Smartphone auf Standardakkus umrüsten

Hersteller von Smartphones verwenden leider durchgehend proprietäre Bauformen von Akkus, die zum Teil nur für ein bestimmtes Gerät passen. Bei einigen Smartphones ist der Akku zudem fest verbaut, sodass er nicht einfach so gewechselt werden kann. Selbst wenn es Ersatzakkus gibt, ist man im Hinblick auf deren Verfügbarkeit an den Hersteller gebunden. Bei Smartphones, welche keine Verkaufsschlager sind oder keiner Hauptserie angehörten, ist die Verfügbarkeit von Ersatzakkus schwieriger bis unmöglich, wenn der Hersteller aufgrund von mangelnder Nachfrage oder zu geringer Rentabilität die Produktion von Ersatzakkus einstellt und kein alternativer Akkuhersteller passende Akkus produziert. Die mögliche Nutzungsdauer des Smartphones wird somit verkürzt, da der Akku ein Verschleißteil darstellt, ohne den das Smartphone nicht benutzbar ist. Eine Form von geplanter Obsoleszenz.

Ein Smartphone kann allerdings auch mit Akkus in Standard-Bauformen betrieben werden, wodurch der Akku-Austausch kein Problem darstellt, da solche Akkus von vielen Herstellern produziert werden. Zudem ist ein schneller Akkuwechsel möglich, was gerade unterwegs von Vorteil sein kann.

Umbau-Anleitung

Die folgende Umbau-Anleitung beschreibt, wie ein Smartphone mit Li-Ion oder Li-Po Akku in spezieller Bauform umgerüstet wird, sodass es mit 3 Ni-MH Akkus oder 3 Ni-Cd Akkus in Standardbauform betrieben werden kann. Die Nennspannung einer Li-Ion Zelle ist vergleichbar mit der von 3 Ni-MH oder 3 Ni-Cd Zellen, was einen direkten Austausch vereinfacht.

WICHTIG: Beim Umbau eines Smartphones erlischt im Regelfall die Garantie! Zudem gilt bei allen Umbauten von Elektrogeräten die Regel, dass man wissen muss, was man tut. Falsch durchgeführte Umbauten können zu Kurzschlüssen, Brand oder Verletzungen führen. Du wurdest gewarnt!

Tests durchführen

Vor dem Umbau müssen die folgenden Tests mit dem Smartphone durchgeführt werden:

  1. Funktioniert das Smartphone mit 3 Ni-MH Akkus?
  2. Lädt das Smartphone die Ni-MH Akkus oder nicht?

Test 1

Der erste Test wird folgendermaßen durchgeführt: Zuerst wird der Orignal-Akku aus dem Smartphone herausgenommen und die Pinbelegung ermittelt. Sollte keine Beschriftungen wie "+" oder "-" an den Kontakten des Akkus oder des Smartphones erkennbar sein, wird ein Voltmeter benutzt, um die Spannung zwischen den Kontakten des Akkus zu messen. Besitzt der Akku mehr als zwei Kontakte, so ist mindestens einer der Kontakte entweder eine Datenleitung oder eine Messleitung für den Temperatursensor im Akku. Nur die beiden Kontakte, welche auch Energie liefern, sind die Energieversorgungs-Kontakte des Akkus.

Nachdem die Polarität des Original-Akkus festgestellt wurde, werden die Kontakte im Smartphone entsprechend mit "+" und "-" markiert. Jetzt wird ein Akkufach, welches mit 3 Ni-MH Akkus bestückt ist, über Krokodilklemmen an die beiden markierten Akkukontakte angeschlossen. Liegen zwischen den markierten Kontakten weitere Kontakte, so sollte Papier über diese Kontakte gesteckt werden, um zu verhindern, dass die Krokodilklemmen über die nicht benötigten Kontakte einen Kurzschluss verursachen können.

Markierung der Kontakte des Smartphones Anschluss des Akkupacks über Krokodilklemmen Akkupack mit 3 Ni-MH Akkus

Jetzt kann das Smartphone angeschaltet werden. Startet es normal und lassen sich alle Funktionen wie gewohnt nutzen, ohne dass es zu Abstürzen oder Problemen kommt, kann der zweite Test durchgeführt werden.

Test 2

Vor dem eigentlichen Umbau muss geprüft werden, ob das Smartphone die angeschlossenen Ni-MH Akkus lädt oder nicht. Es ist notwendig, dass die Ladeelektronik des Smartphones das Laden verweigert, um Schäden an den Ni-MH Akkus zu vermeiden. Li-Ion Akkus werden mit dem CCCV-Ladeverfahren geladen, Ni-MH Akkus hingegen mit dem Minus-Delta-U Ladeverfahren. Beide sind inkompatibel zueinander. Deshalb dürfen die Ni-MH Akkus nicht direkt vom Smartphone geladen werden, sondern müssen über ein extra Ladegerät geladen werden.

Optionale Tests

Nicht unbedingt notwendig, aber sinnvoll ist die Messung der Stromstärke während des Betriebs des Smartphones. So kann der maximale Stromfluss ermittelt werden und anhand der Kapazität der Ni-MH Akkus geschätzt werden, wie lange das Smartphone mit einer Akkuladung laufen wird.

Der Umbau

Hat das Smartphone alle oben beschriebenen Tests bestanden, kann der Umbau beginnen.

Die neuen Akkus werden mehr Platz im Smartphone verbrauchen als der Original-Akku. Deshalb muss eine neue Schale für das Smartphone gebaut werden. Diese kann einfach aus Pappe zurechtgefaltet werden oder 3D-modelliert und dann im 3D-Drucker erstellt werden. Da eine aus Pappe gefaltete Schale schneller gebaut werden kann, wird hier nur die Konstruktion einer Schale aus Pappe beschrieben. Es sollte Pappe mit einer Dicke von 1mm verwendet werden, um die Schale aureichend robust zu halten. Die Rückseite eines Collegeblocks kann hier wiederverwendet werden.

Zuerst wird ein Blatt Papier genommen, mit welchem die Form der Pappschale gefaltet wird. Indem zuerst ein Papier statt gleich die Pappe gefaltet wird, kann getestet werden, ob die gewünschte Form faltbar ist und ob es Schwachstellen gibt, die zusätzlich verstärkt werden müssen. Das Akkufach für die 3 Ni-MH Akkus sollte beim Falten auf jeden Fall mit berücksichtigt werden und deshalb während des Faltens an der passenden Stelle des Smartphones aufliegen.

Positionierung des Akkufaches Falten des Papiers um das Akkufach herum Ausschneiden der Klappe für das Akkufach

Nach dem Vorfalten der Schale auf Papier wird die richtige Schale aus Pappe gefaltet und zurecht geschnitten. Da das Akkufach die größte Erhebung der Schale darstellt, werden dessen umgebende Kanten in der Papierschale vermessen und auf Pappe aufgetragen. Nun wird die Pappe zurechtgefaltet, grob zugeschnitten und die Kanten um das Akkufach herum zurechtgeschnitten. Anschließend werden die zurechtgeschnittenen Kanten um das Akkufach herum verklebt und mindestens eine Stunde gewartet, bis der Klebstoff trocken genug geworden ist.

Falten der Pappe, beginnend mit dem Akkufach Ohne Messen wird die Pappe passend zur Höhe des Akkufachs gefaltet Markierung des Akkufachs in der Pappe Zurechtschneiden des Akkufachs Pappschale mit Ausschnitten für Kamera, LED, Lautsprecher und SD-Laufwerk

Während der Klebstoff der Pappschale trocknet, werden die Akku-Kontakte des Smartphones für Plus und Minus über ein Kabel mit einem Universalstecker verlötet, sodass das Akkufach auswechselbar ist. Die Kontakte können je nach Smartphone vorsichtig mit einem kleinen Flachschraubenzieher herausgestreckt werden, um mehr Oberfläche beim Verlöten zu haben. Nach dem Verlöten sollte das Kabel mit Klebstoff am Smartphone-Gehäuse fixiert werden, um mechanische Belastungen der verlöteten Akkukontakte und ein Lösen des Kabels zu vermeiden.

Herausgestreckte Kontakte Kontakte wurden mit Universalstecker verlötet Fixierung des Kabels durch Klebstoff und Papier und Abdeckung der blanken Kontakte

Nach der Trocknung des Klebstoffes wird das restliche Gehäuse gefaltet und eingeschnitten. Schrauben sowie SD-Laufwerk, SIM-Karteneinschub, Lautsprecher, Kamera und LED (Taschenlampe) bleiben durch Ein- und Ausschnitte in der Pappe zugänglich. Für das Akkufach muss noch eine Schließfunktion gebaut werden. Hier bietet es sich an, einen Knopf mit Nadel und Faden an einer Seite der Pappschale zu befestigen und einen dickeren Faden an der Klappe für das Akkufach zu kleben. Der dickere Faden umschlingt den Knopf und dieser verhindert, dass sich die Klappe öffnet und das Akkufach herausfallen kann.

Annähen des Knopfes für das Akkufach Faden, welcher sich um den Knopf schlingt

Als letzter Schritt wird die Pappschale mit dem Smartphone-Gehäuse verklebt. Lücken zwischen Schale und Gehäuse können mit Papierstreifen überklebt werden, um zu verhindern, dass unnötig Schmutz ins Innere des Smartphones gelangen kann.

Verkleben der Pappe mit dem Smartphone-Gehäuse Die fertige Schale aus Pappe

Das Smartphone ist nun umgerüstet auf den Betrieb mit 3 Ni-MH oder 3 Ni-Cd Akkus. Herzlichen Glückwunsch!

Test des fertig umgebauten Smartphones Seitliche Ansicht

Anmerkungen

Akkuanzeige

Die Akkuanzeige des Smartphones sollte wie gewohnt funktionieren, da neben der Nennspannung auch der Spannungsbereich von 3 Ni-MH Akkus dem eines Li-Ion Akkus entspricht. Voll geladene Ni-MH Akkus werden vom Smartphone annährend korrekt mit einem Ladezustand im Bereich von 90 - 100 % angezeigt. Auch am anderen Ende funktioniert die Akkuanzeige gut: Ab etwa 3,3 Volt (1,1 V pro Zelle) fährt das Smartphone von selbst herunter, weil der Ladezustand mit 0 Prozent angezeigt wird.

Da die Akkulaufzeit nicht erkennen kann, dass leere Akkus gegen volle getauscht wurden, wird die Akkulaufzeit so lange weiterzählen, bis sie zurückgesetzt wird. Es kann also vorkommen, dass die Akkuanzeige meldet: "Entlädt seit 400 Stunden von 95%."

Anzeige des Akkuzustands

Akkuzustandsanzeigen wie sie z.B. im Programm Android Explorer zu finden sind, können beim Akkuzustand Angaben wie "failure" (Ausfall) oder ähnlich anzeigen. Dies hängt damit zusammen, dass keine Datenverbindung zum Akku hergestellt werden kann, weil nur die Energie liefernden Kontakte verbunden sind. Auch eine Temperaturanzeige für den Akku wird aus dem gleichen Grund nicht mehr richtig funktionieren, weil kein Temperatursensor angeschlossen ist.

Selbstständig stehendes Smartphone

Je nachdem, wie weit das Akkufach aus dem Pappgehäuse herausragt, kann das Smartphone ohne eine zusätzliche Halterung stehen, je nach Position des Akkufachs sogar hochkant.