Интелигентно зарядно устройство за алкални батерии: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Изчислявали ли сте броя на алкалните батерии, които хвърляме всяка година по целия свят. Огромно е…!

Пазарът на батерии във Франция е 600 милиона продадени бройки всяка година, 25 000 тона и 0,5% битови отпадъци. Според Ademe, този брой е 1 милиард и 90 милиона за батерии … 80% от батериите не се рециклират в Европа през 2009 г.

Във Франция през 2006 г. 2 от 3 купчини се озоваха в кофата за боклук: бяха събрани само 9 000 тона отработени батерии, като в същото време бяха продадени 30 000 тона нови батерии. 80% от батериите, използвани в Европа през 2009 г., не се рециклират!

Всички трябва да направим нещо, за да направим тази промяна … например да започнете с намаляване на броя на използваните алкални батерии.

Преди няколко години намерих документ от френски производител "Wonder" на алкални батерии, който ме изненада. Той обясни как да ги презареди няколко пъти … халюцинации. Ето го.

В обобщение, ето какво трябва да имате предвид, за да презаредите алкална батерия:

• Клемовото напрежение трябва да бъде по -голямо от 1,25 V за 1,5 V батерия.
• Батерията трябва да се разрежда само частично (20-30%), за да се увеличи този живот и са възможни номера на презареждане.
• При зареждане напрежението на клемите на акумулатора не трябва да надвишава 1,7V.
• Токът на зареждане не трябва да надвишава C / 15. "C" е теоретичният капацитет на батерията. например C = 1100mAh за батерия R6.

• Възможно е дузина презареждане, ако се спазва тази точка.

През 2017 г. имах достатъчно, за да изхвърля батериите, използвани в играчките на малките ми деца. Затова започнах да тествам зарядни устройства (№ 1 и № 2) за така наречените алкални батерии. Но никой от тях не отговаря на условията за натоварване, обяснени в документа на производителя на Wonder. В крайна сметка заредените от тези зарядни батерии бяха добри за хвърляне.

Тогава нямах избор. Трябваше сам да проектирам такъв.

Стъпка 1: Функциите, които трябва да изпълни

• Заредете 4 алкални батерии 1.5v AA и AAA 1.5v.
• Ограничете натоварването до 1,7 V на елемент.
• Зареждащ ток C / 15, около 80mAh за батерия 1200mAh / 1.5V.
• Открийте дали батерията може да се презареди.
• Открийте дали батерията е напълно заредена.
• Като бонус, предайте напреженията на батериите по последователна връзка.

Стъпка 2: Кутията

Използвах кутия 4 батерии възможно най -евтината, намерена в Aliexpress, за да използвам механичната си система за фиксиране на батерии и светодиоди.

Електронната платка се състои само от 5 резистора за светодиодите и зареждането на батерията. Модифицирам тази ултра проста карта, като изрязвам писти, за да изолирам LED захранванията и механичните контакти, за да ги използвам. За да мога да интегрирам електронната карта, отпечатах разширение на кутия, което залепва върху високата част на кутията и се завинтва в долната част на кутията. Файлът STL е достъпен тук.

Стъпка 3: Електроника

Зарядното устройство е проектирано около 28 -пинов dsPIC30F2010. Тези входове / изходи ще позволят:

• Измерете напреженията на батерията.
• Контролирайте зареждането на всяка батерия.
• Контролирайте светодиодите за състоянието на зареждане на батериите.
• Предавайте напрежения чрез серийна връзка.

Зареждането на всяка 1.5V батерия се постига чрез ШИМ управление на транзистор 2N2222 (T1 до T4) и резистор (R2, R5, R8, R11), ограничаващ тока до C / 15, 83mAh. Диод 1N4148 (D1 до D4) предпазва батерията и зареждащата верига от възможна грешка при настройката на батерията в кутията.

Стойностите на резисторите R2, R5, R8 и R11 могат да се променят, за да се зареждат повече + или - значителни батерии. Но внимавайте да не превишавате мощността на разсейване на топлината на транзисторите T1 до T4.

Картата е оборудвана с ICSP конектор за програмиране на dsPIC30F2010.

Предвиден е регулатор LM317 за зареждане на 9V батерии при 38mAh при 10.2V. Но тестовете показаха, че не работи. Не използвам тази функция.

Аналоговите входове на dsPIC измерват напрежението в батерията, когато транзисторите (T1 до T4) са в изключено състояние. По този начин ние знаем напрежението на техните клеми.

Светодиодите (DS1 до DS5) показват състоянието на зареждане / разреждане на всяка 1.5V (DS1 до DS4) и 9V (DS5) батерия.

Платката се захранва от 12V / 1.6Ah захранване.

5V се произвежда от 12v-5V DC / DC комутационна платка.

Стъпка 4: Схеми

Стъпка 5: Операция

Състоянието на светодиодите показва дали батерията е заредена / разредена / не може да се презарежда. Светодиодът е изключен: няма батерия или батерията не се презарежда Мигащ светодиод: заредена батерия LED свети: зареждане на батерията

Ако светодиодът остане постоянен след 12 часа зареждане, батерията се счита за заредена. Трябва да се извади от зарядното устройство.

Стъпка 6: ПХБ

Те са предназначени за зареждане на 4 1.5V батерии и 9V батерия. За съжаление тестовете за зареждане на 9V батерии бяха неубедителни: 9V батериите се разреждат, вместо да се зареждат. Така че не използвах тази функция по -късно, въпреки че програмата измерва напрежението на 9V батерията и я предава по серийна връзка.

Размерите му са: 68x38 мм.

Захранващият DC / DC адаптер трябва да бъде конфигуриран, както следва: запоявайте съединителите ADJ заедно. След това регулирайте потенциометъра, за да изведете напрежение от 5V. Предварителната настройка на "5V" на картата не работи правилно.

Стъпка 7: Номенклатура

• 1 калъф за 4 батерии
• 1 PCB + компоненти
• 1 карта за захранване 12vDC / 5Vdc 0.8Ah
• 1 блок 220Vac гнездо (или 110Vac) до 12V / 1.6Ah
• 1 разширение на калъфа (3D печат)

Пълната номенклатура на компонентите е достъпна тук.

Стъпка 8: Серийна комуникация

Конфигурацията на комуникацията е следната: 9600 бода, 1 стартов бит, 1 стоп бит, без паритет.

Нивата на изходното напрежение са TTL.

Стъпка 9: Направете го сами

Искате да го направите, без притеснения, предлагам няколко комплекта в зависимост от бюджета, който искате да поставите. Те са достъпни в магазина на моя уебсайт.

Всички файлове са достъпни тук.