed van pas en ben je blij dat je het aangeschaft hebt!
Modden maar!
Inmiddels was het winter en was het in de 'knutsel veranda' te koud en vandaar dus dat COAX er pas onlangs aan is begonnen. En natuurlijk wordt hier al het werk maar 'even' in een paar regels samengevat, maar in werkelijkheid was het best wel een klus. Als eerste werden uit de drie oude packs één voor één de oude nicd batterijen verwijderd en door de lithium-ion typen vervangen. En vervolgens werd de laadstroom van de originele laadregelaar van zowel het BP-7 als het BP-8 type verhoogd van de originele 30 à 40 mA naar 150 mA.
Voor de afscherming van de BMS werden van de koperband een tweetal strips geknutseld die als een sandwich op elkaar passen en waarin de BMS, veilig beschermd door het antistatische zakje waarin deze is geleverd, kan worden opgeborgen. Als massapunt voor de afscherming kan het beste de min aansluiting op het BMS-printje worden gekozen. Als laatste, nou .. bijna het laatste, werden de nieuwe 18650 type lithium-ion batterijen op de BMS aangesloten en in de oude behuizing geplaatst. Let bij de verbindingen van en naar de batterijen even op de juiste dikte van de aansluitdraden! 0,5mm² is echt wel het maximum. In het geval van kortsluiting kunnen namelijk beter de draden opbranden dan de batterijen...
Printjes
Voor de handige Harry's die in het bezit zijn van dit type batterijpacks en deze van 18650 type lithium-ion batterijen willen voorzien heeft COAX een overzichtje plus een tweetal schemaatjes van de te modificeren laadregelaars aangeleverd. Het komt erop neer dat al de voor deze toepassing overbodige componenten van de printjes worden verwijderd. En dat een configuratie vergelijkbaar met die van de BP-8 print overblijft.
BP-8 schema
R2, 10 ohm verwijderen en vervangen door 2,2 ohm en 3,3 ohm in serie, dat wordt dan 5,5 ohm.
R4, 1,2K verwijderen en vervangen door 1,8K
Rode led D6 vervangen door 5 mm groene ledBP-7 schema
Eerst alles eraf slopen wat niet nodig is, zodat het schema daarna gewoon op het schema van BP-8 lijkt. Let op, transistor Q2 laten zitten, maar wel alle componenten die aan Q2 vastzitten, verwijderen, dat zijn R4, R5, D7, D8 en D9.
R2, 15 ohm verwijderen en vervangen door 2,2 ohm en 3,3 ohm in serie, dat wordt 5,5 ohm.
R1, 1,2K verwijderen en vervangen door 1,8K. Rode led A2 vervangen door 5 mm groene led.
Aansluitpunt CHG hetzelfde maken zoals op het BP-8 schema, hiertoe diode D11 aan kathode punt losmaken en deze kathode dan verbinden met de emitter van Q2, deze Q2 transistor gaat dezelfde functie vervullen als de schakeling rondom Q2 op de BP-8.
Nieuwe weerstand 1K plaatsen tussen de basis van Q2 en de lijn in het schema die INT genoemd is, dat is de + van de portofoon en de ingang/uitgang van het BMS printje, eigenlijk geheel identiek aan het schema van BP-8.
De collector van Q2 verbinden met de horizontale bovenste lijn in het schema van BP-7, dat is het punt wat aan de kathodes van D1 en D12 ligt en aan een hoop andere componenten (zie het schema van BP-8 wat de uiteindelijke bedoeling hier is.).
De wijzigingen aan de BP-8 zijn beperkt. Dit geldt echter niet voor de BP-7 print. Het komt erop neer dat alles op deze print wordt teruggebracht tot de configuratie vergelijkbaar met die van de BP-8 print. En dit betekent verwijdering van veel componenten, maar het is natuurlijk ook mogelijk hiervoor een nieuw printje te ontwerpen.
Groene LED...
Tenslotte, is als kers op de taart de bejaarde rode laad-LED door een groen exemplaar vervangen. Want ja,.. als het batterijpack wordt opgeladen betekent een rode LED dan niet dat er iets aan de hand is? Zo vroegen Eli en COAX zich onder het genot van een biertje tijdens een academische discussie af. Aan de andere kant, verwacht je een groene LED als het pack is opgeladen. Toch? Voor een paar momenten leidde de argumentatie richting een DUO LED maar dit werd wegens gebrek aan ruimte voor de benodigde detectie schakeling weer verworpen. En blauw? Nahhhhhh,.. dat was het al helemaal niet. Een impasse volgde maar gelukkig gaf het bier, dat op dat moment op was, uiteindelijk de doorslag. We waren toen net bij een laatste argument dat pleitte voor gebruik van een groene LED omdat een leeg batterijpack he-le-maal geen rode LED kan laten branden! En dus móét een LED die brandt tijdens het opladen wel groen zijn!
Toch?
En zie je maar waar een rolletje 99% zuiver koperband (0,2x30x1000mm) voor de prijs van € 1,45 allemaal toe kan leiden...