Smart Charger untuk Baterai Alkaline: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Sudahkah Anda menghitung jumlah baterai alkaline yang kami buang setiap tahun, di seluruh dunia. Besar sekali…!

Pasar baterai di Prancis adalah 600 juta unit terjual setiap tahun, 25.000 ton dan 0,5% limbah rumah tangga. Menurut Ademe, angka ini adalah 1 miliar dan 90 juta untuk baterai … 80% baterai tidak didaur ulang di Eropa pada tahun 2009.

Di Prancis, pada tahun 2006, 2 dari 3 tumpukan berakhir di tempat sampah: hanya 9.000 ton baterai bekas yang dikumpulkan sementara pada saat yang sama 30.000 ton baterai baru terjual. 80% baterai yang digunakan di Eropa pada tahun 2009 tidak didaur ulang!

Kita semua perlu melakukan sesuatu untuk membuat perubahan ini…. misalnya, untuk memulai dengan mengurangi jumlah baterai alkaline yang digunakan.

Beberapa tahun yang lalu, saya menemukan dokumen dari pabrikan Prancis "Wonder" baterai alkaline yang mengejutkan saya. Dia menjelaskan cara mengisi ulang mereka beberapa kali … berhalusinasi. Ini dia.

Singkatnya, inilah yang perlu Anda perhatikan untuk mengisi ulang baterai alkaline:

• Tegangan terminal harus lebih besar dari 1,25V untuk baterai 1,5V.
• Baterai harus dikosongkan hanya sebagian (20-30%) untuk meningkatkan masa pakai ini dan kemungkinan jumlah pengisian ulang.
• Saat mengisi daya, tegangan pada terminal baterai tidak boleh melebihi 1.7V.
• Arus pengisian tidak boleh melebihi C / 15. "C" adalah kapasitas teoritis baterai. misalnya C = 1100mAh untuk baterai R6.

• Selusin pengisian ulang dimungkinkan jika poin ini dihormati.

Pada tahun 2017, saya sudah cukup membuang baterai yang digunakan dalam mainan anak-anak saya. Jadi saya mulai menguji baterai pengisi daya (No. 1 dan No. 2) untuk apa yang disebut baterai alkaline. Tetapi tidak satupun dari mereka memenuhi kondisi beban yang dijelaskan dalam dokumen pabrikan Wonder. Pada akhirnya, baterai yang diisi ulang oleh pengisi daya ini bagus untuk dibuang.

Saya tidak punya pilihan saat itu. Saya harus mendesainnya sendiri.

Langkah 1: Fungsi yang Harus Dia Penuhi

• Mengisi 4 baterai alkaline AA 1.5v dan AAA 1.5v.
• Batasi beban hingga 1.7V per elemen.
• Arus pengisian C / 15, sekitar 80mAh untuk baterai 1200mAh / 1.5V.
• Mendeteksi jika baterai dapat diisi ulang.
• Mendeteksi jika baterai terisi penuh.
• Sebagai bonus, kirimkan tegangan baterai melalui tautan serial.

Langkah 2: Kotak

Saya menggunakan baterai kotak 4 yang termurah, ditemukan di Aliexpress untuk menggunakan sistem mekanisnya untuk memperbaiki baterai dan LED.

PCB elektronik hanya terdiri dari 5 resistor untuk LED dan pengisian baterai. Saya memodifikasi kartu ultra sederhana ini dengan memotong trek untuk mengisolasi catu daya LED dan kontak mekanis untuk menggunakannya. Untuk dapat mengintegrasikan kartu elektronik, saya mencetak ekstensi kotak, yang menempel di bagian atas kotak dan disekrup di bagian bawah kotak. File STL tersedia di sini.

Langkah 3: Elektronik

Pengisi daya dirancang di sekitar 28 pin dsPIC30F2010. Input/output ini akan memungkinkan untuk:

• Ukur tegangan baterai.
• Kontrol pengisian setiap baterai.
• Kontrol LED status pengisian baterai.
• Mengirimkan tegangan melalui tautan serial.

Pengisian daya setiap baterai 1,5V dicapai oleh kontrol PWM dari transistor 2N2222 (T1 hingga T4) dan resistor (R2, R5, R8, R11) yang membatasi arus ke C / 15, 83mAh. Dioda 1N4148 (D1 hingga D4) melindungi baterai dan sirkuit pengisian daya dari kemungkinan kesalahan pengaturan baterai dalam casing.

Nilai resistor R2, R5, R8 dan R11 dapat diubah untuk mengisi lebih banyak + atau - baterai yang signifikan. Tapi hati-hati jangan sampai melebihi daya disipasi panas transistor T1 hingga T4.

Kartu ini dilengkapi dengan konektor ICSP untuk memprogram dsPIC30F2010.

Regulator LM317 disediakan untuk mengisi baterai 9V pada 38mAh @ 10.2V. Tetapi tes menunjukkan bahwa itu tidak berhasil. Saya tidak menggunakan fungsi ini.

Input analog dari dsPIC mengukur tegangan pada baterai ketika transistor (T1 hingga T4) dalam keadaan mati. Jadi, kita tahu tegangan di terminal mereka.

LED (DS1 hingga DS5) menunjukkan status pengisian / pengosongan masing-masing baterai 1.5V (DS1 hingga DS4) dan 9V (DS5).

Papan ini didukung oleh catu daya 12V / 1.6Ah.

5V diproduksi oleh papan switching 12v-5V DC / DC.

Langkah 4: Skema

Langkah 5: Operasi

Status LED menunjukkan apakah baterai terisi / habis / tidak dapat diisi ulang. LED mati: tidak ada baterai atau baterai tidak dapat diisi ulang LED Berkedip: baterai terisi LED menyala: pengisian baterai

Jika LED tetap stabil setelah 12 jam pengisian, baterai dianggap terisi. Itu harus dikeluarkan dari pengisi daya.

Langkah 6: PCB

Mereka dirancang untuk mengisi 4 baterai 1.5V dan baterai 9V. Sayangnya tes pengisian baterai 9V tidak meyakinkan: baterai 9V sedang digunakan alih-alih mengisi daya. Jadi saya tidak menggunakan fungsi ini nanti, meskipun program mengukur tegangan baterai 9V dan mengirimkannya melalui tautan serial.

Dimensinya adalah: 68x38mm.

Adaptor daya DC / DC harus dikonfigurasi sebagai berikut: solder konektor ADJ bersama-sama. Kemudian sesuaikan potensiometer untuk menghasilkan tegangan 5V. Pra-pengaturan kartu "5V" tidak berfungsi dengan benar.

Langkah 7: Nomenklatur

• 1 kasing untuk 4 baterai
• 1 PCB + komponen
• 1 kartu catu daya 12vDC / 5Vdc 0.8Ah
• 1 blok soket 220Vac (atau 110Vac) hingga 12V / 1.6Ah
• 1 ekstensi kasus (pencetakan 3D)

Nomenklatur komponen lengkap tersedia di sini.

Langkah 8: Komunikasi Serial

Konfigurasi komunikasinya adalah sebagai berikut: 9600 bauds, 1 bit start, 1 stop bit, no parity.

Level tegangan keluaran adalah TTL.

Langkah 9: Lakukan Sendiri

Anda ingin melakukannya, jangan khawatir, saya mengusulkan beberapa kit tergantung pada anggaran yang ingin Anda masukkan. Mereka tersedia di toko situs web saya.

Semua file tersedia di sini.