الشاحن الذكي للبطاريات القلوية: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

هل قمت بحساب عدد البطاريات القلوية التي نرميها كل عام حول العالم. انها هائلة… !

يبلغ سوق البطاريات في فرنسا 600 مليون وحدة تُباع سنويًا ، 25 ألف طن و 0.5٪ من النفايات المنزلية. وفقًا لـ Ademe ، هذا الرقم هو مليار و 90 مليون للبطاريات … 80٪ من البطاريات لم يتم إعادة تدويرها في أوروبا في عام 2009.

في فرنسا ، في عام 2006 ، انتهى المطاف ب 2 من 3 أكوام في سلة المهملات: تم جمع 9000 طن فقط من البطاريات المستعملة بينما تم بيع 30 ألف طن من البطاريات الجديدة في نفس الوقت. 80٪ من البطاريات المستخدمة في أوروبا في عام 2009 لم يتم إعادة تدويرها!

نحتاج جميعًا إلى القيام بشيء ما لإجراء هذا التغيير…. على سبيل المثال ، للبدء بتقليل عدد البطاريات القلوية المستخدمة.

قبل بضع سنوات ، عثرت على مستند من شركة تصنيع فرنسية "Wonder" للبطاريات القلوية أدهشني. شرح لهم كيف يعيدون شحنهم عدة مرات… هلوسة. ها هو.

باختصار ، إليك ما تحتاج إلى احترامه لإعادة شحن بطارية قلوية:

• يجب أن يكون الجهد الطرفي أكبر من 1.25 فولت لبطارية 1.5 فولت.
• يجب تفريغ البطارية جزئيًا فقط (20-30٪) لزيادة هذا العمر وإمكانية إعادة شحنها.
• عند الشحن ، يجب ألا يتجاوز الجهد عند أطراف البطارية 1.7 فولت.
• يجب ألا يتجاوز تيار الشحن C / 15. "C" هي السعة النظرية للبطارية. على سبيل المثال C = 1100mAh لبطارية R6.

• يمكن إعادة شحن اثني عشر مرة إذا تم احترام هذه النقطة.

في عام 2017 ، كان لدي ما يكفي للتخلص من البطاريات المستخدمة في ألعاب أطفالي الصغار. لذلك بدأت في اختبار بطاريات الشحن (رقم 1 ورقم 2) لما يسمى البطاريات القلوية. لكن لم يستوف أي منهم شروط التحميل الموضحة في مستند الشركة المصنعة Wonder. في النهاية ، كان من الجيد التخلص من البطاريات التي تم إعادة شحنها بواسطة هذه الشواحن.

لم يكن لدي خيار بعد ذلك. كان علي أن أصمم واحدة بنفسي.

الخطوة 1: الوظائف التي يجب أن يقوم بها

• اشحن 4 بطاريات قلوية 1.5 فولت AA و AAA 1.5 فولت.
• حدد الحمل بـ 1.7 فولت لكل عنصر.
• تيار الشحن C / 15 ، حوالي 80 مللي أمبير لبطارية 1200 مللي أمبير / 1.5 فولت.
• اكتشف ما إذا كان يمكن إعادة شحن البطارية.
• اكتشف ما إذا كانت البطارية مشحونة بالكامل.
• على سبيل المكافأة ، قم بنقل الفولتية للبطاريات عن طريق الارتباط التسلسلي.

الخطوة الثانية: الصندوق

لقد استخدمت صندوقًا مكونًا من 4 بطاريات أرخص ما يمكن ، تم العثور عليه في Aliexpress لاستخدام نظامه الميكانيكي لإصلاح البطاريات ومصابيح LED.

يتكون PCB الإلكتروني فقط من 5 مقاومات لمصابيح LED وشحن البطارية. أقوم بتعديل هذه البطاقة فائقة البساطة عن طريق قطع المسارات لعزل مصادر طاقة LED والاتصالات الميكانيكية لاستخدامها. لكي أتمكن من دمج البطاقة الإلكترونية ، قمت بطباعة ملحق صندوق ، يتم تثبيته على الجزء العلوي من الصندوق ويتم تثبيته في الجزء السفلي من الصندوق. ملف STL متاح هنا.

الخطوة الثالثة: الإلكترونيات

تم تصميم الشاحن حول 28 دبوس dsPIC30F2010. ستسمح هذه المدخلات / المخرجات بما يلي:

• قياس جهد البطارية.
• تحكم في شحن كل بطارية.
• التحكم في حالة شحن المصابيح للبطاريات.
• نقل الفولتية عن طريق الارتباط التسلسلي.

يتم شحن كل بطارية 1.5 فولت من خلال التحكم في PWM في ترانزستور 2N2222 (T1 إلى T4) ومقاوم (R2 ، R5 ، R8 ، R11) يحد من التيار إلى C / 15 ، 83mAh. يحمي الصمام الثنائي 1N4148 (D1 إلى D4) البطارية ودائرة الشحن من أي خطأ محتمل في إعداد البطارية في العلبة.

يمكن تغيير قيم المقاومات R2 و R5 و R8 و R11 لشحن المزيد + أو - بطاريات كبيرة. لكن احرص على عدم تجاوز قوة تبديد الحرارة للترانزستورات من T1 إلى T4.

البطاقة مزودة بموصل ICSP لبرمجة dsPIC30F2010.

يتم توفير منظم LM317 لشحن بطاريات 9 فولت عند 38 مللي أمبير في الساعة عند 10.2 فولت. لكن الاختبارات أظهرت أنها لم تنجح. أنا لا أستعمل هذه الوظيفة.

تقيس المدخلات التناظرية لـ dsPIC الجهد عبر البطارية عندما تكون الترانزستورات (T1 إلى T4) في حالة إيقاف التشغيل. وهكذا ، فإننا نعرف الجهد عند أطرافها.

تشير مؤشرات LED (DS1 إلى DS5) إلى حالة الشحن / التفريغ لكل بطارية 1.5 فولت (DS1 إلى DS4) و 9 فولت (DS5).

يتم تشغيل اللوحة بواسطة مصدر طاقة 12 فولت / 1.6 أمبير.

يتم إنتاج 5V بواسطة لوحة تبديل 12v-5V DC / DC.

الخطوة 4: التخطيطي

الخطوة 5: العملية

تشير حالة مؤشرات LED إلى ما إذا كانت البطارية مشحونة / فارغة / غير قابلة لإعادة الشحن. مصباح LED مطفأ: لا توجد بطارية أو بطارية غير قابلة لإعادة الشحن

إذا ظل مؤشر LED ثابتًا بعد 12 ساعة من الشحن ، فإن البطارية تعتبر مشحونة. يجب إزالته من الشاحن.

الخطوة 6: ثنائي الفينيل متعدد الكلور

وهي مصممة لشحن 4 بطاريات 1.5 فولت وبطارية 9 فولت. لسوء الحظ ، لم تكن اختبارات شحن البطارية 9 فولت حاسمة: يتم تفريغ شحن بطاريات 9 فولت بدلاً من الشحن. لذلك لم أستخدم هذه الوظيفة لاحقًا ، على الرغم من أن البرنامج يقيس جهد بطارية 9 فولت وينقلها عن طريق رابط تسلسلي.

أبعادها: 68x38 مم.

يجب تكوين محول الطاقة DC / DC على النحو التالي: قم بتوصيل موصلات ADJ معًا. ثم اضبط مقياس الجهد لإخراج جهد 5 فولت. الإعداد المسبق "5V" للبطاقة لا يعمل بشكل صحيح.

الخطوة 7: التسمية

• 1 حافظة لـ 4 بطاريات
• 1 مكونات PCB +
• 1 بطاقة إمداد الطاقة 12vDC / 5Vdc 0.8Ah
• 1 كتلة مقبس 220Vac (أو 110Vac) إلى 12V / 1.6Ah
• تمديد حالة واحدة (طباعة ثلاثية الأبعاد)

التسمية الكاملة للمكونات متاحة هنا.

الخطوة 8: الاتصال التسلسلي

تكوين الاتصال كالتالي: 9600 باود ، 1 بت بدء ، 1 بت توقف ، بدون تماثل.

مستويات الجهد الناتج هي TTL.

الخطوة 9: افعلها بنفسك

تريد أن تفعل ذلك ، لا تقلق ، أقترح عدة مجموعات حسب الميزانية التي تريد وضعها. كانت متوفرة في متجر موقع الويب الخاص بي.

جميع الملفات متوفرة هنا.