Een eenvoudige compacte oplader voor NiMH- en NiCd-batterijen met extra handige functies zoals automatische uitschakeling en temperatuurregeling.
Bijna alle moderne computers en laptops hebben een USB-poort. De stroom die wordt geleverd door USB 2.0 kan meer dan 500 milliampère zijn, bij een spanning van 5 volt, dat wil zeggen minimaal 2,5 watt, en USB derde generatie zelfs meer. Het gebruik van zo'n energiebron is erg handig, omdat veel ladingen voor smartphones / tablets ook worden geleverd met een USB-connector en de computer vaak bij de hand is. Vandaag zullen we oplaadbare (AA) en pink (AAA) NiMH / NiCd oplaadbare batterijen opladen via een USB-poort. Industriële USB-laders voor batterijen kunnen op de vingers worden geteld en ze laden meestal kleine stromen op, wat de oplaadtijd aanzienlijk verlengt. Als we bovendien een eenvoudig klein diagram hebben verzameld, krijgen we een uitstekende oplader met een lichtindicatie en een temperatuursensor, waarvan de kosten zeer klein zijn $ 1-2.
Onze oplader laadt direct twee NiCd / NiMH-batterijen op met een stroomsterkte van meer dan 470 mA, waardoor het opladen erg snel gaat. Oplaadbare batterijen kunnen warm worden, wat ongetwijfeld een negatieve invloed op hen heeft, de capaciteit, piekstroomoutput, normale gebruikstijd verminderen. Om te voorkomen dat dit in het circuit gebeurt, worden automatische stroomonderbrekingen doorgevoerd zodra de accutemperatuur 33 of meer graden Celsius is. Een NTC-thermistor met een weerstand van 10 kOhm is verantwoordelijk voor deze nuttige functie, terwijl bij verwarming de weerstand afneemt. Het vormt samen met een constante weerstand R4 een spanningsdeler. De thermistor moet in nauw contact staan met de batterijen om de temperatuurverandering goed te kunnen waarnemen.
Het grootste deel van het circuit is een dubbele comparator-chip LM393.
Analogen waarmee u LM393 kunt vervangen:
Tijdens het opladen wordt de transistor warm, deze moet op de radiator worden geplaatst. In plaats van TIP32 is het mogelijk om bijna elke PNP-structuur met vergelijkbaar vermogen te gebruiken, ik gebruikte de KT838A.Het volledige huisanaloog is de KT816-transistor, deze heeft een andere pinout en behuizing.
De USB-kabel kan worden afgesneden van een oude muis / toetsenbord of gekocht. En het is mogelijk om de USB-stekker rechtstreeks op het bord te solderen.
Als de LED brandt wanneer stroom wordt geleverd, maar het circuit laadt niets op, dan moet u de weerstand van de stroombegrenzende weerstand R6 verhogen. Om de normale werking van het circuit tussen de grond en de derde uitgang van de microschakeling (Vref) te controleren, moet er ongeveer 2,37 volt zijn en op het tweede contact (Vtmp) LM393 1,6-1,85 volt.
Het is raadzaam om twee identieke batterijen op te laden, zodat hun capaciteit ongeveer gelijk is. En het blijkt dat de ene al volledig is opgeladen en de tweede slechts de helft is.
De laadstroom kan onafhankelijk worden ingesteld door de weerstand van de weerstand R1 te veranderen. Berekeningsformule: R1 = 1,6 * gewenste stroom.
Ik wil bijvoorbeeld dat mijn batterijen worden opgeladen met een stroom van 200 mA, we vervangen:
R1 = 1,6 * 200 = 320 ohm
Dit betekent dat we door het installeren van een variabele / interline-weerstand zo'n ongebruikelijke functie voor opladers kunnen toevoegen als onafhankelijke selectie van de laadstroom. Als de batterij bijvoorbeeld niet meer dan 0,1C moet worden opgeladen en de weerstand kan worden losgeschroefd, kunnen we eenvoudig de waarde instellen die we nodig hebben. Dit is erg belangrijk voor dergelijke miniatuur industriële batterijen, waarbij de capaciteit extreem klein is en vanwege hun formaat.
[/ center]Als de batterijen warm worden, wordt het opladen uitgeschakeld. Dit kan de oplaadtijd verlengen, dus ik raad aan om koeling te installeren in de vorm van een kleine ventilator.
Als je NiCd-batterijen hebt, moet je ze tot 1 Volt ontladen voordat ze worden opgeladen, dat wil zeggen om 99% van de capaciteit te gebruiken. Anders wordt het negatieve geheugeneffect gevoeld.
Wanneer de banken volledig zijn opgeladen, daalt de laadstroom tot ongeveer 10 mA. Deze stroom voorkomt de natuurlijke zelfontlading van Ni-MH / CDM-batterijen. De eersten hebben een afvoer van 100% per jaar, terwijl de laatstgenoemde ongeveer 10% bedraagt.
De printplaat voor de oplader bestaat in verschillende versies, in een daarvan is de USB-aansluiting handig direct op het bord geplaatst, dat wil zeggen dat het mogelijk is om een USB-kabel te gebruiken, zoals vader-vader.
Download hier boards in .lay-formaat
De case is kant-en-klaar NM5 gekocht en er is een batterijvak aan vastgelijmd. Een usb-oplaadbord en een kleine transistor-heatsink klommen gemakkelijk in het midden van de behuizing. De rode indicatieled D1 en de temperatuursensor RT1 worden naar buiten gebracht.
Deze oplader is erg handig, praktisch en neemt niet veel ruimte in beslag. Het kan je batterijen heel snel opladen. Als je geen USB-poort gebruikt, maar oplaadt voor een telefoon / tablet, dan kan de laadstroom aanzienlijk worden verhoogd.Bijvoorbeeld het gebruik van een gepulseerde voeding voor het opladen van de smartphone leidde tot een toename van de stroomsterkte tot 0,72 ampère en verkort daarmee de tijd van een volledige lading. Daarom gebruiken we de poort niet voor gegevensoverdracht, maar als alternatieve stroombron.