เครื่องชาร์จอัจฉริยะสำหรับแบตเตอรี่อัลคาไลน์: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

คุณได้คำนวณจำนวนแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่เราส่งออกทุกปีทั่วโลกหรือไม่ มันยิ่งใหญ่… !

ตลาดแบตเตอรี่ในฝรั่งเศสมียอดขาย 600 ล้านหน่วยในแต่ละปี 25,000 ตันและ 0.5% ของขยะในครัวเรือน จากข้อมูลของ Ademe ตัวเลขนี้คือ 1 พันล้านและ 90 ล้านสำหรับแบตเตอรี่ … 80% ของแบตเตอรี่ไม่ได้รีไซเคิลในยุโรปในปี 2009

ในฝรั่งเศส ในปี 2549 กอง 2 ใน 3 กองถูกทิ้งในถังขยะ โดยเก็บรวบรวมแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วเพียง 9, 000 ตัน ในขณะเดียวกันก็ขายแบตเตอรี่ใหม่จำนวน 30,000 ตัน 80% ของแบตเตอรี่ที่ใช้ในยุโรปในปี 2552 ไม่ได้รีไซเคิล!

เราทุกคนต้องทำอะไรบางอย่างเพื่อเปลี่ยนแปลงสิ่งนี้…. เช่น เริ่มด้วยการลดจำนวนแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่ใช้

ไม่กี่ปีที่ผ่านมา ฉันพบเอกสารจากผู้ผลิตแบตเตอรี่อัลคาไลน์ของฝรั่งเศสชื่อ "Wonder" ที่ทำให้ฉันประหลาดใจ เขาอธิบายวิธีเติมพลังหลายครั้ง … หลอน นี่มัน.

โดยสรุป นี่คือสิ่งที่คุณต้องใช้ในการชาร์จแบตเตอรี่อัลคาไลน์:

• แรงดันขั้วต้องมากกว่า 1.25V สำหรับแบตเตอรี่ 1.5V
• ควรคายประจุแบตเตอรี่เพียงบางส่วน (20-30%) เพื่อเพิ่มอายุการใช้งานและหมายเลขการชาร์จที่เป็นไปได้
• เมื่อชาร์จ แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ต้องไม่เกิน 1.7V
• กระแสไฟชาร์จต้องไม่เกิน C / 15 "C" คือความจุตามทฤษฎีของแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่น C = 1100mAh สำหรับแบตเตอรี่ R6

• สามารถเติมเงินได้หลายสิบครั้งหากเคารพจุดนี้

ในปี 2560 ฉันมีพอที่จะทิ้งแบตเตอรี่ที่ใช้ในของเล่นของลูกเล็กๆ ของฉัน ดังนั้นฉันจึงเริ่มทดสอบเครื่องชาร์จ (หมายเลข 1 และหมายเลข 2) สำหรับแบตเตอรี่อัลคาไลน์ที่เรียกว่า แต่ไม่มีใครตรงตามเงื่อนไขการโหลดที่อธิบายไว้ในเอกสารของผู้ผลิต Wonder ในท้ายที่สุด แบตเตอรีที่ชาร์จด้วยเครื่องชาร์จเหล่านี้ก็ใช้งานได้ดี

ตอนนั้นฉันไม่มีทางเลือก ฉันต้องออกแบบด้วยตัวเอง

ขั้นตอนที่ 1: หน้าที่ที่เขาต้องปฏิบัติตาม

• ชาร์จแบตเตอรี่อัลคาไลน์ขนาด AA 1.5V และ AAA 1.5V จำนวน 4 ก้อน
• จำกัดโหลดไว้ที่ 1.7V ต่อองค์ประกอบ
• กำลังชาร์จ C / 15 ประมาณ 80mAh สำหรับแบตเตอรี่ 1200mAh / 1.5V
• ตรวจสอบว่าสามารถชาร์จแบตเตอรี่ได้หรือไม่
• ตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ชาร์จเต็มแล้วหรือไม่
• เป็นโบนัส ส่งแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ด้วยลิงก์อนุกรม

ขั้นตอนที่ 2: กล่อง

ฉันใช้แบตเตอรี่กล่อง 4 ก้อนราคาถูกที่สุดที่พบใน Aliexpress เพื่อใช้ระบบกลไกในการซ่อมแบตเตอรี่และไฟ LED

PCB อิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยตัวต้านทานเพียง 5 ตัวสำหรับ LED และการชาร์จแบตเตอรี่ ฉันปรับเปลี่ยนการ์ดที่เรียบง่ายเป็นพิเศษนี้โดยการตัดรางเพื่อแยกแหล่งจ่ายไฟ LED และหน้าสัมผัสทางกลเพื่อใช้งาน เพื่อให้สามารถรวมการ์ดอิเล็กทรอนิกส์ได้ ฉันพิมพ์ส่วนต่อขยายของกล่องซึ่งติดอยู่ที่ส่วนสูงของกล่องและขันให้แน่นที่ด้านล่างของกล่อง ไฟล์ STL มีให้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 3: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

เครื่องชาร์จได้รับการออกแบบรอบ 28 พิน dsPIC30F2010 อินพุต / เอาต์พุตเหล่านี้จะช่วยให้:

• วัดแรงดันแบตเตอรี่
• ควบคุมการประจุของแบตเตอรี่แต่ละก้อน
• ควบคุมไฟ LED แสดงสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่
• ส่งแรงดันไฟฟ้าโดยลิงค์อนุกรม

การชาร์จแบตเตอรี่ 1.5V แต่ละก้อนทำได้โดยการควบคุม PWM ของทรานซิสเตอร์ 2N2222 (T1 ถึง T4) และตัวต้านทาน (R2, R5, R8, R11) ซึ่ง จำกัด กระแสไว้ที่ C / 15, 83mAh ไดโอด 1N4148 (D1 ถึง D4) ปกป้องแบตเตอรี่และวงจรการชาร์จจากข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นจากการตั้งค่าแบตเตอรี่ในเคส

ค่าของตัวต้านทาน R2, R5, R8 และ R11 สามารถเปลี่ยนแปลงได้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ที่มีนัยสำคัญ + หรือ - มากขึ้น แต่ระวังอย่าให้เกินกำลังการกระจายความร้อนของทรานซิสเตอร์ T1 ถึง T4

การ์ดนี้มีตัวเชื่อมต่อ ICSP เพื่อตั้งโปรแกรม dsPIC30F2010

มีตัวควบคุม LM317 เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ 9V ที่ 38mAh @ 10.2V แต่การทดสอบพบว่ามันไม่ได้ผล ฉันไม่ได้ใช้ฟังก์ชันนี้

อินพุตแบบอะนาล็อกของ dsPIC จะวัดแรงดันไฟฟ้าทั่วทั้งแบตเตอรี่เมื่อทรานซิสเตอร์ (T1 ถึง T4) อยู่ในสถานะปิด ดังนั้นเราจึงทราบแรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว

ไฟ LED (DS1 ถึง DS5) ระบุสถานะการชาร์จ/การคายประจุของแบตเตอรี่ 1.5V (DS1 ถึง DS4) และ 9V (DS5) แต่ละก้อน

บอร์ดนี้ใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ 12V / 1.6Ah

5V ผลิตโดยบอร์ดสวิตช์ DC / DC 12v-5V

ขั้นตอนที่ 4: แผนผัง

ขั้นตอนที่ 5: การทำงาน

สถานะของไฟ LED แสดงว่าแบตเตอรี่ถูกชาร์จ / คายประจุ / ไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ ไฟ LED ดับ: ไม่มีแบตเตอรี่หรือแบตเตอรี่ไม่สามารถชาร์จได้ ไฟ LED กะพริบ: แบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว ไฟ LED ติด: กำลังชาร์จแบตเตอรี่

หากไฟ LED คงที่หลังจากการชาร์จ 12 ชั่วโมง จะถือว่าแบตเตอรี่ชาร์จแล้ว ต้องถอดออกจากเครื่องชาร์จ

ขั้นตอนที่ 6: PCB

ออกแบบมาเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ 1.5V จำนวน 4 ก้อนและแบตเตอรี่ 9V น่าเสียดายที่การทดสอบการชาร์จแบตเตอรี่ 9V ยังสรุปไม่ได้: แบตเตอรี่ 9V กำลังคายประจุแทนการชาร์จ ดังนั้นฉันจึงไม่ได้ใช้ฟังก์ชันนี้ในภายหลัง แม้ว่าโปรแกรมจะวัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ 9V และส่งผ่านลิงก์ซีเรียล

ขนาด: 68x38mm.

ต้องกำหนดค่าอะแดปเตอร์ไฟ DC / DC ดังนี้: ประสานตัวเชื่อมต่อ ADJ เข้าด้วยกัน จากนั้นปรับโพเทนชิออมิเตอร์เพื่อเอาท์พุตแรงดันไฟ 5V การตั้งค่าล่วงหน้า "5V" ของการ์ดทำงานไม่ถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 7: การตั้งชื่อ

• 1 กล่องสำหรับแบตเตอรี่ 4 ก้อน
• 1 PCB + ส่วนประกอบ
• การ์ดจ่ายไฟ 1 ใบ 12vDC / 5Vdc 0.8Ah
• ซ็อกเก็ต 220Vac 1 บล็อก (หรือ 110Vac) ถึง 12V / 1.6Ah
• ขยาย 1 เคส (การพิมพ์ 3 มิติ)

ศัพท์ส่วนประกอบทั้งหมดมีอยู่ที่นี่

ขั้นตอนที่ 8: การสื่อสารแบบอนุกรม

การกำหนดค่าของการสื่อสารมีดังนี้: 9600 บอด 1 บิตเริ่มต้น 1 บิตหยุด ไม่มีความเท่าเทียมกัน

ระดับแรงดันไฟขาออกคือ TTL

ขั้นตอนที่ 9: ทำเอง

คุณต้องการทำ ไม่ต้องกังวล ฉันขอเสนอชุดอุปกรณ์หลายชุดขึ้นอยู่กับงบประมาณที่คุณต้องการใส่ มีอยู่ในร้านค้าของเว็บไซต์ของฉัน

ไฟล์ทั้งหมดมีอยู่ที่นี่