Zabezpieczenie akumulatora żelowego

Zabezpieczenie akumulatora żelowego
Pobierz PDF Download icon

Często wymagamy od przenośnych urządzeń elektronicznych aby na wbudowanej baterii działały określony czas, który często jest zbyt długi dla jej możliwości. Prezentowany układ pozwala znacznie wydłużyć ten czas w bezpieczny sposób dla akumulatora.

W dzisiejszych czasach nawigacja GPS jest tak powszechna, że coraz częściej wykorzystujemy ją nie tylko do wyznaczania drogi jadąc samochodem, zabieramy ją na rower bądź górskie wyprawy. W przypadku kiedy jedziemy samochodem, nie musimy martwić się o rozładowanie baterii, ponieważ jest ona ładowana z gniazda zapalniczki. Sytuacja zmienia się, kiedy chcemy zabrać naszą nawigacje w teren z dala od źródła energii. Na pomoc przychodzą nam tanie lekkie akumulatory żelowe, jednak aby służyły nam jak najdłużej to nie można dopuścić do zbyt dużego spadku napięcia na jego zaciskach. Zbyt głębokie rozładowanie akumulatora powoduje jego zasiarczenie, które objawia się nieodwracalną utratą pojemności.

Rysunek 1.

Układ zbudowany jest na wzmacniaczu operacyjnym TL081 w konfiguracji komparatora dwóch napięć. Napięcie wzorcowe zbudowane na elementach R1, D1 i ustawione przy pomocy PR1 porównywane jest z napięciem jakie odkłada się na rezystorze R3, które jest równe 2/3 napięcia występującego na zaciskach akumulatora. Kiedy napięcie na rezystorze R3 spadnie poniżej napięcia ustawionego za pomocą PR1, to na wyjściu wzmacniacza operacyjnego pojawia się stan wysoki, który odłącza poprzez przekaźnik odbiornik. W tym momencie nasza nawigacja przechodzi na zasilanie z własnej baterii.

Tabela 1. Prąd i napięcie końcowe rozładowania
Rozładowania [A] Końcowe napięcie rozładowania [V/ogniwo]
I < 0,2 C 1,75
0,2 C< I < 0,5 C 1,70
0,5 C< I < 1,0 C 1,55
1,0 C> I 1,30

Uruchomienie układu sprowadza się tylko do ustawienia za pomocą potencjometru montażowego odpowiedniego napięcia, które spowoduje załączenie przekaźnika. Napięcie to należy wyliczyć wg przykładu omówionego poniżej dodając margines bezpieczeństwa 0,5–1 V. Układ posiada histerezę o wartości ok. 1 V aby w momencie odłączenia obciążenia, kiedy to napięcie na zaciskach wzrasta układ ponownie się nie załączył. W modelowym układzie napięcie odłączenia to 11 V natomiast do ponownego załączenia napięcie musi wzrosnąć o 1 V. W tab. 1 przedstawione są napięcia końcowe na ogniwach, których nie należy przekraczać. Na przykład napięcie końcowe rozładowania akumulatora 1,2 Ah, z którego pobierany jest prąd 0,4 A (0,33 C) wynosi 6 ogniw × 1,70 V=10,2 V. Na koniec warto nasz układ przetestować na regulowanym zasilaczu i sprawdzić czy przekaźnik reaguje prawidłowo na zmianę napięcia i ewentualnie skorygować nastawy. Układ należy podłączyć pomiędzy akumulatorem a „zapalniczkowym” zasilaczem GPSa.

Rysunek 2.

Pobór prądu w trybie ładowania z akumulatora: 30 mA, wymiary płytki: 58×40 mm, waga z akumulatorem żelowym 1,2 Ah: ok. 600 g.

Układ powstał na życzenie użytkowników portalu rowerowego.

AW

Wykaz elementów:
Rezystory:
  • R1: 100 Ω
  • R2: 10 kΩ
  • R3: 20 kΩ
  • R4: 1 MΩ
  • R5: 3,3 kΩ
  • R6: 1,2 kΩ
  • R7: 100 kΩ
  • R8: 1 kΩ
  • PR1: 5 kΩ
Kondensatory:
Półprzewodniki:
  • U1: TL081
  • D1: Dioda Zenera 9,1 V
  • D2: 1N4148
  • T1: BC547
  • LED1: czerwona dioda 3 mm
Inne:
  • 1 szt. – ARK2 5 mm
  • PK1 – przekaźnik 12 V
 
ZOBACZ WIDEO DO TEGO PROJEKTU
AVT1533 - Zabezpieczenie akumulatora żelowego
Play btn
AVT1533 - Zabezpieczenie akumulatora żelowego
Artykuł ukazał się w
Sierpień 2009
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Materiały dodatkowe
KIT do tego projektu
Zabezpieczenie akumulatora żelowego 12V, AVT1533
Zabezpieczenie akumulatora żelowego 12V, AVT1533
Układ przeznaczony jest do nadzorowania napięcia akumulatora żelowego. Aby akumulator pracował jak najdłużej, nie można dopuścić do jego nadmiernego...
Zobacz w sklepie

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik kwiecień 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio kwiecień - maj 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna kwiecień 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów