Leitfaden zu Dummy-Akkus

Hinweis

Ab der aktualisierten Version des HLK (veröffentlicht im Oktober 2024) für Windows 11 24H2 und Windows Server 2025 wird der HLK-Proxyclient nicht mehr unterstützt. Führen Sie stattdessen das Onboarding von Kunden künftig mithilfe des Prozesses durch, der im „Leitfaden zu den ersten Schritten mit HLK“ beschrieben ist.

Dies ist ein Leitfaden mit Informationen zu Dummy-Akkus, etwa zu deren Zweck, und umfasst eine technische Beschreibung. Diese Informationen sind keine Designvorgaben und es sollten auch keine solchen Vorgaben von ihnen abgeleitet werden. Da Akkus sich in ihrer Form, Bauweise und Funktionsweise stark unterscheiden, ist es für Microsoft nicht praktikabel, Designvorgaben bereitzustellen. Stattdessen sollte dieser Leitfaden Ihnen helfen, zu bestimmen, wie Sie am besten einen Dummy-Akku bauen können.

1. Wozu dient ein Dummy-Akku? Kann ich mein mobiles Gerät nicht direkt mit einer externen Stromquelle versorgen?
   • Ein Dummy-Akku leistet mehr, als nur ein Gerät direkt mit Strom zu versorgen. Er simuliert Elemente eines tatsächlichen Akkus, die häufig eine Voraussetzung für das Einschalten des Geräts sind. Dadurch kann das Gerät für langfristige Tests in Laborumgebungen verwendet werden, die aufgrund begrenzter Akkukapazität normalerweise nicht möglich sind. Dies wird möglich, da das mobile Gerät normal mit dem Akku kommunizieren kann, auch wenn der Strom von einer externen Stromversorgung bereitgestellt wird. In einigen speziellen Fällen können Sie ein mobiles Gerät direkt aus einer externen Quelle wie etwa 4,2 V Gleichspannung speisen. In den meisten Fällen funktioniert das Gerät jedoch nicht ordnungsgemäß, wenn es nicht mit seinem eigenen Akku kommunizieren kann. Möglicherweise treten etwa folgende Probleme auf: Einschalten nicht möglich, Abschließen des Bootvorgangs nicht möglich, vorzeitiger oder falscher Akkualarm, sofortiges Herunterfahren nach dem Booten oder viele andere Verhaltensweisen.
2. Wie kommuniziert ein mobiles Gerät mit seinem eigenen Akku? Was ist ein intelligenter Akku?
   • Die meisten modernen mobilen Geräte kommunizieren über eine serielle Eindraht-Schnittstelle, die als HDQ bezeichnet wird, mit dem Akku (siehe FAQ #5 für eine Beschreibung des Begriffs HDQ). Die im Board integrierte Akkuladeschaltung überwacht den Spannungsabfall über einem kleinen Strommesswiderstand, der in Reihe mit dem Akkuausgang verbunden ist, um die Lade- und Entladeaktivität des Akkus zu bestimmen. Es werden Kompensationsfaktoren für das Alter, die Temperatur, Selbstentladung und Entladungsrate des Akkus auf die Kapazitätsmessungen angewendet, um in einer Vielzahl von Bedingungen Schätzungen der verbleibenden Betriebszeit bereitzustellen. Die verfügbare Akkukapazität wird automatisch neu kalibriert oder im Verlauf eines Entladungszyklus von voll bis leer gelernt. Diese Schaltkreise kommunizieren über eine eindrahtige serielle HDQ- oder I²C-Schnittstelle mit dem mobilen Gerät.
3. Muss ein Dummy-Akku GENAU wie ein Akku funktionieren? Was sind die tatsächlichen Anforderungen?
   • Der Dummy-Akku wird nur als Mittel verwendet, um ein Gerät ununterbrochen extern zu speisen, um langfristige Tests zu ermöglichen, die allein mit dem Akku nicht möglich wären. Er dient nicht dazu, den Betrieb oder das Design des tatsächlichen Akkus zu testen. Aus Gründen der Einfachheit sollte der Dummy-Akku nur Funktionen bereitstellen, die normalerweise erforderlich sind, um das Gerät so zu speisen, wie es auch der Akku täte. Wenn beispielsweise das Gerätedesign eine Kommunikation mit einem HDQ- oder I²C-Schaltkreis im Akku erfordert, sollte der Dummy-Akku diese Funktion bereitstellen. Wenn der Akku einen bekannten oder erwarteten Widerstand zur Identifizierung oder Authentifizierung aufweist oder einen TH-Schaltkreis (Thermistor) hat, sollte auch der Dummy diese Merkmale bereitstellen. Auf welche Weise die erforderlichen Merkmale zum Nachahmen des Akkus dem Gerät vom Dummy-Akku bereitgestellt werden, entscheidet allein der OEM.
4. Mein Akku hat eine Ladestandsmesselektronik mit HDQ- oder I²C-Schnittstelle, ohne die mein Gerät nicht startet. Wie kann diese Schaltung simuliert werden, damit der Dummy-Akku anstelle des Akkus verwendet werden kann?
   • Dies ist Microsoft nicht bekannt, da wir die Schaltung nicht entworfen haben. Wir erwarten, dass die OEM-Hardwaredesigner diese Anforderungen verstehen, da sie Zugriff auf die Schaltpläne, Designdokumente und Hardwarespezifikationen haben, aus denen diese Anforderungen hervorgehen. Wir verlassen uns darauf, dass diese Designer den Dummy-Akku erarbeiten und sicherstellen, dass er sowohl die Gehäusespezifikationen als auch die Hardwareanforderungen erfüllt.
5. Was bedeutet die Abkürzung HDQ bezüglich Akkus und Ladestandsmesselektronik?
   • HDQ ist eine zusammengesetzte Abkürzung, die die seriellen Eindraht-Schnittstelle zwischen dem Akku und dem mobilen Gerät bezeichnet. Das H in der Abkürzung bedeutet High-Speed, und DQ ist ein standardisierter Elektronikausdruck, der die Dateneingabe (D) und die Datenausgabe (Q) beschreibt, die mit vielen verschiedenen Arten von Flip-Flop Schaltungen verwendet wird. Zusammen heißt das also High-Speed Data Input / Data Output (Hochgeschwindigkeits-Dateneingabe und -ausgabe), kurz HDQ.
6. Wie schwierig ist es, die verschiedenen Arten von Dummy-Akkus zu erstellen? Gibt es Anfertigungsrichtlinien?
   • Dies hängt von der Komplexität der verwendeten Akkuschaltung ab, und nur der OEM oder seine zuständigen Ingenieure wissen hundertprozentig, wie der ursprüngliche Akku nachgeahmt werden kann. Bei der Formgebung sind viele Designs möglich, von denen die meisten auf dem originalen Akku basieren, allerdings ohne die chemische Zelle, sodass nur das Gehäuse und die Akkuplatine verbleiben. In einigen Designs, bei denen der Akku keine I²C- oder HDQ-Eindraht-Kommunikation bietet, kann der Dummy einfach umgesetzt werden, indem Sie externe Kabel mit den entsprechenden Pads auf der ans Handy angeschlossenen Seite der Akkuplatine verbinden. In manchen Fällen müssen Sie möglicherweise die Funktionsweise der Sicherheitsschaltung anpassen oder diese sogar aus dem Schaltkreis entfernen. In anderen Fällen müssen Sie möglicherweise die Software auf dem Smartphone an den geänderten Akku anpassen. Es hängt letztlich nur davon ab, was das Gerät vom Akku erwartet, um ihn als echten Akku zu erkennen statt als Dummy. Dieser spezielle Punkt wird weiter unten in diesem Dokument behandelt.
   • In den meisten Fällen hinterlässt das Entfernen der Akkuzelle einen sehr schwachen und zerbrechlichen Akkurahmen. Sobald die Kabel an die Akkuplatine angeschlossen sind und ggf. die erforderlichen Änderungen an der Akkuplatine vorgenommen wurden, empfehlen wir, dass der Dummy vergossen oder mit einem steifen Material gefüllt wird, das die Starrheit des Kunststoffrahmens wiederherstellt und den Dummy-Akku haltbar macht. Idealerweise sollten zwecks Zugentlastung auch die Kabel vergossen werden. Von Dummy-Akkus ohne Zugentlastung der Kabel wird dringend abgeraten. Akkus mit Blechgehäusen sind in der Regel starr genug, können aber andere Probleme mit den Kabeln verursachen, wenn sie scharfe Kanten aufweisen, die in die Drahtisolation schneiden. Heißkleber ist eine gute Option zum Halten von Kabeln und anderen erforderlichen Teilen innerhalb des Rahmens (z. B. ggf. erforderliche Kondensatoren). Beachten Sie beim Designen des Dummy-Akkus, dass er haltbar sein sollte und mehrmaliges Ein- und Ausbauen ohne Beschädigung überstehen kann. Der Dummy sollte wie der ursprüngliche Akku ohne Wackeln in das Akkufach passen. Er sollte nie so locker sein, dass er von allein herausfallen kann, aber er sollte auch nicht zu fest stecken. Die aus dem Dummy-Akku kommenden Kabel sollten aus dem Gerät heraus- und weggeführt werden. Es sollte sich keine zusätzlichen Komponenten auf der Rückseite des Akkus befinden, die ihn dicker machen (z. B. große Elektrolytkondensatoren oder andere elektronische Komponenten). Wenn Kondensatoren oder andere große Komponenten erforderlich sind, sollten Sie die Verwendung von Surface-Mount-Komponenten berücksichtigen, um die Größe so weit wie möglich zu begrenzen. Diese einzelnen Berücksichtigungen werden weiter unten in diesem Dokument genauer behandelt.

Beispiel für Sicherheits- und Kommunikationsschaltkreise des Akkus

Diese Akkuschaltkreise wurden aus 11 verschiedenen Akkutypen entfernt. Die Zellen, mit denen sie zuvor dauerhaft verbunden waren, wurden entfernt und ordnungsgemäß entsorgt. Sie werden hier nicht angezeigt. An die Schaltkreise mit den silbernen Metallkontakten auf der linken und rechten Kante der Platine waren die Akkuzellen angeschlossen. Die anderen Schaltkreise weisen vier goldene Kontakte auf, mit denen die jeweiligen Geräte verbunden waren. Die Pinanordnung kann von Akku zu Akku stark variieren, die meisten haben jedoch mindestens 3 bis maximal 6 Kontakte. An den Pins ist in der Regel +, -, HDQ, ID oder TH angegeben, obwohl dies von OEM zu OEM stark variiert. Einige haben Ladestandsmesschips und einige nicht. Es gibt keine Magie innerhalb der eigentlichen Akkuzelle, die irgendwelche physischen Akkueigenschaften liefert. Diese Informationen werden alle von Onboard-Elektronik erstellt, berechnet, gemessenen oder geschätzt, die (falls erforderlich) ab Werk programmiert und dauerhaft in neue Akkus integriert wird. Diese Schaltungen sind so konzipiert, dass sie 100 % der Zeit während der gesamten Lebensdauer der Akkuzelle eine gewisse Akkuzellenspannung wahrnehmen, auch wenn der Akku technisch gesehen entladen ist. Sobald sie vom Akku entfernt wurden, können alle Informationen, die über die Lebensdauer der angeschlossenen Akkuzelle hinweg aufgezeichnet wurden, ungültig oder von der Elektronik verloren werden.

Wie Sie sehen, gibt es alleine im Akku eine Vielzahl von Bauweisen, Formen und Schaltkreisen. Daher kann Microsoft nicht genau vorgeben, was genau ihr Gerät erwartet, damit der Dummy-Akku richtig funktioniert, insbesondere in Fällen, in denen originale Akkuelektronik für die Verwendung in Dummy-Akkus wiederverwendet wird.

In vielen Fällen dienen diese Schaltkreise auch zum Authentifizieren des angeschlossenen Geräts, indem sie beim Einbau in das Gerät über die HDQ- oder I²C-Schnittstelle kommunizieren. Wenn sich das Gerät ordnungsgemäß mit dem Akku authentifiziert, aktiviert der Akku die vollständige Ausgangsleistung für das Gerät, sodass es eingeschaltet werden kann. Darüber hinaus kommuniziert die Ladestandsmesselektronik (sofern vorhanden) über die serielle Eindraht-HDQ- (oder I²C-)Schnittstelle mit dem mobilen Gerät, um die Betriebswerte des Akkus an das mobile Gerät weiterzuleiten. Mithilfe dieser Informationen kann die Akkuelektronik eine Reihe von Nutzungsinformationen bereitstellen, einschließlich ungefährer verbleibender Akkulaufzeit, aktuellem Stromverbrauch, aktueller Spannung, Zeit bis zur Entladung, Anzahl der Ladezyklen usw. Bei Akkus für Mobilgeräte besteht eine häufigere Authentifizierungsmethode darin, einfach einen festen Widerstand zur Masse über einen ID-Pin bereitzustellen, an dem das Handy (bei übereinstimmendem Widerstand) erkennt, dass ein authentischer Akku angeschlossen ist. Diese Methode funktioniert in beide Richtungen – der Akku kann einen festen Widerstand im mobilen Gerät erfordern, bevor er seine primäre Leistungsausgabe aktiviert. Ihr Dummy-Akku sollte jegliche zum Simulieren eines echten Akkus erforderliche Parameter bereitstellen, während das Gerät von einer externen Stromversorgung gespeist werden kann.

Warnung

  Es ist sehr wichtig zu beachten, dass die oben gezeigten Schaltkreise speziell für den Schutz einer physischen Akkuzelle entwickelt wurden. Nachdem die Akkuzelle entfernt wurde, können ihre Betriebsparameter ungültig werden oder von dem mit dem Handy kommunizierenden Schaltkreis verloren gehen, und die an das Handy übergebenen betriebstechnischen Informationen können diese Änderung widerspiegeln und dazu führen, dass sich das Gerät anders verhält. Ebenso würden die Sicherheitsschaltungen, die normalerweise eine konstante von der Akkuzelle bereitgestellte Spannung erwarten, nun erkennen, dass die Spannung durch den Dummy-Akku ein- und ausgeschaltet wird. Dies könnte dazu führen, dass die Sicherheitsschaltungen versagen oder dauerhaft ausgelöst werden, wodurch wiederum die Ausgabe des Dummy-Akkus während der Tests fälschlicherweise unterbrochen werden könnte – dies haben wir bereits beobachtet. Es kann ratsam sein, die Umgehung von Sicherheitsschaltungen in Betracht zu ziehen, die normalerweise für den Schutz von Akkuzellen konzipiert sind, da diese Schaltkreise wahrscheinlich das Ein- und Ausschalten der vom Dummy gelieferten Spannung als Problem mit dem Akku erkennen. Diese unvorhergesehenen Fehler der Sicherheitsschaltung werden sich möglicherweise auch nicht sofort einstellen. Der Dummy-Akku funktioniert möglicherweise zunächst normal, aber bei mehrmaligem Aus- und Einschalten kann die Sicherheitsschaltung auslösen. Dies kann schon bei 10, aber auch erst nach mehreren hunderten solcher Zyklen geschehen.

Entwerfen eines Dummy-Akkus – Ein Beispiel

Eine große Anzahl von Single-Chip-Lösungen, die speziell entworfene Akkuschutzelektronik mit der Möglichkeit zum Steuern externer FETs kombinieren, sind derzeit verfügbar immer häufiger auf dem Markt anzutreffen. Die Verwendung dieser Elektronik in Dummy-Akkus bringt gelegentlich mehr Schaden als Nutzen, da sie außerhalb ihrer vorgesehenen Aufgabe und Spezifikationen verwendet werden, und daher fälschlicherweise (und oft unerwartet) die Ausgabe unterbrechen.

Da der OEM über die erforderlichen vertraulichen Informationen (d.h. Schaltpläne und Designspezifikationen) verfügt, um zu bestimmen, wie diese Sicherheitskreise am besten zu umgehen sind, verlassen wir uns darauf, dass er alle erforderlichen Änderungen an den Dummy-Akkus bereitstellt.

Die folgenden Informationen sind als generalisiertes Beispiel für das Erstellen eines Dummy-Akkus gedacht. Es zeigt die Entwicklung von einem zunächst als gute Lösung scheinenden Konzept, das letztendlich geändert werden musste, um den Dummy-Akku robust und zuverlässig für die Verwendung im Labor zu machen.

Im obigen Bild hat der OEM sich für die Verwendung des Dallas/Maxim DS2784, eines beliebten eigenständigen Ladestandsmess-ICs für Einzelzellen, entschieden. Das Ladestandsmess-IC liefert genaue Schätzungen der verbleibenden Kapazität und meldet zeitbezogene Spannungs-, Temperatur- und Strommessungsdaten. Kapazitätsschätzungen werden aus einem stückweise linearen Modell der Akkuleistung über Last und Temperatur sowie Systemparametern für den vollen und leeren Zustand. Die Algorithmusparameter sind durch den Benutzer programmierbar und können im Pack geändert werden. Kritische Kapazitäts- und Alterungsdaten werden regelmäßig im EEPROM gespeichert, wenn die Spannungsversorgung aufgrund eines Kurzschlusses oder einer Tiefentladung unterbrochen wird.

Dieser letzte, fett dargestellte Text ist sehr wichtig, denn er zeigt, dass diese Komponente speziell für die Behandlung von Szenarien konzipiert ist, in denen der Akku eine Tiefentladung erfährt, was dem Abschalten der vom Dummy-Akku bereitgestellten Spannung nahekommt. Dies ist zwar auf den ersten Blick harmlos, hat in der Praxis aber unerwartete Folgen. Der im DS2784-Datenblatt vorgestellte typische Schaltplan zeigt, dass der Chip eine Anordnung von zwei FETs steuert, die sich in Reihe mit dem POSITIVEN Leiter zum Gerät befindet und so die Ausgabe unterbrechen kann, wenn der DS2784 dies für angemessen hält:

SCHALTPLAN EINES TYPISCHEN ANWENDUNGSFALLS

Zunächst mag es scheinen, dass ein Dummy-Akku einfach und schnell erstellt werden kann, indem die Akkuzelle durch den erforderlichen Molex-Steckverbinder ersetzt wird:

Wenn Sie einfach die Akkuzelle durch den Molex-Verbinder ersetzen, sind die FETs immer noch in Reihe mit dem positiven Leiter. Die Sicherheitsschaltung ist weiterhin intakt und voll funktionsfähig. Jegliche vom DS2784 erkannte Fehlerbedingung kann dazu führen, dass die FETs sich öffnen, auch bei normalem Betrieb unter Testbedingungen. Der DS2784 geht davon aus, dass eine Akkuzelle angeschlossen ist und keine externe Spannungsquelle. Daher ist der ordnungsgemäße Betrieb der DS2784 gemäß der originalen Spezifikation nicht mehr gewährleistet. Es gibt unzählige Bedingungen, die in dieser unnatürlichen Anwendung des DS2784 zu einer Fehlfunktion führen könnten, aber das Endergebnis ist immer, dass der Dummy-Akku nicht funktioniert und das Mobilgerät nicht mehr speist.

Es gibt eine Reihe möglicher Workarounds, aber letztlich müssen die Designer des Akkus und der Akkuschnittstelle die beste Lösung bestimmen. In diesem speziellen Beispiel erfordert das Gerät explizit, dass die HDQ-Schaltung mit dem Handy verbunden ist. Der DS2784 kann also nicht vollständig umgangen werden, da er selbst Spannung benötigt, um die erforderliche Kommunikation auf dem Mobilgerät bereitzustellen. Daher verbleiben folgende Optionen:

1. Deaktivieren der Erfordernis für HDQ in der Gerätesoftware sowie eine fest verdrahtete Umgehung des FET.
   • Diese Option erfordert ein Software-Workaround sowie eine Hardwareänderung und ist nicht ideal, insbesondere wenn die Kommunikation mit dem Akku Teil der Gerätetests ist.
   • Dies ist wahrscheinlich die am wenigsten ideale Option, da so möglicherweise Bugs erkannt werden, die es im Normalbetrieb gar nicht gibt und auch zusätzliche Softwareprobleme im Zusammenhang mit dem Akkumanagement zur Folge haben kann.
2. Designen Ihres Geräts, sodass es HDQ bei Vorhandensein verwendet, jedoch die Option hat, diese Anforderung zu umgehen, wenn ein anderer betriebsbezogener Parameter erfüllt ist, z. B. ein fester Widerstand zur Masse anstelle von HDQ.
   • Diese Lösung ist nahezu ideal, erfordert aber während des Hardwareentwicklungszyklus zusätzlichen Aufwand für Entwicklung und Implementierung, für den es auch bereits zu spät sein kann oder der von vorne herein keine Option ist.
   • Die Idee ist, dass es einen Auslöser (etwa einen festen Widerstand) gibt, durch den die Erfordernis für HDQ außer Kraft gesetzt wird, wenn ein Dummy-Akku nicht über HDQ-Kommunikation verfügt. So kann das Gerät normal betrieben werden, als wäre das HDQ-Signal vorhanden.
3. Nur den FET überbrücken, sodass der P+-Kontakt weiterhin mit Spannung versorgt wird, auch wenn sich der FET öffnet.
   • Diese Option berücksichtigt nicht die Änderungen oder Fehlerbedingungen, die der DS2784 möglicherweise über HDQ an das Handy meldet, aus denen sich weiterhin negative Folgen für Betrieb des Geräts ergeben könnten.
   • Solange der DS2784 keine Informationen über HDQ an das Gerät sendet, die dessen Betrieb beeinflussen, ist dies wahrscheinlich die beste und am einfachsten zu implementierende Lösung.

Wenn Option #3 für dieses konkrete Beispiel ideal ist, brauchen wir nur eine Möglichkeit, den FET zu überbrücken, während der DS2784 intakt bleibt, um seine Aufgabe zu erledigen. Bei einigen Akkuplatinen, für die keine Schalt- und Layoutpläne vorliegen, müssen Sie möglicherweise ein Multimeter verwenden, um den direkten Leiter zum P+-Pad auf der Geräteseite des Akkuboards zu ermitteln. In anderen Fällen kann die Platinenbedruckung Sie direkt auf die Antwort hinweisen:

Ein P+-Testpad befindet sich bequemerweise auf der Komponentenseite der Akkuplatine. Jetzt muss nur noch die bei B+ vorhandene positive Spannung per Überbrückung direkt an das P+-Testpad geleitet werden. Dadurch wird Spannung für den DS2784 bereitgestellt, sodass er normal funktionieren kann, während auch der FET umgangen wird, falls sich dieser öffnen sollte.

Das Endergebnis nach dem Modifizieren der Akkuplatine per Überbrückung des FET:

Denken Sie daran, dass dies nur ein Beispiel anhand eines häufig verwendeten Akkumanagement-Controllers war. Jedes Design unterscheidet sich, und die oben beschriebene Lösung ist nur ein mögliches Beispiel dafür, welche Probleme Sie beim Entwerfen oder Erstellen eines Dummy-Akkus antreffen können. Dieses Beispiel stellt einen der komplexeren Fälle dar, die in der Praxis auftreten. Bei Akkus mit nur einer Single-Chip-Sicherheitsschaltung, die einen FET steuert, besteht die Lösung in der Regel einfach darin, den FET zu überbrücken. Sie müssen sich keine Sorgen um problematische HDQ-Signale machen, da diese Schnittstelle nicht vorhanden ist. Beachten Sie auch, dass die meisten Sicherheitsunterbrechungen auf dem Markt tatsächlich die NEGATIVE Leitung unterbrechen, nicht wie beim DS2784 die positive Leitung. Die Lösung durch Überbrückung ist hier allerdings ebenso anwendbar.

Empfohlene und nicht empfohlene Vorgehensweisen für Haltbarkeit

Wie zuvor erwähnt, bleibt in der Regel nur ein fragiler, dünner, offener Kunststoffrahmen übrig, sobald die Etiketten entfernt und die chemische Akkuzelle äußerst vorsichtig aus dem fabrikneuen Akku entfernt wurde. Da dieser äußerst empfindlich ist, werden in diesem Abschnitt einige Empfehlungen zur Konstruktion eines haltbaren Dummy-Akku vorgestellt.

Bedenken Sie, dass Ihr Dummy-Akku in einer Laborumgebung verwendet werden soll. Sie muss daher haltbar sein und raue Betriebsbedingungen langfristig überstehen. Obwohl Mitarbeiter geschult sind, die Kabel nicht als Mittel zum Entfernen des Dummy-Akkus leer zu verwenden, kommt dies versehentlich vor.

Verguss

Zwar ist dies keine explizite Anforderung der Gehäusespezifikation, doch sollte die Widerstandsfähigkeit Ihres Dummy-Akkus so genau wie möglich derjenigen des eigentlichen Akkus entsprechen. Hierfür gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. Die meisten bestehen im Verguss (oder Füllen) des gesamten Hohlraums mit Kunstharz, Heißkleber, Silikonklebstoff, Gummischeiben oder einer Art Kunststofffüllung. In jedem Fall sollte jedoch die Akkuplatine Ihres Dummys nicht dauerhaft unzugänglich gemacht werden. Falls nämlich ein Problem mit dem Design Ihres Dummys auftritt, ist es fast unmöglich, Kunstharz von der Akkuplatine zu entfernen, ohne sie zu beschädigen. Die Problembehandlung wäre in dem Fall kaum möglich. In diesem Fall würde der OEM aufgefordert, neue, funktionierende Dummys bereitzustellen, um die zu ersetzen, die nicht repariert werden konnten. Es empfiehlt sich, die Akkuplatine durch Kapton-Klebeband von dem Füllmaterial zu trennen oder ein Füllmaterial wie Heißkleber zu verwenden, das abgekühlt und dann ohne Schäden an den Komponenten der Platine abgebrochen werden kann.

Einige Beispiele für Gussmaterialien und -Verbindungen:

• Luft (d.h. kein Verguss)

  • Vorteile

    • Keine

  • Nachteile

    • Keine Zugentlastung für die Kabel, die mit der Akkuplatine verbunden sind
    • Keine Füllung für den fragilen Kunststoffrahmen
    • Keine Fixierung der Akkuplatine
    • Kein Schutz der enthaltenen Elektronik

• Heißkleber

  • Vorteile

    • Viele verschiedene Sorten, die die meisten Anwendungsfälle abdecken
    • Heißkleber-Sticks sind billig
    • Einfach anzuwenden – Erhitzen und spritzen, kein Mischen erforderlich
    • Unerwünschte Rückstände meist leicht entfernbar
    • Bindet sich nicht chemisch an andere Materialien

  • Nachteile

    • Kann üble Verschmierungen verursachen, wenn er nicht sorgsam umschlossen wird
    • Kann Anwendern schnell Verbrennungen zufügen
    • Kann 2 Minuten bis hin zu 2 Stunden zum Erstarren benötigen
    • Durch Hitze aus dem Klebstoff kann der dünne Plastikrahmen weich werden und sich verziehen

• Kunstharz

  • Vorteile

    • Sehr dichtes Material; extrem starr, wenn ordnungsgemäß gemischt und gehärtet
    • Sobald es ausgehärtet ist, kann hineingebohrt oder einfache Formanpassungen vorgenommen werden
    • Ist als von Hand mischbare Masse verfügbar, die für diese Anwendung sehr gut funktioniert und einige der Probleme vermeidet, die mit flüssigen Zweikomponenten-Kunstharzmischungen verbunden sind

  • Nachteile

    • Kann sich chemisch an andere Materialien binden und dann extrem schwer entfernbar sein
    • Die exothermische Reaktion beim Härten kann starke Hitze freisetzen, die den dünnen Kunststoffrahmen weiche weich werden und sich verziehe lassen kann
    • Zweikomponenten-Flüssigkeiten füllen in der Regel jeden Hohlraum aus, da sie kurz vor dem Aushärten wesentlich flüssiger werden
    • Aushärtzeit von 1 Minute bis 1 Tag, je nach Formel
    • Im Bedarfsfall sehr umständlich zu entfernen Beschädigt in der Regel beim Entfernen das Gehäuse

• Andere feste Füllmaterialien: Gummi, Kunststoff, Holz, Vollpappe

  • Vorteile

    • Einfach zu entfernen, wenn erforderlich
    • Hält In der Regel gut die Form wenn genau für das Gehäuse zugeschnitten

  • Nachteile

    • Kann je nach Material umständlich zu schneiden sein
    • Das Befestigen von Kabeln zur Zugentlastung kann schwierig sein
    • Haftet in der Regel nicht am Kunststoffrahmen und erfordert möglicherweise Klebeband oder einen anderen Klebstoff, der das Material innerhalb des Rahmens fixiert

Gute und schlechte Implementierungen

Einige Dummy-Akkus erfordern zusätzliche Komponenten wie z. B. Kondensatoren, die innerhalb des Akkurahmens platziert werden sollen. Falls solche Teile erforderlich sein sollten (dies bestimmt der OEM), sollten sie vollständig in das Akkufach des Akkurahmens passen. Hervorstehende Elemente – abgesehen von den Kabeln, die zum Molex-Steckverbinder führen – können die Gesamtdicke des Geräts negativ beeinflussen und das Platzieren des Geräts in unseren automatisierten Testvorrichtungen behindern.

Hier ist ein Beispiel für einen schlecht designten Dummy-Akku:

Der oben gezeigte 2200-uF-Kondensator machte das Gerät mehr als 13 mm dicker. In diesem Fall hätte die zusätzliche Dicke stark verringert oder sogar vermieden werden können, wenn der Elektrolysekondensator zur Seite geneigt oder stattdessen SMD-Tantalkondensatoren verwendet worden wären. Beachten Sie auch das Fehlen einer angemessenen Zugentlastung für die Kabel. Selbst ein schwaches Ziehen an einem Kabel könnte es aus dem Heißkleber lösen oder lockern. Wir haben auch festgestellt, dass die Verkabelung, die im Meer des Heißklebers versteckt war, nicht zusammengelötet, sondern nur verzwirbelt wurde, was eine sehr unzuverlässige elektrische Verbindung ergibt (siehe Detailbild oben rechts).

Hier sind Beispiele für einen gut gestalteten Dummy-Akku:

Rechts sehen Sie die sicheren Verbindungen mit dem Kabel und den verwendeten Materialien, sodass der Dummy gut in das Gerät passt.

Beachten Sie oben links die einheitliche Stärke des Akkus. Der Rahmen wird oben und unten von Blech zusammengehalten, was der Baugruppe Steifheit verleiht. Der Bereich, aus dem die Kabel hervorstehen, ist mit Heißkleber versiegelt, um eine gute Zugentlastung zu bieten und zu verhindern, dass die Kabel von der Kante des Blechs beschädigt werden. Was die Elektronik angeht wurde der Sicherheits-FET entfernt und durch soliden Draht ersetzt. Dies ist eine solide, gut durchdachte Dummy-Akku-Implementierung, die den ursprünglichen OEM-Akku sehr exakt nachahmt.

Sicherheitsaspekte, allgemeine Richtlinien und Warnungen

Es gibt 2 Möglichkeiten zum Erstellen von Dummy-Akkus:

1. Von Grund auf: Microsoft empfiehlt OEMs dringend, ihre Dummy-Akkus von Grund auf zu erstellen, um die potenziellen Gefahren und Stolpersteine zu vermeiden, die mit dem Umbau von tatsächlichen Geräteakkus zu Dummy-Akkus verbunden sind. Es hat sich erwiesen, dass so sichere, zuverlässige Dummy-Akkus erstellt werden, die so langlebig und zuverlässig wie der Akku in den Serienmodellen sind.
2. Ändern vorhandener Akkus: Microsoft empfiehlt dringend, Dummy-Akkus von Grund auf zu erstellen. Wenn sich der OEM jedoch dafür entscheidet, vorhandene Akkus zu Dummy-Akkus zu konvertieren, sollte bitte der folgende Abschnitt vollständig gelesen werden.

Hinweis

  Die nachstehenden Informationen behandeln nicht sämtliche potenzielle Gefahren, die die Demontage eines versiegelten Akkus birgt. Jedes Akkudesign unterscheidet sich und erfordert wahrscheinlich eine andere Demontagemethode.

Im Allgemeinen beginnt man der sorgfältigen Entfernung der Etiketten auf dem Akku. Wenn Sie die Etiketten entfernen, achten Sie darauf, die Seite der Akkuzelle nicht mit Ihren Werkzeugen zu zerstechen oder zu zerkratzen.

Nach den Etiketten muss die eigentliche Zelle entfernt werden, die in der Regel durch Widerstandspunktschweißen mit einer in Reihe geschalteten selbstrückstellenden Sicherung verbunden und dann an die tatsächliche Akkuplatine gelötet (oder geschweißt) ist. Wenn Sie die Akkuzelle von der Akkuplatine trennen, schneiden Sie jeweils nur einen Draht ab, und ergreifen Sie zusätzliche Maßnahmen, um die Kabel nicht gegenseitig kurzzuschließen. Tritt hier ein Kurzschluss auf, könnte die Akkuschutzschaltung dauerhaft beschädigt werden, die Ihr Gerät möglicherweise zum normalen Funktionieren benötigt. So kann der Dummy-Akku schnell unbrauchbar werden.

Sobald die Zellen aus dem Akkurahmen entfernt wurden, entsorgen Sie diese ordnungsgemäß. LiPol- und Li-ION-Zellen gehören NICHT in den normalen Müll und müssen ordnungsgemäß dem Recycling zugeführt werden. Die meisten Bürobedarfhändler verfügen über Akku-Recyclingzentren.

• Wenn ein Akku sich aufbläht oder anschwillt, müssen Sie in jedem Fall sofort das Zerlegen einstellen und sich vergewissern, dass es keine Kurzschlüsse auf dem Akku gibt. Lösen Sie dieses Problem vollständig, bevor Sie fortfahren. Beobachten Sie den Akku für mindestens 20 Minuten an einem sicheren Ort ohne jegliche brennbare Materialien.
• Wenn Sie die Kabel (flach oder rund) aus der Akkuzelle entfernen, reißen Sie NIE die punktgeschweißten Kabel von der eigentlichen Akkuzelle. Dies könnte dazu führen, dass die Wand der Zelle beschädigt wird, wodurch sich die Materialien innerhalb der Zelle entzünden.
• Jede Akkuzelle, die kuzgeschlossen oder perforiert wurde, kann auslaufen und sich plötzlich selbst entzünden. Platzieren Sie im Falle einer Perforation oder Beschädigung den Akku zur Beobachtung für ca. 20 Minuten n einem sicheren, offenen Bereich ohne jegliches brennbares Material.
• Akkus sollten während der gesamten Demontage bei Raumtemperatur bleiben. Wenn Zellen während des Entfernens warm oder heiß werden, deutet das in der Regel auf einen Kurzschluss hin, der letztendlich zu einer Explosion und einer möglichen Selbstentzündung der Akkuchemikalien führen könnte. Behalten Sie stets den Überblick über die exponierten Akkuzellen.
• Speichern Sie keine Akkuzellen in Bereichen mit extremen Temperaturen, und stellen Sie sicher, dass sie sich im Aufbewahrungsbehälter nicht gegenseitig kurzschließen.
• Entsorgen Sie Akkuzellen so schnell wie möglich ordnungsgemäß – lagern Sie sie nicht mehrere Wochen lang.
• Isolieren Sie den positiven Kontakt von Akkuzellen mit einem langlebigen Material wie Kapton-Band, um das Kurzschließen der Zelle zu verhindern.
• Auf keinen Fall dürfen Sie versuchen, eine versiegelte Akkuzelle zu zerlegen. Sie wird sich entzünden und ein unkontrollierbares, chemisches Feuer verursachen, da das Lithiummetall mit Sauerstoff und Feuchtigkeit in der Luft reagiert. Wasser löscht kein chemisches Feuer dieser Art und führt nur zu einer viel heftigeren Reaktion. Sie benötigen geeignete und unmittelbar benutzbare Feuerbekämpfungsvorrichtungen. Denken Sie daran, dass Metallbrände (Lithiumakkus) unübliche Klasse-D-Feuerlöscher erfordern, die speziell für Metallbrände ausgelegt sind.