Încărcător inteligent pentru baterii alcaline: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Ați calculat numărul de baterii alcaline pe care le aruncăm în fiecare an, în întreaga lume. Este enorm …!

Piața bateriilor din Franța este de 600 de milioane de unități vândute în fiecare an, 25 000 de tone și 0,5% din deșeurile menajere. Potrivit Ademe, acest număr este de 1 miliard și 90 de milioane pentru baterii … 80% din baterii nu sunt reciclate în Europa în 2009.

În Franța, în 2006, 2 din 3 grămezi au ajuns la coșul de gunoi: doar 9 000 de tone de baterii uzate au fost colectate în timp ce în același timp au fost vândute 30 000 de tone de baterii noi. 80% din bateriile utilizate în Europa în 2009 nu sunt reciclate!

Cu toții trebuie să facem ceva pentru a face această schimbare … de exemplu, pentru a începe prin reducerea numărului de baterii alcaline utilizate.

Acum câțiva ani, am găsit un document de la un producător francez „Wonder” de baterii alcaline care mă surprinsese. El a explicat cum să le reîncărcați de mai multe ori … halucinați. Iată-l.

În rezumat, iată ce trebuie să respectați pentru a reîncărca o baterie alcalină:

• Tensiunea terminală trebuie să fie mai mare de 1,25V pentru o baterie de 1,5V.
• Bateria trebuie descărcată doar parțial (20-30%) pentru a crește durata de viață și este posibil numărul de reîncărcare.
• La încărcare, tensiunea la bornele bateriei nu trebuie să depășească 1,7V.
• Curentul de încărcare nu trebuie să depășească C / 15. „C” este capacitatea teoretică a bateriei. de exemplu C = 1100mAh pentru o baterie R6.

• O duzină de reîncărcare posibilă dacă acest punct este respectat.

În 2017, am avut destule să arunc bateriile folosite în jucăriile copiilor mei mici. Așa că am început să testez bateriile încărcătoarelor (nr. 1 și nr. 2) pentru așa-numitele baterii alcaline. Dar niciunul dintre ei nu a îndeplinit condițiile de încărcare explicate în documentul producătorului Wonder. În cele din urmă, bateriile reîncărcate de aceste încărcătoare au fost bune de aruncat.

Nu aveam de ales atunci. A trebuit să concep unul singur.

Pasul 1: Funcțiile pe care trebuie să le îndeplinească

• Încărcați 4 baterii alcaline 1,5v AA și AAA 1,5v.
• Limitați încărcarea la 1,7V per element.
• Curent de încărcare C / 15, aproximativ 80mAh pentru o baterie de 1200mAh / 1,5V.
• Detectați dacă bateria poate fi reîncărcată.
• Detectați dacă bateria este complet încărcată.
• Ca bonus, transmiteți tensiunile bateriilor prin link serial.

Pasul 2: Cutia

Am folosit o cutie cu 4 baterii cel mai ieftin posibil, găsită pe Aliexpress pentru a folosi sistemul său mecanic de fixare a bateriilor și a LED-urilor.

PCB-ul electronic este format doar din 5 rezistențe pentru LED-uri și încărcarea bateriei. Modific acest card ultra simplu prin tăierea pistelor pentru a izola sursele de alimentare cu LED și contactele mecanice pentru a le utiliza. Pentru a putea integra cardul electronic, am imprimat o extensie a cutiei, care se lipeste pe partea superioară a cutiei și este înșurubată pe partea inferioară a cutiei. Fișierul STL este disponibil aici.

Pasul 3: Electronică

Încărcătorul este proiectat în jurul unui dsPIC30F2010 cu 28 de pini. Aceste intrări / ieșiri vor permite:

• Măsurați tensiunile bateriei.
• Controlați încărcarea fiecărei baterii.
• Controlați LED-urile de stare de încărcare ale bateriilor.
• Transmite tensiuni prin legătură serială.

Încărcarea fiecărei baterii de 1,5V este realizată prin controlul PWM al unui tranzistor 2N2222 (T1 până la T4) și un rezistor (R2, R5, R8, R11) limitând curentul la C / 15, 83mAh. O diodă 1N4148 (D1 până la D4) protejează bateria și circuitul de încărcare de o posibilă eroare de configurare a bateriei în carcasă.

Valorile rezistențelor R2, R5, R8 și R11 pot fi modificate pentru a încărca mai mult + sau - baterii semnificative. Dar aveți grijă să nu depășiți puterea de disipare a căldurii tranzistoarelor T1 la T4.

Cardul este echipat cu un conector ICSP pentru a programa dsPIC30F2010.

Este prevăzut un regulator LM317 pentru încărcarea bateriilor de 9V la 38mAh @ 10.2V. Dar testele au arătat că nu a funcționat. Nu folosesc această funcție.

Intrările analogice ale dsPIC măsoară tensiunea pe baterie atunci când tranzistoarele (T1 la T4) sunt în starea oprită. Astfel, știm tensiunea la bornele lor.

LED-urile (DS1 la DS5) indică starea de încărcare / descărcare a fiecărei baterii de 1,5V (DS1 la DS4) și 9V (DS5).

Placa este alimentată de o sursă de alimentare de 12V / 1,6Ah.

5V este produs de o placă de comutare 12V - 5V DC / DC.

Pasul 4: Schematic

Pasul 5: Operațiune

Starea LED-urilor indică dacă bateria este încărcată / descărcată / nu este reîncărcabilă. LED stins: fără baterie sau baterie neîncărcabilă LED intermitent: baterie încărcată LED aprins: încărcare baterie

Dacă LED-ul rămâne constant după 12 ore de încărcare, bateria este considerată încărcată. Trebuie scos din încărcător.

Pasul 6: PCB

Acestea sunt concepute pentru a încărca 4 baterii de 1,5V și o baterie de 9V. Din păcate, testele de încărcare a bateriei de 9V au fost neconcludente: bateriile de 9V se descarcă în loc să se încarce. Așa că nu am folosit această funcție mai târziu, chiar dacă programul măsoară tensiunea bateriei de 9V și o transmite prin legătură serială.

Dimensiunile sale sunt: 68x38mm.

Adaptorul de alimentare DC / DC trebuie configurat după cum urmează: lipiți împreună conectorii ADJ. Apoi reglați potențiometrul pentru a produce o tensiune de 5V. Pre-setarea „5V” a cardului nu funcționează corect.

Pasul 7: Nomenclatură

• 1 carcasă pentru 4 baterii
• 1 PCB + componente
• 1 card de alimentare 12vDC / 5Vdc 0.8Ah
• 1 priză de 220Vac (sau 110Vac) la 12V / 1.6Ah
• 1 extensie carcasă (imprimare 3D)

Nomenclatura completă a componentelor este disponibilă aici.

Pasul 8: Comunicare în serie

Configurația comunicației este următoarea: 9600 baud, 1 bit de pornire, 1 bit de oprire, fără paritate.

Nivelurile de tensiune de ieșire sunt TTL.

Pasul 9: Fă-o singur

Vrei să o faci, fără griji, îți propun mai multe truse în funcție de bugetul pe care vrei să-l pui. Acestea sunt disponibile în magazinul site-ului meu web.

Toate fișierele sunt disponibile aici.