Domácí zuby pro auta. Plně automatická nabíječka baterií

Mnoho automobilových nadšenců potřebuje nabíjet baterii. Někdo k těmto účelům používá značkové nabíječky, jiný podomácku vyrobené nabíječky. Jak vyrobit a jak správně nabíjet baterii s takovým zařízením? O tom si povíme níže.

[Skrýt]

Konstrukce a princip činnosti nabíječky

Jednoduchá nabíječka baterií je zařízení sloužící k obnovení nabití baterie. Podstatou fungování každé nabíječky je, že toto zařízení umožňuje převádět napětí z 220voltové domácí sítě na napětí potřebné pro. Dnes existuje mnoho typů nabíječek, ale každé zařízení je založeno na dvou hlavních komponentách - transformátorovém zařízení a usměrňovači (autorem videa o výběru nabíjecího zařízení je kanál Battery Manager).

Samotný proces se skládá z několika fází:

• při dobíjení baterie se parametr nabíjecího proudu snižuje a úroveň odporu se zvyšuje;
• v okamžiku, kdy se parametr napětí blíží 12 voltům, úroveň nabíjecího proudu dosáhne nuly - v tomto okamžiku bude baterie plně nabitá a nabíječku lze vypnout.

Návod na výrobu jednoduché nabíječky vlastníma rukama

Pokud si chcete vyrobit nabíječku pro 12 nebo 6 voltovou autobaterii, pak vám s tím můžeme pomoci. Samozřejmě, pokud jste se s takovou potřebou nikdy předtím nesetkali, ale chcete získat funkční zařízení, je lepší zakoupit automatické. Podomácku vyrobená nabíječka na autobaterii totiž nebude mít stejné funkce jako značkové zařízení.

Nástroje a materiály

Chcete-li tedy vyrobit nabíječku baterií vlastníma rukama, budete potřebovat následující položky:

• páječka se spotřebním materiálem;
• textolitová deska;
• drát se zástrčkou pro připojení k domácí síti;
• radiátor z počítače.

V závislosti na tom lze dodatečně použít ampérmetr a další součásti, které umožňují správné nabíjení a řízení nabíjení. K výrobě autonabíječky je samozřejmě potřeba připravit i sestavu transformátoru a usměrňovač pro nabíjení baterie. Mimochodem, samotné pouzdro lze vzít ze starého ampérmetru. Tělo ampérmetru má několik otvorů, ke kterým můžete připojit potřebné prvky. Pokud nemáte ampérmetr, můžete najít něco podobného.

Fotogalerie “Příprava na montáž”

Etapy

Chcete-li vytvořit nabíječku pro autobaterii vlastníma rukama, postupujte takto:

1. Nejprve tedy musíte pracovat s transformátorem. Ukážeme příklad výroby domácí nabíječky s transformátorovým zařízením TS-180-2 - takové zařízení lze odstranit ze staré trubkové televize. Taková zařízení jsou vybavena dvěma vinutími - primárním a sekundárním a na výstupu každé sekundární součásti je proud 4,7 ampér a napětí je 6,4 voltů. V souladu s tím bude domácí nabíječka produkovat 12,8 voltů, ale k tomu musí být vinutí zapojena do série.
2. Pro připojení vinutí budete potřebovat kabel, jehož průřez bude menší než 2,5 mm2.
3. Pomocí propojky je potřeba propojit sekundární i primární komponenty.
4. Pak budete potřebovat diodový můstek, k jeho vybavení vezměte čtyři diodové prvky, z nichž každý musí být navržen tak, aby fungoval za současných podmínek alespoň 10 ampér.
5. Diody jsou upevněny na textolitové desce, poté je třeba je správně připojit.
6. K výstupním diodovým součástem jsou připojeny kabely, pomocí kterých se podomácku vyrobená nabíječka připojí k baterii. Pro měření úrovně napětí můžete dodatečně použít elektromagnetickou hlavu, ale pokud vás tento parametr nezajímá, můžete nainstalovat ampérmetr určený pro stejnosměrný proud. Po dokončení těchto kroků bude nabíječka připravena vlastníma rukama (autorem videa o vytvoření nejjednoduššího zařízení ve svém designu je televizní kanál Soldering Iron).

Jak nabíjet baterii domácí nabíječkou?

Nyní víte, jak si doma vyrobit nabíječku do auta. Jak jej ale správně používat, aby neměl vliv na životnost nabité baterie?

1. Při připojování je třeba vždy dodržet polaritu, aby nedošlo k záměně svorek. Pokud uděláte chybu a spletete si vývody, baterii jednoduše „zabijete“. Takže kladný vodič z nabíječky je vždy připojen ke kladnému pólu baterie a záporný vodič k zápornému pólu.
2. Nikdy se nepokoušejte otestovat baterii na jiskru - navzdory skutečnosti, že na internetu existuje mnoho doporučení, v žádném případě nezkratujte vodiče. To v budoucnu negativně ovlivní provoz nabíječky i samotné baterie.
3. Když je zařízení připojeno k baterii, musí být odpojeno od sítě. Totéž platí pro jeho vypnutí.
4. Při výrobě a montáži nabíječky a při jejím používání buďte vždy opatrní. Abyste předešli zranění, vždy dodržujte bezpečnostní opatření, zejména při práci s elektrickými součástmi. Pokud při výrobě dojde k chybám, může to způsobit nejen zranění osob, ale také selhání baterie jako celku.
5. Nikdy nenechávejte funkční nabíječku bez dozoru - musíte pochopit, že se jedná o domácí zařízení a během jeho provozu se může stát cokoli. Při nabíjení by měly být zařízení a baterie uchovávány ve větraném prostoru, pokud možno co nejdále od výbušných materiálů.

Video „Příklad sestavení domácí nabíječky vlastníma rukama“

Níže uvedené video ukazuje příklad sestavení domácí nabíječky pro autobaterii pomocí složitějšího schématu se základními doporučeními a tipy (autorem videa je kanál AKA KASYAN).

Majitelé automobilů se často musí vypořádat s fenoménem neschopnosti nastartovat motor kvůli vybité baterii. K vyřešení problému budete muset použít nabíječku baterií, která stojí spoustu peněz. Abyste neutráceli peníze za nákup nové nabíječky pro autobaterii, můžete si ji vyrobit sami. Důležité je pouze najít transformátor s potřebnými vlastnostmi. Chcete-li vyrobit domácí zařízení, nemusíte být elektrikář a celý proces nezabere více než několik hodin.

Vlastnosti provozu na baterie

Ne všichni řidiči vědí, že v autech se používají olověné baterie. Takové baterie se vyznačují výdrží, takže vydrží až 5 let.

K nabíjení olověných akumulátorů se používá proud rovný 10 % celkové kapacity akumulátoru. To znamená, že pro nabíjení baterie o kapacitě 55 A/h je zapotřebí nabíjecí proud 5,5 A. Při použití velmi vysokého proudu to může vést k varu elektrolytu, což zase povede k snížení životnosti zařízení. Malý nabíjecí proud neprodlouží životnost baterie, ale nemá negativní dopad na integritu zařízení.

To je zajímavé! Při přívodu proudu 25 A se baterie rychle dobíjí, takže během 5-10 minut po připojení nabíječky s tímto jmenovitým výkonem můžete nastartovat motor. Takto vysoký proud produkují moderní invertorové nabíječky, ale negativně ovlivňuje životnost baterie.

Při nabíjení baterie teče nabíjecí proud zpět do pracovní. Napětí pro každou plechovku by nemělo být vyšší než 2,7 V. Baterie 12 V má 6 plechovek, které nejsou vzájemně propojené. V závislosti na napětí baterie se liší počet článků a také požadované napětí pro každý článek. Pokud je napětí vyšší, povede to k procesu rozkladu elektrolytu a desek, což přispívá k selhání baterie. Aby se zabránilo varu elektrolytu, je napětí omezeno na 0,1 V.

Baterie je považována za vybitou, pokud při připojení voltmetru nebo multimetru přístroje vykazují napětí 11,9-12,1 V. Takovou baterii je třeba ihned dobít. Nabitá baterie má napětí na svorkách 12,5-12,7 V.

Příklad napětí na svorkách nabité baterie

Proces nabíjení je obnova vyčerpané kapacity. Nabíjení baterií lze provést dvěma způsoby:

1. DC. V tomto případě je regulován nabíjecí proud, jehož hodnota je 10% kapacity zařízení. Doba nabíjení je 10 hodin. Nabíjecí napětí se pohybuje od 13,8 V do 12,8 V po celou dobu nabíjení. Nevýhodou této metody je, že je nutné řídit proces nabíjení a nabíječku včas vypnout, než dojde k varu elektrolytu. Tato metoda je šetrná k bateriím a má neutrální vliv na jejich životnost. K implementaci této metody se používají transformátorové nabíječky.
2. Konstantní tlak. V tomto případě je na svorky baterie přivedeno napětí 14,4 V a proud se automaticky mění z vyšších na nižší hodnoty. Navíc tato změna proudu závisí na takovém parametru, jako je čas. Čím déle je baterie nabitá, tím nižší je proud. Baterii nebude možné dobít, pokud nezapomenete vypnout zařízení a necháte jej několik dní. Výhodou této metody je, že po 5-7 hodinách se baterie nabije na 90-95%. Baterii lze také nechat bez dozoru, proto je tento způsob oblíbený. Jen málo majitelů automobilů však ví, že tento způsob nabíjení je „nouzový“. Při jeho používání se výrazně snižuje životnost baterie. Navíc čím častěji budete tímto způsobem nabíjet, tím rychleji se zařízení vybije.

Nyní i nezkušený řidič pochopí, že pokud není třeba spěchat s nabíjením baterie, je lepší dát přednost první možnosti (z hlediska proudu). Díky zrychlené obnově nabití se životnost zařízení snižuje, takže je vysoká pravděpodobnost, že v blízké budoucnosti budete muset koupit novou baterii. Na základě výše uvedeného materiál zváží možnosti výroby nabíječek na základě proudu a napětí. Pro výrobu můžete použít jakákoli dostupná zařízení, o kterých budeme diskutovat později.

Požadavky na nabíjení baterie

Před provedením postupu výroby domácí nabíječky baterií musíte věnovat pozornost následujícím požadavkům:

1. Poskytuje stabilní napětí 14,4 V.
2. Autonomie zařízení. To znamená, že domácí zařízení by nemělo vyžadovat dohled, protože baterie se často nabíjí v noci.
3. Zajištění, že se nabíječka vypne, když se zvýší nabíjecí proud nebo napětí.
4. Ochrana proti přepólování. Pokud je zařízení připojeno k baterii nesprávně, měla by se spustit ochrana. Pro realizaci je v obvodu zahrnuta pojistka.

Přepólování je nebezpečný proces, v jehož důsledku může baterie explodovat nebo vařit. Pokud je baterie v dobrém stavu a jen mírně vybitá, pak při nesprávném připojení nabíječky se nabíjecí proud zvýší nad jmenovitý. Pokud je baterie vybitá, pak při obrácení polarity je pozorováno zvýšení napětí nad nastavenou hodnotu a v důsledku toho se elektrolyt vaří.

Možnosti domácích nabíječek baterií

Než začnete vyvíjet nabíječku baterií, je důležité pochopit, že takové zařízení je domácí a může negativně ovlivnit životnost baterie. Někdy jsou však taková zařízení prostě nezbytná, protože mohou výrazně ušetřit peníze na nákup zařízení vyrobených v továrně. Pojďme se podívat, z čeho si můžete vyrobit vlastní nabíječky baterií a jak na to.

Nabíjení z žárovky a polovodičové diody

Tento způsob nabíjení je relevantní v situacích, kdy potřebujete nastartovat auto na vybitou baterii doma. K tomu budete potřebovat komponenty pro sestavení zařízení a zdroj 220 V střídavého napětí (zásuvku). Obvod domácí nabíječky pro autobaterii obsahuje následující prvky:

1. Žárovka. Obyčejná žárovka, které se také lidově říká „Iljičova lampa“. Výkon svítilny ovlivňuje rychlost nabíjení baterie, takže čím vyšší je tento indikátor, tím rychleji můžete nastartovat motor. Nejlepší možností je lampa s výkonem 100-150 W.
2. Polovodičová dioda. Elektronický prvek, jehož hlavním účelem je vést proud pouze jedním směrem. Potřeba tohoto prvku v návrhu nabíjení je převést střídavé napětí na stejnosměrné napětí. Navíc pro takové účely budete potřebovat výkonnou diodu, která vydrží velké zatížení. Můžete použít diodu, domácí nebo importovanou. Abychom si takovou diodu nekoupili, lze ji najít ve starých přijímačích nebo napájecích zdrojích.
3. Zástrčka pro připojení do zásuvky.
4. Vodiče se svorkami (krokodýly) pro připojení k baterii.

To je důležité! Před sestavením takového obvodu musíte pochopit, že vždy existuje riziko pro život, takže byste měli být velmi opatrní a opatrní.

Schéma zapojení nabíječky od žárovky a diody k baterii

Zástrčka by měla být zasunuta do zásuvky až po sestavení celého obvodu a zaizolování kontaktů. Aby se zabránilo vzniku zkratového proudu, je v obvodu zařazen jistič 10 A. Při sestavování obvodu je důležité vzít v úvahu polaritu. Žárovka a polovodičová dioda musí být připojeny ke kladnému pólu baterie. Při použití 100W žárovky poteče do baterie nabíjecí proud 0,17A. Chcete-li nabít 2A baterii, budete ji muset nabíjet 10 hodin. Čím vyšší je výkon žárovky, tím vyšší je nabíjecí proud.

Nemá smysl nabíjet úplně vybitou baterii s takovým zařízením, ale nabíjení v nepřítomnosti tovární nabíječky je docela možné.

Nabíječka baterií z usměrňovače

I tato možnost spadá do kategorie nejjednodušších domácích nabíječek. Základem takové nabíječky jsou dva hlavní prvky – měnič napětí a usměrňovač. Existují tři typy usměrňovačů, které nabíjejí zařízení následujícími způsoby:

• DC;
• střídavý proud;
• asymetrický proud.

Usměrňovače první možnosti nabíjejí baterii výhradně stejnosměrným proudem, který je zbaven zvlnění střídavého napětí. Střídavé usměrňovače přivádějí pulzující střídavé napětí na svorky baterie. Asymetrické usměrňovače mají kladnou složku a jako hlavní konstrukční prvky jsou použity půlvlnné usměrňovače. Toto schéma má lepší výsledky ve srovnání se stejnosměrnými a střídavými usměrňovači. O jeho designu se bude dále diskutovat.

K sestavení kvalitního nabíjecího zařízení baterií budete potřebovat usměrňovač a proudový zesilovač. Usměrňovač se skládá z následujících prvků:

• pojistka;
• výkonná dioda;
• Zenerova dioda 1N754A nebo D814A;
• přepínač;
• proměnný odpor.

Elektrický obvod asymetrického usměrňovače

Pro sestavení obvodu budete muset použít pojistku dimenzovanou na maximální proud 1 A. Transformátor lze odebrat ze starého televizoru, jehož výkon by neměl přesáhnout 150 W a výstupní napětí by mělo být 21 V. Jako rezistor musíte vzít výkonný prvek značky MLT-2. Usměrňovací dioda musí být navržena pro proud alespoň 5 A, takže nejlepší volbou jsou modely jako D305 nebo D243. Zesilovač je založen na regulátoru založeném na dvou tranzistorech řady KT825 a 818. Při instalaci jsou tranzistory instalovány na radiátory pro zlepšení chlazení.

Sestavení takového obvodu se provádí pomocí kloubové metody, to znamená, že všechny prvky jsou umístěny na staré desce zbavené stop a vzájemně spojeny pomocí vodičů. Jeho výhodou je možnost nastavení výstupního proudu pro nabíjení baterie. Nevýhodou diagramu je potřeba najít potřebné prvky a také je správně uspořádat.

Nejjednodušší analog výše uvedeného diagramu je zjednodušená verze, zobrazená na fotografii níže.

Zjednodušené zapojení usměrňovače s transformátorem

Navrhuje se použít zjednodušený obvod s použitím transformátoru a usměrňovače. Navíc budete potřebovat 12 V a 40 W (auto) žárovku. Sestavení obvodu není obtížné ani pro začátečníka, ale je důležité dbát na to, že usměrňovací dioda a žárovka musí být umístěny v obvodu, který je přiveden na záporný pól baterie. Nevýhodou tohoto schématu je, že produkuje pulzující proud. Pro vyhlazení pulsací a snížení silných tepů se doporučuje použít obvod uvedený níže.

Obvod s diodovým můstkem a vyhlazovacím kondenzátorem snižuje zvlnění a snižuje házivost

Nabíječka ze zdroje napájení počítače: pokyny krok za krokem

V poslední době se stala populární možnost nabíjení auta, kterou si můžete vyrobit sami pomocí napájení počítače.

Zpočátku budete potřebovat funkční napájecí zdroj. Pro takové účely se hodí i jednotka s výkonem 200 W. Vyrábí napětí 12 V. Na nabití baterie nebude stačit, proto je důležité tuto hodnotu zvýšit na 14,4 V. Návod na výrobu nabíječky pro baterii z počítačového zdroje krok za krokem je jako následuje:

1. Zpočátku jsou všechny přebytečné vodiče, které vycházejí z napájecího zdroje, odpájeny. Musíte pouze nechat zelený vodič. Jeho konec je potřeba připájet na záporné kontakty, odkud pocházejí černé vodiče. Tato manipulace se provádí tak, že po připojení jednotky k síti se zařízení okamžitě spustí.

   

   Konec zeleného vodiče musí být připájen k záporným kontaktům, kde byly umístěny černé vodiče

2. Vodiče, které budou připojeny ke svorkám baterie, musí být připájeny na mínus a plus výstupní kontakty napájecího zdroje. Plus je připájen k výstupnímu bodu žlutých vodičů a mínus k výstupnímu bodu černých.
3. V další fázi je nutné rekonstruovat provozní režim pulzně šířkové modulace (PWM). Může za to mikrokontrolér TL494 nebo TA7500. Pro rekonstrukci budete potřebovat levou spodní nohu mikrokontroléru. Abyste se k němu dostali, musíte desku otočit.

   

   Za provozní režim PWM je zodpovědný mikrokontrolér TL494

4. Ke spodnímu kolíku mikrokontroléru jsou připojeny tři odpory. Zajímá nás rezistor, který je připojen na výstup bloku 12 V. Ten je na fotografii níže označen tečkou. Tento prvek by měl být odpájen a poté změřena hodnota odporu.

   

   Rezistor označený fialovou tečkou musí být odpájen

5. Rezistor má odpor asi 40 kOhm. Musí být nahrazen rezistorem s jinou hodnotou odporu. Chcete-li si ujasnit hodnotu požadovaného odporu, musíte nejprve připájet regulátor (proměnný odpor) na kontakty vzdáleného odporu.

   

   Na místo odstraněného odporu je připájen regulátor

6. Nyní byste měli připojit zařízení k síti po předchozím připojení multimetru k výstupním svorkám. Výstupní napětí se mění pomocí regulátoru. Musíte získat hodnotu napětí 14,4 V.

   

   Výstupní napětí je regulováno proměnným rezistorem

7. Jakmile je dosaženo hodnoty napětí, měl by být proměnný rezistor odpájen a poté by měl být změřen výsledný odpor. Pro výše popsaný příklad je jeho hodnota 120,8 kOhm.

   

   Výsledný odpor by měl být 120,8 kOhm

8. Na základě získané hodnoty odporu byste měli vybrat podobný odpor a poté jej připájet na místo starého. Pokud nemůžete najít odpor této hodnoty odporu, můžete jej vybrat ze dvou prvků.

   

   Pájecí odpory v sérii sčítají jejich odpor

9. Poté se zkontroluje funkčnost zařízení. V případě potřeby můžete k napájecímu zdroji nainstalovat voltmetr (nebo ampérmetr), který vám umožní sledovat napětí a nabíjecí proud.

Celkový pohled na nabíječku ze zdroje napájení počítače

To je zajímavé! Sestavená nabíječka má funkci ochrany proti zkratovému proudu a také proti přetížení, nechrání však proti přepólování, proto byste měli připájet výstupní vodiče příslušné barvy (červená a černá), abyste je nemíchali nahoru.

Při připojení nabíječky na svorky baterie bude přiváděn proud cca 5-6 A, což je optimální hodnota pro zařízení s kapacitou 55-60 A/h. Video níže ukazuje, jak vyrobit nabíječku pro baterii z počítačového zdroje s regulátory napětí a proudu.

Jaké další možnosti nabíječky existují pro baterie?

Podívejme se na několik dalších možností pro nezávislé nabíječky baterií.

Použití nabíječky notebooku pro baterii

Jeden z nejjednodušších a nejrychlejších způsobů, jak oživit vybitou baterii. K implementaci schématu pro oživení baterie pomocí nabíjení z notebooku budete potřebovat:

1. Nabíječka pro jakýkoli notebook. Parametry nabíječky jsou 19 V a proud cca 5 A.
2. Halogenová žárovka s výkonem 90W.
3. Spojovací vodiče pomocí svorek.

Pojďme k implementaci schématu. Žárovka se používá k omezení proudu na optimální hodnotu. Místo žárovky můžete použít rezistor.

K „oživení“ autobaterie lze také použít nabíječku notebooku.

Sestavení takového schématu není obtížné. Pokud neplánujete používat nabíječku notebooku pro zamýšlený účel, můžete odříznout zástrčku a poté připojit svorky k vodičům. Nejprve použijte multimetr k určení polarity. Žárovka je připojena k obvodu, který jde na kladný pól baterie. Záporný pól baterie je připojen přímo. Teprve po připojení zařízení k baterii lze dodávat napětí do zdroje.

DIY nabíječka z mikrovlnné trouby nebo podobných zařízení

Pomocí transformátorového bloku, který je umístěn uvnitř mikrovlnné trouby, můžete vyrobit nabíječku pro baterii.

Níže jsou uvedeny podrobné pokyny pro výrobu domácí nabíječky z transformátorového bloku z mikrovlnné trouby.

Schéma zapojení transformátorového bloku, diodového můstku a kondenzátoru k autobaterii

Zařízení lze sestavit na jakýkoli základ. Je důležité, aby byly všechny konstrukční prvky spolehlivě chráněny. V případě potřeby lze obvod doplnit spínačem a také voltmetrem.

Beztransformátorová nabíječka

Pokud hledání transformátoru vedlo do slepé uličky, můžete použít nejjednodušší obvod bez zařízení snižujících rychlost. Níže je schéma, které vám umožňuje implementovat nabíječku pro baterii bez použití napěťových transformátorů.

Elektrický obvod nabíječky bez použití napěťového transformátoru

Úlohu transformátorů plní kondenzátory, které jsou určeny pro napětí 250V. Obvod by měl obsahovat alespoň 4 kondenzátory, které jsou umístěny paralelně. Ke kondenzátorům jsou paralelně připojeny rezistor a LED. Úlohou rezistoru je tlumit zbytkové napětí po odpojení zařízení od sítě.

Součástí obvodu je také diodový můstek určený pro provoz s proudy do 6A. Můstek je zařazen do obvodu za kondenzátory a na jeho svorky jsou připojeny vodiče vedoucí k nabíjení baterie.

Jak nabíjet baterii z domácího zařízení

Samostatně byste měli pochopit otázku, jak správně nabíjet baterii pomocí domácí nabíječky. K tomu se doporučuje dodržovat následující doporučení:

1. Dodržujte polaritu. Je lepší ještě jednou zkontrolovat polaritu domácího zařízení pomocí multimetru, než „kousat si lokty“, protože příčinou selhání baterie byla chyba vodičů.
2. Netestujte baterii zkratováním kontaktů. Tato metoda pouze „zabije“ zařízení a neoživí jej, jak je uvedeno v mnoha zdrojích.
3. Zařízení by mělo být připojeno k síti 220 V až po připojení výstupních svorek k baterii. Zařízení se vypíná stejným způsobem.
4. Dodržování bezpečnostních opatření, protože práce se provádí nejen s elektřinou, ale také s kyselinou z baterie.
5. Proces nabíjení baterie musí být sledován. Sebemenší porucha může způsobit vážné následky.

Na základě výše uvedených doporučení je třeba dojít k závěru, že domácí zařízení, i když jsou přijatelná, stále nejsou schopna nahradit tovární. Vyrobit si vlastní nabíječku není bezpečné, zvláště pokud si nejste jisti, že to dokážete správně. Materiál představuje nejjednodušší schémata implementace nabíječek pro autobaterie, které budou v domácnosti vždy užitečné.

V elektrotechnice se baterie obvykle nazývají zdroje chemického proudu, které mohou doplňovat a obnovovat spotřebovanou energii aplikací vnějšího elektrického pole.

Zařízení, která dodávají elektřinu deskám baterie, se nazývají nabíječky: uvádějí zdroj proudu do funkčního stavu a nabíjejí jej. Pro správné fungování baterií musíte pochopit principy jejich fungování a nabíječky.

Jak funguje baterie?

Během provozu může zdroj chemického recirkulovaného proudu:

1. napájet připojenou zátěž, např. žárovku, motor, mobilní telefon a další zařízení, spotřebovávat její zásobu elektrické energie;

2. spotřebovávat externí elektřinu k němu připojenou a vynakládat ji na obnovení kapacitní rezervy.

V prvním případě se baterie vybije a ve druhém se nabije. Existuje mnoho konstrukcí baterií, ale principy jejich fungování jsou běžné. Podívejme se na tuto problematiku na příkladu nikl-kadmiových desek umístěných v roztoku elektrolytu.

Slabá baterie

Dva elektrické obvody pracují současně:

1. externí, připojené k výstupním svorkám;

2. vnitřní.

Při vybití žárovky protéká ve vnějším obvodu drátů a vlákna proud, vznikající pohybem elektronů v kovech, a ve vnitřní části se elektrolytem pohybují anionty a kationty.

Oxidy niklu s přidaným grafitem tvoří základ kladně nabité desky a na záporné elektrodě je použita kadmiová houba.

Při vybití baterie se část aktivního kyslíku oxidů niklu přesune do elektrolytu a přesune se na desku s kadmiem, kde jej zoxiduje, čímž se sníží celková kapacita.

Nabíjení baterie

Pro nabíjení se zátěž nejčastěji odebírá z výstupních svorek, i když v praxi se tento způsob používá s připojenou zátěží, např. na baterii jedoucího auta nebo nabitého mobilního telefonu, na kterém probíhá konverzace.

Svorky baterie jsou napájeny napětím z externího zdroje vyššího výkonu. Má vzhled konstantního nebo vyhlazeného, ​​pulzujícího tvaru, přesahuje potenciálový rozdíl mezi elektrodami a je s nimi nasměrován unipolární.

Tato energie způsobí, že vnitřním obvodem baterie protéká proud v opačném směru, než je vybití, kdy jsou částice aktivního kyslíku z kadmiové houby „vytlačeny“ a elektrolytem se vracejí na své původní místo. Díky tomu se obnoví vyčerpaná kapacita.

Během nabíjení a vybíjení se mění chemické složení desek a elektrolyt slouží jako přenosové médium pro průchod aniontů a kationtů. Intenzita procházejícího elektrického proudu ve vnitřním obvodu ovlivňuje rychlost obnovy vlastností desek při nabíjení a rychlost vybíjení.

Zrychlené procesy vedou k rychlému uvolňování plynů a nadměrnému zahřívání, které může deformovat strukturu desek a narušit jejich mechanický stav.

Příliš nízké nabíjecí proudy výrazně prodlužují dobu obnovy využité kapacity. Při častém používání pomalého nabíjení se zvyšuje sulfatace desek a snižuje se kapacita. Pro vytvoření optimálního režimu se proto vždy bere v úvahu zatížení baterie a výkon nabíječky.

Jak funguje nabíječka?

Moderní řada baterií je poměrně rozsáhlá. Pro každý model jsou vybrány optimální technologie, které nemusí být vhodné nebo mohou být škodlivé pro ostatní. Výrobci elektronických a elektrických zařízení experimentálně studují provozní podmínky chemických zdrojů proudu a vytvářejí pro ně vlastní produkty, které se liší vzhledem, designem a výstupními elektrickými charakteristikami.

Nabíjecí struktury pro mobilní elektronická zařízení

Rozměry nabíječek pro mobilní produkty různého výkonu se od sebe výrazně liší. Vytvářejí speciální provozní podmínky pro každý model.

I pro baterie stejného typu AA nebo AAA velikosti různých kapacit se doporučuje použít vlastní dobu nabíjení v závislosti na kapacitě a vlastnostech zdroje proudu. Jeho hodnoty jsou uvedeny v průvodní technické dokumentaci.

Určitá část nabíječek a baterií pro mobilní telefony je vybavena automatickou ochranou, která po dokončení procesu vypne napájení. Sledování jejich práce by však mělo být stále prováděno vizuálně.

Nabíjecí konstrukce pro autobaterie

Technologie nabíjení by měla být dodržována zvláště přesně při použití autobaterií určených pro provoz ve ztížených podmínkách. Například v chladných zimách je třeba je použít k roztočení studeného rotoru spalovacího motoru se zahuštěným mazivem prostřednictvím vloženého elektromotoru – startéru.

Vybité nebo nevhodně připravené baterie tento úkol obvykle nezvládají.

Empirické metody odhalily vztah mezi nabíjecím proudem pro olověné a alkalické baterie. Obecně se uznává, že optimální hodnota nabití (ampér) je 0,1 hodnoty kapacity (ampérhodin) pro první typ a 0,25 pro druhý typ.

Baterie má například kapacitu 25 ampérhodin. Pokud je kyselý, musí být nabit proudem 0,1∙25 = 2,5 A a pro alkalický - 0,25∙25 = 6,25 A. K vytvoření takových podmínek budete muset použít různá zařízení nebo použít jedno univerzální s velké množství funkcí.

Moderní nabíječka pro olověné akumulátory musí podporovat řadu úkolů:

řídit a stabilizovat nabíjecí proud;

vzít v úvahu teplotu elektrolytu a zabránit jeho zahřátí o více než 45 stupňů zastavením napájení.

Schopnost provádět kontrolní a tréninkový cyklus pro kyselinovou baterii automobilu pomocí nabíječky je nezbytnou funkcí, která zahrnuje tři fáze:

1. plně nabijte baterii pro dosažení maximální kapacity;

2. desetihodinové vybíjení proudem 9÷10 % jmenovité kapacity (empirická závislost);

3. dobijte vybitou baterii.

Při provádění CTC se sleduje změna hustoty elektrolytu a doba dokončení druhého stupně. Jeho hodnota se používá k posouzení stupně opotřebení desek a doby zbývající životnosti.

Nabíječky pro alkalické baterie lze použít i v méně složitých provedeních, protože takové zdroje proudu nejsou tak citlivé na podmínky podbití a přebití.

Graf optimálního nabití acidobazických baterií pro automobily ukazuje závislost zesílení kapacity na tvaru změny proudu ve vnitřním obvodu.

Na začátku procesu nabíjení se doporučuje udržovat proud na maximální přípustné hodnotě a poté snížit jeho hodnotu na minimum pro konečné dokončení fyzikálně-chemických reakcí, které obnovují kapacitu.

I v tomto případě je nutné kontrolovat teplotu elektrolytu a zavádět korekce pro okolí.

Úplné dokončení nabíjecího cyklu olověných baterií je řízeno:

obnovte napětí na každé bance na 2,5÷2,6 voltů;

dosažení maximální hustoty elektrolytu, která se přestává měnit;

tvorba prudkého vývinu plynu, když se elektrolyt začne „vařit“;

dosažení kapacity baterie přesahující o 15÷20 % hodnotu udávanou při vybíjení.

Aktuální formuláře nabíječky baterií

Podmínkou nabíjení baterie je, že na její desky musí být přivedeno napětí, které vytváří proud ve vnitřním obvodu v určitém směru. Může:

1. mít konstantní hodnotu;

2. nebo se časem mění podle určitého zákona.

V prvním případě probíhají fyzikálně-chemické procesy vnitřního okruhu beze změny a ve druhém podle navržených algoritmů s cyklickým zvyšováním a snižováním, což vytváří oscilační účinky na anionty a kationty. Nejnovější verze technologie se používá k boji proti sulfataci desek.

Některé časové závislosti nabíjecího proudu jsou znázorněny grafy.

Na pravém dolním obrázku je patrný rozdíl ve tvaru výstupního proudu nabíječe, který pomocí tyristorového řízení omezuje otevírací moment půlcyklu sinusovky. Díky tomu je regulováno zatížení elektrického obvodu.

Přirozeně, mnoho moderních nabíječek může vytvářet jiné formy proudů, které nejsou znázorněny v tomto diagramu.

Principy tvorby obvodů pro nabíječky

K napájení nabíječky se obvykle používá jednofázová 220 voltová síť. Toto napětí je přeměněno na bezpečné nízké napětí, které je přiváděno na vstupní svorky baterie prostřednictvím různých elektronických a polovodičových částí.

Existují tři schémata pro převod průmyslového sinusového napětí v nabíječkách kvůli:

1. použití elektromechanických transformátorů napětí pracujících na principu elektromagnetické indukce;

2. použití elektronických transformátorů;

3. bez použití transformátorových zařízení založených na děličích napětí.

Technicky možná je konverze napětí invertoru, která se stala široce používanou pro frekvenční měniče, které řídí elektromotory. Ale pro nabíjení baterií je to poměrně drahé zařízení.

Nabíjecí obvody s transformátorovým oddělením

Elektromagnetický princip přenosu elektrické energie z primárního vinutí 220 voltů do sekundárního zcela zajišťuje oddělení potenciálů napájecího obvodu od spotřebovaného obvodu, eliminuje jeho kontakt s baterií a poškození při poruchách izolace. Tato metoda je nejbezpečnější.

Výkonové obvody zařízení s transformátorem mají mnoho různých provedení. Níže uvedený obrázek ukazuje tři principy pro vytváření různých proudů výkonových částí z nabíječek pomocí:

1. diodový můstek s kondenzátorem vyhlazujícím zvlnění;

2. diodový můstek bez vyhlazování zvlnění;

3. jediná dioda, která odřízne zápornou půlvlnu.

Každý z těchto obvodů lze použít samostatně, ale většinou je jeden z nich základem, základem pro vytvoření jiného, ​​z hlediska výstupního proudu pohodlnějšího pro obsluhu a ovládání.

Použití sad výkonových tranzistorů s řídicími obvody v horní části obrázku ve schématu umožňuje snížit výstupní napětí na výstupních kontaktech obvodu nabíječky, což zajišťuje regulaci velikosti stejnosměrných proudů procházejících připojenými bateriemi .

Jedna z možností takového provedení nabíječky s regulací proudu je na obrázku níže.

Stejná zapojení ve druhém okruhu umožňují regulovat amplitudu zvlnění a omezovat ji v různých fázích nabíjení.

Stejný průměrný obvod funguje efektivně při nahrazení dvou protilehlých diod v diodovém můstku tyristory, které rovnoměrně regulují sílu proudu v každém střídavém půlcyklu. A odstranění záporných semiharmonik je přiřazeno zbývajícím výkonovým diodám.

Náhrada jediné diody na spodním obrázku za polovodičový tyristor se samostatným elektronickým obvodem pro řídící elektrodu umožňuje snížit proudové impulsy z důvodu jejich pozdějšího rozepínání, čehož se využívá i pro různé způsoby nabíjení akumulátorů.

Jedna z možností implementace takového obvodu je znázorněna na obrázku níže.

Sestavení vlastníma rukama není obtížné. Může být vyroben nezávisle na dostupných dílech a umožňuje nabíjet baterie proudy až 10 ampérů.

Průmyslová verze obvodu nabíječky transformátoru Electron-6 je vyrobena na bázi dvou tyristorů KU-202N. Pro regulaci otevíracích cyklů semiharmonických má každá řídicí elektroda svůj vlastní obvod několika tranzistorů.

Mezi automobilovými nadšenci jsou oblíbená zařízení, která umožňují nejen nabíjení baterií, ale také využití energie 220voltové napájecí sítě k paralelnímu připojení ke startování motoru automobilu. Říká se jim startovací nebo startovací-nabíjení. Mají ještě složitější elektronické a silové obvody.

Obvody s elektronickým transformátorem

Taková zařízení vyrábějí výrobci pro napájení halogenových žárovek s napětím 24 nebo 12 voltů. Jsou relativně levné. Někteří nadšenci se je pokoušejí připojit k nabíjení nízkoenergetických baterií. Tato technologie však nebyla široce testována a má značné nevýhody.

Nabíjecí obvody bez oddělení transformátoru

Když je ke zdroji proudu zapojeno několik zátěží v sérii, celkové vstupní napětí se rozdělí na dílčí části. Díky této metodě fungují děliče, které vytvářejí úbytek napětí na určitou hodnotu na pracovním prvku.

Tento princip se používá k vytvoření četných RC nabíječek pro baterie s nízkou spotřebou. Vzhledem k malým rozměrům součástek jsou zabudovány přímo uvnitř svítilny.

Vnitřní elektrický obvod je kompletně umístěn v továrně izolovaném krytu, který zabraňuje lidskému kontaktu s potenciálem sítě během nabíjení.

Mnoho experimentátorů se snaží implementovat stejný princip pro nabíjení autobaterií a navrhuje schéma připojení z domácí sítě přes sestavu kondenzátoru nebo žárovku s výkonem 150 wattů a procházející proudovými impulsy stejné polarity.

Podobné návrhy lze nalézt na stránkách kutilů, kteří chválí jednoduchost obvodu, levnost dílů a schopnost obnovit kapacitu vybité baterie.

Ale mlčí o tom, že:

otevřené vedení 220 představuje ;

Vlákno žárovky pod napětím se zahřívá a mění svůj odpor podle zákona nepříznivého pro průchod optimálních proudů baterií.

Při zapnutí pod zátěží procházejí studeným závitem a celým sériově zapojeným řetězcem velmi velké proudy. Navíc nabíjení by mělo být dokončeno malými proudy, což se také nedělá. Proto baterie, která byla podrobena několika sériím takových cyklů, rychle ztrácí svou kapacitu a výkon.

Naše rada: tuto metodu nepoužívejte!

Nabíječky jsou vytvořeny pro práci s určitými typy baterií s ohledem na jejich vlastnosti a podmínky pro obnovení kapacity. Při používání univerzálních multifunkčních zařízení byste měli zvolit režim nabíjení, který optimálně vyhovuje konkrétní baterii.

Na fotografii je domácí automatická nabíječka pro nabíjení 12 V autobaterií s proudem až 8 A, sestavená v pouzdře z milivoltmetru B3-38.

Proč potřebujete nabíjet autobaterii?
nabíječka

Baterie v autě se nabíjí pomocí elektrického generátoru. Pro ochranu elektrických zařízení a přístrojů před zvýšeným napětím generovaným autogenerátorem je za ním instalován relé-regulátor, který omezuje napětí v palubní síti vozu na 14,1 ± 0,2 V. K plnému nabití baterie slouží napětí minimálně 14,5 je vyžadováno IN.

Není tedy možné plně nabít baterii z generátoru a před nástupem chladného počasí je nutné baterii dobít z nabíječky.

Analýza nabíjecích obvodů

Schéma výroby nabíječky z napájecího zdroje počítače vypadá atraktivně. Strukturální schémata počítačových napájecích zdrojů jsou stejná, ale elektrická jsou odlišná a modifikace vyžaduje vysokou kvalifikaci radiotechniky.

Zaujal mě kondenzátorový obvod nabíječky, účinnost je vysoká, nevytváří teplo, poskytuje stabilní nabíjecí proud bez ohledu na stav nabití baterie a výkyvy v napájecí síti a nebojí se výstupu zkraty. Má to ale i nevýhodu. Pokud během nabíjení dojde ke ztrátě kontaktu s baterií, napětí na kondenzátorech se několikanásobně zvýší (kondenzátory a transformátor tvoří s frekvencí sítě rezonanční oscilační obvod) a dojde k jejich proražení. Bylo potřeba odstranit pouze tento jeden nedostatek, což se mi podařilo.

Výsledkem byl obvod nabíječky bez výše uvedených nevýhod. Již více než 16 let s ním nabíjím jakékoliv kyselinové baterie 12 V. Zařízení funguje bezchybně.

Schéma nabíječky do auta

Přes zdánlivou složitost je obvod domácí nabíječky jednoduchý a skládá se pouze z několika kompletních funkčních jednotek.

Pokud se vám zdá obvod k opakování komplikovaný, můžete si sestavit další, který funguje na stejném principu, ale bez funkce automatického vypnutí při plném nabití baterie.

Obvod omezovače proudu na předřadných kondenzátorech

U autonabíječky kondenzátorů je regulace velikosti a stabilizace nabíjecího proudu baterie zajištěna zapojením předřadných kondenzátorů C4-C9 do série s primárním vinutím výkonového transformátoru T1. Čím větší je kapacita kondenzátoru, tím větší je nabíjecí proud baterie.

V praxi se jedná o kompletní verzi nabíječky, za diodový můstek můžete připojit baterii a nabíjet ji, ale spolehlivost takového obvodu je nízká. Pokud dojde k přerušení kontaktu s kontakty baterie, kondenzátory mohou selhat.

Kapacitu kondenzátorů, která závisí na velikosti proudu a napětí na sekundárním vinutí transformátoru, lze přibližně určit podle vzorce, ale je jednodušší se orientovat pomocí údajů v tabulce.

Pro regulaci proudu za účelem snížení počtu kondenzátorů je lze zapojit paralelně ve skupinách. Moje přepínání se provádí pomocí dvoutyčového přepínače, ale můžete nainstalovat několik přepínačů.

Ochranný obvod
z nesprávného připojení pólů baterie

Ochranný obvod proti přepólování nabíječky v případě nesprávného připojení baterie na svorky se provádí pomocí relé P3. Pokud je baterie připojena nesprávně, diodou VD13 neprochází proud, relé je bez napětí, kontakty relé K3.1 jsou rozpojené a na svorky baterie neteče žádný proud. Při správném zapojení se aktivuje relé, sepnou se kontakty K3.1 a baterie se připojí k nabíjecímu obvodu. Tento ochranný obvod proti přepólování lze použít s jakýmkoliv nabíječem, tranzistorovým i tyristorovým. Stačí jej připojit k přerušení vodičů, kterými je baterie připojena k nabíječce.

Obvod pro měření proudu a napětí nabíjení baterie

Díky přítomnosti spínače S3 ve výše uvedeném schématu je možné při nabíjení baterie ovládat nejen velikost nabíjecího proudu, ale i napětí. V horní poloze S3 se měří proud, v dolní poloze se měří napětí. Není-li nabíječka připojena k síti, voltmetr zobrazí napětí baterie, a když se baterie nabíjí, nabíjecí napětí. Jako hlavice je použit mikroampérmetr M24 s elektromagnetickým systémem. R17 obchází hlavu v režimu měření proudu a R18 slouží jako dělič při měření napětí.

Obvod automatického vypnutí nabíječky
když je baterie plně nabitá

Pro napájení operačního zesilovače a vytvoření referenčního napětí je použit stabilizační čip DA1 typu 142EN8G 9V. Tento mikroobvod nebyl vybrán náhodou. Když se teplota tělesa mikroobvodu změní o 10º, výstupní napětí se nezmění o více než setiny voltu.

Systém pro automatické vypínání nabíjení při dosažení napětí 15,6 V je proveden na polovině čipu A1.1. Pin 4 mikroobvodu je připojen na dělič napětí R7, R8 ze kterého je na něj přiváděno referenční napětí 4,5 V. Pin 4 mikroobvodu je připojen k dalšímu děliči pomocí rezistorů R4-R6, rezistor R5 je ladicí rezistor k nastavte provozní práh stroje. Hodnota odporu R9 nastavuje práh pro zapnutí nabíječky na 12,54 V. Díky použití diody VD7 a rezistoru R9 je zajištěna potřebná hystereze mezi zapínacím a vypínacím napětím nabíjení baterie.

Schéma funguje následovně. Při připojení autobaterie k nabíječce, jejíž napětí na svorkách je menší než 16,5 V, se na pinu 2 mikroobvodu A1.1 ustaví napětí dostatečné k otevření tranzistoru VT1, tranzistor se otevře a sepne relé P1, spojí kontakty K1.1 do sítě přes blok kondenzátorů primární vinutí transformátoru a začíná nabíjení baterie.

Jakmile nabíjecí napětí dosáhne 16,5 V, napětí na výstupu A1.1 klesne na hodnotu nedostatečnou k udržení tranzistoru VT1 v otevřeném stavu. Relé se vypne a kontakty K1.1 propojí transformátor přes záložní kondenzátor C4, při kterém bude nabíjecí proud roven 0,5 A. Obvod nabíječky bude v tomto stavu, dokud napětí na baterii neklesne na 12,54 V Jakmile bude napětí nastaveno na 12,54 V, relé se opět zapne a nabíjení bude pokračovat stanoveným proudem. V případě potřeby je možné vypnout automatický řídicí systém pomocí spínače S2.

Systém automatického sledování nabíjení baterie tedy eliminuje možnost přebití baterie. Baterii lze ponechat připojenou k přiložené nabíječce minimálně celý rok. Tento režim je relevantní pro motoristy, kteří jezdí pouze v létě. Po skončení závodní sezóny můžete baterii připojit k nabíječce a vypnout ji až na jaře. I když dojde k výpadku proudu, po jeho návratu bude nabíječka pokračovat v nabíjení baterie jako obvykle.

Princip činnosti obvodu pro automatické vypnutí nabíječky v případě přepětí v důsledku nedostatku zátěže nasbírané na druhé polovině operačního zesilovače A1.2 je stejný. Pouze práh pro úplné odpojení nabíječky od napájecí sítě je nastaven na 19 V. Pokud je nabíjecí napětí menší než 19 V, je napětí na výstupu 8 ​​čipu A1.2 dostatečné k udržení tranzistoru VT2 v otevřeném stavu , ve kterém je napětí přivedeno na relé P2. Jakmile nabíjecí napětí překročí 19 V, tranzistor se sepne, relé uvolní kontakty K2.1 a napájení nabíječky se zcela zastaví. Jakmile je baterie připojena, bude napájet automatizační obvod a nabíječka se okamžitě vrátí do provozního stavu.

Konstrukce automatické nabíječky

Všechny části nabíječky jsou umístěny v pouzdře miliampérmetru V3-38, ze kterého byl vyjmut veškerý jeho obsah, kromě ukazovacího zařízení. Instalace prvků, s výjimkou automatizačního obvodu, se provádí pomocí kloubové metody.

Konstrukce pouzdra miliampérmetru se skládá ze dvou obdélníkových rámů spojených čtyřmi rohy. V rozích jsou vytvořeny otvory se stejnou roztečí, ke kterým je vhodné připevnit díly.

Výkonový transformátor TN61-220 je upevněn čtyřmi šrouby M4 na hliníkové destičce tloušťky 2 mm, destička je zase připevněna šrouby M3 ke spodním rohům skříně. Výkonový transformátor TN61-220 je upevněn čtyřmi šrouby M4 na hliníkové destičce tloušťky 2 mm, destička je zase připevněna šrouby M3 ke spodním rohům skříně. C1 je také instalován na této desce. Na fotografii je pohled na nabíječku zespodu.

V horních rozích skříně je také připevněna sklolaminátová deska o tloušťce 2 mm a na ní jsou přišroubovány kondenzátory C4-C9 a relé P1 a P2. Do těchto rohů je také přišroubován plošný spoj, na kterém je připájen obvod automatického řízení dobíjení baterie. Ve skutečnosti není počet kondenzátorů šest, jako na schématu, ale 14, protože pro získání kondenzátoru požadované hodnoty bylo nutné je zapojit paralelně. Kondenzátory a relé jsou připojeny ke zbytku obvodu nabíječky pomocí konektoru (na fotografii výše modrý), což usnadnilo přístup k dalším prvkům při instalaci.

Na vnější straně zadní stěny je instalován žebrovaný hliníkový chladič pro chlazení výkonových diod VD2-VD5. Dále je zde 1A pojistka Pr1 a zástrčka (převzatá ze zdroje počítače) pro napájení.

Výkonové diody nabíječky jsou zajištěny pomocí dvou upínacích lišt k chladiči uvnitř pouzdra. Za tímto účelem je v zadní stěně pouzdra vytvořen obdélníkový otvor. Toto technické řešení nám umožnilo minimalizovat množství tepla generovaného uvnitř skříně a ušetřit místo. Vývody diod a napájecí vodiče jsou připájeny na volný pásek z fóliového sklolaminátu.

Na fotografii je pohled na podomácku vyrobenou nabíječku na pravé straně. Instalace elektrického obvodu se provádí barevnými vodiči, střídavým napětím - hnědé, kladné - červené, záporné - modré vodiče. Průřez vodičů vycházejících ze sekundárního vinutí transformátoru ke svorkám pro připojení baterie musí být minimálně 1 mm2.

Ampérmetrový bočník je kus vysokoodporového konstantanového drátu o délce asi centimetr, jehož konce jsou zataveny v měděných proužcích. Délka bočníku se volí při kalibraci ampérmetru. Vzal jsem drát z bočníku spáleného testeru ukazatele. Jeden konec měděných pásků je připájen přímo ke kladné výstupní svorce, na druhý pásek je připájen silný vodič vycházející z kontaktů relé P3. Žlutý a červený vodič jdou k ukazovacímu zařízení ze bočníku.

Deska s plošnými spoji automatizační jednotky nabíječky

Obvod pro automatickou regulaci a ochranu proti chybnému připojení akumulátoru k nabíječce je připájen na plošném spoji z fóliového sklolaminátu.

Fotografie ukazuje vzhled sestaveného obvodu. Provedení desky plošných spojů pro obvod automatického ovládání a ochrany je jednoduché, otvory jsou vyrobeny s roztečí 2,5 mm.

Na fotografii výše je pohled na desku plošných spojů ze strany instalace s díly označenými červeně. Tento výkres je vhodný při sestavování desky s plošnými spoji.

Výše uvedený nákres desky s plošnými spoji bude užitečný při výrobě pomocí technologie laserové tiskárny.

A tento výkres desky s plošnými spoji bude užitečný při ručním nanášení proudových drah desky s plošnými spoji.

Stupnice ručkového přístroje milivoltmetru V3-38 neodpovídala požadovaným měřením, takže jsem si musel na počítači nakreslit vlastní verzi, vytisknout ji na silný bílý papír a moment nalepit na standardní stupnici lepidlem.

Díky větší velikosti měřítka a kalibraci přístroje v oblasti měření byla přesnost odečítání napětí 0,2 V.

Vodiče pro připojení nabíječky k baterii a síťovým svorkám

Vodiče pro připojení autobaterie k nabíječce jsou na jedné straně opatřeny krokosvorkami a na druhé straně dělenými konci. Červený vodič je vybrán pro připojení kladného pólu baterie a modrý vodič je vybrán pro připojení záporného pólu. Průřez vodičů pro připojení k bateriovému zařízení musí být alespoň 1 mm2.

Nabíječka se připojuje k elektrické síti pomocí univerzálního kabelu se zástrčkou a zásuvkou, jak se používá pro připojení počítačů, kancelářské techniky a dalších elektrospotřebičů.

O součástech nabíječky

Výkonový transformátor T1 je použit typ TN61-220, jehož sekundární vinutí jsou zapojena do série, jak je znázorněno na schématu. Vzhledem k tomu, že účinnost nabíječky je minimálně 0,8 a nabíjecí proud obvykle nepřesahuje 6 A, vystačí si s jakýmkoliv transformátorem o výkonu 150 wattů. Sekundární vinutí transformátoru by mělo poskytovat napětí 18-20 V při zatěžovacím proudu až 8 A. Pokud není hotový transformátor, můžete vzít jakýkoli vhodný výkon a převinout sekundární vinutí. Počet závitů sekundárního vinutí transformátoru můžete vypočítat pomocí speciální kalkulačky.

Kondenzátory C4-C9 typ MBGCh pro napětí minimálně 350 V. Můžete použít kondenzátory jakéhokoli typu určené pro provoz ve střídavých obvodech.

Diody VD2-VD5 jsou vhodné pro jakýkoli typ, dimenzované na proud 10 A. VD7, VD11 - libovolné pulzní křemíkové. VD6, VD8, VD10, VD5, VD12 a VD13 jsou jakékoli, které snesou proud 1 A. LED VD1 je libovolná, VD9 jsem použil typ KIPD29. Charakteristickým rysem této LED je, že mění barvu při změně polarity připojení. K jeho sepnutí slouží kontakty K1.2 relé P1. Při nabíjení hlavním proudem svítí LED žlutě a při přepnutí do režimu nabíjení baterie svítí zeleně. Místo binární LED můžete nainstalovat libovolné dvě jednobarevné LED tak, že je zapojíte podle níže uvedeného schématu.

Zvolený operační zesilovač je KR1005UD1, analog zahraničního AN6551. Takové zesilovače byly použity ve zvukové a obrazové jednotce videorekordéru VM-12. Na zesilovači je dobré, že nevyžaduje bipolární napájení ani korekční obvody a zůstává funkční při napájecím napětí 5 až 12 V. Lze jej nahradit téměř jakýmkoli podobným. Například LM358, LM258, LM158 jsou dobré pro výměnu mikroobvodů, ale jejich číslování kolíků je jiné a budete muset provést změny v návrhu desky s plošnými spoji.

Relé P1 a P2 jsou libovolná pro napětí 9-12 V a kontakty určené pro spínací proud 1 A. P3 pro napětí 9-12 V a spínací proud 10 A, například RP-21-003. Pokud je v relé několik skupin kontaktů, je vhodné je pájet paralelně.

Spínač S1 libovolného typu, určený pro provoz při napětí 250 V a mající dostatečný počet spínacích kontaktů. Pokud nepotřebujete krok regulace proudu 1 A, můžete nainstalovat několik pákových přepínačů a nastavit nabíjecí proud řekněme 5 A a 8 A. Pokud nabíjíte pouze autobaterie, pak je toto řešení zcela opodstatněné. Spínač S2 se používá k deaktivaci systému řízení úrovně nabití. Pokud je baterie nabíjena vysokým proudem, systém může fungovat ještě před úplným nabitím baterie. V takovém případě můžete systém vypnout a pokračovat v nabíjení ručně.

Vhodná je jakákoliv elektromagnetická hlavice pro měřič proudu a napětí s celkovou odchylkou proudu 100 μA, například typ M24. Pokud není potřeba měřit napětí, ale pouze proud, můžete nainstalovat hotový ampérmetr určený pro maximální konstantní měřicí proud 10 A a sledovat napětí externím číselníkem nebo multimetrem připojením k baterii kontakty.

Nastavení jednotky automatického nastavení a ochrany automatické řídicí jednotky

Pokud je deska správně sestavena a všechny rádiové prvky jsou v dobrém provozním stavu, obvod bude fungovat okamžitě. Zbývá pouze nastavit práh napětí pomocí rezistoru R5, po jehož dosažení se nabíjení baterie přepne do režimu nabíjení nízkým proudem.

Nastavení lze provést přímo během nabíjení baterie. Ale přesto je lepší hrát na jistotu a před instalací do krytu zkontrolovat a nakonfigurovat automatický řídicí a ochranný obvod automatické řídicí jednotky. K tomu budete potřebovat stejnosměrný zdroj, který má schopnost regulovat výstupní napětí v rozsahu od 10 do 20 V, určený pro výstupní proud 0,5-1 A. Co se týče měřicích přístrojů, budete potřebovat jakékoliv voltmetr, pointer tester nebo multimetr určený k měření stejnosměrného napětí, s limitem měření od 0 do 20 V.

Kontrola stabilizátoru napětí

Po instalaci všech dílů na desku plošných spojů je potřeba přivést napájecí napětí 12-15 V ze zdroje na společný vodič (mínus) a pin 17 čipu DA1 (plus). Změnou napětí na výstupu zdroje z 12 na 20 V je potřeba pomocí voltmetru zajistit, aby napětí na výstupu 2 čipu stabilizátoru napětí DA1 bylo 9 V. Pokud je napětí jiné nebo se mění, pak je DA1 vadný.

Mikroobvody řady K142EN a analogy mají ochranu proti zkratu na výstupu a pokud zkratujete jeho výstup na společný vodič, mikroobvod vstoupí do ochranného režimu a neselže. Pokud test ukáže, že napětí na výstupu mikroobvodu je 0, neznamená to vždy, že je vadný. Je docela možné, že mezi drahami desky plošných spojů je zkrat nebo je vadný některý z rádiových prvků ve zbytku obvodu. Pro kontrolu mikroobvodu stačí odpojit jeho pin 2 od desky a pokud se na něm objeví 9 V, znamená to, že mikroobvod funguje a je nutné najít a odstranit zkrat.

Kontrola systému přepěťové ochrany

Princip činnosti obvodu jsem se rozhodl začít popisovat jednodušší částí obvodu, která nepodléhá přísným normám provozního napětí.

Funkci odpojení nabíječky od sítě v případě odpojení baterie plní část obvodu sestavená na operačním diferenciálním zesilovači A1.2 (dále jen operační zesilovač).

Princip činnosti operačního diferenciálního zesilovače

Bez znalosti principu činnosti operačního zesilovače je obtížné porozumět fungování obvodu, takže uvedu stručný popis. Operační zesilovač má dva vstupy a jeden výstup. Jeden ze vstupů, který je ve schématu označen znaménkem „+“, se nazývá neinvertující a druhý vstup, který je označen znaménkem „–“ nebo kroužkem, se nazývá invertující. Slovo diferenční operační zesilovač znamená, že napětí na výstupu zesilovače závisí na rozdílu napětí na jeho vstupech. V tomto zapojení je operační zesilovač zapnut bez zpětné vazby, v režimu komparátoru – porovnávání vstupních napětí.

Pokud tedy napětí na jednom ze vstupů zůstane nezměněno a na druhém se změní, pak v okamžiku průchodu bodem rovnosti napětí na vstupech se napětí na výstupu zesilovače náhle změní.

Testování obvodu přepěťové ochrany

Vraťme se ke schématu. Neinvertující vstup zesilovače A1.2 (vývod 6) je připojen k napěťovému děliči namontovanému přes odpory R13 a R14. Tento dělič je připojen na stabilizované napětí 9 V a proto se napětí v místě připojení rezistorů nikdy nemění a je 6,75 V. Druhý vstup operačního zesilovače (pin 7) je připojen na druhý dělič napětí, namontované na rezistorech R11 a R12. Tento dělič napětí je připojen ke sběrnici, kterou protéká nabíjecí proud a napětí na něm se mění v závislosti na velikosti proudu a stavu nabití baterie. Proto se odpovídajícím způsobem změní i hodnota napětí na pinu 7. Odpory děliče se volí tak, že když se nabíjecí napětí baterie změní z 9 na 19 V, napětí na kolíku 7 bude menší než na kolíku 6 a napětí na výstupu operačního zesilovače (kolík 8) bude vyšší. než 0,8 V a blízko napájecího napětí operačního zesilovače. Tranzistor se rozepne, napětí bude přivedeno na vinutí relé P2 a sepne kontakty K2.1. Výstupní napětí také sepne diodu VD11 a rezistor R15 se nebude podílet na činnosti obvodu.

Jakmile nabíjecí napětí překročí 19 V (k tomu může dojít pouze při odpojení baterie od výstupu nabíječky), napětí na kolíku 7 se zvýší než na kolíku 6. V tomto případě bude napětí na op- výstup zesilovače se náhle sníží na nulu. Tranzistor se sepne, relé ztratí napájení a rozpojí se kontakty K2.1. Napájecí napětí do RAM bude přerušeno. V okamžiku, kdy je napětí na výstupu operačního zesilovače nulové, otevře se dioda VD11 a tím je R15 zapojen paralelně k R14 děliče. Napětí na kolíku 6 se okamžitě sníží, což eliminuje falešné pozitivy, když jsou napětí na vstupech operačního zesilovače stejná kvůli zvlnění a rušení. Změnou hodnoty R15 můžete změnit hysterezi komparátoru, tedy napětí, při kterém se obvod vrátí do původního stavu.

Když je baterie připojena k RAM, napětí na kolíku 6 bude opět nastaveno na 6,75 V a na kolíku 7 bude nižší a obvod začne normálně fungovat.

Pro kontrolu činnosti obvodu stačí změnit napětí na napájecím zdroji z 12 na 20 V a místo relé P2 připojit voltmetr pro sledování jeho údajů. Když je napětí menší než 19 V, voltmetr by měl ukazovat napětí 17-18 V (část napětí na tranzistoru klesne), a pokud je vyšší, tak nulu. Stále je vhodné připojit vinutí relé k obvodu, pak bude zkontrolována nejen funkce obvodu, ale také jeho funkčnost a kliknutím na relé bude možné ovládat provoz automatizace bez voltmetr.

Pokud obvod nefunguje, musíte zkontrolovat napětí na vstupech 6 a 7, na výstupu operačního zesilovače. Pokud se napětí liší od výše uvedených napětí, musíte zkontrolovat hodnoty rezistorů odpovídajících děličů. Pokud dělicí odpory a dioda VD11 fungují, pak je operační zesilovač vadný.

Pro kontrolu obvodu R15, D11 stačí odpojit jednu ze svorek těchto prvků, obvod bude fungovat pouze bez hystereze, to znamená, že se zapíná a vypíná při stejném napětí dodávaném ze zdroje. Tranzistor VT12 lze snadno zkontrolovat odpojením jednoho z pinů R16 a sledováním napětí na výstupu operačního zesilovače. Pokud se napětí na výstupu operačního zesilovače mění správně a relé je vždy zapnuto, znamená to, že mezi kolektorem a emitorem tranzistoru došlo k poruše.

Kontrola vypínacího obvodu baterie, když je plně nabitá

Princip činnosti operačního zesilovače A1.1 se neliší od činnosti A1.2, s výjimkou možnosti změnit prahovou hodnotu pro přerušení napětí pomocí trimovacího rezistoru R5.

Pro kontrolu funkce A1.1 se napájecí napětí dodávané ze zdroje plynule zvyšuje a snižuje v rozmezí 12-18 V. Když napětí dosáhne 15,6 V, relé P1 by se mělo vypnout a kontakty K1.1 přepnou nabíječku na nízký proud nabíjecí režim přes kondenzátor C4. Při poklesu napětí pod 12,54 V by se mělo relé sepnout a přepnout nabíječku do nabíjecího režimu proudem o dané hodnotě.

Spínací prahové napětí 12,54 V lze upravit změnou hodnoty odporu R9, není to však nutné.

Pomocí spínače S2 je možné deaktivovat automatický provozní režim přímým sepnutím relé P1.

Obvod nabíječky kondenzátoru
bez automatického vypnutí

Pro ty, kteří nemají dostatečné zkušenosti se sestavováním elektronických obvodů nebo nepotřebují po nabití baterie automaticky vypínat nabíječku, nabízím zjednodušenou verzi schématu nabíjení kyselinových autobaterií. Charakteristickým rysem obvodu je snadnost opakování, spolehlivost, vysoká účinnost a stabilní nabíjecí proud, ochrana proti nesprávnému připojení baterie a automatické pokračování nabíjení při výpadku napájecího napětí.

Princip stabilizace nabíjecího proudu zůstává nezměněn a je zajištěn zapojením bloku kondenzátorů C1-C6 do série se síťovým transformátorem. K ochraně před přepětím na vstupním vinutí a kondenzátorech se používá jeden z párů normálně otevřených kontaktů relé P1.

Při nepřipojeném akumulátoru jsou kontakty relé P1 K1.1 a K1.2 rozepnuté a i když je nabíječka připojena ke zdroji, do obvodu neteče proud. Totéž se stane, pokud baterii připojíte nesprávně podle polarity. Při správném připojení baterie proud z ní teče přes diodu VD8 do vinutí relé P1, relé je aktivováno a jeho kontakty K1.1 a K1.2 jsou sepnuty. Přes uzavřené kontakty K1.1 je síťové napětí přiváděno do nabíječky a přes K1.2 je přiváděn nabíjecí proud do baterie.

Na první pohled se zdá, že reléové kontakty K1.2 nejsou potřeba, ale pokud tam nejsou, pak pokud je baterie připojena nesprávně, proud poteče z kladné svorky baterie přes zápornou svorku nabíječky, pak přes diodový můstek a poté přímo na záporný pól baterie a diod selže nabíjecí můstek.

Navržený jednoduchý obvod pro nabíjení akumulátorů lze snadno přizpůsobit pro nabíjení akumulátorů napětím 6 V nebo 24 V. Stačí vyměnit relé P1 za odpovídající napětí. Pro nabíjení 24V baterií je nutné zajistit výstupní napětí ze sekundárního vinutí transformátoru T1 minimálně 36V.

Na přání může být obvod jednoduché nabíječky doplněn o zařízení pro indikaci nabíjecího proudu a napětí, které se zapíná jako v obvodu automatické nabíječky.

Jak nabíjet autobaterii
automatická domácí paměť

Před nabíjením je třeba baterii vyjmutou z vozu očistit od nečistot a její povrchy otřít vodným roztokem sody, aby se odstranily zbytky kyseliny. Pokud je na povrchu kyselina, pak vodný roztok sody pění.

Pokud má baterie zátky pro plnění kyseliny, pak je nutné všechny zátky odšroubovat, aby plyny vznikající v baterii při nabíjení mohly volně unikat. Je bezpodmínečně nutné zkontrolovat hladinu elektrolytu, a pokud je nižší, než je požadováno, přidejte destilovanou vodu.

Dále je třeba nastavit nabíjecí proud pomocí přepínače S1 na nabíječce a připojit baterii, dodržujte polaritu (kladný pól baterie musí být připojen ke kladnému pólu nabíječky) k jejím svorkám. Pokud je spínač S3 v dolní poloze, šipka na nabíječce okamžitě ukáže napětí, které baterie produkuje. Jediné, co musíte udělat, je zapojit napájecí kabel do zásuvky a proces nabíjení baterie začne. Voltmetr již začne ukazovat nabíjecí napětí.

V dnešní době existuje poměrně hodně různých zařízení na baterie. A je to ještě nepříjemnější, když v nejméně vhodnou chvíli naše zařízení přestane fungovat, protože baterie jsou jednoduše vybité a jejich nabití nestačí pro normální fungování zařízení.

Pokaždé koupit nové baterie je poměrně drahé, ale pokusit se vyrobit domácí zařízení pro nabíjení prstových baterií vlastníma rukama stojí za to.

Mnoho řemeslníků poznamenává, že je vhodnější nabíjet takové baterie (AA nebo AAA) stejnosměrným proudem, protože tento režim je nejvýhodnější z hlediska bezpečnosti pro samotné baterie. Obecně platí, že přenesený nabíjecí výkon ze sítě je asi 1,2-1,6krát větší než kapacita samotné baterie. Například nikl-kadmiová baterie s kapacitou 1A/h se bude nabíjet proudem 1,6A/h. Navíc čím nižší je daný výkon, tím lépe pro proces nabíjení.

V moderním světě existuje poměrně mnoho domácích spotřebičů vybavených speciálním časovačem, který odpočítává určitou dobu a poté signalizuje její konec. Při výrobě vlastního zařízení pro nabíjení AA baterií Tuto technologii můžete také použít, který vás upozorní na dokončení procesu nabíjení baterie.

AA je zařízení, které generuje stejnosměrný proud, nabíjí se výkonem až 3 A/h. Při výrobě bylo použito nejběžnější, až klasické schéma, které vidíte níže. Základem je v tomto případě tranzistor VT1.

Napětí na tomto tranzistoru je indikováno červenou LED VD5, která funguje jako indikátor připojení zařízení k síti. Rezistor R1 nastavuje určitý výkon proudů procházejících touto LED, v důsledku čehož napětí v něm kolísá. Hodnota kolektorového proudu je tvořena odporem od R2 do R5, které jsou součástí VT2 - tzv. „emitorový obvod“. Zároveň změnou hodnot odporu můžete ovládat stupeň nabití. R2 je trvale připojen k VT1, nastavuje konstantní proud s minimální hodnotou 70 mA. Pro zvýšení nabíjecího výkonu je nutné zapojit zbývající odpory, tzn. R3, R4 a R5.

Přečtěte si také: Výroba jednoduchého převodníku 12V - 220V vlastníma rukama

To stojí za zmínku Nabíječka funguje pouze po připojení baterií.

Po připojení zařízení k síti se na rezistoru R2 objeví určité napětí, které se přenese na tranzistor VT2. Poté proud teče dále, v důsledku čehož LED VD7 začne intenzivně hořet.

Příběh o podomácku vyrobeném zařízení

Nabíjení z USB portu

Můžete si vyrobit nabíječku pro nikl-kadmiové baterie založené na běžném USB portu. Zároveň se budou nabíjet proudem přibližně 100 mA. Schéma bude v tomto případě následující:

V současné době se v obchodech prodává poměrně mnoho různých nabíječek, ale jejich cena může být poměrně vysoká. Vzhledem k tomu, že hlavním smyslem různých domácích produktů je právě úspora peněz, je v tomto případě ještě vhodnější vlastní montáž.

Tento obvod lze upravit přidáním dalšího obvodu pro nabíjení dvojice AA baterií. Zde je to, čím jsme skončili:

Aby to bylo jasnější, zde jsou součásti, které byly použity během procesu montáže:

Je jasné, že se neobejdeme bez základního nářadí, takže před zahájením montáže se musíte ujistit, že máte vše, co potřebujete:

• páječka;
• pájka;
• tavidlo;
• tester;
• pinzeta;
• různé šroubováky a nůž.

Přečtěte si také: Pojďme se dozvědět vše o snižovacích transformátorech 220-12 voltů

Zajímavý materiál o vlastní výrobě, doporučujeme prohlédnout

Pro kontrolu výkonu našich rádiových komponent je nutný tester. Chcete-li to provést, musíte porovnat jejich odpor a poté jej zkontrolovat s nominální hodnotou.

K sestavení budeme potřebovat také pouzdro a přihrádku na baterie. Ten lze vzít z dětského simulátoru Tetris a tělo lze vyrobit z obyčejného plastového pouzdra (6,5 cm/4,5 cm/2 cm).

Přihrádku na baterie připevníme k pouzdru pomocí šroubů. Deska z konzole Dandy, kterou je potřeba vyříznout, se skvěle hodí jako základ pro obvod. Odstraníme všechny nepotřebné komponenty a ponecháme pouze zásuvku. Dalším krokem je připájení všech dílů na základě našeho schématu.

Napájecí kabel k zařízení lze vzít z běžného kabelu počítačové myši s USB vstupem a také část napájecího kabelu se zástrčkou. Při pájení je nutné důsledně dodržovat polaritu, tzn. pájka plus na plus atd. Připojíme kabel k USB a zkontrolujeme napětí dodávané do zástrčky. Tester by měl ukazovat 5V.