Fitgun Akku austauschen

Geschrieben von: jo fixit

Schwierigkeitsgrad

Mittel

Schritte

Zeitaufwand

2 - 3 Stunden

Einleitung

Alten nicht mehr ladefähigen oder zu schwachen Akku ausbauen und durch neuen 2S-Li-Ion Akku ersetzen

Um an den Akku heranzukommen, die Fitgun von unten wie folgt öffnen:
Geklebte schwarze Folie beim Ladestecker und ON/OFF-Schalter mit einer Pinzette anheben und abziehen
Darunterliegende 3 Kreuzschlitzschrauben lösen
Bodenplatte mit Ladeelektronik abheben
3-Poligen Stecker der Stromversorgung zur Hauptplatine von der Ladeelektronik abziehen
2-poligen Akkustecker zum 2S-Li-Ion-Akku von der Ladelektronik abziehen

Achtung: Akku sollte vor Beginn dieser Arbeiten vollständig entladen sein um Gefahr von Kurzschlüssen zu minimieren.
Jetzt wird es schwierig: Der 2S-Li-Ion Akku ist in den Fuß der Fitgun eingelassen und dort mit Moosgummi eingeklebt. Er ist nur mit viel geschick zu lösen und an den Schraubenhalterungen vorbei herauzuholen.
Beschädigungen des Akkus vermeiden! Im Foto deutlich sichtbare Beschädigungen rühren daher, dass ich zuerst erfolglos versucht hatte den Akku mit der Spitzzange anzupacken und herauszuziehen
Meine Lösung: Eine Schraubenhalterung mit einem kleine Sägeblatt entfernen und dann durch Verlängerung einer Spitzzange mit dem stabilen Haken eines passenden Imbusschlüssels hinter den Akku greifen und diesen von hinten durch die erweiterte unter Öffnung hinausschieben. Das hat einiges Geschick erfordert und war ein Geduldsspiel.
Der Trick mit dem Imbusschlüssel als stabilen Haken hat schadlos funktioniert, siehe rechte, unbeschädigte Seite des alten Akkus.

Standardersatzakku 2S-Li-Ion besorgen, d.h. 2 rundliche Li-Ion Akkus in Serie, d.h. 7,4 V Spannung (Ladung mit maximal 2x 4,2 V = 8,4 V), z.B. ein Modellbau-Akkupack LiIon 7.4 V 1500 mAh (viele Anbieter), möglichst mit dem passenden 2-poligen Stecker für die Ladeelektronik der Fitgun
Diese Akkupacks besitzen oft wowohl ein 2-poligen Stecker zur Stromversorgung mit 7,4 V und einen 3-poligen Ladestecker (der beide in Serie verdrahteten Akkus sperat ansteuren und laden kann). Bei Bedarf kann man das 2-Polige Kabel zur Stromversorgung an den alten 2-poligen Stecker löten, um 7,4 V über beide Zellen des 2S-Li-Ion Akkus zu erhalten.
Hier im Foto habe ich alternativ die einzelnen Leiter des 2-poligen, sehr dicken Kabels mit Schrumpfschlauch isoliert und vom 3-poligen Kabel die äußeren Pole (rot und schwarz) als + und - Enden der in Serie verbundenen Einzelakkus mit der Ladeplatine verbunden. Das mittlere weiße Kabel ist ebenfalls vollständig mit Schrumpfschlauch isoliert.
Die Akku-Buchse auf der Ladeplatine ist hinsichtlich + und - Pol nicht markiert. Im Foto hatte ich mir den - Pol innenliegend schwarz angemalt. Der + Pol liegt außen, im Foto am unteren Rand der Ladeplatine
Achtung: Nie zwei Pole gleichzeitig mit einem Werkzeug, Lötkolben oder einer Klinge berühren. Kurzschluss-, Funken- und Brandgefahr!

Akku in den Fuß der Fitgun rückwärts einführen.
Falls eine Schraubenhalterung entfernt werden musst: Zwei verbleibende Schraubenhalter sind noch sehr gut und stabil und die Dritte kann mit einem Stück Kork ersetzt werden, dass in die fehlstelle eingepresst oder geklebt wird. Darin hat die dritte schraube dann zwar nur lose aber dennoch etwas Halt und eine Konterfläche.
Akku-Kabel und Stromversorgungskabel wieder an die Ladeelektronik der Fitgun einstecken
Ladelektronik mit Boden der Fitgun und den drei Schrauben fixieren
Schwarze Folie wieder im Bodenteil festkleben
Fertig zum Aufladen

Die Ladeelektronik der Fitgun ist denkbar einfach. Sie regelt aus 5 V und 2 A Gleichstrom aus dem USB-Anschluss mit einem ganz simplen Step-Up-Booster auf maximal 8,4 V Ladespannung und maximal 1,3 A Ladestrom und schaltet sich ab, wenn die Maximalspannung erreicht wurde.
Die einfache Laderegelung führt leider dazu, dass der Akku nicht sehr sorgfältig geladen und entladen wird und sich bei häufigem Gebrauch und tiefer Entladung leider immer wieder schnell seine Kapazität verlieren wird. Leider alles nicht sehr nachhaltig. Ein Revival mit neuem Ersatzakku hilft somit zumindest nicht alles wegschmeißen zu müssen.
Trotz USB-C Buchse funktioniert die Laderegelung nicht sicher mit moderenen USB-C-Ladegeräten. Meine Tests mit verschiedenen USB-C Ladegeräten waren alle ohne Erfolg! D.h. Akku-Laden funktioniert nur dann sicher, wenn der USB-C Stecker aus einem USB-A-Ladeanschluss gespeist wird, der zuverlässig 5 V Gleichstrom liefert.
Die einfache Laderegelung kommt nicht mit modernen USB-C-Ladeoptionen, d.h. höheren Spannungen oder Strömen klar. Sie lädt dann ggf. gar nicht.
Meine Lösung: USB-A Ladegerät mit 10 W, d.h. maximal 2 A bei 5 V in Verbindung mit USB-A auf USB-C Ladekabel. Diese Kombination funktioniert in Tests mit unterschiedlichen Ladegeräten einwandfrei.

Zum Einsatz kommt ein Boost-Converter IC MT3608L, ganz ähnlich dem handelsüblichen IC MT3608 (blaue Kreismarkierung, Bezeichnung auf der Platine UF2), allerdings mit einer zusätzlichen Eingang zur Strombegrenzung. Dieser IC Pin 6 ist mit einem schwachen Pull-Down Widerstand von 36 kOhm belegt für 1,3 A Maximalstrom (auf der Platine RP2).
Allerdings ist für so einen Ersatz des Boost-Converter ICs hochfeines SMD-Löten und eine Lupe erforderlich (siehe Abbildung)
MT3608L: https://datasheet.lcsc.com/lcsc/22011215...
In meinem Fall konnte ich einen defekten Boost-Converter durch den handelsüblichen IC Typ MT3608 ersetzen. Die Pinbelegung für PIN 1 bis 5 und die Auslegung des Spannungsteilers für die Spannungssteuerung sind identisch. Bei MT3608 ist PIN 6 im IC nicht verbunden (not connected, Kennzeichnung NC).
Bei ersatzweiser Nutzung von MT3608 muss die fehlende Strombegrenzung dann extern durch den USB-Ladeanschluss sichergestellt werden, z.B. durch ein USB-Netzteil mit maximal 10 W = 2 A bei 5 V USB-A Ausgang = 1,2 A bei 8,4 V Boost-Ladespannung.
MT3608: https://datasheet.lcsc.com/lcsc/18111515... Die interne Begrenzung des Ladestroms findet erst bei 4 A statt.