Inteligentná nabíjačka pre alkalické batérie: 9 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Vypočítali ste počet alkalických batérií, ktoré každoročne vyhodíme do celého sveta. Je to obrovské …!

Trh s batériami vo Francúzsku predstavuje 600 miliónov predaných kusov ročne, 25 000 ton a 0,5% domáceho odpadu. Podľa spoločnosti Ademe je tento počet 1 miliarda a 90 miliónov na batérie … 80% batérií sa v roku 2009 v Európe nerecykluje.

Vo Francúzsku v roku 2006 skončili 2 z 3 hromád v koši: vyzbieralo sa iba 9 000 ton použitých batérií a súčasne sa predalo 30 000 ton nových batérií. 80% batérií použitých v Európe v roku 2009 nie je recyklovaných!

Všetci musíme urobiť niečo, aby bola táto zmena … napríklad začať znížením počtu použitých alkalických batérií.

Pred niekoľkými rokmi som našiel dokument od francúzskeho výrobcu alkalických batérií „Wonder“, ktorý ma prekvapil. Niekoľkokrát vysvetlil, ako ich nabiť … halucinácie. Tu to je.

Stručne povedané, tu je to, čo musíte rešpektovať pri nabíjaní alkalickej batérie:

• Koncové napätie musí byť pre 1,5 V batériu vyššie ako 1,25 V.
• Batéria by sa mala vybiť iba čiastočne (20-30%), aby sa predĺžila jej životnosť a bolo možné číslo nabíjania.
• Pri nabíjaní nesmie napätie na svorkách batérie prekročiť 1,7 V.
• Nabíjací prúd nesmie prekročiť C / 15. „C“je teoretická kapacita batérie. napríklad C = 1100 mAh pre batériu R6.

• Ak je tento bod rešpektovaný, je možné dobiť tucet.

V roku 2017 som mal dosť na to, aby som vyhodil batérie používané v hračkách mojich malých detí. Začal som testovať nabíjačky (č. 1 a č. 2) batérií pre takzvané alkalické batérie. Žiadny z nich však nesplnil podmienky zaťaženia vysvetlené v dokumente výrobcu Wonder. Nakoniec bolo možné batérie dobité týmito nabíjačkami hodiť.

Vtedy som nemal na výber. Jednu som si musel navrhnúť sám.

Krok 1: Funkcie, ktoré musí splniť

• Nabite 4 1,5 V AA a AAA 1,5 V alkalické batérie.
• Obmedzte zaťaženie na 1,7 V na prvok.
• Nabíjací prúd C / 15, asi 80 mAh pre batériu 1200 mAh / 1,5 V.
• Zistite, či je možné batériu nabiť.
• Zistite, či je batéria úplne nabitá.
• Ako bonus prenášajte napätie batérií sériovým prepojením.

Krok 2: Krabica

Použil som najlacnejšie box 4 batérie, nájdené na Aliexpress, aby som použil svoj mechanický systém upevnenia batérií a LED diód.

Elektronická doska plošných spojov pozostáva iba z 5 odporov pre diódy LED a nabíjanie batérie. Túto ultra jednoduchú kartu upravujem rezaním dráh, aby som izoloval napájacie zdroje LED a mechanické kontakty, aby som ich používal. Aby bolo možné integrovať elektronickú kartu, vytlačil som predĺženie krabice, ktoré sa lepí na vysokú časť škatule a je naskrutkované na spodnej časti škatule. Súbor STL je dostupný tu.

Krok 3: Elektronika

Nabíjačka je navrhnutá okolo 28 -kolíkového konektora dsPIC30F2010. Tieto vstupy / výstupy umožnia:

• Zmerajte napätie batérie.
• Ovládajte nabíjanie každej batérie.
• Ovládajte LED diódy stavu nabitia batérií.
• Prenášajte napätie sériovým prepojením.

Nabitie každej 1,5 V batérie je dosiahnuté PWM riadením tranzistora 2N2222 (T1 až T4) a rezistora (R2, R5, R8, R11) obmedzujúceho prúd na C / 15, 83mAh. Dióda 1N4148 (D1 až D4) chráni batériu a nabíjací obvod pred možnou chybou nastavenia batérie v puzdre.

Hodnoty rezistorov R2, R5, R8 a R11 je možné zmeniť tak, aby nabíjali viac batérií + alebo -. Dávajte však pozor, aby ste neprekročili výkon rozptylu tepla tranzistorov T1 až T4.

Karta je vybavená konektorom ICSP na programovanie dsPIC30F2010.

K dispozícii je regulátor LM317 na nabíjanie 9V batérií pri 38 mAh pri 10,2 V. Testy ale ukázali, že to nefunguje. Túto funkciu nepoužívam.

Analógové vstupy dsPIC merajú napätie na batérii, keď sú tranzistory (T1 až T4) vo vypnutom stave. Poznáme teda napätie na ich svorkách.

LED diódy (DS1 až DS5) indikujú stav nabitia / vybitia každej 1,5 V (DS1 až DS4) a 9V (DS5) batérie.

Doska je napájaná zdrojom 12 V / 1,6 Ah.

5V je produkovaný prepínacou doskou 12 / 5V DC / DC.

Krok 4: Schéma

Krok 5: Prevádzka

Stav LED diód indikuje, či je batéria nabitá / vybitá / nenabíjateľná. LED nesvieti: žiadna batéria alebo batéria nie je dobíjateľná Blikajúca LED: nabitá batéria LED svieti: nabíjanie batérie

Ak LED dióda zostane svietiť aj po 12 hodinách nabíjania, batéria sa považuje za nabitú. Musí sa vybrať z nabíjačky.

Krok 6: DPS

Sú navrhnuté tak, aby nabíjali 4 1,5 V batérie a 9 V batériu. Testy nabíjania 9V batérií boli bohužiaľ nepresvedčivé: 9V batérie sa namiesto nabíjania vybíjajú. Túto funkciu som teda neskôr nevyužil, aj keď program meria napätie 9V batérie a prenáša ju sériovou linkou.

Jeho rozmery sú: 68 x 38 mm.

Napájací adaptér DC / DC musí byť nakonfigurovaný nasledovne: spájajte konektory ADJ dohromady. Potom nastavte potenciometer na výstup napätia 5V. Prednastavenie karty „5V“nefunguje správne.

Krok 7: Názvoslovie

• 1 puzdro na 4 batérie
• 1 súčiastka PCB +
• 1 karta napájacieho zdroja 12 V DC / 5 V DC 0,8 Ah
• 1 blok zásuvka 220 V (alebo 110 V) na 12 V / 1,6 Ah
• 1 rozšírenie puzdra (3D tlač)

Kompletná nomenklatúra komponentov je k dispozícii tu.

Krok 8: Sériová komunikácia

Konfigurácia komunikácie je nasledovná: 9600 baudov, 1 štartovací bit, 1 stop bit, žiadna parita.

Úrovne výstupného napätia sú TTL.

Krok 9: Urobte to sami

Chcete to urobiť, bez obáv, navrhujem niekoľko súprav v závislosti od rozpočtu, ktorý chcete vložiť. Sú k dispozícii v obchode môjho webu.

Všetky súbory sú k dispozícii tu.