Warum Anderson Powerpole?
Amateurfunkgeräte werden in der Regel an Kleinspannung in Höhe von 12 bzw. 13,8V Gleichspannung betrieben.
Bislang habe ich Gabel-Kabelschuhe oder Bananenstecker verwendet,
um meine Funkgeräte sowie Amateurfunk-Zubehör an die Netzgeräte oder Batterien anzuschließen.
Bei beiden Varianten besteht die Gefahr der Verpolung und die Gefahr die Pole untereinander kurzzuschließen.
Anderson Powerpole bietet hier eine Alternative, die dies verhindert.
Im Notfunk-Handbuch des DARC wurden Powerpole als Quasi-Standard für den Anschluss von Amateurfunk-Equipment an Kleinspannung im Amateurfunk/Notfunk propagiert.
Ein Auszug daraus ist unter [5] einsehbar.
Was ist Anderson Powerpole?
Bei Anderson Powerpole handelt es sich um elektrische Steckverbinder für Niederspannung.
Sie werden oft für Anwendungen eingesetzt, bei denen hohe Ströme fließen, wie dies auch im Amateurfunk vorkommt.
Diese Art von Steckern wurde 1966 patentiert und wird von der US-Amerikanischen Firma Anderson Power Products (APP) hergestellt. (vgl. [1], [2] und [3])
Bei den Steckern von Anderson Power Products ist in der Regel ein A auf der Steckseite eingeprägt. Es gibt auch Nachbauten, die mit den originalen Steckern von Anderson Power Products kompatibel sind.
Die Powerpole-Steckverbinder sind zwittrig (hermaphroditisch) und werden nicht nach Stecker und Buchse unterschieden. Jedes Element kann mit einem anderen Element der gleichen Größe zusammengesteckt und somit elektrisch miteinander verbunden werden.
Die Steckergehäuse können untereinander mittels einer Schwalbenschwanzverbindung zu mehrpoligen Steckverbindern mechanisch zusammengefügt werden. (vgl. [1])
Mittels eines Spannstifts bzw. einer Spannhülse in dem sich ergebenen Loch zwischen zwei nebeneinder zusammengeschobenen Powerpoles können diese gegen Verrutschen und Trennen gesichert werden. (vgl. [5])
Spannung / Strom
Obwohl Powerpoles bis 600V spezifiziert sind (vgl. [4]), kommen sie im Amateurfunk sehr wahrscheinlich nur für 13,8V zum Einsatz und nur dieser Fall wird in diesem Artikel betrachtet.
Die Verwendung für höhere Spannungen und die daraus entstehenden Risiken sind durch den Anwender für die jeweilige Anwendung zu beurteilen.
Es gibt Powerpoles für verschieden Ströme in verschiedenen Gehäusegrößen.
Für den Amateurfunk ist nur die Gehäusegröße PP15/45 relevant.
Diese ist kann mit Kontakten für
15A (AWG 20-16 entspricht ca. 0,52mm – ca. 1,3mm2),
30A (AWG 16-12 entspricht ca.1,3mm2 – 3,3mm2)
und 45A (AWG 14-10 entspricht ca. 2,1mm2 – 6mm2)
bestückt werden (vgl. [4]).
Darüber hinaus gibt es Powerpole-Gehäuse PP75 (bis 75A), PP120 (bis 120A) und PP180 (bis180A). Diese könnten zwar für den Bau von übergeordneten Stromversorgungen mit Solarpanels und Batterien eine Rolle spielen, sind jedoch für den Anschluss von üblichem Amateurfunkzubehör nicht vorgesehen.
Polarität
Es sind Powerpoles in verschiedenen Farben erhältlich.
Zur Versorgung von Geräten im Amateurfunk kommen im wesentlichen Stecker in den Farben Schwarz (GND bzw. Minus) sowie Rot (VCC bzw. Plus) zum Einsatz.
In dem besagten Auszug aus dem Notfunk-Handbuch [5] ist beschrieben, wie Plus und Minus anzuordnen sind, wenn die Stecker durch Zusammenschieben der Schwalbenschwanzverbindung nebeneinander montiert werden.
Dort heißt es „Bei Ansicht von vorn (Steckseite) und Lage der Feder bzw. des Kontakts unten wird der rote Stecker für das positive Batteriepotenzial (+13,8V) links angeordnet.“ ([5]).
Im englischsprachigen Wikipedia-Eintrag zu Powerpole findet sich der folgende Merksatz mit Alliteration: „Red [on] Right – Tongue [on] Top“ [2] zu deutsch „Rot rechts – Zunge (Kontakt) oben“. Auch dies passt, vgl. Abbildung 01.
Eine Recherche im Internet zu kommerziellen Geräten, die Powerpole verwenden, z.B. Netzteile oder Verteilerleisten, bestätigt diese Anordnung, wie in der folgenden Abbildung zu sehen ist.
Sind ein rotes und ein schwarzes Steckergehäuse erst einmal in der korrekten Anordnung, wie oben beschrieben, mechanisch miteinander verbunden und werden nicht leichtsinnig zwischendurch geändert, ist eine Verpolung im späteren Einsatz nahezu ausgeschlossen. Die Anordnung eines roten und eines schwarzen Steckergehäuses nebeneinander ist auf der Seite der Quelle (z.B. Netzteil oder Batterie) die gleiche, wie auf der Verbraucherseite (z.B. Funkgerät, automatischer Antennentuner, etc.).
Dadurch, dass die Steckerpaare entgegengesetzt zusammengesteckt werden, „treffen“ sich beim Zusammenstecken jeweils die roten und schwarzen Stecker beider Seiten, so dass die Polarität „korrekt“ ist, vgl. Abbildung 7.
Kontakt
Im Steckergehäuse eines Powerpole befindet sich eine Blattfeder,
die dafür sorgt, dass die Kontaktflächen zweier Elemente aneinandergedrückt werden.
An das Kontaktelement wird die Leitung angecrimpt und dann wird das Kontaktelement von hinten in das Powerpolegehäuse eingeschoben, bis es hinter der Blattfeder einrastet.
Durch die Feder und das Kontaktelement ist eine großflächige und sichere Kontaktfläche zwischen zwei Elementen gewährleistet, die das Fließen hoher Ströme ermöglicht.
Durch das übereinander streifende Kontaktsystem sollen sich die Kontakte beim Verbinden und Trennen reinigen. (vgl. [4])
Montage
Die flexible Leitung wird an ein Kontaktelement gecrimpt, das anschließend von hinten in das Steckergehäuse geschoben wird. Dort rastet es hinter einer Blattfeder ein.
Eine passende Crimpzange kann man für knapp 30 Euro im Versandhandel bekommen.
Die Zange hat drei Aufnahmen, abhängig vom Strom/Querschnitt der Kontaktelemente.
Die Kontaktelemente werden in Taschen eingelegt, damit sie sich während des Crimpens nicht verdrehen können.
Die Hülse des Kontaktelements, in die der Leiter gecrimpt wird, hat eine kleine Öffnung nach vorne. Die Leitung sollte hierdurch nicht nach vorne herausragen, ansonsten kann es sein, dass sich das Kontaktelement nicht weit genug in das Steckergehäuse hineinschieben lässt.
Zum Lösen des Kontaktelements muss dieses vorne angehoben werden, so dass es über die Blattfeder gleitend nach hinten herausgezogen werden kann. Man kann dies mit einem dünnen Schraubendreher probieren. Es gibt jedoch auch spezielle Einsetz- und Ausziehwerkzeuge dafür.
Wie auch für andere spezifische Verbindungssysteme habe ich mir eine Sortimentsbox mit Werkzeug und Material für PowerPole zusammengestellt.
Umbau Netzgerät
Ich wollte gerne auch Powerpole-Anschlüsse an meinem Netzgerät haben.
Deshalb habe ich die Kfz-Steckdose aus dem „Diamond GSV3000“ ausgebaut
und stattdessen einen Rahmen mit Powerpoles an dessen Stelle eingebaut.
Die Öffnung musste dafür rechteckig ausgefeilt und der Rahmen mit den Powerpoles mit Zweikomponentenkleber eingeklebt werden.
Verwedung von Powerpoles außerhalb des Amateurfunks
Neben der Verwendung im Amateurfunk werden Powerpoles in der Amateur-Astromomie, bei Modelleisenbahnen, in der Robotik, im Modellbau und in Rechenzentren eingesetzt. (vgl. [2])
Quellen und Links:
[1] wikipedia.de – Anderson Powerpole
https://de.wikipedia.org/wiki/Anderson_Powerpole
[2] wikipedia.org – Anderson Powerpole
https://en.wikipedia.org/wiki/Anderson_Powerpole
[3] Anderson Power – Powerpole
https://www.andersonpower.com/us/en/resources/PowerPoleResourcesPage.html
[4] Anderson Power – Powerpole – Powerpole & Power Pak 15/45 Data Sheet
https://www.andersonpower.com/content/dam/app/ecommerce/product-pdfs/DS-PP1545.pdf
[5] darc.de – Handbuch Technik im Notfunk (Auszug) – Einheitliche Verwendung von Steckern
http://www.darc.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/160222_Steckernorm.pdf