www.swiatelka.pl

(ten temat został umieszczony na elektrodzie i kilka minut później przeniesiony do kosza. Nie dziwię się ludziom czemu stamtąd uciekają. Mam nadzieję że na światełkach są osoby bardziej chętne do pomocy)

Przystępuję do konstrukcji inteligentnej ładowarki NiMH i nie chcę używać gotowych scalaków ponieważ ładowarka będzie miała swój procesor który oprócz ładowania ma na bargrafie pokazywać postęp ładowania/rozładowania i dodatkowe info (zwarcie na wyjściu, uszkodzenie aku, zbyt wysoka/niska temp pakietu aku, ilość cykli ładowania/rozładowania itp bajery)

Główne założenia ładowarki:
- napięcie z zasilacza 12V
- ładowanie aku łączone szeregowo 6x 1.2V NiMH 2700mAh
- pokazywanie na linijce led postępu ładowania i pozostałej energii przy rozładowaniu
- zabezpieczenie przed przegrzaniem i przed pracą w zbyt niskiej temperaturze
- zabezpieczenie przeciwzwarciowe na wyjściu aku

Przystąpiłem do testów i zbudowałem najprostszą ładowarkę stałoprądową na 2 tranzystorach (źródło prądowe) oraz zwykły komparator do wykrywania końca ładowania na podstawie wzrostu napięcia (pomiar napięcia odbywał ciągle przy obecności prądu ładującego, żadnej pracy impulsowej).

Pierwszy problem to różne poziomy napięć akumulatorków w stanie pełnego naładowania. Aku 3,6V NiMH 700mAh był ładowany prądem 85mAh i max napięcie na ładowanym pakiecie osiągało 4,35V. Ale dla takiego samego aku o pojemności 1200mAh max napięcie wyniosło tylko 4,24V.
Wyczytałem że naładowane ogniwo powinno mieć 1.45V ale praktyka pokazuje że są takie co ładują się tylko do 1.4V.

I teraz powstaje problem jak rozpoznać zakończenie ładowania. Ponieważ będzie to ładowanie prądem 10-godzinnym to detekcja spadku napięcia pod koniec ładowania będzie prawie niemożliwa (pomiar spadku 2mV i to przy wahaniach temp zewnętrznej to nie łatwa rzecz). Dlatego wymyśliłem że najprostszym sposobem będzie zakończenie ładowania gdy napięcie osiągnie 1.4V na ogniwo. Pomiar napięcia ogniwa będzie się odbywał po krótkim odcięciu napięcia ładowania, poczym nap. ładowania będzie włączane ponownie.

Zrobiłem test z ciągłym 48h ładowaniem 100mA aku 1200mAh, jego wzrost temp był niewielki, a grzejący się stabilizator mógłby oszukać czujnik (tak jak słońce rozgrzewające obudowę ładowarki). Dlatego detekcja temperatury ogniwa nie będzie do wykrywania końca ładowania tylko do awaryjnego odcinania ładowania w przypadku zbyt wysokiej temp w obudowie lub próby ładowania aku w temp ujemnej.

Ogniwa będą połączone 6szt w szereg. Pojawia się następny problem: jak wykryć przerwę w pakiecie lub zdechnięte ogniwo. Tutaj sprawę mógłby załatwić układ pomiaru napięcia:
- przerwa w pakiecie - brak napięcia z aku
- zdechnięty aku w pakiecie - no i tu mam problem, jak wykryć że któryś aku stracił pojemność?

Wyczytałem że oprócz układu ładowania stałoprądowego warto dodać układ detekcji nadmiernego wzrostu napięcia ładującego. To znów by załatwił układ pomiaru napięcia, ale tym razem mierzący napięcie w czasie ładowania (natomiast pomiar nap aku byłby w chwilowej przerwie w czasie ładowania).
W jakim przypadku napięcie może nadmiernie wzrosnąć? Co to oznacza i jak powinien zachować się układ oprócz odcięcia ładowania?

Łączenie ogniw to kolejny problem. Chcę żeby wszystko było ładowane z 12V co znaczy że najwygodniejszy będzie pakiet 6x1.2V aku. Po naładowaniu do wyjścia aku będzie podłączana przetwornica step-up podbijająca napięcie do 15V która zacznie ciągnąć z aku około 5A.
Planuję użyć akumulatorki 2700mAh. Pobór takiego prądu z pakietu 6szt w szereg szybko je rozładuje. Więc trzeba podłączyć jeszcze z 1 lub 2 takie pakiety po 6szt.

Następne pytanie dotyczy łączenia aku:
- połączyć w szereg 6 sztuk pakietów po 3 aku łączone równolegle
- połączyć równolegle 3 pakiety po 6 sztuk aku łączonych szeregowo
- połączyć oddzielnie do 3 ładowarek po 1 pakiecie 6sztuk aku łączonych szeregowo
Zależy mi na jak najlepszym naładowaniu aku, niezbyt skomplikowanej konstrukcji ale też bezpieczeństwie użytkowania.

Teoretycznie mógłbym zrezygnować z ładowania 12V na rzecz 24V, dzięki temu można by zbudować pakiet 14x1.2V dający 16.8V. Wtedy po zastosowaniu drivera step-down znacząco spadłyby prądy pobierane z aku oraz zmalałby prąd ładowania. A to bardzo upraszcza konstrukcję. Z drugiej strony im więcej aku łączonych szeregowo, tym większe prawdopodobieństwo że któryś się nie doładuje/przeładuje.

Co o tym myślicie i czy nie popełniam gdzieś błędu?

Witam

sivy pisze:(ten temat został umieszczony na elektrodzie i kilka minut później przeniesiony do kosza. Nie dziwię się ludziom czemu stamtąd uciekają. Mam nadzieję że na światełkach są osoby bardziej chętne do pomocy)

No cóż, przeczytałem temat i .... nie jestem zdziwiony....

Akumulatorki NiMH wymagają specyficznego procesu ładowania i napięcie na nich nie jest żadnym kryterium, liczy się natomiast jego "gwałtowny" wzrost, lub spadek (w zależności od typu układu wykrywającego koniec ładowania). Napięcie na akumulatorkach podczas ładowania zależne jest od wielkości prądu ładującego. Często stosuje się dodatkowe zabezpieczenie w postaci układu wykrywającego "nagły" wzrost temperatury.
Nawet na naszym forum te informacje były kilkakrotnie wałkowane przy okazji różnych projektów ładowarek DiY.
Bardzo trudno będzie Ci tez zorganizować linijkę z postępem ładowania, popatrz na wykresy procesu ładowania aku takiego typu.

Pozdrawiam

W skrócie otwierasz otwarte drzwi-sam kiedyś niejedna ładowarkę popełniłem i dziś sie z nich śmieje patrząc na cenę funkcjonalności i estetykę gotowych

Przykład-kupiłem opisywaną juz na tym forum ładowarkę na USB +2AAA eneloop za....15zł+wysyłka.Same aku były po 11.8zl....
Aha-to nie taka ładowarka ala DX - 160mA napisane a w praktyce 50mA-daje 800mA-juz tu na forum była prezentowana jej dość zaawansowana elektronika.

Jak napisał przedmówca-lepiej albo dać 14h i po odliczeniu czasu wyłączyć(albo i nie-tez im sie nie powinno nic stać) albo duży prad i krotki czas i wykrywanie wzrostu/spadku napięcia i temperatury=drogo i skomplikowane

Cały bajer polega na tym aby stworzyć coś nowego. Gdyby każdy korzystał z gotowców to postęp ludzkości byłby znikomy

Budowa własnej ładowarki daje możliwość stosowania pakietów składających się z dowolnej liczby aku, w moim przypadku chyba zastosuję 16,8V.
Do określania stopnia naładowania/rozładowania można wykorzystać metodę z pakietów LiIon gdzie oblicza się ilość ładunku pobranego/władowanego. Dodatkowy pomiar napięcia tez pozwoli stwierdzić kiedy aku staje się naładowane/rozładowane.

Czyli najlepiej ładować mocniej, mierzyć wartość napięcia na aku i największą wartość zapisywać do zmiennej x. Gdy różnica między pomiarem a x wyniesie powiedzmy 10mV wtedy koniec ładowania. Przynajmniej tak bym to rozwiązał.

Wzrost temperatury robi problemy gdy ładowarka leży na słońcu, można dostać fałszywy odczyt.

Informacjami teoretycznymi już się oczytałem, więc przystąpię do działania bo to będzie miało chyba najlepszy skutek

Witam

sivy pisze:Cały bajer polega na tym aby stworzyć coś nowego. Gdyby każdy korzystał z gotowców to postęp ludzkości byłby znikomy

Tylko po co się cofać..... lepiej udoskonalić już istniejące rzeczy.

sivy pisze:Czyli najlepiej ładować mocniej, mierzyć wartość napięcia na aku i największą wartość zapisywać do zmiennej x. Gdy różnica między pomiarem a x wyniesie powiedzmy 10mV wtedy koniec ładowania. Przynajmniej tak bym to rozwiązał.

Tak to jest realizowane w ładowarkach procesorowych, oczywiście jest to przyrost w określonej jednostce czasu.

sivy pisze:Wzrost temperatury robi problemy gdy ładowarka leży na słońcu, można dostać fałszywy odczyt.

Nie stanowi żadnego problemu, gdyż albo mierzymy przyrost temperatury, albo jej krytyczną wielkość (ta służy do przerwania ładowania), więc nagrzewanie czynnikami zewnętrznymi ma małe znaczenie.

Pozdrawiam

PS: poczytaj o Mystery/imax b6/turnigy itp.

Może jedank iMax B6?(lub podobne)
Mozesz zmodyfikować ładowarkę czy dostosować soft do swoich potrzeb.

Jestem z typu ludzi: "jak nie spróbujesz to się nie dowiesz" więc zacznę dłubać swoją ładowarkę i zobaczymy co z tego wyjdzie.

Mam kilka uwag.
1. Tak dużej liczby ogniw to raczej nie należy ładować szeregowo szybkimi metodami - na 100% jedno ogniwo skończy pierwsze i są dwa problemy - a Jak to wykryć? b Co wtedy zrobić?
Jedyna sensowna metoda to ładowanie małym prądem - prąd poniżej C/20 można dowolnie długo puszczać przez naładowane ogniwo, ale wtedy masz ładowanie przez całą dobę.

2. Nie bardzo wiadomo, po co w takim układzie procesor z cała tą otoczką.

Sam zrobiłem niedawno eksperymentalny układ ładowarki połączonych szeregowo akumularków NiHMn. Tyle że kilka przekaźników mogło wybrać dowolny (ciągły) fragment baterii do ładowania, oraz miałem pomiar napięcia pomiędzy każdymi ogniwami. Całością sterował domowy komputer, więc mogłem zobrazować dane, zapisać je itp.
Napięcie najlepiej mierzyć przy wyłączonym prądzie ładowania - zawsze te styki mają różne (i co gorsza zmienne) opory, spadek na nich będzie zakłócał pomiar. Po wyłaczeniu prądu ładowania napięcie nie spada natychmiast to jakiejś ustalonej wartości - raczej asymptotycznie dąży to takiej wartości. Więc przerwy muszą być konkretnej długości.

Strasznie mnie uradowało jak ta moja eksperymentalna ładowrka wykryła całkiem wyraźny spadek napięcia na ładowanych ogniwach.

Procesor ma mierzyć napięcia, ładować impulsowo, monitorować temperaturę itp. Jest to znacznie wygodniejsze niż kilka kg elektroniki.

Dążę do tego żeby ładowanie trwało około 10h.

Aktualnie wymyśliłem następujące rozwiązanie pakietu aku: 6x1.2V szeregowo połączone w 4 równoległe pakiety (poprzez diody prostownicze), na czas ładowania każdy szereg będzie obsługiwała 1 ładowarka. A na co mi to? A na to żeby mieć 7,2V 10Ah oraz nie biegać z 24szt akumulatorków do ładowarki.

Cała kombinacja polega na tym aby stworzyć kompletny pakiet akumulatorów wraz z ładowarką i zabezpieczeniami zdolny dać około 5A prądu przez około 2h. Ma to obsługiwać 6 szt Cree XM-L@2,5A. Zadanie o tyle ciekawe że nie chcę używać aku żelowego ani LiIon (nie mam do nich zaufania).

Hmm...
Pakiet 7,2V 10Ah, dający 5A
Ma to obsługiwać 6 szt Cree XM-L@2,5A.

Odejmij ze 2 diody albo zmień prąd w diody, bo nijak nie ma szans to działać.
Ten pakiet NiMH w bardzo optymistycznym wariancie zasili ci 4szt tych ledów połączonych w układzie 2S2P.

Do tego będzie driver boost bo zasilanie ze zwykłych grzejek liniowych to marnotrawstwo energii. Założenie było takie aby puścić ledy na 2,5A. Sprawa jedynie komplikuje się z wydajnością aku.

Narazie przystąpię do budowy najtrudniejszej części - ładowarki z pakietami aku, potem zrobię próby rozładowania na sztucznym obciążeniu, a gdy będę wiedział ile to da prądu to zabiorę się za lampę.

Do tego będzie driver boost bo zasilanie ze zwykłych grzejek liniowych to marnotrawstwo energii. Założenie było takie aby puścić ledy na 2,5A.

Bzdury piszesz... policz moc po stronie zasilania i po stronie odbiorników... ty nawet 4 szt. tych ledów przy prądzie 2.5 A nie masz szans przez 2h zasilić po uwzględnieniu Vf diody i strat na kablach, driverze, spadku napięcia na pakiecie NiMH.

sivy pisze:...
żeby mieć 7,2V 10Ah oraz nie biegać z 24szt akumulatorków do ładowarki.
...

Napisz proszę jaki jest sens pakować 24 bateryjki do jednego świecidła? Co to ma być w ogóle?
Tak jak pisze fredek, nie masz szans przy takim zasilaniu, tyle w diody pakować przez zakładany czas.

Napisałem co chcę zrobić a nie policzyłem. Wychodzi że jak 1,5h to podziała to już będzie dobrze

24 szt - tyle wychodzi dla pojemności 10Ah i 7,2V. Można zejść do 3,6V i zasilać leda źródłem liniowym, ale odrazu rosną mi prądy jakie muszę przepuścić przez kable (10A dla 4 led@2.5A), do tego dochodzi problem gdy rozładowane aku zbliża się do 3V i spada mi jasność led. Dlatego zdecydowałem się na wyższe napięcie i driver boost.

Myślę, że powinieneś się przekonać do li-jonów .