Ein Strommessgerät für die PEM-Zelle in einen AUKEWEL-Inhalator einbauen
Und so aus Freude am Werkeln und zur ständigen Funktionskontrolle habe ich mal ein einfaches, analoges Amperemeter (für 6,50 €) in einen alters-schwachen 300-ml-Inhalator von AUKEWEL eingebaut. Multipliziert mit 15,8 (dem zuvor hier bestimmten Faktor), zeigt es mir immer die wirklich erzeugte H2-Gasmenge an und ich kann erkennen, wenn die PEM-Zelle geschädigt wurde oder altersschwach wird.
Bild 5: Amperemeter in die Seitenwand eingebaut Bild 6: elektrischer Anschluss des Amperemeters in eine der beiden Zuleitungen zur PEM-Zelle
Das ist die einfachste Variante. Das Messinstrument braucht keine Spannungsversorgung und zum Einbau genügt schon ein rundes Loch in der weißen Seitenblende. Es muss nur eine der beiden Zuleitungen zur PEM-Zelle durch das Drehspulinstrument geführt werden.
Hier noch ein Video vom Testbetrieb mit diesem Ampere-Meter. Aus der Anzeige von max. 15 A ist jetzt erkennbar, dass der Inhalator bei der Einstellung auf 2 x 150 m/min nur noch etwa 237 ml/min liefert, und keine 300 ml/min mehr. (Es handelte sich hier schon um ein defektes Gerät, das ich nur durch eine kleine Modifikation der Steuer-Elektronik wieder zum Laufen gebracht habe, das Neu-Gerät liefert etwas mehr als 300 ml/min.)
Digitales Strommessgerät für die PEM-Zelle einbauen
Auch ein moderneres, digitales Amperemeter (für 20 €) lässt sich mit etwas mehr handwerklichem Geschick genauso dazu verwenden. Am einfachsten geht es mit einem Messgerät mit "Hall-Sensor", wie er auch in den Strom-Messzangen für Gleichstrom verwendet wird. Hierbei muss nur eine der beiden Zuleitungen zur PEM-Zelle elektrisch kontaktlos durch den Hall-Sensor am Messgerät geführt werden. Die Speisespannung für das Messgerät kann an den beiden Anschlüssen an der PEM-Zelle abgeschlossen werden (rot an rot und schwarz an schwarz, die Speisespannung darf zwischen 3 V und 30 V liegen). Die Anzeige leuchtet dann aber nur, wenn auch Gas gerade produziert wird. Besser ist es aber man greift die Speisespannung am Netzteil oder am Lüfter-Ventilator ab.
Hier habe ich das Messgerät von E-Bay erst mal an einem kleinen 120-ml-Inhalator von AUKEWEL getestet:
Bild 6 und 7: Ampere-Messgerät mit angeschlossenem blauem Hall-Sensor. Wird ein Stromkabel zur PEM-Zelle durch das Loch (8 mm ∅) geführt, dann wird der im Kabel fließende Strom in Ampere angezeigt (Hier fließen 6.9 Ampere, das Gerät liefert also nach langem Gebrauch nur noch ca. 100 ml/min an Wasserstoff, anstatt der zugesicherten 120 ml/min im Neuzustand).
Der Hall-Sensor kann auch mit 2 Schräubchen am Sensor nach-kalibriert werden (Nullpunkt und Steigung). Mit einigem Aufwand wäre es so ggf. auch möglich, dass direkt die H2-Gasmenge in 10 ml/min Einheiten angezeigt wird (dann müsste die Anzeige in diesem Fall nur auf das 1,55-fache des Ampere-Wertes kalibriert werden.)
Im Anschluss an diesen Test habe ich das kleine Messgerät dann fest in meinen sehr guten 600-ml-Inhalator von AUKEWEL eingebaut ...
Zum Öffnen des Gerätes muss die aufgeklebte Plexifolie über der Anzeige abgehoben werden. Darunter kommen 6 Schrauben zum Vorschein. Unter dem Deckel, für das destillierte Wasser unter hellen Gummipfropfen versteckt, sind weitere Schrauben zu lösen. Dann kann der Deckel samt Elektronik abgehoben werden, und die seitliche weiße Blende mit dem Lüfter nach oben herausgezogen werden.
Bild 8 und 9: An der Ddicken roten Zuleitung zur PEM-Zelle kann jetzt der Stromfluss im Betrieb mit einer Strom-Messzange für Gleichstrom gemessen werden. Hier zieht die PEM gerade 38,3 A.
Bild 10: Das eletronische Messgerät brauch eine Speisespannung die zwischen 3 V und 30 V liegen soll. Daher abe ich die Isolation der Zuleitung zum Lüfter am roten und schwarzen Kabel ein Stück weit entfernt und dort die Speisekabel des Messinstruments angelötet (rot an rot und schwarz an schwarz).
Bilder 11 bis 13: Leider ist die Schrauböse an der Stromleitung zur PEM-Zelle zu dick, um durch die Öffnung des Hall-Messaufnehmers zu passen. Daher habe ich ein Stück starkes Lautsprecherkabel verwendet und nach der Durchführung durch den Messaufnehmer an beiden Enden je kleinere Ösen angeklemmt. Diese Verlängerung (Bild 11) habe ich dann an die zwischen ein abgeschraubtes Kabel zur PEM (Bild 12) und die Platine der Leistungselektronik eingefügt und angeschraubt.
Achtung: Es kann das rote oder das schwarze Kabel dazu verwendet werden. Je nachdem in welcher Richtung der Messaufnehmer das Kabel umgreift wird die Anzeige je nach Stromflussrichtung positiv oder negativ angezeigt. Bei diesem Gerät blinkt nur der Dezimalpunkt, wenn die Stromrichtung "negativ" ist, was in der Anzeige auch nicht stört. Der Absolutwert wird richtig angezeigt.
Bilder 14 bis 16: So habe ich die Aussparung (Halterung) für das Messintrument gemacht: senkrecht durch Sägen mit einem Metall-Sägeblatt von Hand und horizontal durch eine Reihe dünner Bohrungen (Bild 14). Dann kann die Aussparung leicht ausgebrochen werden (Bild 15). Die grobe Aussparung dann nachfeilen, bis das Messinstrument gut eingepasst werden kann (Bild 16).
Bilder 17 bis 19: Falls man eine Strommesszange hat, kann man die Anzeigegenauigkeit nochmal überprüfen und ggf. den Messaufnehmer an den zwei kleinen Schräubchen nachkalibrieren (Nullpunkt und Maximalwert im Betrieb, in Bild 6 sind die Schräubchen leider unscharf zu sehen)
Danach eine passende Aussparung in die weiße Seitenblende sägen/bohren, damit die Anzeige immer sichtbar bleibt. Die Aussparung dazu rückseitig schräg anfeilen, bis sich die Blende wieder einrasten lässt. (Das Instrument trägt in der Dicke etwas auf.)
Fertig!
Packtisch und sieh schick aus. Interessant, dass die Anzeige nach dem Abschalten der PEM-Zelle einen negativen Wert anzeigt, der erst allmählich zu null wird. Das liegt daran, dass die Zelle dann als Brennstoffzelle agiert und an der Membran verbliebenes H2-Gas wieder zu Wasser oxidiert und dabei Strom erzeugt!