Умное зарядное устройство для щелочных батарей: 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Вы подсчитали, сколько щелочных батареек мы выбрасываем каждый год по всему миру. Это огромно…!

Рынок аккумуляторов во Франции составляет 600 миллионов единиц, продаваемых ежегодно, 25 000 тонн и 0,5% бытовых отходов. По данным Ademe, это число составляет 1 миллиард, а батареи - 90 миллионов… 80% батарей не перерабатывались в Европе в 2009 году.

Во Франции в 2006 году 2 из 3 куч оказались в мусорном ведре: было собрано всего 9 000 тонн использованных аккумуляторов, в то же время было продано 30 000 тонн новых аккумуляторов. 80% батарей, использованных в Европе в 2009 году, не перерабатывались!

Нам всем нужно что-то сделать, чтобы это изменение…. например, чтобы начать с уменьшения количества используемых щелочных батарей.

Несколько лет назад я нашел документ от французского производителя «Wonder» щелочных батарей, который меня удивил. Он объяснил, как перезарядить их несколько раз… галлюцинации. Вот.

Таким образом, вот что вам нужно соблюдать для подзарядки щелочной батареи:

• Напряжение на клеммах должно быть больше 1,25 В для аккумулятора 1,5 В.
• Аккумулятор следует разряжать только частично (на 20-30%), чтобы продлить срок его службы и возможна подзарядка числа.
• При зарядке напряжение на выводах АКБ не должно превышать 1,7 В.
• Зарядный ток не должен превышать C / 15. «C» - это теоретическая емкость аккумулятора. например C = 1100 мАч для батареи R6.

• Десятка перезарядок возможна при соблюдении этого пункта.

В 2017 году у меня было достаточно, чтобы выбросить батарейки, которые использовались в игрушках моих маленьких детей. Поэтому я начал тестировать зарядные устройства (№1 и №2) для так называемых щелочных батарей. Но ни один из них не соответствовал условиям нагрузки, описанным в документе производителя Wonder. В конце концов, аккумуляторы, перезаряжаемые этими зарядными устройствами, были хороши.

Тогда у меня не было выбора. Пришлось разработать его самому.

Шаг 1. Функции, которые он должен выполнять

• Зарядите 4 щелочные батареи 1,5 В типа AA и 1,5 В.
• Ограничьте нагрузку 1,7 В на элемент.
• Зарядный ток C / 15, около 80 мАч для аккумулятора 1200 мАч / 1,5 В.
• Определите, можно ли перезарядить аккумулятор.
• Определите, полностью ли заряжен аккумулятор.
• В качестве бонуса передайте напряжение аккумуляторов по последовательному каналу.

Шаг 2: Коробка

Я использовал коробку с 4 батареями как можно дешевле, найденную на Aliexpress, чтобы использовать ее механическую систему крепления батареек и светодиодов.

Электронная плата состоит всего из 5 резисторов для светодиодов и заряда аккумулятора. Я модифицирую эту сверхпростую карту, вырезая дорожки, чтобы изолировать источники питания светодиодов и механические контакты для их использования. Чтобы можно было интегрировать электронную карту, я распечатал удлинитель коробки, который приклеивается к верхней части коробки и прикручивается к нижней части коробки. Файл STL доступен здесь.

Шаг 3: Электроника

Зарядное устройство построено на основе 28-контактного dsPIC30F2010. Эти входы / выходы позволят:

• Измерьте напряжение аккумулятора.
• Контролируйте заряд каждой батареи.
• Контролировать состояние заряда аккумуляторов.
• Передача напряжения по последовательному каналу.

Заряд каждой батареи 1,5 В обеспечивается ШИМ-управлением транзистора 2N2222 (от T1 до T4) и резистора (R2, R5, R8, R11), ограничивающего ток до C / 15, 83 мАч. Диод 1N4148 (с D1 по D4) защищает аккумулятор и цепь зарядки от возможной ошибки установки аккумулятора в корпус.

Значения резисторов R2, R5, R8 и R11 можно изменить, чтобы зарядить больше + или - значимых аккумуляторов. Но будьте осторожны, чтобы не превысить мощность рассеивания тепла транзисторов T1 - T4.

Карта оснащена разъемом ICSP для программирования dsPIC30F2010.

Регулятор LM317 предназначен для зарядки 9-вольтовых батарей при 38 мАч при 10,2 В. Но тесты показали, что не работает. Я не использую эту функцию.

Аналоговые входы dsPIC измеряют напряжение на батарее, когда транзисторы (с T1 по T4) находятся в выключенном состоянии. Таким образом, мы знаем напряжение на их выводах.

Светодиоды (от DS1 до DS5) показывают состояние заряда / разряда каждой батареи 1,5 В (от DS1 до DS4) и 9 В (DS5).

Плата питается от блока питания 12В / 1,6Ач.

5 В вырабатывается коммутационной платой 12-5 В постоянного / постоянного тока.

Шаг 4: Схема

Шаг 5: Эксплуатация

Состояние светодиодов показывает, заряжен / разряжен / не заряжается аккумулятор. Светодиод не горит: аккумулятор отсутствует или аккумулятор не заряжается Мигает светодиод: аккумулятор заряжен Светодиод горит: аккумулятор заряжается

Если после 12 часов зарядки светодиодный индикатор не горит, аккумулятор считается заряженным. Его необходимо снять с зарядного устройства.

Шаг 6: печатная плата

Они предназначены для зарядки 4 батарей 1,5 В и батареи 9 В. К сожалению, тесты зарядки батареи 9 В не дали результатов: батареи 9 В разряжаются, а не заряжаются. Поэтому я не использовал эту функцию позже, хотя программа измеряет напряжение батареи 9 В и передает его по последовательному каналу.

Его размеры: 68х38мм.

Адаптер питания постоянного / постоянного тока должен быть настроен следующим образом: спаяйте разъемы ADJ вместе. Затем настройте потенциометр на выходное напряжение 5 В. Предварительная установка "5V" карты не работает должным образом.

Шаг 7: Номенклатура

• 1 кейс на 4 батареи
• 1 печатная плата + компоненты
• 1 плата питания 12 В постоянного тока / 5 В постоянного тока 0,8 Ач
• 1 блок розетка 220 В переменного тока (или 110 В переменного тока) на 12 В / 1,6 Ач
• 1 расширение корпуса (3D печать)

Полная номенклатура компонентов доступна здесь.

Шаг 8: Последовательная связь

Конфигурация связи следующая: 9600 бод, 1 стартовый бит, 1 стоповый бит, без контроля четности.

Уровни выходного напряжения - TTL.

Шаг 9: сделай сам

Вы хотите это сделать, не беспокойтесь, я предлагаю несколько комплектов в зависимости от бюджета, который вы хотите вложить. Они доступны в магазине на моем сайте.

Все файлы доступны здесь.