Bộ sạc thông minh cho pin kiềm: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Bạn đã tính số lượng pin kiềm mà chúng ta ném ra hàng năm trên khắp thế giới chưa. Nó rất lớn…!

Thị trường pin ở Pháp bán được 600 triệu chiếc mỗi năm, 25.000 tấn và 0,5% là rác thải sinh hoạt. Theo Ademe, con số này là 1 tỷ và 90 triệu đối với pin… 80% pin không được tái chế ở châu Âu vào năm 2009.

Ở Pháp, vào năm 2006, 2 trong số 3 đống pin cuối cùng đã trở thành thùng rác: chỉ có 9.000 tấn pin đã qua sử dụng được thu gom trong khi cùng lúc đó 30.000 tấn pin mới đã được bán. 80% pin được sử dụng ở Châu Âu trong năm 2009 không được tái chế!

Tất cả chúng ta cần phải làm gì đó để tạo ra sự thay đổi này…. ví dụ, để bắt đầu bằng cách giảm số lượng pin kiềm được sử dụng.

Một vài năm trước, tôi đã tìm thấy một tài liệu từ một nhà sản xuất người Pháp "Wonder" về pin kiềm khiến tôi ngạc nhiên. Anh ấy giải thích cách nạp tiền cho chúng nhiều lần… ảo giác. Nó đây.

Tóm lại, đây là những gì bạn cần tuân thủ để sạc lại pin kiềm:

• Điện áp đầu cuối phải lớn hơn 1,25V đối với pin 1,5V.
• Pin chỉ nên xả một phần (20-30%) để tăng tuổi thọ và số lần sạc lại có thể.
• Khi sạc, điện áp ở các cực của ắc quy không được vượt quá 1,7V.
• Dòng sạc không được vượt quá C / 15. "C" là dung lượng lý thuyết của pin. ví dụ C = 1100mAh cho pin R6.

• Có thể nạp tiền hàng tá nếu điểm này được tôn trọng.

Vào năm 2017, tôi đã đủ để vứt bỏ những cục pin được sử dụng trong đồ chơi của những đứa con nhỏ của mình. Vì vậy, tôi bắt đầu thử nghiệm bộ sạc (pin số 1 và số 2) cho cái gọi là pin kiềm. Nhưng không ai trong số họ đáp ứng các điều kiện tải được giải thích trong tài liệu của nhà sản xuất Wonder. Cuối cùng, pin được sạc lại bằng những bộ sạc này rất tốt để ném đi.

Tôi không có lựa chọn nào sau đó. Tôi đã phải tự thiết kế một cái.

Bước 1: Các chức năng mà anh ta phải thực hiện

• Sạc 4 pin kiềm 1.5v AA và AAA 1.5v.
• Giới hạn tải xuống 1,7V cho mỗi phần tử.
• Dòng sạc C / 15, khoảng 80mAh cho pin 1200mAh / 1.5V.
• Phát hiện xem pin có thể được sạc lại hay không.
• Phát hiện xem pin đã được sạc đầy chưa.
• Như một phần thưởng, truyền điện áp của pin bằng liên kết nối tiếp.

Bước 2: Hộp

Tôi đã sử dụng hộp 4 pin rẻ nhất có thể, được tìm thấy trên Aliexpress để sử dụng hệ thống cơ học sửa pin và đèn LED.

PCB điện tử chỉ bao gồm 5 điện trở cho đèn LED và bộ sạc pin. Tôi sửa đổi thẻ cực kỳ đơn giản này bằng cách cắt các rãnh để cách ly nguồn điện LED và các tiếp điểm cơ học để sử dụng chúng. Để có thể tích hợp thẻ điện tử, tôi đã in một phần mở rộng của hộp, phần mở rộng này sẽ dính trên phần cao của hộp và được vặn ở đáy hộp. Tệp STL có sẵn ở đây.

Bước 3: Điện tử

Bộ sạc được thiết kế xung quanh dsPIC30F2010 28 pin. Các đầu vào / đầu ra này sẽ cho phép:

• Đo điện áp của pin.
• Kiểm soát mức sạc của mỗi pin.
• Điều khiển đèn LED trạng thái sạc của pin.
• Truyền điện áp bằng mắc nối tiếp.

Điện tích của mỗi pin 1,5V đạt được nhờ điều khiển PWM của bóng bán dẫn 2N2222 (T1 đến T4) và một điện trở (R2, R5, R8, R11) giới hạn dòng điện đến C / 15, 83mAh. Diode 1N4148 (D1 đến D4) bảo vệ pin và mạch sạc khỏi lỗi thiết lập pin có thể xảy ra trong hộp.

Các giá trị của điện trở R2, R5, R8 và R11 có thể được thay đổi để sạc nhiều pin + hoặc - đáng kể. Nhưng hãy cẩn thận để không vượt quá công suất tản nhiệt của các bóng bán dẫn từ T1 đến T4.

Thẻ được trang bị đầu nối ICSP để lập trình dsPIC30F2010.

Một bộ điều chỉnh LM317 được cung cấp để sạc pin 9V ở 38mAh @ 10,2V. Nhưng các cuộc thử nghiệm cho thấy nó không hoạt động. Tôi không sử dụng chức năng này.

Các đầu vào tương tự của dsPIC đo điện áp trên pin khi các bóng bán dẫn (T1 đến T4) ở trạng thái tắt. Do đó, chúng ta biết điện áp tại các thiết bị đầu cuối của chúng.

Các đèn LED (DS1 đến DS5) cho biết trạng thái sạc / xả của mỗi pin 1,5V (DS1 đến DS4) và 9V (DS5).

Bo mạch được cung cấp bởi nguồn điện 12V / 1.6Ah.

Nguồn 5V được sản xuất bởi bảng chuyển mạch 12v- 5V DC / DC.

Bước 4: Sơ đồ

Bước 5: Hoạt động

Trạng thái của đèn LED cho biết pin đã được sạc / xả / không sạc lại được hay không. Đèn LED tắt: không có pin hoặc pin không thể sạc lại Đèn LED nhấp nháy: pin đã sạc Đèn LED bật: sạc pin

Nếu đèn LED vẫn ổn định sau 12 giờ sạc, pin được coi là đã sạc. Nó phải được tháo ra khỏi bộ sạc.

Bước 6: PCB

Chúng được thiết kế để sạc 4 pin 1,5V và một pin 9V. Thật không may, các thử nghiệm sạc pin 9V không kết quả: pin 9V đang xả thay vì sạc. Vì vậy, sau này tôi không sử dụng chức năng này nữa, mặc dù chương trình đo điện áp của pin 9V và truyền tải bằng liên kết nối tiếp.

Kích thước của nó là: 68x38mm.

Bộ điều hợp nguồn DC / DC phải được cấu hình như sau: hàn các đầu nối ADJ lại với nhau. Sau đó điều chỉnh chiết áp để xuất ra điện áp 5V. Cài đặt trước "5V" của thẻ không hoạt động bình thường.

Bước 7: Danh pháp

• 1 hộp cho 4 pin
• 1 PCB + thành phần
• 1 thẻ cấp nguồn 12vDC / 5Vdc 0.8Ah
• Ổ cắm 1 khối 220Vac (hoặc 110Vac) đến 12V / 1.6Ah
• 1 hộp mở rộng (in 3D)

Danh pháp thành phần hoàn chỉnh có sẵn tại đây.

Bước 8: Giao tiếp nối tiếp

Cấu hình của giao tiếp như sau: 9600 bauds, 1 bit bắt đầu, 1 bit dừng, không có chẵn lẻ.

Các mức điện áp đầu ra là TTL.

Bước 9: Tự làm

Bạn muốn làm điều đó, đừng lo lắng, tôi đề xuất một số bộ dụng cụ tùy thuộc vào ngân sách bạn muốn đặt. Chúng có sẵn trong cửa hàng của trang web của tôi.

Tất cả các tệp đều có sẵn ở đây.