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Das Smartphone ist oftmals wichtigster Alltagsgegenstand und häufige (Freizeit-)Beschäftigung. Die Problematik der bei modernen Smartphones immer noch vergleichsweise kurzen Akkulaufzeit wird dabei oft durch externe Powerbanks gelöst. Powerbanks unterscheiden sich durch die gespeicherte Energie, die sie für das Aufladung der Smartphones abgeben können. In der Regel wird die Kapazität (im umgangssprachlichen Sinne) der Powerbanks (wie auch beispielsweise von Smartphoneakkus) oft werbewirksam in Form von Ladung in mAh angegeben. Aus physikalischer Sicht ist aber eigentlich die Energie von Interesse, die eine Powerbank zur Verfügung stellen kann.
Wir stellen hier einen Programmcode für eine einfache Messschaltung für den Arduino zur Verfügung. Mit diesem können Messreihen zu den Kenndaten verschiedener Powerbänke beim Entladen aufgenommen, auf SD-Karte geschrieben und anschließend z.B. in Excel ausgewertet werden.
Neben einer Bestimmung der Kennzahlen können die Spannungsverläufe der Powerbanks bei Entladung betrachtet werden. Dies demonstriert die Entladelektronik, die due Spannung der Powerbank bei etwa 5V hält (links: Komplette Entladung; rechts: Die letzten 1 1/2 h der Entladung).
English: The smartphone is often the most important everyday object for students. The problem of still relatively short battery life in modern smartphones is often solved by external powerbanks. Powerbanks differ in how much energy they store and provide. In general it is advertised as the capacity in form of charge in mAh. However, from a physical point of view, the energy that a power bank can provide is actually of interest.
Here we provide a program code and a simple measurement circuit for the arduino. Series of measurements of the characteristics of various powerbanks can be recorded, written to SD card and be evaluated in Excel.
Aside the measurement of a powerbanks characteristics, the voltage of a powerbank can be tracked during a discharged. This demonstrates the electronics that are set in place for keeping the voltage around 5V (left: Voltage over a complete discharge; right: Voltage in the last 1 1/2 h of discharge).
Programmcode und Schaltplan / Programcode and Circuit
Beispielmessungen / Examples measurement data
In diesem Ordner befinden sich die im Artikel vorgestellten Messdaten sowie zusätzliche Messungen (Entladung der verschiedenen Powerbanks mit 1A und Aufnahme der 2200mAh Powerbank mit höherer Sampling Rate).
This folder contains the datasets of the powerbanks presented in the article as well as additional example measurements (discharge of several powerbanks at 1A and discharge of the 2200mAh powerbank with higher sampling rate).
Publikation / Publication
Holz, C.; Pusch, A. (2020). Do Powerbanks deliver what they advertise? Measuring voltage, current, power, energy and charge of powerbanks with an Arduino. Physics Education 55 025013. https://doi.org/10.1088/1361-6552/ab630c