Fantastisch oder Fantasie? Kapazität von gefälschten LiIon Akkus

Auf einigen Chinesischen Shopping-Webseiten und auf eBay findet man LiIon-Akkus mit fantastischen Kapazitäten.

fake_batteries

Es gibt dort “UltraFire”-Akkus der Grösse 18650mit einer Kapazität von fast 10Ah. Das scheint etwas zu gut, um wahr zu sein. Ist es auch.

Fangen wir mal mit einem ganz einfachen Faktencheck an und schauen auf die UltraFire Webseite. Hier sehen wir, dass Akkus der Grösse 18650 mit einer Kapazität von 2500mAh angegeben sind. Es ist also klar, dass es sich bei den Angeboten um Fälschungen handelt. Aber könnten die Fälscher nicht vielleicht doch gute Akkus bauen, die die vierfache Kapazität des Originals aufweisen? Wohl kaum. Diese Akkus sind also nicht nur Fälschungen, auch die Kapazität ist inkorrekt angegeben.

Aber haben Sie vielleicht wenigstens die gleiche Kapazität wie die Ultrafire-Originale? Ich habe das wie folgt geprüft: Der Akku wurde voll aufgeladen und dann mit einem konstanten Strom von 500mA entladen, bis die Zellspannung auf 2.7V gesunken war. LiIon-Zellen sollten nie auf weniger als 2.7V entladen werden, da sie sonst zerstörte werden können. Die 500mA sind gewählt worden, um den Akku nicht einem grösseren Stress auszusetzen.

Nun lässt sich die Kapazität sehr einfach mit der Formel “Strom x Zeit” ermitteln.

Für die Messung wurde eine elektronische Last genutzt, die nicht nur diese Berechnung gleich mit erledigt, sondern den Test auch automatisch bei 2.7V Zellspannung abbricht.

Alternative Messungen
Hat man keine Konstantstromquelle zur Verfügung, reicht auch ein einfacher Widerstand. Als grobe Näherung kann man die Zellspannung dann als konstant 3.7V annehmen. Die wirkliche Kapazität wird dann geringer sein, aber die Messung gibt einen guten Anhaltspunkt. Wichtig ist allerdings auch hier, dass das Entladen bei 2.7V Zellspannung abgebrochen wird, um die Batterie nicht zu zerstören.

Ergebnisse

Jetzt wird es lustig (oder auch nicht). Obwohl ich nicht erwartet hatte, dass die Kapazität auch nur annähernd der aufgedruckten Kapazität entspricht, war das Ergebnis noch viel schlimmer als erwartet. So sah die Messung eines “9800mAh”-Akkus aus:

LiIon capacity test

Ernsthaft? Nicht mal 1100mAh? Das sind gerade mal 11% der “Soll”-Kapazität. Das bedeutet, dass dieser Akku sogar eine schlechtere Kapazität aufweist als Standard NiMh-Akkus. Ich bin nicht sicher, wie man einen derart schlechte LiIon-Akku bauen kann.

Wenn sich jemand fragt, warum das Display 3.143V anzeigt: Wenn die Last abgeschaltet wird, erholt sich die Zellspannung wieder. Sowie man die Last aber wieder einschaltet, fällt die Spannung innerhalb weniger Sekunden wieder auf unter 2.7V. Der Akku ist also wirklich “leer”.

Da ich nicht sicher war, habe ich die Messung mehrfach wiederholt und auch einen zweiten Akku getestet. Alle Messungen zeigten ein Ergebnis in der gleichen Grössenordnung.

Ich habe auch zwei Akkus in Grösse 16340. Diese waren mit einer Kapazität von 2300 mAh angegeben. Die wirkliche Kapazität lag bei 230-240mAh und damit auch gerade mal bei 10-11% der Sollkapazität.

Fazit

Zwar gibt es auf einigen Shopping-Seiten sehr billige LiIon-Akkus. Aber selbst in Anbetracht der sehr niedrigen Preise kann ich diese nicht empfehlen. Ich rate davon ab, diese auch nur für Tests zu kaufen, sie sind das Geld nicht wert.

Dieser Tests sagt nichts aus über UltraFire-Akkus. Die getesteten Akkus waren ganz klar Fälschungen. Ich werde versuchen, irgendwo ein paar UltraFire Originalakkus zu beschaffen und testen, wie sich diese verhalten.

MP1584 buck converter module

This small module MP1584 buck-converter module seems to be a good solution to power small circuits from higher voltages. Especially cool with this chip is that it accepts input voltages up to 29V. This makes it a perfect candidate for additional circuits that connect to a KNX bus. But it’s not limited to KNX buses. If you want to build a WiFi interface for your Roomba, you also have to down-regulate the 15V battery voltage to 5V or even 3.3V. You want to something to power a circuit from a car battery? This seems to be a perfect circuit for there use cases.

mp1584With it’s tiny dimensions of 17 x 22mm it’s size is around the size of 2 MicroSD cards (and much smaller than a single SD card).

The output voltage of the module is controlled by a tiny potentiometer. You will need a multimeter to check the output voltage before connecting it to a circuit.

While the plain voltage range data seems to be quite good, how does the circuit behave on different loads? Some Chinese dealers claim that similar modules should handle 3A load. If you just look at the size of the inductor you might already start thinking that this most likely isn’t true. However, DC resistance of the inductor is approximately 10mOhm (I miss my Kelvin probes and therefore could only measure this very roughly).

Let’s start with 29V input voltage – this will bring everything to the limit. Output voltage is fixed to 5V in this experiment. Without any current drawn, it still looks a bit rough:

29_0

However, a voltage swing of (Vpp) 98mV is no problem at all. Between 0.1A and 0.9A the circuit behaves quite well. Vpp is around 0.2V (a bit lower on low currents, higher in higher currents)

29_0.5

We reach the end at 1A. Now the regulator doesn’t provide a stable output voltage anymore:
29_1

But what about lower input voltages? Let’s go the the other “extreme”: 9V (it will work with even less, but let’s give it a bit headroom).

Almost perfectly clean with no load:
9_0

A bit more stable than at 29V for currents between 0.1A and 0.7A:

9_0.4

And at 0.7A we reach the end of the useable current range:

9_0.7

Conclusion: This module works fine for almost every embedded use case: Arduino, ESP8266 WiFi modules and even a Raspberry Pi without any additional USB devices plugged in.

Here are 2 animation that shows the output voltage under different loads:

29V input, 5V output, 0-1A in 0.1A steps:

29v_animated

9V input, %V output, 0-0.7A in 0.1A steps:

9v_animated

Wie ist eine billige Chinesische LED-Lampe aufgebaut?

LEDs zu Beleuchungszwecken sind in den letzten Jahren immer billiger geworden. Allerdings sind sie immer noch teurer als Halogenleuchten. Um Geld zu sparen könnte man auf die Idee kommen, LEDs direkt von einer der vielen Chinesischen Shopping-Seiten zu kaufen. Dort bekommt man solche Lampen schon unter 5$. Mich hat interessiert, was man dafür bekommt.

 

Die Lieferung kam so an:

led-lamp-china-broken

Ja, schon beim Versand hatte sich das Ding in seine Einzelteile aufgelöst. Im Prinzip sind besteht sie aus ein paar Leiterplatten mit LEDs, die von Hand zusammengelötet sind. Das ganze ist von einer billigen Plastikkappe “geschützt”. Etwas derartiges möchte hoffentlich niemand wirklich an 230V nutzen – oder?

Allerdings gibt mir das die Chance, mal zu schauen, wie die Schaltung funktioniert.

led-lamp-china-broken-inside

Das sieht nicht kompliziert aus – oder? Es ist auch wirklich die trivialste Schaltung, die man sich vorstellen kann. An der Netzspannung gibt es einen Entstörkondensator (der rote) inkl. Entladewiderstand. Dann folgt ein Brückengleichrichter (das schwarze Bauteil mit den 4 Beinen) und ein Glättungskondensator (4.7uF, 400V).

Die beiden parallel geschalteten 51Ohm-Widerstände begrenzen den Strom durch die höchstwahrscheinlich komplett in Reihe geschalteten LEDs.

Bessere Schaltungen nutzen Schaltnetzteile, die einen konstanten Ausgangsstrom ausgeben. Dafür muss man aber auch etwas mehr zahlen.

Die Tatsache, dass dieses Ding bei der kleinsten Berührung auseinanderfällt und im Inneren eine Gleichspannungen von etwa 300V anliegt, macht dieses Gerät extrem gefährlich. 300V Gleichspannung sind noch gefährlicher als 230V Wechselspannung.

Daher ganz klar: Finger weg!

433 MHz Fenstersensor

Auf eBay, Alibaba und anderen Webseiten findet man oft günstige Fenstersensoren, die über Funk informieren, wenn ein Fenster geöffnet wird. Sie kosten of unter 10€, das macht sie für Bastler interessant.

Diese Geräte sehen etwas so aus:

Newest-High-quality-1Pcs-433-MHZ-Wireless-Home-Security-Door-Window-Sensor-Detector-with-Battery-for

Aber wie sieht das ganze von innen aus? Das kleine Teil, welches am Fensterflügel befestigt wird ist einfach ein Magnet. Dann kann man sich schon denken, wie es auf der anderen Seite aussehen wird. Das Gegenstück ist wohl ein Reed-Relais. Aber was sonst noch?

Die Schaltung basiert auf dem HS1527. Das gute an diesem Chip ist, dass das Funkprotokoll so trivial ist, dass man es problemlos mit einem Raspberry Pi oder Arduino und einem günstigen 433MHz-Empfänger dekodieren kann. Auch positiv ist der Standby-Stromverbrauch von 1uA. Damit sollte selbst die kleine 12V Batterie (ich habe diese Bauform noch nie vorher gesehen) eine ganze Weile halten.

Allerdings gibt es ein recht grosses Problem: Der Sensor sendet lediglich ein Datenpaket, wenn das Fenster geöffnet wird. Das ist ganz ok, wenn man es nur als Einbruchssensor nutzen will. Allerdings kann man damit nicht den Status eines Fensters (offen/geschlossen) prüfen, da beim Schliessen des Fensters kein Signal gesendet wird. Damit ist der Sensor für Anwendungsfälle wie das Ausschalten der Heizung bei geöffnetem Fenster nicht brauchbar.

Daher kann ich diesen Sensortyp für Automatisierungsanwendungen nicht empfehlen.