Plug & Play-Kitzretter-Ladebox

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Plug & Play-Kitzretter-Ladebox

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Wer im Frühjahr schon mal mit Drohne und Wärmebildkamera unterwegs war, um Kitze und andere Wildtiere vor dem Mähtod zu retten, weiß, dass es morgens schnell gehen muss: Zum einen kämpft man gegen die aufgehende Sonne und dazu verbrauchen Drohnen im Flug Energie in Form von elektrischem Strom. Ralf Hustert hat seine Ladestation (siehe RWJ 2-22) dafür weiter optimiert:

In der Saison 2021 nutzten die Kitzretter-Teams im Hegering Harsewinkel (GT) eine 100 Ah-Bleibatterie und einen kleinen Adapter, um mit dem 12V DJI-Ladegerät Akkus nachzuladen. In der Saison 2022/23 wurde diese Batterie mit einem Step-Up-Converter in eine Ladebox verbaut – damit ist alles zusammengepackt, leichter zu transportieren und aufgeräumt. Diese Kitzretter Ladebox 1.0 funktioniert immer noch gut, nach ihrer Vorstellung im RWJ 2-22 und auf verschiedenen Internet-Portalen bekamen die ostwestfälischen Tüftler viel Feedback von Leuten, die diese Box gut fanden, nachgebaut hatten oder dies wollten. Allerdings tauchten dabei zwei Rückmeldungen in unterschiedlicher Abwandlung immer wieder auf:

1. Damit kann man Drohnen-Akkus immer nur nacheinander laden – und die Drohne verbraucht Akkus schneller, als man sie wieder nachgeladen bekommt: Kann man nicht mehr Akkus daran anschließen?
2. Die Ladebox ist toll, aber für das Gebastel zum Nachbau muss man fast schon Elektrofachkraft sein. Geht das nicht einfacher?

Die im Februar-RWJ 2022 vorgestellte Kitzretter-Ladebox 1.0 beim sequentiellen Laden von vier Drohnen-Akkus und einer Powerbank

 

Das Bessere ist der Feind des Guten

In diesem Beitrag wird daher eine verbesserte Plug & Play Kitzretter Ladebox vorgestellt.

Die weiterentwickelte Plug & Play-Ladebox wird geladen und lädt gleichzeitig drei Drohnen-Akkus, eine Powerbank und die Fernbedienung der Drohne (Passthrough-Ladung). Wenn die gewählte Powerstation dieses Verfahren unterstützt, kann man die Akkus daran laden, während diese selbst geladen wird.

 

Diese nutzt nur elektrische Komponenten von der Stange. Jede Einzelkomponente verfügt über ein CE-Kennzeichen, erfüllt also die jeweiligen Sicherheitsvorschriften und kann auch von Laien einfach zusammengesteckt werden.

Die montierte und einsatzbereite Plug & Play Kitzretter-Ladebox
Plug & Play Kitzretter-Ladebox in Betrieb

 

Auch schafft es diese Ladebox mit dem Verbrauch einer Drohne mitzuhalten, sodass man theoretisch nur noch vier Akkus benötigt.

Unbedingt benötigte Komponenten:

  • Powerstation mit 750 Wh, 500W Dauer-Ausgangsleistung und reiner Sinuskurve auf der 230 V Seite (mehr Energie und mehr Ausgangsleistung sind besser)
  • ein Parallel-Ladegerät für die genutzten Drohnen-Akkus

An sich kann man das Ganze dann so in den Kofferraum legen, einstecken und damit arbeiten.

Immer wenn ein Akku leer ist, schließt man ihn an das Parallel-Ladegerät an – und nur 80 Minuten später ist er wieder voll.

Unsere Standard-Wärmebilddrohne DJI Mavic 2 Enterprise Advanced hat mit einem Akku eine Flugzeit von etwa 30 Minuten. Wenn der vierte Akku leer geflogen ist, ist der erste schon wieder zu 100 Prozent nachgeladen und kann entsprechend getauscht werden.

Das Parallel-Ladegerät lädt die Akkus gleichzeitig und unabhängig voneinander. 

Mit der Ecoflow River 2 Pro Powerstation (768 Wh, 800W Dauerausgangsleistung, reine Sinuskurve) lassen sich 8 Mavic 2 Enterprise Akkus nachladen, bevor die Powerstation leer ist.

Resultat: Wenn morgens alles voll geladen ist, lassen sich so mit nur vier Akkus sechs Stunden reine Flugzeit darstellen!

Allerdings ist dann zusätzlich eine Powerbank mit mindestens 10.000 mAh (mehr wäre besser) und QC 3.0 Ausgang nötig, um auch die Fernbedienung im Betrieb nachzuladen – der DJI Smart Controller hält keine sechs Stunden nonstop durch. Außerdem muss es wirklich eine Powerbank mit QC 3.0 sein – eine normale (mit 5V 2,4 A Ausgang) reicht nicht, um die Fernbedienung im Dauerbetrieb am Leben zu halten, geschweige denn nachzuladen.

Sicher kostet eine Ecoflow River 2 Pro-Powerstation rund 800 €. Dafür bekäme man auch weitere vier bis fünf Akkus ... aber damit käme man trotzdem nur auf 4 bis 4,5 Stunden Flugzeit anstelle von sechs Stunden beim Einsatz der Powerstation.

Dazu haben Mavic 2 Enterprise-Akkus laut Hersteller eine angegebene Lebensdauer von nur 200 Zyklen (www.enterpriseinsights.dji.com/de/blog/tipps-um-die-leistungund-sicherheit-ihrer-dji-drohnenakkus). Für die Ecoflow River 2 Pro gibt der Hersteller eine Lebensdauer von 3000 Zyklen an und sie soll dann noch 80 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität haben (www.de.ecoflow.com/products/river-2-pro-portable-power-station)

Das sind bei täglicher Nutzung und einem Zyklus pro Tag an 365 Tagen im Jahr rund 8,2 Jahre! Andere Hersteller geben mittlerweile eine ähnliche Lebensdauer für ihre Produkte an. Ob diese Werte realistisch sind, wird die Zeit zeigen.

Je nach Powerstation kann diese auch sehr schnell wieder geladen werden. 

Die Ecoflow River 2 Pro verfügt etwa über eine realistische eigene Ladeleistung von bis zu 840 W, von 0 auf 100 Prozent benötigt diese Powerstation rund 90 Minuten. Wenn man also an einem bewölkten Tag mit leeren Akkus nach Hause kommt, muss man lediglich 90 Minuten Zwangspause einlegen, um Powerstation, Drohnen-Akkus, Fernbedienung und Powerbank (für die Fernbedienung) nachzuladen und kann dann wieder losfahren und weitere sechs Stunden fliegen.

Je nach Powerstation verlängert das nicht mal den Ladevorgang der Powerstation selbst, da die abgenommene Leistung einfach nur durchgeschliffen wird.

Auch kann die Powerstation über jeden Pkw-Zigarettenanzünder-Anschluss mit 8 A geladen werden. So kann man jedes Mal, wenn man von einem Feld zum anderen umsetzt und der Fahrzeugmotor läuft, der Powerstation wieder etwas Energie zuführen – zwar nicht viel, doch das könnte am Ende des Tages noch für eine weitere Akkuladung reichen, je nachdem wie viel man fahren muss.

Gehäuse aus Siebdruckplatten, Innenleben aus dem 3D-Drucker

Zur Vermeidung von Kabelsalat wurde eine Kiste aus Siebdruckplatten konstruiert, in der man Powerstation und Parallel-Ladegerät transportieren kann. Zusätzlich wurden in einem 3D CAD-Programm eine Halterung für das Ladegerät sowie Ladebuchten für die Akkus gezeichnet, die sich mit einem 3D-Drucker ausdrucken (= herstellen) lassen.

CAD-Zeichnung der (Holz)Teile aus dem 3D-Drucker

 

Wer Interesse an Zeichnungen für die Holzteile und 3D-Daten für den Druck hat, kann diese per Mail anfragen. Viel Erfolg bei der Kitzrettung!

Autor: Ralf Hustert
(Mail: r.hustert@kjs-guetersloh.de)

Fertig montierte Plug & Play-Ladebox bereit zum Einsatz  so sieht alles sauber und ordentlich aus und ist transportabel.