Inteligentna ładowarka do baterii alkalicznych: 9 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Czy obliczyłeś liczbę baterii alkalicznych, które wyrzucamy każdego roku na całym świecie. Jest ogromny… !

Rynek baterii we Francji to 600 milionów sztuk sprzedawanych każdego roku, 25 000 ton i 0,5% odpadów z gospodarstw domowych. Według Ademe liczba ta wynosi 1 miliard i 90 milionów dla baterii… 80% baterii nie jest poddawanych recyklingowi w Europie w 2009 roku.

We Francji w 2006 roku 2 na 3 stosy trafiły do śmieci: zebrano tylko 9 000 ton zużytych baterii, podczas gdy w tym samym czasie sprzedano 30 000 ton nowych baterii. 80% baterii używanych w Europie w 2009 roku nie podlega recyklingowi!

Wszyscy musimy coś zrobić, aby dokonać tej zmiany…. na przykład, aby zacząć od zmniejszenia liczby używanych baterii alkalicznych.

Kilka lat temu znalazłem dokument francuskiego producenta „Cud” baterii alkalicznych, który mnie zaskoczył. Wyjaśnił, jak kilkakrotnie je naładować… halucynacje. Oto jest.

Podsumowując, oto, czego należy przestrzegać, aby naładować baterię alkaliczną:

• Napięcie na zaciskach musi być większe niż 1,25 V dla akumulatora 1,5 V.
• Akumulatory powinny być rozładowane tylko częściowo (20-30%), aby zwiększyć tę żywotność i możliwą liczbę doładowań.
• Podczas ładowania napięcie na zaciskach akumulatora nie może przekraczać 1,7V.
• Prąd ładowania nie może przekraczać C/15. „C” to teoretyczna pojemność akumulatora. na przykład C = 1100mAh dla baterii R6.

• Kilkanaście doładowań możliwe, jeśli ten punkt jest przestrzegany.

W 2017 roku miałam dość, by wyrzucić baterie używane w zabawkach moich małych dzieci. Zacząłem więc testować ładowarki (nr 1 i nr 2) baterie do tzw. baterii alkalicznych. Ale żaden z nich nie spełnił warunków obciążenia wyjaśnionych w dokumencie producenta Wonder. W końcu akumulatory ładowane tymi ładowarkami były dobre do rzucania.

Nie miałem wtedy wyboru. Musiałem go sam zaprojektować.

Krok 1: Funkcje, które musi spełnić

• Naładuj 4 baterie alkaliczne 1,5 V AA i AAA 1,5 V.
• Ogranicz obciążenie do 1,7 V na element.
• Prąd ładowania C/15, około 80mAh dla akumulatora 1200mAh/1,5V.
• Wykryj, czy akumulator można naładować.
• Wykryj, czy bateria jest w pełni naładowana.
• Jako bonus przesyłaj napięcia baterii przez łącze szeregowe.

Krok 2: Pudełko

Użyłem pudełka na 4 baterie najtańsze z możliwych, znalezione na Aliexpressie, aby użyć jego mechanicznego systemu mocowania baterii i diod LED.

Elektroniczna płytka drukowana składa się tylko z 5 rezystorów dla diod LED i ładowania akumulatora. Modyfikuję tę ultra prostą kartę, wycinając ścieżki, aby odizolować zasilacze LED i styki mechaniczne, aby z nich korzystać. Aby móc zintegrować kartę elektroniczną, wydrukowałem przedłużenie pudełka, które przykleja się do górnej części pudełka i jest przykręcane na spodzie pudełka. Plik STL jest dostępny tutaj.

Krok 3: Elektronika

Ładowarka jest zaprojektowana wokół 28-pinowego dsPIC30F2010. Te wejścia/wyjścia pozwolą na:

• Zmierz napięcia baterii.
• Kontroluj ładowanie każdej baterii.
• Kontroluj diody LED stanu naładowania akumulatorów.
• Przesyłaj napięcia przez łącze szeregowe.

Ładowanie każdej baterii 1,5V odbywa się poprzez sterowanie PWM tranzystorem 2N2222 (T1 do T4) oraz rezystorem (R2, R5, R8, R11) ograniczającym prąd do C/15,83mAh. Dioda 1N4148 (D1 do D4) zabezpiecza akumulator i obwód ładowania przed ewentualnym błędem ustawienia akumulatora w obudowie.

Wartości rezystorów R2, R5, R8 i R11 można zmieniać, aby ładować więcej + lub - znaczących akumulatorów. Uważaj jednak, aby nie przekroczyć mocy rozpraszania ciepła tranzystorów T1 do T4.

Karta jest wyposażona w złącze ICSP do programowania dsPIC30F2010.

Regulator LM317 służy do ładowania akumulatorów 9V przy 38mAh @ 10,2V. Ale testy wykazały, że to nie działa. Nie korzystam z tej funkcji.

Wejścia analogowe dsPIC mierzą napięcie na akumulatorze, gdy tranzystory (od T1 do T4) są wyłączone. W ten sposób znamy napięcie na ich zaciskach.

Diody LED (od DS1 do DS5) wskazują stan naładowania/rozładowania każdej baterii 1,5 V (DS1 do DS4) i 9 V (DS5).

Płytka zasilana jest zasilaczem 12V/1,6Ah.

Napięcie 5V jest wytwarzane przez tablicę rozdzielczą 12V-5V DC/DC.

Krok 4: Schemat

Krok 5: Operacja

Stan diod LED wskazuje, czy akumulator jest naładowany/rozładowany/nie można go ponownie naładować. Dioda wyłączona: brak baterii lub bateria nie może być ładowana Migająca dioda LED: bateria naładowana Dioda włączona: ładowanie baterii

Jeśli dioda świeci światłem ciągłym po 12 godzinach ładowania, akumulator jest uważany za naładowany. Należy go wyjąć z ładowarki.

Krok 6: PCB

Przeznaczone są do ładowania 4 baterii 1,5V i baterii 9V. Niestety testy ładowania akumulatorów 9V były niejednoznaczne: akumulatory 9V rozładowują się zamiast ładować. Nie korzystałem więc z tej funkcji później, mimo że program mierzy napięcie baterii 9V i przesyła je łączem szeregowym.

Jego wymiary to: 68x38mm.

Zasilacz DC/DC należy skonfigurować w następujący sposób: zlutować ze sobą złącza ADJ. Następnie ustaw potencjometr tak, aby wyprowadzał napięcie 5V. Wstępne ustawienie karty „5V” nie działa prawidłowo.

Krok 7: Nazewnictwo

• 1 etui na 4 baterie
• 1 płytka drukowana + komponenty
• 1 karta zasilająca 12vDC / 5Vdc 0,8Ah
• 1 blok gniazda 220Vac (lub 110Vac) do 12V / 1,6Ah
• 1 rozszerzenie obudowy (druk 3D)

Pełna nomenklatura komponentów dostępna jest tutaj.

Krok 8: Komunikacja szeregowa

Konfiguracja komunikacji jest następująca: 9600 bodów, 1 bit startu, 1 bit stopu, brak parzystości.

Poziomy napięcia wyjściowego to TTL.

Krok 9: Zrób to sam

Chcesz to zrobić, nie martw się, proponuję kilka zestawów w zależności od budżetu, który chcesz przeznaczyć. Są one dostępne w sklepie mojej strony internetowej.

Wszystkie pliki są dostępne tutaj.