SkyRC MC5000
Seit vielen Jahren gilt das SkyRC MC3000 als eines der besten Ladegeräte für Rundzellen. Der Nutzer hat volle Kontrolle über den Ladevorgang und kann nicht nur den Ladestrom, sondern auch viele weitere Parameter einstellen. Zudem gibt es eine PC- und Smartphone-Anbindung zur Steuerung und für das Datenlogging.
Das neue SkyRC MC5000 soll nun die Nachfolge antreten. Mit dem großen Farbdisplay und einem innovativen Eingabesystem präsentiert es sich in einem modernen Erscheinungsbild. Auch technisch hat es viel zu bieten: Vier Akkus lassen sich gleichzeitig mit jeweils bis zu 5 A laden und auch viele „exotische“ Akkutypen werden unterstützt.
Überblick
Viel Zubehör bedarf es nicht: Ein Stromkabel und eine Schnellstartanleitung ist alles, was sich zusammen mit dem Ladegerät im Karton befindet. Die vollständige Anleitung kann aus dem Internet heruntergeladen werden – ein entsprechender QR-Code kann über das Menü anzeigt werden.
Für ein Ladegerät dieser Leistungsklasse ist das MC5000 mit etwa 188 × 122 × 65 mm noch recht kompakt. Ohne Stromkabel bringt es 660 g auf die Waage. Nicht unbedingt ein Ladegerät für die Urlaubsreise, aber auf dem Arbeitstisch macht es sich ganz gut, ohne viel Platz zu brauchen.
Haptisch macht es einen sehr guten Eindruck: verwindungssteif, nichts klappert, alles fühlt sich sehr robust und zuverlässig an. Die Kanten sind überall leicht abgerundet.
Vier große Gummifüße gewährleisten einen stabilen und rutschfesten Stand. Gleichzeitig schaffen sie unter dem Ladegerät ein wenig Freiraum für eine besser Luftzirkulation.
Auf der Unterseite sind zwei Klappfüße integriert, mit denen sich das MC5000 in einem Winkel von etwa 13° aufstellen lässt. Dadurch lässt sich das Display etwas leichter ablesen. Sie machen einen robusten Eindruck und geben auch unter Belastung nicht nach.
Während des Ladevorgangs, aber vor allem beim Entladen, entsteht Abwärme im Ladegerät und an den Akkus. Um die Temperatur dennoch in einem akzeptablen Bereich zu halten, sorgen drei Lüfter für die nötige Kühlung.
Zwei Lüfter befinden sich am unteren Ende des Geräts. Ein Teil der Luft strömt an der Oberseite aus und kühlt die Akkus.
Die andere Hälfte der Luft verlässt das MC5000 auf der Unterseite und durchströmt dabei den Kühlkörper der Last, die zum Entladen genutzt wird.
Ein dritter Lüfter am oberen Ende kühlt das Netzteil und die Steuerelektronik. Alle Lüfter werden erst bei höherer Leistung eingeschaltet, sodass bei niedrigem Lade-/Entladestrom auch eine vollkommen leise Nutzung möglich ist.
Auf der Rückseite befindet sich außerdem der Stromanschluss für ein Kabel mit Kleingerätestecker (IEC-60320 C7). Der Weitbereichseingang von 100 bis 240 V ermöglicht einen weltweiten Einsatz.
Durch das integrierte Netzteil entfällt ein sperriger Netzadapter. Andererseits ist man auf Netzspannung angewiesen, was einen mobilen Einsatz erschwert. Eine Versorgung über USB-C wäre zeitgemäß gewesen, da USB-Netzteile mit 65 W Leistung und mehr durchaus verbreitet sind.
Zwar gibt es auf der rechten Seite einen USB-C-Anschluss, jedoch kann er nicht als Eingang genutzt werden. Er dient lediglich als USB-PD Ausgang mit 65 W, um beispielsweise gleichzeitig ein weiteres Gerät zu laden.
Eine der Stärken des MC5000 ist seine umfangreiche Akkukompatibilität. Mechanisch passen Akkus mit einer Länge von etwa 30 bis 79 mm in die Schächte. Damit werden die meisten üblichen Rundzellengrößen abgedeckt. Lediglich bei besonders kurzen Akkus ist möglicherweise eine Verlängerung (z.B. Magnet) erforderlich.
Auch besonders lange 21700-Akkus mit Button-Top, Schutzschaltung und sogar integrierter USB-Ladeelektronik sind kein Problem. Wären die Schächte nur wenige Millimeter länger gewesen, würden auch 26800-Akkus hineinpassen (besonders kurze Exemplare lassen sich eventuell mit Mühe noch hineindrücken).
Die maximal unterstützte Breite hängt davon ab, wie viele Akkus gleichzeitig eingelegt werden. Bis zu einem Durchmesser von 28 mm passen vier Akkus gleichzeitig in das Gerät (z.B. vier 26650). Bei weniger Akkus darf der Durchmesser auch größer sein.
Das MC5000 unterstützt zahlreiche Akkutypen: Li-Ion, Li-Ion HV, LiFePO₄, LTO, Na-Ion, NiZn, RAM, NiMH und NiCd. Leider gehören „1.5V Li-Ion“-Akkus nicht mit dazu (Li-Ion Akkus mit integrierter Ladeelektronik und 1,5 V Spannungsregler). Auf einige der Typen werde ich später bei meinen Messungen genauer eingehen.
Kleine Erhebungen an den Ladekontakten ermöglichen einen guten Kontakt zu den Akkus. Auf der positiven Seite gibt es zwei davon direkt übereinander, auf der negativen Seite hingegen nur einen. Manche Akkus müssen leicht gekippt eingesetzt werden, damit sie einen Kontakt herstellen. Flat-Top-Akkus bereiten in der Regel keine Probleme.
Die gefederten Schlitten sind in Ordnung, aber nicht perfekt. Manchmal verkanten sie ein wenig oder laufen etwas kratzig. Ein einhändiges Einsetzen der Akkus ist in der Regel aber möglich. Das Material ist stark genug, um bei der normalen Nutzung nicht zu verbiegen.
Im Vergleich mit dem MC3000 fällt auf, dass es beim MC5000 keine Temperatursensoren mehr für die einzelnen Schächte gibt. Eine Überwachung der Akkutemperatur beim Laden ist meiner Meinung nach eine sinnvolle Sicherheitsfunktion, insbesondere da das Gerät einen Ladestrom von 5 A unterstützt.
Bedienung
Das MC5000 überrascht mit einer modern gestalteten, minimalen Benutzerschnittstelle: ein 58 × 43 mm großes Farbdisplay mit einer Auflösung von 320 × 240 Pixeln, eine Taste und ein klickbares Scrollrad.
Über jedem der vier Schächte befindet sich eine Status-LED, welche den aktuellen Zustand anzeigt. Während ein Programm läuft, pulsiert die LED langsam. Nach Beendigung des Programms leuchtet sie konstant. Man muss schon einige Zeit genau hinschauen, ob die LED konstant leuchtet oder sich ihre Helligkeit doch ändert. Eine schnellere Animation wäre schön.
| Farbe | Zustand |
|---|---|
| Aus | Kein Akku eingelegt |
| Gelb | Akku eingelegt, Standby |
| Grün pulsierend | Laden |
| Grün konstant | Laden abgeschlossen |
| Rot pulsierend | Entladen |
| Rot konstant | Entladen abgeschlossen |
| Rot/grün wechselnd | Fehler |
Nach dem Einschalten (besser gesagt: Strom anschließen, denn einen Schalter gibt es nicht) erscheint ein Statusbildschirm, welcher einen Überblick über alle vier Schächte liefert. Während ein Programm läuft, werden hier auch Spannung, Strom usw. angezeigt.
Mit der PORT-Taste wird zwischen den einzelnen Schächten gewechselt. Alternativ lässt sich auch das Scrollrad nutzen, um einen Schacht zu wählen. Daraufhin wird ein detaillierter Status für den gewählten Schacht in der passenden Farbe angezeigt.
Läuft ein Programm, lassen sich hier unter anderem die aktuelle Spannung, der Strom, die bisherige Laufzeit und geladene Kapazität, der Innenwiderstand und ggf. weitere Informationen ablesen.
Bei Programmen zum Laden oder Entladen (nicht aber in anderen Modi) kann mit dem Scrollrad auf eine weitere Bildschirmseite gewechselt werden, welche den Spannungs- und Stromverlauf grafisch darstellt. Die Skalierung wird automatisch angepasst.
Befindet man sich auf dem Statusbildschirm eines Schachts, führt ein Druck auf das Scrollrad zum Konfigurationsmenü. Hier lassen sich je nach Betriebsart verschiedene Parameter einstellen.
Die Navigation ist recht intuitiv: Das Scrollrad bewegt die Auswahl hoch und runter, beim Drücken wird der Eintrag ausgewählt. Eine „Zurück“-Taste gibt es nicht (mit der PORT-Taste lässt sich direkt der nächste Schacht auswählen).
Im Konfigurationsmenü gibt es keinen „Endanschlag“ und die Auswahl springt vom Ende direkt wieder zum Anfang. Das macht die Auswahl von „Start“ ganz am Anfang des Menüs etwas umständlich. Eine elegante Lösung wäre gewesen, beim Scrollen am Anfang/Ende kurz zu pausieren, bis das Scrollen für einen kurzen Moment unterbrochen wurde, und erst dann einen Sprung zu erlauben.
Nach jeder Bestätigung eines Parameters baut sich das Menü neu auf, wodurch der ausgewählte Menüeintrag kurz springt. Etwas irritierend.
Werte werden aus einer Liste ausgewählt. Ein schnelles Drehen des Scrollrads erhöht die Schrittweite. Das ist manchmal etwas irritierend und man scrollt gelegentlich über das Ziel hinaus. Empfohlene Einstellungen sind mit einem Herzsymbol markiert. Werden ungewöhnliche Einstellungen gewählt, weist eine Meldung auf mögliche Gefahren hin. Außerdem werden die Einträge im Konfigurationsmenü rot markiert.
Nach einem Neustart des Ladegeräts werden die zuletzt genutzten Einstellung wiederhergestellt. Programmspeicherplätze wie beim MC3000 gibt es leider nicht. Somit müssen bei jedem Wechsel des Akkutyps sämtliche Einstellungen neu angepasst werden.
Das übliche Vorgehen zum Laden eines Akkus sieht insgesamt folgendermaßen aus:
- Akku einlegen
- So oft auf die PORT-Taste drücken, bis der passende Schacht gewählt ist
- Das Scrollrad drücken, um das Konfigurationsmenü zu öffnen
- Bei Bedarf das Programm anpassen
- „Start“ auswählen und bestätigen
- Es erscheint ein Dialog, ob die Einstellungen für alle Schächte genutzt werden sollen
- Von „YES“ zu „NO“ scrollen und bestätigen
Leider hat der Hersteller meinen Vorschlag abgelehnt, ein Programm vom Statusbildschirm eines Schachts aus durch langes Drücken des Scrollrads zu starten. Auch lassen sich Programme nicht gezielt auf einen anderen Schacht kopieren. Die einzige Möglichkeit ist der Dialog, welcher das Programm beim Starten auf alle anderen inaktiven Schächte überträgt.
Der Ladevorgang lässt sich stoppen, indem auf dem Statusbildschirm das Scrollrad gedrückt wird. Es erscheint ein Dialog, ob der Vorgang wirklich abgebrochen werden soll. Wenn der Akku entnommen wird, ohne den Vorgang ausdrücklich zu stoppen, erscheint eine Fehlermeldung.
Hält man das Scrollrad vom Hauptbildschirm aus fünf Sekunden lang gedrückt, gelangt man in die globalen Einstellungen. Viele Optionen gibt es hier aber nicht.
„User Guide“ zeigt einen QR-Code an, über den sich das Handbuch als PDF herunterladen lässt. Und hinter „Regulatory“ verbirgt sich lediglich eine Darstellung der Konformitätszeichen.
Bei Fehlern sowie dem Starten eines Programms oder dessen Abschluss ertönt in den Standardeinstellungen eine etwas längere, unmelodische Tonfolge. Glücklicherweise lässt sie sich abschalten. Ein einfaches Piepen wäre aber schön gewesen.
Schön wäre ein automatisches Abschalten des Displays nach einer einstellbaren Zeit. Selbst ohne aktiven Ladevorgang leuchtet das Display recht kräftig und da es keinen Netzschalter gibt, muss immer der Netzstecker gezogen werden.
Smartphone-App
Über die „SkyCharger“ App (verfügbar für Android und iOS) lassen sich die Funktionen des MC5000 bequem über das Smartphone steuern. Die Verbindung erfolgt über Bluetooth und kann direkt aus der App heraus hergestellt werden. Zur Authentifizierung muss eine vierstellige PIN eingegeben werden, die auf dem Display angezeigt wird.
Beim Starten der App wird der Nutzer mit einer bildschirmfüllenden Werbung begrüßt. Auch die Geräteauswahl auf dem nächsten Bildschirm enthält Werbung für SkyRC. So etwas gehört meiner Meinung nach nicht in eine App für ein professionelles Gerät, für das man bereits eine Menge Geld bezahlt hat.
Über das Konfigurationsmenü lassen sich die globalen Einstellungen des MC5000 ändern. Steht ein Firmwareupdate zur Verfügung, wird eine Aktualisierung angeboten.
Die Übersicht zeigt eine grafische Darstellung des Ladegeräts inklusive eingelegter Akkus. Ein Tippen auf einen Akku öffnen die entsprechenden Einstellungen (ohne eingelegten Akku muss die kleine Zahl unter dem Schacht getroffen werden). Hier lassen sich die Werte über Schaltflächen ändern – eine direkte Eingabe ist leider nicht möglich. Während ein Programm läuft, werden die aktuellen Werte unterhalb der Grafik in einer Tabelle angezeigt.
Die Schaltfläche „Details“ öffnet eine Ansicht mit dem Spannungsverlauf des Akkus. Die Werte werden nur aktualisiert, solange die App geöffnet ist. Bei einem Verlassen der App werden die Daten zurückgesetzt und sind verloren. Damit eignet sich die App nicht für ein dauerhaftes Datenlogging.
Solange die App verbunden ist, ist eine Bedienung über das Gerät nicht möglich.
Messmethode
Meine Messungen wurden mit zwei Multimetern durchgeführt: Eines dient der Spannungsmessung, das andere der Strommessung über einen 0,05 Ω Shunt. Die Daten werden mittels Bluetooth an den Computer übertragen und dort protokolliert.
An dieser Stelle möchte ich explizit darauf hinweisen, dass die Elektrotechnik für mich ein Hobby ist und die Ergebnisse nicht unbedingt mit einer Labormessung vergleichbar sind. Zudem sind die hier gezeigten Messungen lediglich als Stichproben zu verstehen.
Li-Ion Akkus
Laden (Charge)
Einführung: Manchmal wird das Laden von Li-Ion Akkus als komplizierte Wissenschaft beschrieben. Eigentlich ist es aber recht simpel: Im ersten Schritt wird mit konstantem Strom geladen, bis der Akku eine gewisse Zielspannung erreicht hat. Danach wird die Spannung konstant gehalten, indem der Strom allmählich reduziert wird, bis ein Schwellwert erreicht und daraufhin der Ladevorgang beendet wird. Diese Methode wird als „CC/CV“ (constant current, constant voltage) bezeichnet. Es gibt kleine Laderegler für nur wenige Cent, welche dieses Verfahren sehr ordentlich umsetzen (findet man in den meisten Geräten mit eingebautem Akku).
Der Teufel steckt aber im Detail: Wichtig ist, dass die Zielspannung nicht überschritten wird (andernfalls kann der Akku Schaden nehmen). Die meisten Ladegeräte bekommen das mit einem festen Wert von 4,20 V (dem üblichen Wert für normale Li-Ion Akkus) zufriedenstellend hin.
Abhängig von der Akkukapazität und seinen Eigenschaften sollte man mit einem angemessenen Strom laden. Als Faustregel gilt: kleine Akkus mit niedrigem Strom laden, größere Akkus vertragen auch einen höheren Strom. Manche Ladegeräte bieten die Möglichkeit, den Strom in zwei bis vier Schritten zu verstellen, was aber nicht immer ausreicht. Insbesondere sehr kleine Akkus benötigen einen kleineren Ladestrom als die meisten Ladegeräte ermöglichen. Manche Ladegeräte haben einen Automatikmodus, der selbst einen Ladestrom auswählt (meistens basierend auf dem gemessenen Innenwiderstand des Akkus).
Wird ein Akku immer bis zum Maximum seiner Kapazität geladen, wird dadurch seine Lebenszeit reduziert. Kann man also beispielsweise 20% der Kapazität entbehren, würde sich die Lebenszeit deutlich verlängern. Eigentlich toll, nur lässt sich die Zielspannung bei den meisten Ladegeräten nicht verstellen.
Während der eigentliche Ladevorgang also recht trivial erscheint, möchte man in manchen Situationen mehr Kontrolle über die einzelnen Parameter haben. Für diesen Fall greift man dann zu einem programmierbaren Ladegerät wie dem MC5000.
Beim MC5000 hat lassen sich alle wichtigen Paramter zum Laden eines Li-Ion Akkus anpassen. Besonders hervorzuheben ist der Wertebereich für den Ladestrom: Mit 50 mA lassen sich auch kleinste Akkus laden, während 5 A selbst für viele Hochleistungsakkus grenzwertig hoch ist. Die Zielspannung lässt sich nicht unter 4,05 V einstellen, was aber in der Regel reichen sollte, um den Akku zu schonen.
Als Schutzfunktion lässt sich eine maximale Kapazität und eine maximale Ladezeit vorgeben. Sollte ein Akku defekt sein, würde der Ladevorgang bei Erreichen der Grenze abgebrochen werden.
Eine Funktion, den Ladevorgang unterhalb einer gewissen Spannung mit einem reduzierten Ladestrom zu beginnen, gibt es nicht.
| Option | Bereich | Auflösung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Capacity | OFF – 10000 mAh | 100 mAh | Maximal erlaubte Kapazität |
| Target Voltage | 4,05 – 4,25 V | 10 mV | Zielspannung |
| Charge Current | 0,05 – 5,00 A | 50 mA | Ladestrom |
| C Cut-off Current | OFF – 990 mA | 10 mA | Terminierungsstrom |
| Keep Voltage | OFF, 3,98 V – 4,18 V | 10 mV | Bei Unterschreitung erneut starten |
| Cut-off Timer | OFF – 1440 min | 30 min | Maximale Ladezeit |
Der Ladevorgang verläuft im Großen und Ganzen wie erwartet. Einzige Auffälligkeit ist, dass die Zielspannung um 25 mV überschritten wird. Eine Kalibrierung des Ladegeräts könnte hier helfen. Ein Problem stellt die Überschreitung jedoch noch nicht dar.
Zu Beginn erfolgt eine Messung des Innenwiderstands. Dazu wird der Akku kurz mit hohem Strom ge- und entladen. Anschließend wird der Ladestrom sanft erhöht.
Endladen (Discharge)
Das Entladen von Akkus kann nützlich sein, um deren Kapazität zu bestimmen oder sie auf die Entsorgung vorzubereiten. Wählt man im MC5000 den Programmmodus „Discharge“, stehen folgende Optionen zur Verfügung:
| Option | Bereich | Auflösung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Capacity | OFF – 10000 mAh | 100 mAh | Maximal erlaubte Kapazität |
| Cut-off Voltage | 2,90 – 3,30 V | 10 mV | Zielspannung |
| Discharge Current | 0,05 – 2,00 A | 50 mA | Entladestrom |
| D Cut-off Current | OFF – 990 mA | 10 mA | Terminierungsstrom |
| Cut-off Timer | OFF – 1440 min | 30 min | Maximale Entladezeit |
Akkus können im MC5000 mit bis zu 2 A entladen werden. Die Energie wird in Wärme umgewandelt, weshalb sich ab einer bestimmten Last die Lüfter einschalten. Ist die Zielspannung erreicht, wird der Entladestrom bis zum eingestellten Schwellwert reduziert.
Leider ist die Spannung nach unten auf 2,90 V begrenzt. Üblicherweise dürfen Li-Ion-Akkus bis auf 2,5 – 2,7 V entladen werden. Erst darunter können Schäden auftreten. Es wäre daher schön, wenn SkyRC den Wertebereich erweitern würde.
Lagermodus (Storage)
Einführung: Li-Ion Akkus sollten am besten etwa halb voll an einem kühlen Ort gelagert werden. Dadurch lässt sich die Alterung verlangsamen und sie behalten länger ihre ursprüngliche Kapazität. Es kommt nicht auf die exakte Spannung an, irgendwas zwischen 3,6 und 3,8 V ist in Ordnung. Natürlich möchte man nicht stundenlang neben dem Ladegerät sitzen und abwarten, bis der Akku die jeweilige Spannung erreicht hat. Da die Spannung zudem vom Ladestrom abhängt, wird die Spannung nach Entnehmen des Akkus einen ganz anderen Wert aufweisen. Für diese Situation ist ein Lagermodus praktisch, welcher den Akku automatisch auf die richtige Spannung bringt.
Viele der Einstellungen sind bereits vom Lade- bzw. Entlademodus bekannt. Durch den eingeschränkten Wertebereich der Zielspannung muss hier nichts geändert werden. Jeder dieser Werte ist für die Lagerung geeignet.
| Option | Bereich | Auflösung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Capacity | OFF – 10000 mAh | 100 mAh | Maximal erlaubte Kapazität |
| Storage Voltage | 3,70 – 3,85 V | 10 mV | Zielspannung |
| Charge Current | 0,05 – 5,00 A | 50 mA | Ladestrom |
| Discharge Current | 0,05 – 2,00 A | 50 mA | Entladestrom |
| C Cut-off Current | OFF – 990 mA | 10 mA | Terminierungsstrom beim Laden |
| D Cut-off Current | OFF – 990 mA | 10 mA | Terminierungsstrom beim Entladen |
| Cut-off Timer | OFF – 1440 min | 30 min | Maximale Arbeitszeit |
Die Funktionsweise ist einfach: Liegt die Akkuspannung unterhalb der Zielspannung, wird der Akku geladen. Andernfalls wird er entladen.
Wiederholung (Cycle)
Möchte man die tatsächliche Kapazität seiner Akkus bestimmen, müssen diese zuerst vollständig geladen werden. Anschließend wird die Kapazität beim Entladevorgang gemessen. Praktisch, wenn sie danach automatisch wieder geladen werden. Diesen Prozess kann man mit dem „Cycle“-Modus des MC5000 leicht automatisieren. Vier Folgen stehen zur Verfügung:
- Laden → Entladen
- Laden → Entladen → Laden
- Entladen → Laden
- Entladen → Laden → Entladen
Die verfügbaren Optionen sind eine Kombination aus den Einstellungen für das Laden und das Entladen, wie sie in den vorherigen Abschnitten beschrieben wurden. Zusätzlich gibt es „Resting“-Parameter, über die sich eine zusätzliche Pause zwischen Lade- und Entladevorgängen einfügen lässt, in der sich der Akku erholen kann. Außerdem lässt sich die Anzahl der Durchläufe festlegen.
| Option | Bereich | Auflösung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Capacity | OFF – 10000 mAh | 100 mAh | Maximal erlaubte Kapazität |
| Target Voltage | 4,05 – 4,25 V | 10 mV | Zielspannung beim Laden |
| Cut-off Voltage | 2,90 – 3,30 V | 10 mV | Zielspannung beim Entladen |
| Charge Current | 0,05 – 5,00 A | 50 mA | Ladestrom |
| Discharge Current | 0,05 – 2,00 A | 50 mA | Entladestrom |
| Cycle Mode | C>D, C>D>C, D>C, D>C>D | Reihenfolge | |
| Cycle Count | 1 – 3 | 1 | Anzahl der Zyklen |
| C Cut-off Current | OFF – 990 mA | 10 mA | Terminierungsstrom beim Laden |
| D Cut-off Current | OFF – 990 mA | 10 mA | Terminierungsstrom beim Entladen |
| Charge Resting | 1 – 120 min | 1 min | Pause nach dem Ladevorgang |
| Discharge Resting | 1 – 120 min | 1 min | Pause nach dem Entladevorgang |
| Cut-off Timer | OFF – 1440 min | 30 min | Maximale Entladezeit |
Die erzielte Kapazität wird je Vorgang auf dem Statusbildschirm tabellarisch angezeigt. Man kann also auch im Anschluss nachvollziehen, ob sich die Werte von Mal zu Mal geändert haben.
NiMH Akkus
Laden (Charge)
Einführung: Das Laden von NiMH Akkus ist etwas schwieriger als bei Li-Ion Akkus. Nun, nicht das Laden selbst, sondern vielmehr den richtigen Ladeschluss – die richtige Terminierung – zu finden. NiMH Akkus basieren auf komplizierten chemischen Prozessen und es reicht nicht, den Akku einfach auf eine bestimmte Spannung zu laden. Das Ladegerät muss den Vorgang genau beobachten und anhand verschiedener Faktoren entscheiden, wann der Akku voll und damit der Ladevorgang abgeschlossen ist.
Eine für viele Akkus gut geeignete Methode ist das sogenannte „-dV/dt“ Verfahren. Das bedeutet nichts anderes als eine „negative Änderung der Spannung über die Zeit“, also ein Spannungsabfall. Während des Ladevorgangs steigt die Spannung allmählich an. Ist der Akku voll, fällt sie hingegen wieder leicht ab. Leider passiert das nicht immer, beispielsweise bei alten und verschlissenen Akkus, bei zu niedrigem Ladestrom oder wenn der Akku bereits recht voll war.
Die Spannung wird ohne Strom gemessen („OCV“, open circuit voltage). Der Ladevorgang muss also immer mal wieder (alle paar Sekunden) kurz unterbrochen werden, um die Spannung zu messen. In den Diagrammen wird dies durch die vielen kurzen Spitzen deutlich, sodass die Linie eher wie ein breites Band aussieht.
Im MC5000 lässt sich der Schwellwert für das „-dV/dt“-Verfahren in einem Bereich von 3 bis 12 mV einstellen. 3 mV sollte für die meisten Akkus ausreichen, theoretisch wäre auch eine noch empfindlichere Einstellung denkbar. Bleibt die Spannung längere Zeit konstant, deutet dies ebenfalls auf einen vollen Akku hin. Beim MC5000 könnten solche Akkus überladen werden.
Als Schutzfunktion lassen sich die Ruhespannung, die geladene Kapazität sowie die Ladezeit begrenzen. Alle Methoden müssen an den jeweiligen Akku angepasst werden.
Wer möchte, kann ein Erhaltungsladen aktivieren. Dabei wird der Akku nach Beendigung des eigentlichen Ladevorgangs mit geringem Strom weitergeladen. Für moderne Akkus wird diese Methode jedoch nicht empfohlen.
| Option | Bereich | Auflösung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Capacity | OFF – 10000 mAh | 100 mAh | Maximal erlaubte Kapazität |
| -ΔV | 3 – 12 mV | 1 mV | Schwelle für -dV/dt Terminierung |
| Target Voltage | 1,47 – 1,80 V | 10 mV | Zielspannung |
| Charge Current | 0,05 – 5,00 A | 50 mA | Ladestrom |
| Trickle Charge | OFF, 50 – 300 mA | 10 mA | Erhaltungsladestrom |
| Keep Voltage | OFF, 1,30 V – 1,45 V | 10 mV | Bei Unterschreitung erneut starten |
| Cut-off Timer | OFF – 1440 min | 30 min | Maximale Ladezeit |
Die starke Schwankung der Spannung liegt an meinem zusätzlichen Widerstand zur Strommessung und an der Qualität des Akkus. Das MC5000 unterbricht den Ladevorgang alle 20 Sekunden, um die Spannung ohne Strom zu messen.
Entladen (Discharge)
Das Entladen entspricht im Grunde dem Vorgang wie bei Li-Ion-Akkus. Lediglich der Wertebereich der Zielspannung unterscheidet sich. Interessanterweise ist es hier umgekehrt: Normalerweise würde ich NiMH-Akkus nicht unter 1 V entladen, das MC5000 hat dies aber bereits als obere Grenze. Bei 0,6 V würden viele Akkus bereits Schaden nehmen.
| Option | Bereich | Auflösung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Capacity | OFF – 10000 mAh | 100 mAh | Maximal erlaubte Kapazität |
| Cut-off Voltage | 0,60 – 1,00 V | 100 mV | Zielspannung |
| Discharge Current | 0,05 – 2,00 A | 50 mA | Entladestrom |
| D Cut-off Current | OFF – 990 mA | 10 mA | Terminierungsstrom |
| Cut-off Timer | OFF – 1440 min | 30 min | Maximale Entladezeit |
Wiederholung (Cycle)
Siehe den entsprechenden Abschnitt bei Li-Ion-Akkus. Das gleiche Prinzip.
| Option | Bereich | Auflösung | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Capacity | OFF – 10000 mAh | 100 mAh | Maximal erlaubte Kapazität |
| -ΔV | 3 – 12 mV | 1 mV | Schwelle für -dV/dt Terminierung |
| Target Voltage | 1,47 – 1,80 V | 10 mV | Zielspannung beim Laden |
| Cut-off Voltage | 0,60 – 1,00 V | 100 mV | Zielspannung beim Entladen |
| Charge Current | 0,05 – 5,00 A | 50 mA | Ladestrom |
| Discharge Current | 0,05 – 2,00 A | 50 mA | Entladestrom |
| Cycle Mode | C>D, C>D>C, D>C, D>C>D | Reihenfolge | |
| Cycle Count | 1 – 3 | 1 | Anzahl der Zyklen |
| D Cut-off Current | OFF – 990 mA | 10 mA | Terminierungsstrom |
| Trickle Charge | OFF, 50 – 300 mA | 10 mA | Erhaltungsladestrom |
| Charge Resting | 1 – 120 min | 1 min | Pause nach dem Ladevorgang |
| Discharge Resting | 1 – 120 min | 1 min | Pause nach dem Entladevorgang |
| Cut-off Timer | OFF – 1440 min | 30 min | Maximale Ladezeit |
Auffrischen (Refresh)
Hierbei handelt es sich um einen vereinfachten Cycle-Modus mit einem Durchlauf von Laden, Entladen und erneutem Laden.
Einlaufprozess (Break-in)
Ein standardisierter Prozess für die Inbetriebnahme von neuen oder längere Zeit gelagerten Akkus. Sie werden dabei mehrfach mit geringem Strom ge- und entladen. Meiner Meinung nach ist so ein Verfahren bei heutigen Akkus nicht erforderlich.
Sonstiges
Messung des Innenwiderstands (IR)
Folgt …
Aktivierung eines geschützten Akkus
Akkus mit integrierter Schutzschaltung unterbrechen die Kontakte, falls der Akku zu tief entladen wurde. Dadurch wird eine schädliche Tiefentladung vermieden. Um den Akku zu aktivieren, muss er einfach nur geladen werden: Beim Anlegen einer Spannung wird die Schutzschaltung zurückgesetzt.
Das MC5000 wartet immer erst darauf, dass ein Akku eingelegt wird. Vorher kann der Ladevorgang nicht gestartet werden. Da die Spannung des Akkus mit ausgelöster Schutzschaltung jedoch 0 V beträgt, wird er niemals vom Ladegerät erkannt. Eine spezielle Funktion zum Aktivieren gibt es nicht. Somit können Akkus mit ausgelöster Schutzschaltung im MC5000 nicht geladen werden.
Temperaturentwicklung
Beim Laden von vier NiMH-Akkus mit jeweils 1 A haben sich die unter den Ladeschächten befindlichen Regler auf rund 35 °C erwärmt. Die Lüfter blieben in diesem Fall aus.
Thermografie mit Zoyi ZT-R01
Weitere Tests folgen.
Firmwareupdate
Die Firmware des MC5000 kann über die Smartphone-App aktualisiert werden. Steht ein Update zur Verfügung, fragt die App, ob die Aktualisierung durchgeführt werden soll.
Der Vorgang dauert einige Minuten, da die Daten über Bluetooth an das Gerät übertragen werden. Anschließend wird das MC5000 automatisch neu gestartet. Da der Anwender keinen direkten Zugriff auf die Firmwaredatei hat, kann immer nur die von der App angebotene Version eingespielt werden.
PC-Schnittstelle
… gibt es nicht. Schade, denn die gehört für mich bei einem professionellen Analyse-Ladegerät einfach dazu. Die auf dem Gerät protokollierten Werte lassen sich somit nicht exportieren und sind nach Entnahme des Akkus verloren. Auch die App bietet diese Funktion nicht an. Schön wäre eine Integration in TestController gewesen, einer mächtigen Software zur Steuerung von Laborgeräten und Aufzeichnung von Messwerten.
Fazit
Auf das SkyRC MC5000 habe ich mich richtig gefreut: Ein modernes Design mit großem Farbdisplay, ein innovativen Eingabesystem mittels Scrollrad, bis zu 5 A Ladestrom pro Schacht, Bluetooth-Anbindung und professionelle Analysefunktionen.
In der Praxis hat soweit auch alles funktioniert, doch der Funktionsumfang wirkt noch etwas unausgereift. Vieles lässt sich vermutlich per Firmware-Update nachreichen, etwa erweiterte Wertebereiche für Parameter, eine bessere Nutzung der Status-LEDs und vielleicht sogar eine Unterstützung für 1.5V Li-Ion-Akkus. Enttäuschend ist zur Zeit noch das Fehlen von Programmspeicherplätzen. Auch eine PC-Schnittstelle zur Steuerung und Protokollierung hätte man in dieser Preisklasse durchaus erwarten dürfen.
Somit ist das SkyRC MC5000 leider noch ein gutes Stück davon entfernt, als vollwertiger Nachfolger des MC3000 zu gelten. Es ist kein schlechtes Gerät, doch den Erwartungen an ein professionelles Ladegerät dieser Klasse wird es derzeit noch nicht vollständig gerecht.
An dieser Stelle sei auch auf das hervorragende Review von Tim McMahon hingewiesen, der sich viel Mühe mit ausgiebigen Messungen gegeben hat.
Neugierig geworden? Hier geht es zum SkyRC MC5000 auf der Webseite des Herstellers.
Das Gerät wurde mir vom Hersteller kostenfrei zur Verfügung gestellt. Ich habe keine weitere Vergütung erhalten und das Review stellt meine eigene Meinung dar.