Dobrý deň. Dnes sa s Vami chceme podeliť o super zapojenie inteligentnej nabíjačky. Toto zapojenie sme robili na celoslovenskej súťaži mladých elektronikov spolu s BgDestroy, Zawin a Jukka. Toto zapojenie do dnes využívam a som s ním s nadmierou spokojný.

Princip nabíjačky – Po zapnutí nabíjačky na zdroj jednosmerného prúdu (adaptér s výstupným napätím 11 až 16V/0,5A alebo olovený akumulátor 12V) sa otestuje přítomnosť nabíjaných 4ks NiCd alebo NiMh článkov. Ak nie sú přítomné články tj. napätie na svorkách článkov je menšie ako asi 2V, tak je nabíjanie zablokované v stave sledovania prítomnosti článkov (v tomto stave je povolené spustiť iba vybíjanie článkov stlačením Tl, ktoré ale po uvolnení prrejde do stavu sledovania prítomnosti článkov). Ak sú články pred/po zapnutí vložené a ich celkové napätie je väčšie jako 2V, tak dojde k okamžitému nabíjaniu článkov. Ak požadujeme pred nabíjaním článkov ich úplné „vybiť“, tak okamžite stlačíme tlačítko vybíjania Tl (svieti trvale červená LED). Po vybití článkov na hodnotu 4 V (napätie 1 vybitého článku cca 1V) dojde k ukončeniu vybíjania a automatickému spusteniu režimu dobíjania (zelená LED svieti peerušovane). V tomto režime sa články dobíjajú pulzne jednosmerným prúdom asi 0,8 až 1,5 násobkom kapacity článku po dobu asi 1,5 sekundy. Na krátku dobu asi 50 msek sa preruší dobíjanie, pričom sa vykoná meranie napätia článku. Po dosiahnutí napätia 5,8V (napatie l nabitého článku cca 1,45V) dojde k prerušeniu nabíjania a k stavu sledovania napätia nabitých článkov (svieti trvale žltá LED). Nabíjačka neobsahuje žiadne pamäťové prvky a preto po zapnutí nabíjačky prejde okamžite do niektorých hore uvedených stavov podľa napätia článkov.
Popis zapojenia – Lineárny IO1A je v zapojení zdroja pomocných napätí. Na vstupe IO1A špička 3 je zenerova dioda s Uz=5; 1V – 5,3V. Od nej je odvodené a stabilizované výstupné napätie cca 9 V na IO1A špička 1. Z tohto výstupu je napájaný IO3 a odporový dělič R4, P2, R5. Pomocou trimra P1 sa na vstupe komparátora IO2A špička 2 nastaví napätie 5,8V ( stav plne nabitých 4 Článkov NiCd ). Pomocou trimra P2 sa nastaví na vstupe komparátora IO2B špička 5 napátie 4V ( stav vybitých 4 článkov NiCd ). Na odpore R5 vznikne úbytok napätia cca 2V, čo odpovedá povolenému minimálnemu napätiu 4 článkov. IO3 je časovač v zapojení generátora impulzov s periodou cca 1,5 sekundy a striedou cca 1:30. Na vstupe IO3 špička 4 je zapojený tranzistor T2, ktorý ak je otvorený, tak blokuje generovanie výstupných impulzov. Z výstupu IO3 špička 3 sa budí tranzistory T3, ktorý má v kolektore zapojenú ZELENU LED diodu D4 a zdroj prúdu tvoreného darlingtonovým výkonovým tranzistorom T4 a odporom R17. V rytme vstupných impulzov bliká ZELENÁ LED dioda a dobíjú sa NiCd články. Aby nedochádzalo k skresleniu meraného napätia v dôsledku prechodových prúdov a dobíjacieho prúdu, tak pri dobíjaní článkov je komparátor sledovania stavu plné nabitých článkov IO2A blokovaný tranzistorom T5 na špičke č. 3 a v čase pauzy medzi impulzami je odblokovaný a porovnává napatie článkov s referenčným napätím 5,8V. Na jeho výstupe je integračný obvod R20, C3, R21 spomalujúci nábeh blokovania generátora IO3. Ak dojde k nabitiu článkov, tak komparátor preklopí (na IO2A špičke 1 je plné napájacie napatie), rozsvieti sa ŽLTÁ LED dioda D8 a cez súčinovú diodu D5 sa otvorí tranzistor T2 a trvale blokuje IO3. IO1B je zapojený ako komparátor minimálneho vstupného napätia nabíjaných článkov NiCd. Poklať nie sú pripojené žiadne články, alebo ich napätie je menšie ako cca 2V, tak na výstupe IO1B špička 7 je kladné napätie a cez súčinovú diodu D6 je blokovaný IO3. IO2B je zapojený ako komparátor vybíjania článkov. V kťude je na jeho invertujúcom vstupe IO2B špička 6 nulové napätie a na neinvertujúcom špička 5 napatie 4V, co zabezpečuje jeho výstup na plnom napájajúcom napätí Ucc. Vybíjanie sa aktivuje stlačením tlačítka Tl, ktoré uzemní bázu T1 cez ochranný odpor R8, otvorí T1 a zopne relé RE1. Svojími kontaktami odpojí články od zdroja prúdu a připojí na vybíjací odpor R6 a invertujúci vstup komparátora IO2B špička 6. Ak napätie článkov je váčšie ako 4 V, tak relé RE1 je trvale zopnuté. trvale svieti ČERVENÁ LED dioda D2 a cez odpor R25 a diodu D7 je trvale blokovaný IO3. Po dosiahnutí napátia vybitých článkov 4V preklopí komparátor IO2B a vypne relé. Relé RE1 přejde do kťudového stavu a svojími kontaktami odpojí články od vybíjacieho odporu R6 a pripne ich k zdrojů dobíjacích impulzov. Zánikom napájacieho napátia relé zanikne aj blokovanie IO3 cez R25, D7 a T2 a začne sa dobíjanie článkov NiCd.

Obr. č. 1: Schéma zapojenia. Pre zväčšenie klikni na obrázok

Obr. č. 2: Návrh DPS s rozmermi 96x76mm. Pre zväčšenie klikni na obrázok

Obr. č. 3: Osadenie súčiastok na DPS. Pre zväčšenie klikni na obrázok

Zoznam súčiastok:
R1 = 1k
R2, R3 = 68k
R4 = 2k7
R5 = 1k8
R6, R17 = 33R/4W
R7, R8, R14, R18, R19, R22 = 13k
R10 = M33
R11 = 10k
R12 = M1
R13=6k2
R15- 1k1
R16, R23, R25 = 36k
R20 = 6k8
R21 = 16k
R24 – 1k8
P1 = 47k – slojalý trimer
P2 = 3k3 – stojatý trimer
C1 = 10M/35V – axiálny elek. kond.
C2 = 10n – keramický kond.
C3.= 47M/25V – axiálny elek. kond.
D1 = nedodává sa lebo je už v relé RE1
D2 = ČERVENÁ LED dioda
D3 = 1N4003
D4 – ZELENÁ LED dioda
D5, D6, D7 = KA206 – ľub. spin dioda
D8 = ŽLTÁ LED dioda
T1 – 3107D – PNP plastový tranzistor
T2, T3, T5 = KF190 – NPŇ plast, tranzistor
T4 = TIP126 – PNP daling. výk. tranzistor
IO1, IO2 = MA1458 -lineárny IO
IO3 = NE555N – časovač
ZD1 = KZ141 – Zenerova dioda
RE1 = relé NEC s dvorná prep. kontaktmi

//ZAWIN
Dovolim si doplnit ešte zopár mojich postrehov

Ja som sa s touto nabijackov trocha „pohral“ a dovolím si doplniť nejaké postrehy čo sa vám pri stavbe určite zídu.

1) Ak nechcete nabíjať 4 akmulátory naraz ale napríklad len 2 tak musíte zmeniť hodnotu odporu R4 tak aby sa dala správne nastaviť hodnota pri akom napätí na akmulátore sa má nabíjanie ukončit. Prezradím vám že keď budete chcieť nabíjať len 2 akumulátory tento odpor musíte zameniť na 10kohm.

2) Odpor R17 určuje akým prúdom budú nabíjané akmulátory a R6 zas akým prúdom budú vybíjané. Kedže ja som potreboval nabíjať akmulátory AA aj AAA tak som to vyriešil prepinačikom ktorý vlastne prepína odpory namiesto toho R17. Treba sa s tým jednoducho pohrať.

Pripájam zopár obrázkov hotového výrobku

No nakoniec vám želám veľa úspechov pri stavbe, ak budete mat predsa nejaké problemy ozvite sa na fórum.

• O autorovi
• Najnovšie príspevky

zawin

Administrátor webu SVETELEKTRO.COM. Pracujem vo firme GOSPACE TECH ako HW a SW inžinier v oblasti IoT - www.fleximodo.com

Najnovšie články od zawin (zobraziť všetky)

• Novinky na webe SVETELEKTRO - 12. decembra 2020
• TEPLOMĚR DO UDÍRNY - 21. júla 2020
• Výsledky súťaže o najlepší výrobok–4. kolo - 23. decembra 2019