Поделки своими руками для автолюбителей
Схема для восстановления автомобильного аккумулятора
Всем привет, вы давно просите написать статью про устройство для восстановления автомобильных, свинцово-кислотных аккумуляторов. Наверное любой автолюбитель сталкивался с явлением, когда аккумулятор полежав некоторое время без дела, перестает отдавать номинальную ёмкость.
Крутит стартёр полсекунды затем задыхается, но напряжение на нём нормальное — 12 вольт, в этом случае в народе часто говорят «аккумулятор не держит ток», с этим может столкнулся каждый.
Но почему это происходит?
Автомобильный аккумулятор состоит из свинцовых пластин находящихся в растворе электролита, в данном случае электролитом является серная кислота. 
Процесс заряда и разряда аккумулятора не что иное, как окислительно-восстановительный процесс. 
Протекает химическая реакция в ходе которой, свинцовая пластина вступает в реакцию с оксидами на соседней пластине.
В ходе данной реакции образуются сульфаты, которыми со временем обрастают пластины, сульфаты препятствуют протеканию тока, так как являются плохим проводником и со временем аккумулятор теряет ёмкость и не способен отдавать большой ток для работы стартёра.
Если ваш аккумулятор заряжается и разряжается быстрее чем раньше, не имея при этом механических повреждений, скорее всего сульфатация убила его, но отчаиваться не стоит, читаем статью до конца…
Предлагаемое устройство, отныне — «десульфатор» создаёт короткие импульсы высокой амплитуды и чистоты, импульс длится определённое время, затем простой, затем снова импульс.
Такие ударные процессы могут разрушить сульфатную плёнку и в теории это возможно, на практике не все аккумуляторы удаётся восстановить, из-за конструктивных особенностей последних. Но судя по статистике, около 80-85 % старых аккумуляторов подлежат восстановлению. Естественно если причиной неработоспособности является сульфатация, а не обрыв свинцовых пластин или иное механическое повреждение.
Вот такое получится устройство…
Как пользоваться устройством? Данный вариант является зарядно-десульфатирующим устройством, обычный десульфатор питается от аккумулятора, который он десульфатирует и постепенно разряжает его, в этом же случае устройство заряжает аккумулятор короткими всплесками высокого напряжения высокой частоты.
Схему можно использовать и для зарядки низковольтных, свинцовых аккумуляторов с номинальным напряжением в 4-6 вольт, такие ставят в китайские фонарики, в детские электрокары и так далее…
Схема изначально создана для зарядки аккумуляторов малой ёмкости, но её успешно используют и для десульфатации автомобильных аккумуляторов.
Перед тем, как начать процесс заряда с десульфатацией, нужно слегка подзарядить автомобильный аккумулятор.
Для начала нужно найти любой источник питания или зарядное устройство с напряжением от 8 до 12 вольт и подключить его на вход десульфатора.
Но не напрямую, а через лампу накаливания 12 вольт с мощностью в 21 ватт, чтобы не превысить ток заряда.
К выходу прибора подключается аккумулятор, который нужно восстановить, ну и в принципе всё.
Так, как прибор работает в звуковом диапазоне, вы скорее всего услышите слабый свист, силовые компоненты схемы слегка должны нагреваться.
Осциллографом можно убедиться, что аккумулятор заряжается импульсами тока высокой частоты.
Схема устройства довольно простая…
Простыми словами поясню как работает схема.
Напряжение зарядного устройства через предохранитель и диод поступает на схему десульфатора, для маломощной части схемы, питание подаётся через токоограничивающий резистор R1, затем сглаживается небольшим электролитическим конденсатором.
На микросхеме NE555 собран генератор прямоугольных импульсов, частота этих импульсов около 1 килогерц, коэффициент заполнения 90%, то есть сигнал высокого уровня длится большУю часть времени, именно этот импульс нам нужен для того, чтобы открыть полевой транзистор. 
Но проблема заключается в том, что при подаче такого импульса на полевой транзистор он большую часть времени будет находиться в открытом состоянии и лишь 10% в закрытом, это приведёт к тому, что транзистор будет прокачивать слишком большой ток и как следствие мы получим сильный нагрев всех силовых элементов и большое потребление тока всей схемы в целом.
Это неэффективно и может навредить аккумулятору. Один из вариантов — это снижение длительности сигнала высокого уровня, тогда транзистор будет открыт на короткое время и всё станет на свои места. 
Но к сожалению в таком включении конструктивные особенности таймера NE555 не позволяют сделать этого, так как же быть?
Микросхема CD4049 представляет из себя логику, которая содержит в своём составе 6 логических инверторов «не», 
каждый инвертор имеет один вход и один выход, их задача «отрицание». Если на вход поступает высокий уровень, на выходе получаем обратное, иначе говоря инвертированный или перевёрнутый сигнал.
Полевой транзистор 10 % времени у нас открыт, 90% закрыт, открываясь он замыкает дроссель на массу питания, в дросселе накапливается некоторая назовём это энергией, а когда транзистор закрыт цепь разрывается и за счёт явления самоиндукции, которая свойственна индуктивным нагрузкам, дроссель отдаёт накопленную энергию.
Это кратковременный всплеск напряжения с высокой амплитудой, притом напряжение самоиндукции в разы выше напряжения питания, этот всплеск напряжения выпрямляется и подается на аккумулятор.
Процесс происходит больше тысячи раз в секунду, то есть на аккумулятор подаются кратковременные импульсы высокого напряжения с высокой частотой, именно это и разрушает сульфатную плёнку.
Я подключил на вход схемы накопительный конденсатор и стало ясно, 
что амплитудное значение выходного напряжения при питания от источника 12 вольт доходит до 70-75 вольт и зависит исключительно от индуктивности накопительного дросселя.
В схеме задействован предохранитель и ещё один выпрямительный диод.
Предохранитель защищает десульфатор при случайных коротких замыканиях на выходе, 
а диод выполняет несколько функций: во-первых защищает схему, если вы случайно её подключите к зарядному устройству неправильно… и во-вторых защищает зарядное устройство от всевозможных импульсных помех и всплесков напряжения, которые образуются на плате десульфатора.
Я думаю все поняли как это работает.
О компонентах…
Ну с таймером и логикой думаю всё понятно,
в моём случае они установлены на панельке для безпаечного монтажа, но вам советую после проверки схемы запаять их напрямую.
Полевой транзистор IRF3205 или любые другие n-канальные с напряжением от 60 до 200 вольт и с током от 30 ампер.
Транзистор советую установить на небольшой радиатор.
Дроссель имеет индуктивность около 200 микрогенри, 
намотан на кольце из порошкового железа, такие кольца можно найти в компьютерных БП, размеры кольца внешний диаметр-20.5мм, внутренний 12мм и ширина кольца 6.6мм.
Обмотка намотана проводом 1мм, количество витков 60, 
в моём случае прОвода чуть-чуть не хватило и индуктивность получилась слегка меньше, но работает устройство хорошо. Размеры кольца особо не критичны, 
главное соблюдать индуктивность и мотать обмотку проводом 1 -1.2 миллиметра.
Конденсатор С1 на 100- 220 микрофарад, очень желательно взять с низким внутренним сопротивлением, так как схема генератора фактически питается от данного конденсатора, а значит он постоянно будет накапливать и отдавать энергию, даже слегка греется во время работы.
Оба диода нужно взять с током в 5-10 ампер, можно обычные, но желательно взять импульсные диоды.
Вот печатная плата, скачать её можно в конце статье. 
На самом зарядном, нужно выставить ток не более 2 ампер, иначе сгорит предохранитель на плате десульфатора. Кто-то скажет 2 ампера зарядного тока это мало?
-Да согласен, но не забываем, что у нас в большей степени не зарядка, а десульфатация.
В холостую прибор потребляет от источника питания ток всего в 100 миллиампер, его можно подключить к любому зарядному устройству с напряжением 12-15 вольт, ограничить ток на уровне 2 ампер и всё.
Ограничение можно сделать мощным резистором или лампочкой накаливания соответствующей мощности, подключённой в разрыв плюса питания.
Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.
Можно использовать и более низковольтные блоки питания с напряжением 8-10 вольт, так как наша схема всё равно повышает начальное питание до нескольких десятков вольт.
Сколько должен длиться процесс десульфатации?
Автор данной схемы говорит, что в течение двух недель регулярной зарядки полностью можно восстановить старый аккумулятор и конечно же без проверки я бы не стал писать эту статью.
В наличии у меня несколько 6 вольтовых аккумуляторов на 10 ампер\часов, которые не были в эксплуатации несколько лет, в течение пяти дней я регулярно заряжал один из этих аккумуляторов десульфатором, затем разряжал.
В самом начале подопытный аккумулятор отдавал ёмкость всего 700-800 миллиампер\часов, не помогла и заливка дистилированной воды, но десульфатор помог..
Спустя 5 дней аккумулятор отдаёт аж 4 ампера из 10, это я думаю очень хороший показатель.
Архив к статье; плата в формате .lay скачать.
Источник
Как по схеме 555 очистить аккумуляторную батарею от сульфатации
Без заряженной и исправной аккумуляторной батареи рассчитывать на стабильный и эффективный пуск двигателя не приходится. Именно пусковой ток от АКБ позволяет совершить вращение стартера, и тем самым запустить цепочку процессов, приводящих к началу работе двигателя.
Со временем даже дорогие и современные модели батарей постепенно выходят из строя, теряют свои изначальные технические и эксплуатационные характеристики. Ток требуемой силы они не выдают.
Одна из главных причин — это езда с разряженной АКБ. При недозаряде внутри протекают некорректные электрохимические процессы. Это ведёт к образованию осадка на поверхности свинцовых пластин. Элементы, покрытые сульфатом свинца, уже не вступают в электрохимическую реакцию. А потому не накапливают и не отдают заряд.
Процесс покрытия сульфатом поверхностей пластин называют сульфатацией. Справиться с ней поможет десульфатор. К числу распространённых решений относится применение схемы 555.
Что такое сульфатация
Сначала нужно понять, с чем предстоит бороться с помощью этой схемы.
Сульфатацию можно описать как процесс, при котором загрязняются пластины. На их поверхностях оседает вещество. Отличается белёсым цветом, а также твёрдой структурой.
Когда батарея работает, свинцовые молекулы начинают взаимодействовать с оксидами. Внутри АКБ, как известно, находится электролит. Это смесь дистиллированной воды и серной кислоты. Кислота способствует выделению сультфата свинца. Когда электрический ток поступает на АКБ при её зарядке, то протекает обратная химическая реакция.
В теории все эти реакции, которые протекают в одну и обратную стороны, компенсируют друг друга. Но в реальности сульфат в воде не растворяется. Он постепенно оседает на пластинах. Это ведёт к нарушению проводимости свинца, а также к повышению сопротивления.
А при росте сопротивления и падении уровня заряда до минимальных отметок аккумулятор попросту выходит из строя. Без возможности его восстановления.
Чтобы предотвратить сценарий с утилизацией АКБ, при сульфатации приходится бороться с этим осадком. Раньше это делали механическим способом, а также применяли крайне агрессивные химические вещества.
Сейчас же поставленную задачу можно выполнить специальным зарядным устройством. Всё больше моделей ЗУ с завода оснащаются функцией десульфатации.
В чём смысл и задачи десульфатации
Не всегда можно просто открыть батарею, почистить пластины и залить химию, способную разъесть налёт, ведь всё больше АКБ являются необслуживаемыми. Поэтому привычные методы очистки уже не подходят. Просто разрезать корпус вообще не вариант.
Появился новый метод. Он носит лаконичное название десульфатация.
Такой способ отличается скоростью, безопасностью и эффективностью.
Принцип десульфатации заключается в том, чтобы разрушать налёт с помощью коротких высокоамплитудных импульсов тока. Приборы, которые выполняют такие функции, называют десульфаторами. Также их можно называть десульфататорами.
Распространённым считается десульфатор, построенный на схеме EN 555. Это привело к появлению популярного названия способа очистки.
NE555 — это интегральная схема, универсальный таймер. Специальный девайс способен генерировать или создавать одиночные зарядные и повторяющиеся стабильно импульсы.
Впервые о нём узнали ещё в 1971 году. Разработчиком является фирма Sigtnetics. Они и придумали название EN555 для схемы.
Поскольку таймер универсальный, то со временем у него появились многочисленные аналоги от других изготовителей.
Схема зарядки аккумулятора автомобиля построенная на таймере 555
Десульфаторы, построенные на схеме 555, состоят из нескольких элементов:
- Генератор. С его помощью создаются и подаются в определённой заданной последовательности короткие импульсы тока. Импульсы могут иметь различную частоту. Обычно показатель варьируется в пределах от 1 до 3 кГц.
- Резисторы. Здесь применяется пара резисторов. Их задача заключается в регулировке параметров частоты колебания. Плюс резисторы нужны для настройки продолжительности импульсов.
- Полевой транзистор. Реализует свои функции на основе логических уровней. Напряжение транзистора составляет 1,5 В.
- Триггер. Это специальный интегрирующий триггер Шмитта. Он необходимо, чтобы работал уже названый транзистор. Особенность триггера в отстающем напряжении от 1/3 или 2/3 относительно напряжения питания.
- Диод. Защищает транзистор от пагубного влияния высоковольтных поступающих импульсов. Также удерживает их на определённых показателях. Вместо диода применяют ещё и стабилитроны.
- Дроссели.
При подключении транзистора к триггеру, происходит прямое соединение затвора и общего привода. Это позволяет сохранить низкие показатели выходного уровня, а также стабилизировать работу девайса.
Принцип работы
Вполне возможно воспользоваться десультфатором для аккумулятора по схеме 555 своими руками.
Если предварительно разобраться в тмм, что же также эта схема десульфатора на базе универсальной схемы 555 и какое отношение она имеет к АКБ, тогда понять все последующие моменты не составит труда.
Все компоненты соединяются воедино, и получается прибор. Его смело можно называть электрическим десульфатором. С помощью десульфатора очищается АКБ от отложений, возникших в результате электрохимических реакций. И базой для устройства выступает рассмотренная схема 555.
Стоит разобраться в том, как работает схема. Здесь выделяют несколько последовательных процессов:
- открывается транзистор;
- через какой-то из дросселей идёт электрический ток;
- в магнитном поле происходит накапливание энергии;
- образуются импульсы с высокими параметрами напряжения;
- через полюса на АКБ импульсы поступают на батарею;
- когда начинается передача импульсов, к работе приступают конденсаторы;
- в зависимости от параметров конденсаторов, предельный импульсный ток может достигает 10 Ампер;
- при этом показатели потребляемого батареей тока составляют всего 50 мА.
Для очистки аккумуляторной батареи можно настраивают характеристики импульсов и выбирать их амплитудность для повышения эффективности работы.
Особенности применения десульфатора
Если сравнивать с заливкой пластин агрессивной химией, а также методом деполяризации, то десульфатация автомобильного аккумулятора по схеме 555 выглядит намного предпочтительнее. Метод безопасный и более эффективный.
Кто не знает, деполяризацией называют процесс зарядки аккумуляторной батареи при нарушении полярности подключения. То есть плюс соединяют с минусом, а минус идёт на плюс.
Если вы не знаете, как пользоваться таким устройством, то тут стоит дать следующие рекомендации:
- Для начала процесса десульфатации необходимо соединить батарею с десульфатором. При подключении рекомендуется применять провода небольшой длины с сечением минимум 2,5 мм2. А лучше 4 мм2.
- Если аккумулятор сильно разряжен, тогда можно немного изменить схему подключения. Для этого параллельно соединяют зарядное устройство и десульфатор, и используется развязывающий резистор. В качестве резистора можно взять автомобильную лампу.
- При соединении десульфатора с АКБ, рабочие параметры контролируются и регулируются с помощью мультиметра, вольтметра, либо осциллографа. Если это мультиметр, то девайс переводится в режим переменного тока.
- Если сульфатация сильно и негативно повлияла на батарею, тогда на приборе будут отображаться параметры около 30 В.
- Когда десульфатор выполнит свою работу, и осадок будет расщеплён, то на дисплее измерительного прибора появится несколько милливольт. Это сигнал о том, что процедура прошла успешно.
Таким вот образом удаётся восстановить аккумулятор. Но рассчитывать на 100% реабилитацию не стоит. Всё зависит от состояния АКБ до десульфатация. Чем сильнее поражение, тем меньше шансов на эффективное восстановление характеристик.
Сколько времени будет потрачено на процедуру, рассчитать сложно. Это связано с состоянием аккумулятора, а также уровнем загрязнённости сульфатом свинца поверхности пластин. Чем отложений больше, тем и больше времени потребуется прибору для выполнения поставленной задачи.
В плане реабилитации аккумуляторных батарей, применение десульфатора, в основе которого лежит схема 555, себя оправдывает за счёт эффективности и безопасности для автовладельца. Но чтобы один раз вернуть АКБ к жизни, покупать устройство не особо выгодно. Поэтому часто автомобилисты просто обращаются в сервисы, где их батареи и восстанавливают.
Без базовых теоретических знаний приступать к работе с десульфатором и зарядным устройством нельзя.
Полагаться на функции восстанавливающего устройства можно не всегда. Иногда АКБ настолько износились, а их пластины покрылись осадком, что реабилитировать их уже никак не получится. Здесь правильным решением станет утилизация старой батареи, а также покупка нового и качественного аккумулятора.
Минимизировать дальнейшие проблемы, связанные с сульфатацией, помогут правила эксплуатации АКБ.
Приходилось ли вам заниматься десультфатацией? Каким устройством пользовались? Насколько эффективной считаете схему 555?
Ждём ваших ответов.
Подпишитесь, оставьте комментарий, задайте вопрос и расскажите о нас своим друзьям!
Источник