Автоматика для автомобильного аккумулятора

Простое автоматическое зарядное устройство

Кому некогда «заморачиваться» со всеми нюансами зарядки автомобильного аккумулятора, следить за током зарядки, вовремя отключить, чтоб не перезарядить и т.д., можно порекомендовать простую схему зарядки автомобильного АКБ с автоматическим отключением при полной зарядке аккумулятора. В этой схеме используется один не мощный транзистор для определения напряжения на аккумуляторе.

Схема простого автоматического зарядного устройства автомобильного аккумулятора

Список необходимых деталей:

• R1 = 4,7 кОм;
• Р1 = 10K подстроечный;
• T1 = BC547B, КТ815, КТ817;
• Реле = 12В, 400 Ом, (можно автомобильное, например: 90.3747);
• TR1 = напряжение вторичной обмотки 13,5-14,5 В, ток 1/10 от емкости АКБ (например: АКБ 60А/ч — ток 6А);
• Диодный мост D1-D4 = на ток равный номинальному току трансформатора = не менее 6А (например Д242, КД213, КД2997, КД2999 …), установленные на радиаторе;
• Диоды D1(параллельно реле), D5,6 = 1N4007, КД105, КД522…;
• C1 = 100uF/25V.
• R2, R3 — 3 кОм
• HL1 — АЛ307Г
• HL2 — АЛ307Б

В схеме отсутствует индикатор зарядки, контроля тока (амперметр) и ограничение зарядного тока. При желании можно поставить на выход амперметр в разрыв любого из проводов. Светодиоды (HL1 и HL2) с ограничительными сопротивлениями (R2 и R3 — 1 кОм) или лампочки параллельно С1 «сеть», а к свободному контакту RL1 «конец заряда».

Изменённая схема

Ток, равный 1/10 от ёмкости АКБ подбирается количеством витков вторичной обмотки трансформатора. При намотке вторички трансформатора необходимо сделать несколько отводков для подбора оптимального варианта зарядного тока.

Заряд автомобильного (12-ти вольтового) аккумулятора считается законченным, когда напряжение на его клеммах достигнет 14,4 вольт.

Порог отключения (14,4 вольт) устанавливается подстроечным резистором Р1 при подключенном и полностью заряженном аккумуляторе.

При зарядке разряженного аккумулятора напряжение на нём будет около 13В, в процессе зарядки ток будет падать, а напряжение возрастать. Когда напряжение на аккумуляторе достигнет 14,4 вольт, транзистор Т1 отключит реле RL1 цепь заряда будет разорвана и АКБ отключится от зарядного напряжения с диодов D1-4.

При снижении напряжения до 11,4 вольт, зарядка снова возобновляется, такой гистерезис обеспечивают диоды D5-6 в эмиттере транзистора. Порог срабатывания схемы становится 10 + 1,4 = 11,4 вольт, которые могут быть рассмотрены как для автоматического перезапуска процесса зарядки.

Такое самодельное простое автоматическое автомобильное зарядное устройство поможет Вам проконтролировать процесс зарядки, не проследить окончание зарядки и не перезарядить свой аккумулятор!

Использованы материалы сайта:homemade-circuits.com

Другой вариант схемы зарядного устройства для 12-ти вольтового автомобильного аккумулятора с автоматическим отключением по окончании зарядки

Схема немного сложнее предыдущей, но с более чётким срабатыванием.

Источник

Автоматика для КТЦ или продлеваем жизнь аккумуляторам

В результате публикации рассказов о моей автономной солнечной энергосистеме, описанной здесь, здесь и здесь, частыми были схожие вопросы: каков срок окупаемости и как долго прослужит система? Надо отметить, что одной из самых дорогих и капризных частей системы являются аккумуляторы. Именно накопители энергии изнашиваются быстрее всего, емкость аккумуляторов падает и количество оставшихся циклов заряд-разряд неуклонно уменьшается. С уменьшенной емкостью аккумуляторов хорошо знакомы автомобилисты, когда внезапный резкий мороз не оставляет шанса старому аккумулятору завести автомобиль.
Я задался вопросом, как определить остаточную емкость аккумулятора, чтобы это было максимально просто и быстро.

Для начала, немного теории, чтобы понимать, как измерять остаточную емкость аккумулятора и что для этого нужно.

Контрольно-тренировочный цикл заряда-разряда проводится для предотвращения сульфатации и определения емкости аккумулятора. Контрольно-тренировочные циклы проводятся не реже одного раза в год и выполняются следующим образом: заряжают АБ нормальным током до полного заряда; выдерживают АБ 3 часа после прекращения заряда; корректируют плотность электролита; включают зарядку на 20-30 минут для перемешивания электролита; проводят контрольную разрядку постоянным нормальным током 10-часового режима и контролируют время полного разряда до напряжения 1,7 В на банку (10,2 В на АБ); емкость батареи определяют как произведение величины разрядного тока и времени разряда. После контрольного разряда батарею сразу же ставят на зарядку и полностью заряжают. Если оказалось, что емкость АБ меньше 50% номинальной, она считается неисправной.
Неавтоматизированный контрольный разряд требует постоянного присутствия обслуживающего персонала для фиксации и регулировки тока разряда. (с)взято отсюда

То есть для определения остаточной емкости нам нужно разряжать аккумулятор нагрузкой с известной и постоянной мощностью до величины 10,2 (в иных источниках рекомендуют разряжать 12В аккумулятор не ниже, чем до 10,8В) Вольта. Можно просто купить вот такой прибор и не ломать голову изобретением велосипеда, но ежедневная борьба с ленью требует новых свершений и изобретений.

Итак, руководствуясь принципом «Чем проще-тем надежнее», было решено собрать собственное автоматизированное устройство для измерения остаточной емкости аккумулятора, и заодно, проведения КТЦ. Так как зарядное устройство у меня уже было, то изобретать велосипед не было нужды. Требовалось лишь включить эту зарядку вовремя. А вот разряжать надо чем-то, что имеет постоянную нагрузку, независимо от окружающей температуры и напряжения аккумулятора. Самый простой способ — это разрядка автомобильными лампами накаливания. Номинал мощности пишут прямо на них, поэтому потребляемый ток можно вычислить простой арифметикой: Вт/12=ток нагрузки. То есть лампа на 60 Вт будет потреблять 5 Ампер. Аккумулятор разряжают током, составляющим 10% емкости или 0,1С и заряжают таким же током.
В результате пятиминутного раздумья было составлено ТЗ для будущего устройства:
1. Фиксация времени начала процесса разряда
2. Слежение за напряжением аккумулятора
3. По достижении критического напряжения устройство должно отключить нагрузку и включить ЗУ
4. Фиксация времени окончания процесса разряда

Из всего этого следовало, что нам понадобится:
1. Arduino Nano — 175 руб
2. RTC1307 — 56 руб
3. Реле — 131 руб
4. LCD 2х16 i2c — 222 руб
5. 3 резистора по 10 кОм, некоторое количество проводов — 50 руб
Итого: 634 руб

Чтобы Ардуина понимала, какое напряжение в каждый момент времени на аккумуляторе, необходимо было подсоединить аккумулятор к ардуино. Сделать напрямую этого нельзя, так как аналоговые входы контроллера могут принимать не более 5В, поэтому было решено собрать делитель напряжения из 3 резисторов по 10кОм. Минус аккумулятора и минус контроллера связывались напрямую. Питание контроллера осуществлялось от отдельного источника питания. Схема подключения и код представлены ниже:

Как работает устройство? Элементарно!

К первому реле подключается нагрузка, ко второму ЗУ. Причем лучше разрывать высоковольтную цепь питания зарядного устройства, чтобы не оставлять включенным устройство без аккумулятора. При включении контроллера в первой строке отображается текущее время и время старта работы нагрузки. Во второй строке отображается текущее напряжение на аккумуляторе и время окончания разряда, когда аккумулятор достигнет критического напряжения. Сразу по достижении значений, реле нагрузки отключается и включается реле заряда. Если добавить пару кнопок, то можно с легкостью настроить регулировку порога напряжения или настройку часов реального времени. На данном этапе такой задачи не стояло, поэтому код максимально прост и функционален. Вычитая из времени окончания время старта разрядки, можно получить емкость, если умножить время на ток, потребляемый нагрузкой.

Заключение
Итак, организовать контрольно-тренировочный цикл для любого аккумулятора, имея зарядное устройство, 600-700 рублей на запчасти и пару часов времени, очень просто. Не забывайте, что заряженный аккумулятор служит дольше, а периодические КТЦ придают уверенности хотя бы в том, что Вы точно будете знать, что утром машина заведется, несмотря ни на какие морозы.

Источник

Интеллектуальные ЗУ для автоаккумуляторов — современная система по обслуживанию АКБ любого типа

Порой возникает неприятная ситуация, чаще всего зимой, когда не заводится машина. Причина — разряженный аккумулятор. В этом случае лучшим выходом будет — автоматическое зарядное устройство, которое предназначено для автомобильного аккумулятора. В статье рассматривается интеллектуальное зарядное устройство (ЗУ), дается его описание, особенности, как работает и в каких режимах.

Что такое интеллектуальное ЗУ?

Прогресс не стоит на месте и на смену громоздким трансформаторным зарядным устройствам весом около 20 кг пришли новые ЗУ для авто – интеллектуальные. Они способны реанимировать любой аккумулятор.

Автоматическое ЗУ для автомобиля

Свинцовый аккумулятор авто независимо от состава пластин с годами не изменился и требует такого же ухода, как и его предки. Кислотно-щелочные аккумуляторные батареи служат от 4 до 6 лет, если их правильно обслуживать: следить за уровнем и плотностью электролита. Для того, чтобы АКБ авто была всегда в рабочем состоянии, ее нужно подзаряжать, для этого в гараже нужно иметь зарядное устройство.

Прежде чем выбирать ЗУ для своего автомобиля, нужно изучить характеристики АКБ, установленной на авто. В основном на современных машинах устанавливаются аккумуляторы свинцово-кислотного типа. Параметры батареи следует смотреть на этикетке прибора.

Если говорить о зарядных устройствах, то современные ЗУ для авто могут быть: трансформаторными, импульсными, интеллектуальными и солнечными. Первый вид приборов громоздкий и постепенно покидающий авторынок, хотя он отличается надежностью. В основе второго вида ЗУ лежит высокочастотный импульсный блок питания. Благодаря этому зарядку для АКБ удалось сделать небольших габаритов.

Трансформаторный прибор для зарядки

Интеллектуальное ЗУ имеет небольшие размеры, защиту от короткого замыкания и попадания влаги и пыли. В них все автоматизировано, поэтому нет необходимости в постоянном контроле во время зарядки. Именно, благодаря этой особенности их называют «умными». Это наилучший вариант зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов на сегодня.

Принцип работы ЗУ в общем одинаков. Поступающий ток напряжением 220В преобразуется с помощью устройства в ток, напряжение которого снижено почти до номинального для конкретной АБК, а затем на него действует выпрямитель. Для каждого автомобильного аккумулятора условия зарядки отличаются. Например, свинцово-кислотные АКБ нужно заряжать до того, как они полностью разрядятся, поэтому их лучше постоянно подзаряжать.

ЗУ для свинцово-кислотного АКБ

Щелочные батареи авто следует заряжать только после полной их разрядки, так как это отражается на их емкости. Известно, что они имеют «эффект памяти», поэтому если они полностью не будут разряжены, их емкость будет уменьшаться.

Независимо от типа АКБ авто: кислотного или щелочного заряжать батарею нужно полностью.

Заправка АКБ имеет свои нюансы, но даже исправно работающая батарея авто нуждается в периодической подзарядке. Для поддержания правильного заряда предназначен генератор авто, но со временем качество зарядки может падать, поэтому гарантировать стабильность качества электрического тока невозможно.

Обеспечить качественную зарядку можно с помощью интеллектуального ЗУ, оно имеет следующие преимущества:

• снижает расходы на обслуживание АКБ;
• увеличивается срок службы батареи, правда, он зависит от ее износа;
• с помощью ЗУ можно полностью восстановить работоспособности аккумулятора даже засульфатированного;
• продлевается срок службы пластин;
• процесс зарядки полностью автоматизирован;
• увеличивается и стабилизируется ток отдачи АКБ (автор видео — Аккумуляторщик).

Особенности умных ЗУ

Основой интеллектуального ЗУ является высокотехнологическая электроника, благодаря которой производителям удалось создать прибор с полностью автоматическим процессом зарядки. Устройство представляет собой прибор небольших размеров с интеллектуальной подзарядкой, управление осуществляется с помощью микропроцессора. Микроконтроллер, установленный внутри, запрограммирован таким образом, что устройство может работать в разных режимах и с разной защитой.

Благодаря автозарядке владельцу не нужно вникать, как проходят циклы зарядки, делать точные измерения в течение подзарядки, чтобы отслеживать изменения зарядного тока и падение напряжения. Именно от этих показателей зависит качество зарядки, которая гарантирует продолжительную эксплуатацию АКБ.
Главная особенность микропроцессорного интеллектуального ЗУ в том, что пользователь должен знать только емкость батареи. Процесс зарядки полностью контролируется интеллектуальным устройством, оценивается состояние АКБ во время зарядки, учитывается износ батареи, контролируется, как проходит зарядка.

Автозарядка Hyundai для АКБ

Если сравнивать процесс зарядки с помощью стандартного импульсного ЗУ, то заряжаться аккумулятор может до двух дней. При этом нужно следить, чтобы уровень электролита соответствовал норме, а ток заряда не был превышен устройством. При этом прибор заряжает батарею авто до номинального значения, а затем начинается процесс разрядки. Во время процесса зарядки возможны закипания и замыкания АКБ. Если не будет соблюдена технология зарядки, могут посыпаться пластины аккумулятора.

Большим преимуществом интеллектуальных ЗУ устройств является то, что с их помощью можно заряжать аккумуляторы любого типа: сурьмянистые, кальциевые, гелиевые и AGM. За счет отсутствия в конструкции прибора катушки, стало возможным сделать их компактными и легкими. В основном их вес не превышает 600 граммов. Самое мощное адаптивное интеллектуальное ЗУ весит не больше 1,5-2 кг.

Минусом интеллектуальных устройств можно считать невозможность ремонта своими силами, если произошла поломка. Отремонтировать прибор можно только в специализированном центре, так как для его ремонта нужны определенные знания, специальное оборудование и программное обеспечение. Поэтому в домашних условиях его ремонт невозможен. Кроме того, у многих устройств корпуса запаяны, чтобы полностью исключить попадание влаги внутрь.

Следует учесть, что полная зарядка с помощью автозарядного устройства занимает несколько часов и экстренно зарядить аккумулятор оно не сможет. Если необходимо будет зарядить АКБ перед работой, придется немного подождать. Чтобы избежать подобной ситуации, следует проверять зарядку батареи хотя бы раз в месяц.

Автоматическая зарядка для автомобильного аккумулятора

Принцип работы и режимы

Интеллектуальное ЗУ отличается от стандартных аналогов принципом своей работы. В течение первых пяти часов проходят все основные циклы автозарядки. Затем автозарядное устройство оценивает емкость и состояние АКБ и добивает заряд, устанавливая параметры и характеристики тока согласно состоянию аккумулятора. На это уходит еще 2-3 часа.

На многих интеллектуальных ЗУ есть режим адаптивного автозаряда. В этом случае на полную зарядку может понадобиться от 50 до 90 минут. Время, за какое батарея полностью зарядится, зависит от того, в каком состоянии АКБ и какова ее емкость. О полной зарядке устройство сообщит сигналом. Вид сигнала зависит от модели: это может быть световой сигнал либо на экран будет выведена соответствующая надпись. После этого прибор переходит в плавающий режим.

Многие специалисты не верят, что ЗУ за 50-90 минут может зарядить АКБ, не нанося ему вреда. Зная что 60А АКБ нужно заряжать током 6А длительностью 10 часов, а если ток выше, то сыпим пластины.

В отличие от транзисторных ЗУ, зарядное устройство с микроконтроллером может лечить засульфатированные батареи.

Интеллектуальные автозарядные устройства с компьютерным блоком имеют следующие функции:

1. Десульфацию. Во время этого режима зарядное устройство проводит импульсный заряд, благодаря которому разрушаются твердые кристаллы сульфатов, образующиеся при полной разрядке аккумулятора или длительном его простое.
2. Мягкий старт. ЗУ четко контролирует, в каком состоянии находится аккумуляторная батарея, обеспечивая постоянную подзарядку, которая не превышает зарядного напряжения равного 12 В.
3. Режим тестирования. Во время подзарядки микропроцессор запускает несколько тестов, по результатам которых принимает решение о следующем этапе зарядки. При этом выбирается вид зарядки. Она может быть импульсной или плавной.
4. Восстановительный режим. Этот режим применяется, чтобы восстановить емкость убитых АКБ. Причем восстанавливаются даже самые безнадежные батареи.

Микропроцессорное ЗУ для аккумуляторной батареи

При выборе интеллектуального зарядного устройства следует учесть следующие факторы:

• лучше отдавать предпочтение моделям, которые имеют хотя бы небольшой запас зарядного тока;
• покупать следует приборы известных производителей;
• желательно выбирать устройство, работающее как в стандартном смарт-режиме, так и функционирующее в качестве стабилизирующего источника питания;
• лучший выбор – комбинированные модели;
• следует обращать внимание на индикацию, вес и габариты устройства.

Приобретение зарядного устройства позволит сэкономить на покупке нового аккумулятора, так как нет ограничений в использовании прибора, и он подходит для зарядки аккумулятора любого типа.

Видео «Обзор интеллектуальных ЗУ»

В этом видео рассматривается четыре модели зарядных устройства Ring, которые отличаются силой зарядного тока, габаритами, емкостью и стоимостью.

Источник