Praxisbericht: Ladegerät mit Akku im Dauertest – 500 Steckzyklen ohne Programmieren

Ein Akku für einen Fotoapparat muss im Alltag viel aushalten: einsetzen, laden, entnehmen, benutzen – und das immer wieder. Ob Ladegerät, Steckverbindung und Ladekontakte diese Belastung über viele Zyklen mitmachen, zeigt nur ein Dauertest. Dafür wurde ein SMARTTESTER® 40 S mit einer elektrischen Linearachse und zwei pneumatischen Zylindern aufgebaut: Die Achse steckt das Netzkabel ein und aus, die Zylinder heben den Akku aus der Ladeposition und drücken ihn wieder hinein. Aufbau und Prüfablauf waren in rund 40 Minuten fertig – ohne eine Zeile Programmcode.

Faktenbox

Einstecken, laden, entnehmen – immer wieder

Wer einen neuen Akku oder ein neues Ladegerät entwickelt, will wissen, ob beides den Alltag übersteht: Akku einsetzen, laden, entnehmen und benutzen, irgendwann wieder einsetzen und erneut laden. Dazu kommt das Netzkabel, das immer wieder ein- und ausgesteckt wird.

Für einen Prüfstand heißt das: Mehrere Bewegungen, Wartezeiten und Schaltvorgänge müssen in fester Reihenfolge ablaufen – und das bei jedem Durchlauf exakt gleich. Ein solcher Prüfablauf wird schnell komplex. Klassisch wird er programmiert und braucht dann ähnlich lange wie der mechanische Aufbau. Warum genau diese Zeit bis zum ersten Test so viel kostet, zeigt der Beitrag Time-to-Test.

Der Kniff: zusammenstellen statt programmieren

In der SMARTTESTER® Software entsteht der Prüfablauf grafisch am Touchscreen – aus drei Arten von Bausteinen:

• Aktuatoren für die Bewegungen und Schaltvorgänge, hier Linearachse, Ventilinsel und Stromversorgung,
• Sensoren für die Messwerte,
• Programmelemente für die Struktur der Prüfung.

So einfach wie auf einem Smartphone zieht der Anwender die Bausteine in die Reihenfolge, die der Prüfstand abbilden soll. Das Gerüst bilden die grünen Programmelemente: Jede Prüfung braucht einen Start und ein Ende, alles dazwischen ist frei definierbar. Beim Ladegerät sorgen Pausen dafür, dass der Akku zwischen den Schritten laden kann – ihre Dauer lässt sich per Doppeltipp direkt anpassen. Eine Schleife, die mit dem Start verbunden wird, macht aus dem Ablauf einen wiederholbaren Prüfprozess und legt fest, wie oft oder wie lange der Test läuft.

Das Video zeigt im Zeitraffer, wie der Prüfablauf am Touchscreen entsteht:

Prüfaufbau und Prüfablauf in rund 40 Minuten

Ist der Prüfablauf eingestellt, fehlt nur noch die Bewegung. Das Ladegerät wird mit Spannelementen aus dem Baukasten SMARTTESTER® MECHANICS fixiert. Eine elektrische Linearachse steckt den Netzstecker ein und aus. Pneumatische Ventile treiben zwei Zylinder, die den Akku aus der Ladeposition heben und anschließend wieder hineindrücken. Über die AC-Stromversorgung – eines der Power-Module des SMARTTESTER® Systems – wird das Ladegerät versorgt sowie ein- und ausgeschaltet. Ein Kraftsensor erfasst beim Stecken die Steckkraft. Ein Zyklus dauert rund 30 Sekunden und läuft so ab:

1. Die Linearachse steckt den Netzstecker C7 ein.
2. Das Ladegerät wird über die AC-Versorgung eingeschaltet.
3. Die Zylinder drücken den Akku in die Ladeposition.
4. Der Akku lädt 10 Sekunden – dabei wird die Stromaufnahme gemessen und so die Verbindung der Ladekontakte kontrolliert.
5. Die Zylinder heben den Akku aus der Ladeposition.
6. Das Ladegerät wird ausgeschaltet.
7. Die Linearachse zieht den Netzstecker.
8. Die Schleife startet den nächsten Zyklus.

Muss eine Bewegung angepasst werden, öffnet ein Doppeltipp auf den jeweiligen Aktuator-Baustein den Schritt: Position, Geschwindigkeit und Ausführung lassen sich direkt ändern. Mechanischer Aufbau und Prüfablauf zusammen dauerten knapp 40 Minuten. Wie der komplette Prüfstand aussieht, zeigt die Produktseite des SMARTTESTER® 40 S – mit rundum geschlossener Schutzeinhausung, mehr dazu im Beitrag Ausstattung für sichere Testszenarien.

Das Ergebnis – und warum das Protokoll zählt

Um die geforderten 500 mechanischen Steckzyklen in einem Durchgang zu schaffen, wurde der Akku jeweils nur 10 Sekunden geladen – so liefen alle Zyklen in rund 4,5 Stunden. Das entspricht einer Gebrauchsdauer von rund zwei Jahren im harten Profi-Alltag – Hobbyfotografen dürfen also mit einer deutlich längeren Lebensdauer rechnen. Das Ergebnis: Die Steckkraft hat sich leicht verändert, sonst waren keine Abweichungen messbar. Der Akku lädt auch nach 500 Zyklen ohne Auffälligkeiten.

Gerade in der Qualitätssicherung reicht es nicht, dass ein Prüfstand gelaufen ist. Entscheidend ist, was sich hinterher belegen lässt. Die SMARTTESTER® Software hält deshalb in ihren Protokollfunktionen fest, wie der Prüfablauf aufgebaut war und welche Werte gemessen wurden. In diesem Projekt wurden die Steckkräfte mit dem Kraftsensor über alle Zyklen gemessen und protokolliert sowie die Stromaufnahme überwacht und aufgezeichnet. So lassen sich die Ergebnisse später als Vergleichswerte heranziehen – etwa für das nächste Akku-Modell. Passende Sensoren finden Sie bei den Messtechnik-Modulen.

Dasselbe Prinzip funktioniert auch für …

Jedes Produkt, das gesteckt, geladen oder geschaltet wird, lässt sich so prüfen:

• Netzbetriebene Geräte mit vielen Schaltzyklen – siehe Elektrogeräte und Schalter
• Akkubetriebene Geräte und Werkzeuge mit Wechselakku
• Ladegeräte und Ladestationen
• Steckverbinder, Steckdosen und Buchsen aller Art, etwa USB oder DisplayPort – siehe Steckverbinder, Steckdose und USB-Buchse
• Geräte mit Wartezeiten im Ablauf, etwa Aufheiz- oder Abkühlphasen – siehe Haushaltsgeräte

Weitere Beispiele zeigen die Anwendungen, die Videos und der Praxisbericht Faltkorb im Dauertest. Warum elektrische Achsen solche Abläufe besonders reproduzierbar machen, lesen Sie im Beitrag Vorteile elektrischer Achsen für die Prüftechnik.

Häufige Fragen zum Projekt

Ihr Produkt wird gesteckt, geladen oder geschaltet?

Testen Sie es auf einem SMARTTESTER® Prüfstand – unverbindlich und kostenlos: Senden Sie uns Ihr Produkt, wir bauen die Prüfung auf einem Vorführsystem auf. Oder nutzen Sie ein Prüfsystem zur Miete. Wir beraten Sie gern zu Ihrem Prüfaufbau.

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