Зарядка кадмиевых аккумуляторов своими руками

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

На этот раз речь пойдет о конструировании простейшего USB-зарядника для Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторных батарей.

Схема довольно хорошего зарядника проста и может быть реализована с бюджетом всего в 20 рублей. Это уже дешевле, чем любая китайская зарядка. Сердцем нашего зарядного устройства всем хорошо знакомая микросхема линейного стабилизатора LM317.

микросхема линейного стабилизатора LM317

На вход схемы подается напряжение 5 В от любого USB-порта.

Микросхема стабилизирует напряжение до уровня 1,5 В. Это напряжение полностью заряженного Ni-Mh аккумулятора.

А работает устройство очень просто. Аккумулятор будет заряжаться напряжением 1,5-1,6 Вольт от микросхемы. Резистор R1 в качестве датчика тока одновременно ограничивает ток заряда. Путем его подбора ток можно уменьшить или увеличить.

Когда на выход схемы подключен аккумулятор, на резисторе R1 образуется падение напряжения. Его достаточно для срабатывания транзистора, в коллекторную цепь которого подключен светодиод. Последний загорается и по мере заряда аккумулятора будет потухать до полного отключения. Это произойдет в конце зарядного процесса.

Таким образом, диод горит, когда аккумулятор заряжается, и тухнет, когда последний полностью заряжен. Одновременно по мере заряда аккумулятора будет снижаться сила тока, и в конце ее значение будет равно 0.

Из этого следует, что перезаряд и выход из строя аккумулятора невозможны.

Микросхема LM317 работает в линейном режиме, поэтому небольшой теплоотвод не помешает. Хотя при токе 300 мА нагрев микросхемы в пределах нормы. Светодиод желательно подобрать с минимальным рабочим напряжением. Цвет абсолютно не важен. Вместо BC337 допускается использование любого маломощного транзистора обратной проводимости, хоть на КТ315. Желательная мощность резистора R1 0,5-1 Ватт. Все оставшиеся резисторы – 0,25 и даже 0,125 Ватт. Поскольку диапазон напряжений очень узкий, то даже погрешность резисторов может повлиять на работу схемы. Поэтому резистор R2 настоятельно рекомендуется заменить на многооборотный сопротивлением 100 Ом.

С его помощью можно очень точно отрегулировать нужное выходное напряжение.

Сперва нужно найти все необходимые компоненты, а также слот для батареек.

Устройство может заряжать аккумуляторы практически любого стандарта, если приспособить соответствующий слот. При сборке можно не использовать печатную плату. Монтаж делается навесным способом. Компоненты приклеиваются под слот батареек и заливаются термоклеем, поскольку схема очень надежна в работе.

Распиновка выводов микросхемы:

Собранное устройство выглядит примерно так:

Собранное устройство

Но может выглядеть гораздо лучше.

Только необходимо подобрать светодиод с минимально возможным напряжением свечения, в противном случае он может вообще не светиться. По этой схеме можно заряжать несколько аккумуляторов, но рекомендуется использовать только для заряда одного.

USB-зарядник для Ni-Mh аккумуляторов своими руками

Автор: АКА КАСЬЯН

Источник

Самодельное зарядное устройство для аккумуляторной дрели на NiCd батареях

В этой статье описываются пошаговые инструкции по созданию зарядного устройства для аккумуляторной батареи NiCd (ni-cad).

** Предупреждение **
С помощью описанного метода можно заряжать только никель-кадмиевые батареи. Тип батарей обычно пишется на батарейных блоках. Новые дрели и шуруповерты используют другие типы батарей (Li-Ion, NiMh), которые будут взрываться, если использовать ниже описанный способ зарядного устройства. Если нет уверенности, то лучше не пытайтесь использовать данную инструкцию. Неправильная конструкция или расчет компонентов, также могут привести к воспламенению или взрыву батареи.

Необходимые материалы и инструменты:

— деревянный брусок;
— доска, толщиной 20 – 25 мм. или фанера 10 мм.;
— саморезы 32 или 41 мм.;
— медная проволока, диаметром 6 мм.;
— диод;
— светодиод;
— несколько резисторов;
— выходной трансформатор;

— шуруповерт или отвертка;
— настольная пила;
— электролобзик;
— вольтметр;
— сверло 3и 4 мм.;
— паяльник, припой, флюс;

Шаг первый: Изготовление брусков

Отрежьте два деревянных бруска, толщиной и размером с выступающую часть аккумуляторного блока. Бруски будут удерживать аккумуляторный блок на месте.

Блоки должны быть одинаковой толщины. На одном бруске сделайте v-образную канавку, чтобы в неё поместилась закругленная часть батарейного блока. На втором бруске, с помощью настольной пилы, сделайте два паза. Данные пазы могут отличаться по форме. Все зависит от формы аккумуляторного блока. С помощью небольшого куска дерева скрепите два бруска с помощью саморезов. После этого проверьте плотность подгонки деревянных деталей.

Шаг второй: Изготовление второй части держателя батареи

Из тонкой доски вырежьте деталь для второй стороны. Чем тоньше, тем лучше. Можно использовать фанеру. Для удобства дальнейшей работы, с помощью электролобзика, вырежьте фигурный рисунок. С помощью данного выреза будет понятно, где именно будут располагаться клеммы питания на аккумуляторном блоке.

Шаг третий: Установка медных контактов в держатель батареи

Для медных контактов мастер использовал одножильный медный кабель, диаметром 6 мм. Для контакта проволоки и клемм аккумуляторного блока были просверлены два отверстия. Одно отверстие для положительной клеммы и одно для отрицательной клеммы аккумулятора.
Затем необходимо снять изоляцию с проводов. После чего, зачищенную часть согнуть в U-образную форму, чтобы проволока торчала. Вставить проволоку в отверстия. Провода должны касаться клемм на аккумуляторе. Для проверки работоспособности необходимо использовать вольтметр.

Шаг четвертый: Сборка держателя батареи

Держатель батареи должен плотно подходить к батарейному блоку. Контакты должны касаться обеих клемм аккумуляторного блока.

Шаг пятый: Пайка электрической цепи

Диод, светодиод и несколько резисторов необходимы для того, чтобы аккумулятор заряжался с безопасной скоростью.
Мастер данной самоделки стремится к хорошей и медленной скорости зарядки в 1/16 С (емкость делится на 16). Поскольку у него выходной трансформатор переменного тока, то пришлось удвоить его до 1/8. Предпочтительней использовать 1/16 С для зарядных устройств постоянного тока, иначе могут разрушиться или загореться батареи.

Производительность 1,6 ампер-часа / 8 = 0,2А.
Номинальное напряжение полностью заряженного никель-кадмиевого элемента составляет 1,2 В. Так что в 12V аккумуляторе от шуруповерта, содержится 10 пальчиковых аккумуляторов. (12 В / 1,2 = 10 аккумуляторов).

Напряжение полностью разряженного никель-кадмиевого элемента составляет 0,8 В. 10 аккумуляторов * 0,8 В на 1 акк. = 8 В.
Зарядное устройство на 20 В — батарея на 8 В = разница в 12 В.
Уровень заряда 12 В / 0,2 А = 60 Ом.
12 В * 0,2 А = 2,4 Вт тепла, которое будет выделяться.
2,4 Вт / 2 (из-за трансформатора переменного тока) = 1,6 Вт.

Мастер использовал набор из 6 резисторов, чтобы приблизиться к расчетным 60 Ом. Это дало около 3,0 Вт рассеиваемой мощности при использовании резисторов 0,5 Вт. Поскольку используется зарядное устройство переменного тока, мощности 3,0 Вт более чем достаточно, поскольку резисторы отдыхают во время отрицательного полупериода переменного тока. В действительности они выдают только 1.6 Вт.

Для зарядного устройства постоянного тока на 20 В требуемая скорость зарядки составила бы 1/16 = 0,1 А и 120 Ом. 12 В * 0,1 А = 1,2 Вт. Шесть резисторов 0,5 Вт, вероятно, тоже подойдут для этого, но значения будут другими (120 Ом вместо 60).
*Обязательно делайте свои расчеты – это только пример.*

Светодиод индикации заряда должен получить около 0,02 А макс.
(Прямое падение напряжения 12В — 1,7В) = 10,3В. 10,3 В / 0,02 А = 515 Ом. Резистор 680 Ом будет в самый раз. Светодиод, чтобы не умер резистор.

Шаг шестой: Проверка зарядной цепи

Мастер смастерил крышку для закрытия электроники. Обрезал доску (можно фанеру) до размера, равного боковым сторонам держателя батареи. Протянул шнур от трансформатора через доску и подпаял к электрической цепи.
Также просверлил отверстие для светодиода. При включении вилки в розетку, светодиод должен загореться.

Шаг седьмой: Сокрытие электроники

Убедившись, что все работает, пришло время закрыть электронику. Отрежьте две прокладочные планки, чтобы крышка не сломала электронику. Автор использовал тонкий кусок древесноволокнистой плиты. Просверлите одновременно отверстия в доске (или фанере) и проставках.

Шаг восьмой: Финал

Закрутите последние саморезы и попробуйте зарядить аккумулятор.
Мастер также прикрутил деревянный брусок к стене, на котором закрепил зарядное устройство. Теперь оба аккумулятора будут готовы к работе тогда, когда они будут нужны.

Источник

Схема зарядного устройства для никель-металлгидридных и никель-кадмиевых аккумуляторов

Данное зарядное устройство можно применить как для заряда никель-кадмиевых, так и для никель-металлгидридных аккумуляторов. Если у вас li-ion аккумулятор, то вам скорее нужна зарядка для литий-ионных аккумуляторов.

Описание работы зарядного для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов

Схема обеспечивает не быструю но эффективную зарядку поскольку заряд осуществляется стандартным током — одной десятой емкости батареи в комбинации с временем зарядки от 10 до 14 часов, без риска чрезмерной зарядки. Если вы уверены, что батарея разряжена только на половину, то зарядить ее полностью можно примерно за 6…7 часов.

Аккумуляторы размера AA имеют емкость от 1500 до 1800 мАч (миллиампер-час), так что ток зарядки должно быть от 150 до 180 мА. Если вы хотите зарядить несколько никель-кадмиевых аккумуляторов сразу, достаточно просто подключить их последовательно, для того же ток зарядки, который будет протекать через всю батарею аккумуляторов, заряжая их одновременно.

Вопрос теперь в том, как получить нам постоянный ток 180 мА. Самым элегантным и точным решение будет использование источника тока. В этой роли может выступить регулятора напряжения типа LM317 включенный по схеме источника тока. Микросхема LM317 достаточно известная и регулировки осуществляется путем подбора сопротивления резистора, который подключается к выводам OUT и ADJ.

В нашем случае ( для 0,18 А), сопротивление будет равно 6,94 Ом (1,25/0,18) = 6,94 Ом. Данный номинал можно набрать из несколько последовательно-параллельно соединенных резисторов, но проще взять близкое стандартное значение 6,8 Ом.

Чтобы получить ток 180 мА нужно некоторое напряжение. Максимальное напряжение во время зарядки никель-кадмиевого аккумулятора составляет 1,5 В, а источник тока требуется около 3 В. Если заряжать только один аккумулятор, напряжение питания составит 4,5 В.

Если заряжается несколько никель-кадмиевых аккумуляторов сразу, нужно 1,5 В умножить на число аккумуляторов плюс 3 В. Для четырех аккумуляторов это будет напряжение питания 9 В. Если напряжение слишком низкое, ток заряда будет слабым.

Источник

Простой зарядник для NiCd аккумуляторов

@@ Универсальное зарядное устройство собирается в корпусе от промышленного блока питания для маломощной бытовой техники: аудио-плейеров, микрокалькуляторов, радиотелефонов и т.д., и рассчитано на заряд любой батареи NiCD-аккумуляторов (от 1 до 10 элементов).

@@ Блок питания должен быть рассчитан на выходное напряжение не менее 12-15 вольт, ток 150-200 мА, и иметь подходящие размеры. Лучше, если на его корпусе не будет никаких переключателей или регуляторов, так как иначе придется заклеивать неиспользуемые отверстия. В блоке питания заменяется штатная плата стабилизатора напряжения, вместо которой устанавливается самодельная (не обязательно печатная, монтаж можно выполнить и навесным способом). Может оказаться так, что на «фирменной» плате уже имеются все необходимые элементы, которые просто придется соединить в другом порядке.

@@ Основу зарядного устройства составляет общеизвестная схема генератора стабильного тока, выполненная на транзисторе Q1, в качестве которого можно использовать любой подходящий кремниевый p-n-p транзистор средней мощности — КТ-814, КТ-816 (с любой буквой) и т.д. Этот транзистор необходимо установить на пластине-радиаторе площадью не менее 5 кв.см из алюминия, меди или латуни. Выходной ток задается номиналом резистора R2 и типом светодиода D1, который одновременно служит и индикатором рабочего режима (он устанавливается на лицевую сторону корпуса). Грубую регулировку выходного тока осуществляют как подбором резистора R1 в диапазоне 3.3 — 15 Ом (при уменьшении номинала резистора ток возрастает и наоборот), так и заменой светодиода (разброс параметров светодиодов даже одной марки достаточно велик). Точную регулировку можно осуществить, припаивая параллельно резистору R1 другой резистор, с большим номиналом (50 — 500 Ом). Контролировать выходной ток можно стрелочным или цифровым миллиамперметром, рассчитанным на ток 250 — 500 мА, подключая его непосредственно к выходным клеммам зарядника. Контролировать выходное напряжение устройства — бессмысленно, без нагрузки оно всегда будет в 1.7 раза выше выходного напряжения трансформатора блока питания.

@@ Особенность схемы состоит в том, что она не боится короткого замыкания на выходе (даже длительного). Положительным является и то, что не зависимо от количества элементов (от 1 до 10 штук) в аккумуляторной батарее, и степени их разряда, зарядный ток будет постоянным. Учтите, что время заряда, емкость аккумулятора и зарядный ток, связаны между собой так:

Т = Е / I * 1.4,

@@ где: Т — время заряда (час), Е — емкость аккумулятора (мА/час), I — зарядный ток (мА), а коэффициент 1.4 определен электрохимическим КПД NiCd-аккумуляторов.

@@ Оптимальная величина зарядного тока равна 1/10 величины емкости батареи (в мА). При подборе «рабочего» тока зарядника надо ориентироваться на емкость аккумуляторов вашего передатчика (они, как правило, мощнее бортовых аккумуляторов). Таким образом, если, к примеру, у вас в передатчике установлена батарея емкостью 1000 мА/час, то номинальный зарядный ток для нее будет равен 1000/10 = 100 мА, а время заряда этим током:

1000 / 100 * 1.4 = 14 часов.

@@ Выходной ток зарядника, соответственно, необходимо установить равным 100 мА (+/- 10 мА). При емкости бортовой батареи 600 мА/час ваш зарядник полностью «накачает» ее за:

600 / 100 * 1.4 = 8.4 часа.

@@ Увеличение зарядного тока в 1.5-2,5 раза не вредит современным батарейкам, но позволяет во столько же раз сократить время заряда. Но если вам понадобится зарядить более мощную батарейку, время заряда придется увеличить. К примеру, батарею емкостью 1700 мА/час вам придется заряжать током 100 мА:

1700 / 100 * 1.4 = 23.8 часа.

@@ Одним этим устройством, без сомнения, можно заряжать как бортовые аккумуляторы, так и батарею от передатчика, но, учитываю копеечную стоимость и низкие трудозатраты, целесообразнее изготовить 2 подобных блока: для приемника и передатчика, оснастив их соответствующими разъемами и настроив на оптимальные зарядные токи. В этом случае для приемника желательно подобрать исходный источник питания с выходным напряжением трансформатора не более 5-7 вольт. Кстати, электролитический конденсатор С1 может быть любой емкости (47 — 500 мкф), но его рабочее напряжение должно не менее, чем в 2 раза превышать напряжение вторичной обмотки трансформатора. В принципе, от этой детали можно отказаться вовсе — хуже устройство работать не будет. Резистор R1 должен быть мощностью 0.125-0.25 Вт, R2 — не менее 0.5 Вт. Светодиод можно использовать любой марки и цвета свечения: АЛ102, АЛ307, АЛ310 и т.д. Номинал резистора R1 для специализированного «бортового» зарядника необходимо уменьшить до 510 Ом.

Источник