Inteligentní nabíječka pro alkalické baterie: 9 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Vypočítali jste počet alkalických baterií, které každý rok vyhodíme, po celém světě. Je to obrovské…!

Trh s bateriemi ve Francii je 600 milionů prodaných kusů ročně, 25 000 tun a 0,5% domácího odpadu. Podle společnosti Ademe je toto číslo 1 miliarda a 90 milionů na baterie … 80% baterií není v Evropě v roce 2009 recyklováno.

Ve Francii v roce 2006 skončily 2 ze 3 hromádek v koši: bylo shromážděno pouze 9 000 tun použitých baterií a současně bylo prodáno 30 000 tun nových baterií. 80% baterií použitých v Evropě v roce 2009 není recyklováno!

Všichni musíme pro tuto změnu něco udělat … například začít snížením počtu použitých alkalických baterií.

Před několika lety jsem našel dokument od francouzského výrobce „Wonder“alkalických baterií, který mě překvapil. Několikrát vysvětlil, jak je dobít … halucinace. Tady to je.

Stručně řečeno, zde je to, co musíte respektovat k dobití alkalické baterie:

• Svorkové napětí musí být větší než 1,25 V pro 1,5 V baterii.
• Baterie by měla být vybita pouze částečně (20-30%), aby se prodloužila tato životnost a je možné číslo dobití.
• Při nabíjení nesmí napětí na svorkách baterie překročit 1,7 V.
• Nabíjecí proud nesmí překročit C / 15. „C“je teoretická kapacita baterie. například C = 1100 mAh pro baterii R6.

• Pokud je tento bod respektován, je možné tucet dobití.

V roce 2017 jsem měl dost na to, abych vyhodil baterie používané v hračkách mých malých dětí. Začal jsem tedy testovat nabíječky (č. 1 a č. 2) pro takzvané alkalické baterie. Žádný z nich však nesplnil podmínky zatížení vysvětlené v dokumentu výrobce Wonder. Nakonec baterie dobité těmito nabíječkami bylo dobré hodit.

Tehdy jsem neměl na výběr. Jednu jsem si musel navrhnout sám.

Krok 1: Funkce, které musí splnit

• Nabijte 4 1,5 V AA a AAA 1,5 V alkalické baterie.
• Omezte zatížení na 1,7 V na prvek.
• Nabíjecí proud C / 15, přibližně 80mAh pro baterii 1200mAh / 1,5V.
• Zjistěte, zda lze baterii dobít.
• Zjistěte, zda je baterie plně nabitá.
• Jako bonus přenášejte napětí baterií po sériové lince.

Krok 2: Krabice

Použil jsem co nejlevnější box 4 baterie, které jsem našel na Aliexpressu, abych použil svůj mechanický systém upevnění baterií a LED diod.

Elektronická deska plošných spojů se skládá pouze z 5 odporů pro diody LED a nabíjení baterie. Tuto ultra jednoduchou kartu upravuji řezáním stop, abych izoloval napájecí zdroje LED a mechanické kontakty, abych je používal. Aby bylo možné integrovat elektronickou kartu, vytiskl jsem prodloužení krabice, které se lepí na vysokou část krabice a je přišroubováno na spodní straně krabice. Soubor STL je k dispozici zde.

Krok 3: Elektronika

Nabíječka je navržena kolem 28kolíkového dsPIC30F2010. Tyto vstupy / výstupy umožní:

• Změřte napětí baterie.
• Ovládejte nabíjení každé baterie.
• Ovládejte LED diody stavu nabití baterií.
• Přenášejte napětí pomocí sériového propojení.

Nabití každé 1,5 V baterie je dosaženo PWM řízením tranzistoru 2N2222 (T1 až T4) a odporu (R2, R5, R8, R11) omezujícího proud na C / 15, 83mAh. Dioda 1N4148 (D1 až D4) chrání baterii a nabíjecí obvod před možnou chybou nastavení baterie v pouzdře.

Hodnoty odporů R2, R5, R8 a R11 lze změnit tak, aby nabíjely více + nebo - významných baterií. Dávejte však pozor, abyste nepřekročili výkon rozptylu tepla tranzistorů T1 až T4.

Karta je vybavena konektorem ICSP pro programování dsPIC30F2010.

Regulátor LM317 je dodáván pro nabíjení 9V baterií při 38mAh @ 10,2V. Testy ale ukázaly, že to nefunguje. Tuto funkci nepoužívám.

Analogové vstupy dsPIC měří napětí na baterii, když jsou tranzistory (T1 až T4) ve vypnutém stavu. Známe tedy napětí na jejich svorkách.

LED diody (DS1 až DS5) indikují stav nabití / vybití každé 1,5 V (DS1 až DS4) a 9V (DS5) baterie.

Deska je napájena napájecím zdrojem 12 V / 1,6 Ah.

5V je produkováno spínací deskou 12 / 5V DC / DC.

Krok 4: Schéma

Krok 5: Provoz

Stav diod LED indikuje, zda je baterie nabitá / vybitá / nenabíjecí. LED nesvítí: žádná baterie nebo baterie není dobíjecí Bliká LED: nabitá baterie LED svítí: nabíjení baterie

Pokud dioda LED zůstane svítit i po 12 hodinách nabíjení, je baterie považována za nabitou. Musí být vyjmuta z nabíječky.

Krok 6: PCB

Jsou určeny k nabíjení 4 1,5 V baterií a 9 V baterie. Testy nabíjení 9V baterií byly bohužel neprůkazné: 9V baterie se místo nabíjení vybíjí. Tuto funkci jsem tedy později nevyužil, přestože program měří napětí 9V baterie a přenáší ji sériovou linkou.

Jeho rozměry jsou: 68 x 38 mm.

Napájecí adaptér DC / DC musí být nakonfigurován následovně: spojte konektory ADJ dohromady. Poté nastavte potenciometr na výstup napětí 5V. Přednastavení karty „5V“nefunguje správně.

Krok 7: Názvosloví

• 1 pouzdro na 4 baterie
• 1 PCB + komponenty
• 1 napájecí karta 12 V DC / 5 V DC 0,8 Ah
• 1 blok zásuvky 220 V stř. (Nebo 110 V stř.) Na 12V / 1,6 Ah
• 1 rozšíření pouzdra (3D tisk)

Kompletní nomenklatura komponent je k dispozici zde.

Krok 8: Sériová komunikace

Konfigurace komunikace je následující: 9600 baudů, 1 počáteční bit, 1 stop bit, žádná parita.

Úrovně výstupního napětí jsou TTL.

Krok 9: Udělejte to sami

Chcete to udělat, bez obav, navrhuji několik sad v závislosti na rozpočtu, který chcete dát. Jsou k dispozici v obchodě mého webu.

Všechny soubory jsou k dispozici zde.