Wie allgemein bekannt, hält der Akku des Zaurus SL-5500G im Dauereinsatz nicht lange durch - je nach Anwendung 90 bis 120 Minuten. Wer länger unterwegs ist - beispielsweise mit der Bahn - wird sich daher sehr schnell einen größeren Akku mit höherer Kapazität wünschen.
Zwar gibt es von Sharp noch einen "großen" Akku, der eigentlich für das Nachfolgemodell SL-5600 gedacht ist und der auch in den SL-5500 passt, jedoch läßt sich dann das Batteriefach des Zaurus nicht mehr schließen (der Akku ist zu dick) und mit rund 100 Euro für 1700 mAh (der Orginalakku hat 950 mAh) ist er zudem unverhältnismäßig teuer.

Ein zweiter Ansatz ist, einen externen Akkupack zu benutzen, der an Stelle des Netzteils an den Zaurus angeschlossen wird. Dabei gibt es einige Besonderheiten zu beachten:
  1. Die Ausgangsspannung sollte bei 5,0 Volt liegen.
  2. Die Ausgangsspannung darf 5,1 Volt keinesfalls überschreiten, andernfalls kann die Ladeelektronik des Zaurus zerstört werden.
  3. Der Akkupack muß Ausgangsströme bis 1,5 Ampere liefern können.
  4. Die Verlußtleistung sollte verhältnismäßig gering sein.

Gerade Punkt 2 verbietet den Einsatz von einfachen 4-Akkus-Reihenschaltungen, da diese frisch geladen problemlos 6,4 Volt abgeben können - das würde die Ladelektronik des Zaurus mit Sicherheit zerstören!
Leider besitzen auch viele fertig zu kaufende Akkupacks keine wirklich geeignete Spannungsbegrenzung.

Die Idee, mit Hilfe eines einfachen Spannungsreglers (beispielsweise ein IC 78S05) einen günstigen Akkupack basteln zu wollen, sollte übrigens auch schnell wieder vergessen werden. Eine Schaltung auf dieser Basis, die konstante 5V Ausgangsspannung liefert, ist zwar für unter 10 Euro zu realisieren, hat jedoch einige schwerwiegende Nachteile. Um die 5 Volt Ausgangsspannung zu erhalten, werden 9 Volt Eingangsspannung benötigt - also ganze 8 Mignon-Akkus.
Außerdem hat der IC eine Verlußtleistung von bis zu 7 Watt, was einen entsprechend großen Kühlkörper erfordert. Aus der Verlußtleistung ergibt sich auch der hohe Stromverbrauch, den diese Schaltung hätte - nach einer Stunde müßte man damit rechnen, dass die 8 Akkus leer sind.

Die in meinen Augen einzige wirklich brauchbare Alternative stellt der bis vor kurzem bei TRIsoft erhältliche Samsung Akkupack SBP-3605 dar. Dieser besitzt einen 3700 mAh LiIO-Akku und wurde komplett mit Netzteil (zur Schnellladung des Akkupacks), Anschlußkabel und Tasche für knapp 100 Euro angeboten. Sicher die bessere Wahl im Vergleich zum "großen" Sharp-Akku.
Leider hat TRIsoft diesen Akkupack inzwischen nicht mehr im Programm und andere deutsche Anbieter sind mir nicht bekannt. Außerdem soll nicht verschwiegen werden, dass solch ein Akkupack nur solange nutzbar ist, wie auch der interne Akku hält. Die "bis 1000 mal" Wiederaufladungen in den Herstellerangaben dürften in der Praxis in etwa einem Drittel realer Nutzung entsprechen - anders gesagt: Nach einem Jahr ist der LiIO-Akku Schrott.


Vor einiger Zeit hatte "Legolas" (so der Nickname des Users) im Zaurus-Portal einen selbst gebauten Akkupack für den Zaurus vorgestellt. Dieser verfügte über eine aktive Begrenzung für die Ausgangsspannung, eine Schnellladeschaltung und wird mit normalen NiMH-Mignon-Akkus bestückt.

Der recht hohe Preis (die Teile mit den Akkus dürften bei etwa 100 Euro liegen) und die Notwendigkeit, die Teile selbst auf die Platine löten zu müssen, haben jedoch viele davon abgehalten, den Akkupack nach zu bauen.



Basierend auf Legolas' Akkupack habe ich dann mit seiner Hilfe eine abgespeckte Variante entwickelt. Der dabei heraus gekommene "Akkupack Light" verfügt Ausgangsseitig über die gleichen Eigenschaften, wie sein großer Bruder, verzichtet jedoch vollständig auf die Ladeelektronik. Damit konnte der Preis für die Einzelteile auf 20 bis 30 Euro (ohne Akkus, je nach Ausstattung) gedrückt werden und die Schaltung ist auch für Laien problemlos nach zu bauen (ich muß es wissen - ich bin selbst auf diesem Gebiet ein Laie *g*).


Akkupack Light Akkupack Light
Fertiger Akkupack zusammen mit dem Zaurus


Noch ein Hinweis: Nachbauen auf eigene Gefahr! Das hier beschriebene hat bei mir zwar problemlos funktioniert, aber ich kann nicht dafür garantieren, dass es auch bei anderen so klappt. Daher übernehme ich keinerlei Garantie!



Der wichtigste Teil des Akkupacks ist die kleine Platine mit der Schaltung zur Spannungsstabilisierung. Diese regelt die Eingangsspannung der Mignon-Akkus auf die geforderten 5 Volt Ausgangsspannung hoch. Aufgebaut habe ich die Schaltung auf einer Lochrrasterplatine, aus der ich ein Stück von 9x25 Löchern heraus geschnitten habe (vorher bitte die genauen Maße nachmessen) - dieses passt exakt in die Halterungen des Gehäuses.
Ich habe bewußt darauf verzichtet, hier einen Schaltplan zu erstellen, da dies für einen Nachbau eher uninteressant sein drüfte. Wichtiger ist da schon die Anordnung und Verdrahtung der Bauelemente auf der Platine.


Schaltbild
Schematische Darstellung der Schaltung


Die Basis der Schaltung bildet ein DC-DC-Wandler vom Typ MAX 608, der aus einer variablen Eingangsspannung von mindestens 1,8 eine konstante Ausgangsspannung von 5 Volt erzeugen soll - soweit die Theorie (später dazu mehr).
Für mehr Flexibilität habe ich für die Einspeisung der Eingangsspannung eine Schraubklemme verwendet. Außerdem sind der Spannungsausgang und der Anschluß für die "Power On"-LED als Steckkontakte heraus geführt. - Wer will kann hier noch ein paar Euro sparen und die Leitungen direkt auf der Platine verlöten.
Die auf dem Foto noch zu sehende Stiftleiste für den Anschluß des Schalters habe ich inzwischen durch fest eingelötete Drähte ersetzt, um Übergangswiderstände zu verringern.



Fertig aufgebaute Platine (vergrößerte Darstellung durch Klick auf das Bild)


An dieser Stelle noch ein wichtiger Hinweis: Die Verdrahtung auf der Platine und vor allem auch zum Schalter sollte mit ausreichend dicken Drähten erfolgen. Die Lötpunkte auf der Platine habe ich mit 0,8mm dickem Silberdraht verbunden (das sind die dicken schwarzen Linien auf dem unteren Bild) und alle anderen Drähte sind aus 2,5mm Kupferlitze (bis auf die Leitungen zur LED). Ich würde diese Dicken als Minimum ansetzen! Sind die Drähte zu dünn, erhöht sich der Übergangswiderstand der Schaltung. Damit steigt die Leistungsaufnahme erheblich (bei mir hatten zu dünne Drähte dazu geführt, dass statt 300 mA volle 1300 mA aus den Akkus gesaugt wurde, außerdem wurden die Akkus dabei unangenehm warm).

Hier noch einmal die Bestückung der Platine im Detail:



Bestückungsplan der Platine (vergrößerte Darstellung durch Klick auf das Bild)


Verdrahtung der Lötpunkte (vergrößerte Darstellung durch Klick auf das Bild)


Die dunkelroten Punkte stellen die Plus-Kontkate dar, die blauen dementsprechend die Masse-Kontakte. Die hellrote Linie auf dem Bestückungsplan ist eine Drahtbrücke, die die beiden hellroten Punkte miteinander verbindet. Ich habe diese Brücke auf der Unterseite der Platine verlegt, da dies einfacher war.
Unterhalb der Schraubklemme habe ich die Platine ein Stück ausgeschnitten, um die Anschlußdrähte von den Akkuhaltern verlegen zu können.
Damit die Platine besser in das Gehäuse passt, ist es außerdem zu empfehlen, die Ecken leicht an zu schrägen (etwa ein Loch entfernen).



Beim Batteriehalter hatte ich zunächst einfache Plastehalter für 2xAA-Batterien verwendet. Diese sind jedoch völlig ungeeignet, was an den hohen Übergangswiderständen dieser Halterungen liegt.

Statt einfacher Plastehalter habe ich nun Snap-In-Kontakte aus Stahl auf eine einfache Lochrraster-Platine gelötet. Dazu habe ich einfach eine alte Platine aus der Ramschkiste genommen (die noch nicht einmal Kupferpunkte hatte), auf passende Größe geschnitten und die Kontakte eingesteckt. Damit die Snap-In-Halter auf die Platine gesteckt werden können, müssen die Löcher auf dem Standardraster etwas aufgebohrt werden (1,5 mm).
Anschließend werden die Kontakte der Halter durch Silberdraht miteinander verbunden. Hier habe ich vorsichtshalber gleich 2 Drähte parallel gezogen, um Übergangswiderstände noch weiter zu verringern.


Batteriehalter


Der Batteriehalter ist so beschaltet, dass jeweils 2 Mignon-Akkus in Reihe geschaltet werden (gelbe Linie). Die Plus- und Minus-Kontakte dieser beiden Reihenschaltungen werden nun miteinander verbunden (rote und blaue Linie). - Es werden also 2x2 Akkus parallel geschaltet, was die Kapazität verdoppelt (aus 1800 mAh werden also 3600 mAh) und die maximale Spannung auf 3,4 Volt begrenzt (2x 1,7 Volt an frisch geladenen Akkus gemessen).



Als Gehäuse für den Akkupack habe ich 2 einfache Plaste-Halbschalten verwendet, die sich einfach zusammenstecken lassen und dabei fest einrasten. Außerdem haben diese Schalen Schlitze zum Einschieben der Platine.



Das Innenleben des Akkupacks (vergrößerte Darstellung durch Klick auf das Bild)


Die Platine mit den Batteriehaltern liegt im hinteren Teil des Gehäuses. Die Halbschale hat in der Mitte einen kleinen Zapfen, den ich zur Fixierung dieser Platine benutzt habe. Senkrecht davor steckt die Platine mit der Schaltung. Um Kurzschlüsse zu vermeiden befindet sich hinter der Schlatungsplatine und vor den Akkus noch eine kleine Plastikfolie zur Isolierung (ein Stück Pappe hätte es wohl auch getan).



Schalter mit LED und Spannungsausgangsbuchse (vergrößerte Darstellung durch Klick auf das Bild)


Auf der linken Seite ist der Schalter ins Gehäuse eingelassen. Dieser ist für 5 Ampere zugelassen und die Kontakte sind direkt mit den Drähten von der Platine verlötet. Einfache Miniaturschalter sind hier übrigens völlig ungeeignet, da sie den zu erwartenden Strömen nicht Stand halten würden - hier gilt also das gleiche, wie für die Verdrahtung und mind. 3 Ampere, besser 4 sollte der Schalter auf alle Fälle verkraften können.
Das von mir eingesetzte Modell passt von der Höhe her genau zur Gehäuse-Halbschale. In diese wird ein entsprechender Ausschnitt heraus getrennt. Damit muß nur eine Gehäusehälfte bearbeitet werden und man kann den Schalter später auch einfach wieder nach oben heraus schieben (ohne vorher die Kabel wieder ablöten zu müssen).
Der Schalter verfügt außerdem noch über eine eingebaute LED, die ich als Betriebsanzeige verwendet habe.

Auf der anderen Seite habe ich noch eine Strombuchse ins Gehäuse eingebaut, da ich das Kabel nicht direkt aus dem Gehäuse führen wollte. Wer sich hier ein paar Euro sparen will, kann das Kabel mit dem Zaurus-Strom-Stecker natürlich auch direkt mit der Platine Verbinden. Dann sollte man aber eine Zugentlastung vorsehen.

Da ich das Gehäuse nicht mehr als nötig bearbeiten wollte, habe ich in die zweite Halbschale noch zwei Schaumstoffstücke eingeklebt. Diese dienen dazu, sowohl die Platine, als auch die Akkus fest ins Gehäuse zu drücken, so das diese nicht klappern oder verrutschen.

Update: Im Einsatz hat sich gezeigt, dass der Transistor recht warm (man könnte auch sagen "verdammt heiß") wird, wenn der Zaurus den internen Akku aufladen muß. In dem Fall werden fast 2 Ampere aus den Mingon-Akkus gezogen. Damit die warme Luft besser nach außen und oben entweichen kann, habe ich daher in die obere Gehäusehälfte an Stelle des Schaumstoffs ein paar kleine Luftlöcher gebohrt.
Im normalen Einsatz, wenn der Zaurus-Akku nicht geladen werden muß, wird der Transistor übrgens kaum warm.

Beim Zaurus befinedt sich, wie allgemein üblich, der Plus-Pol im Inneren des Hohlsteckers, Masse ist Außen. Vor dem ersten Einstecken sollte man das sicherheitshalber einmal nachmessen und dabei auch gleich schauen, was die Spannung sagt (sollte zwischen 4,98 und 5,02 Volt liegen).
Der Zaurus soll übrigens einen Hohlstecker mit den Maßen 1,7/4,2 mm haben (1,7 mm Innen, 4,2 mm Außen). Der von mir aufgeführte Stecker paßt innen mit 1,7 mm zwar genau, hat aber nur 4,0 mm Außendurchmesser. Trotzdem sitzt er recht gut in der Ladebuchse des Zaurus.



Auch wenn schon mehrfach geschrieben, möchte ich noch einmal betonen, dass es wichtig ist, außreichend dicke Verdrahtungen zu verwenden. Will ma an dieser Stelle sparen und verwendet beispielsweise nur billige Plastik-Batteriehalter mit dünnen Zuleitungen, kann man seinen Akkupack damit ein einen schönen Klumpen Plastik verwandeln. - Ich wollte es zuerst auch nicht glauben, aber nachdem die Akkus und Leitungen so heiß geworden waren, dass die Halterungen geschmlozen sind, bin ich davon überzeugt (entsprechende Messungen der Spannungen und Ströme haben das ganze übrigens bestätigt).



Der komplette Akkupack im geöffneten Zustand (vergrößerte Darstellung durch Klick auf das Bild)


Prinzipiell sollte sich der Zaurus mit dem Akkupack genauso verhalten, wie mit dem originalen Netzteil. Nach dem Anstecken meldet der Zaurus also eine externe Stromquelle und beginnt mit dem Laden des internen Akkus.

Sollte sich der Zaurus anders Verhalten (Akku-LED des Zaurus blinkt, der Zaurus meldet es sei keine externe Stromquelle angeschlossen aber lädt den Akku oder er meldet eine externe Stromqeuelle aber lädt den Akku nicht) und dieses Verhalten nicht auf ein Softwareproblem zurück zu führen sein (beim SharpROM mit Cacko-Kernel kann es passieren, dass die genannten Symptome auch mit dem normalen Netzteil auftreten - dann einfach nochmal neu Anstecken), kann dies mehrere Ursachen haben:



Laut Datenblatt sollte die Schaltung bereits ab 1,8 Volt Akku-Spannung funktionieren. Der eingesetzte Transistor benötigt jedoch 2,4-2,5 Volt, um Schalten zu können. Fällt die Spannung der Mignon-Akkus unter diesen Wert, funktioniert der Akkupack nicht mehr zuverlässig. Übrigens bringen es zwei firsch geladene Akkus hier locker auf 3,2 Volt.

Als Faustregel gillt, dass die Schaltung in etwa das doppelte an Strom aus den Mignon-Akkus zieht, wie der Zaurus braucht. Benötigt der Zaurus im Normalbetrieb also rund 230 mA (Licht auf Stufe 3), wird der Akkupack mit knapp 460 mA belastet. Beim Laden des internen Akkus und mit eingeschaltetem Licht, können auch schonmal 1,8 Ampere aus den Mignon-Akkus gezogen werden.

Die folgende Tabelle zeigt ein paar Akkulaufzeiten, die vom Einsatz von 4 Mignon-Akkus á 2200 mAh ausgehen (Schätzwerte):


Zaurus-Funktion Stromverbrauch Zaurus Vermutete minimale Laufzeit des Akkupacks Maximale Laufzeit mit internem Akku
Normale Funktion
Licht an auf Stufe 2
186 mA 11 Stunden, 48 Minuten 5 Stunden, 6 Minuten
Normale Funktion
Licht an auf Stufe 4
342 mA 6 Stunden, 45 Minuten 2 Stunden, 46 Minuten
MPEG2 Video
Licht an auf Stufe 4
Lautstärke 2,5
592 mA 3 Stunden, 42 Minuten 1 Stunde, 36 Minuten
MPEG2 Video
Licht an auf Stufe 4
Lautstärke 2,5
Ladung des internen Akkus
832 mA 2 Stunden, 38 Minuten  


Unbelastet liegt am Ausgang eine Spannung zwischen 4,98 und 5,02 Volt an. Wird der Zaurus angeschlossen, kann je nach Belastung die Ausgangsspannung auf 4,6 bis 4,8 Volt sinken. Diese Spannung sollte aber noch ausreichen, damit der Zaurus den Akkupack korrekt als externe Spannungsversorgung erkennt.

Update: Der Zaurus scheint ein zweistufiges Ladesystem für seinen internen Akku zu haben.
Wenn der interne Akku ziemlich leer ist, aktiviert der Zaurus eine Art Schnellladesystem. Dabei wird entsprechend viel Strom aus dem Akkupack (oder dem Netzteil) gezogen. Das ist auch der Grund für die starke Erwärmung des Transistors.
Ist der interne Akku fast voll (ich schätze mal bei einer Kapazität von 75%), schaltet die Ladeelektronik des Zaurus einen Gang zurück und lädt den internen Akku mit deutlich geringerem Strom. Dementsprechend wird auch weniger Strom aus dem Akkupack gezogen und der Transistor bleibt deutlich kälter.

Im normalen Betrieb, wenn der interne Akku des Zaurus nicht geladen werden muss, erwärmt sich die Schaltung dagegen kaum.



Alle genannten Preise und die Verfügbarkeit der verwendeten Bauteile beziehen sich auf Juli 2004, als ich den Akkupack gebaut habe.

Für die Schaltung können alle Bauteile bei Farnell bzw. Reichelt bezogen werden. Bei Farnell ist jedoch das Problem, dass diese nur an Firmenkunden (oder Studenten) liefern und eine Mindestbestellmenge verlangen. Leider habe ich bis jetzt keinen anderen Anbieter für den MAX 608 und den Transistor gefunden.

Den oben beschriebenen Schalter habe ich so nur bei Mükra (Elektronik-Versand) gefunden. Allerdings ist dieser recht teuer und es gibt bestimmt billigere Alternativen. Das gleiche gilft für Strombuchse und -stecker. Diese kann man sich ebenfalls sparen und das Kabel mit dem Hohlstecker direkt auf die Platine löten.

Auch wenn er über einen Euro kostet, auf den Sockel für den MAX würde ich nicht verzichten.

Gelb sind die Teile für den Bau der Platine, Grün gehört zur Batterie/Akku-Halterung. Die blauen Zeilen sind Gehäuseteile.


Bezeichnung (Farnell) Typ Anzahl Stückpreis (Euro) Gesamtpreis (Euro)
Kondensator (Elko) 470 µF / 10V (16V) 2x 0,49 0,98
Kondensator 100 nF 2x 0,20 0,40
Drosselspule 22 µH 1x< 1,28 1,28
Step-Up DC-DC-Wandler MAX 608 1x 6,73 6,73
Schottky Diode 1N5820 (3A) 1x 0,52 0,52
Multifuse (Sicherung) MR-R400 (4A) 1x 1,00 1,00
Widerstand 0,020 Ohm 1x 0,86 0,86
FET Transistor IRLI520N 1x 1,86 1,86
Sockel 8pol DIL (für MAX 608) 1x 1,39 1,39
Battery Clip SNAP IN AA + A PK5 2x (8x) (*) 3,25


Bezeichnung (Reichelt) Typ Anzahl Stückpreis (Euro) Gesamtpreis (Euro)
Kohleschichtwiderstand 2K2 1W 2,2K 1x 0,15 0,15
Platine Lochraster mit Cu-Auflage H25PR050 1x 0,61 0,61
Platine Lochraster HPR 100x100 1x 0,59 0,59
Gehäuse (2 Halbschalen) SD10SW 1x 0,95 0,95
Hohlstecker (Stromstecker für Zaurus) HS 17-10 1x 0,52 0,52


Bezeichnung (Mükra) Typ Anzahl Stückpreis (Euro) Gesamtpreis (Euro)
Wippschalter 1 pol., grüne LED DS-850LEDGE 1x 3,30 3,30
DC Strombuchse NES/J210 Kurz 1x 1,00 1,00
DC Stromstecker NEB/DC1819 1x 1,50 1,50


(*) Farnell bietet die Clips nur in Packs mit 5 Stück an. Für 8 Clips müssen also 2 Packs = 10 Clips gekauft werden. Bei Mükra gibt es die Clips auch einzeln zum Stückpreis von 35 Cent (8 Stück = 2,80 Euro)



Wie beschrieben verfügt dieser Akkupack über keine Ladefunktion, d.h. die Mignon-Akkus müssen mit einem zusätzlichen Ladegerät geladen werden. Wer bereits Akkus und Ladegerät besitzt, für den sollte dieser Akkupack eine günstige und vor allem sichere Alternative sein.

Wer noch Akkus oder ein vernünftiges Ladegerät benötigt, für den bot (bietet?) Conrad das Voltcraft AT-1 mit 4 Stück 2200 mAh-Akkus für knapp 50 Euro an. - Damit hat man also für 70 bis 80 Euro ein flexibles Akku-System (Akkus, Ladegerät, 5V-Spannungsversorgung), welches nicht nur für den Zaurus einsetzbar ist.



©2004-2006 Frank A. Grenzel
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