Caricabatterie Con Stacco Automatico

[MusicIsLife]

Ciao a tutti.

Recentemente sono entrato in possesso di un flash per macchina fotografica reflex e, come tutti sappiamo, la richiesta di energia da parte di questi dispositivi è assai elevata. Per questo motivo sto cercando di realizzare un caricabatterie con i componenti disponibili nella mia cantina, in modo da produrre un caricabatterie elementare che mi permetta di caricare contemporaneamente 4 pile stilo indicativamente da 2500mAh.

Penserei inoltre di fare in modo che, una volta terminata la carica, il caricabatterie accendesse un LED e dopo tot tempo dall'accensione di questo led, in automatico il circuito che fornisce corrente alle batterie (che a quel punto fornirà corrente nulla) si stacchi. Il led è giusto per avere un segno visivo, in modo tale che io possa capire quando è terminata la carica senza andare per forza di cose a spanne.

Ora, io ho provato a simulare il circuito riportato in figura anche se non ho ben capito se può funzionare o meno. Per questo motivo mi rivolgo a voi. L'idea che ho avuto è veramente semplice: si tratta di misurare attraverso un amplificatore da strumentazione la differenza di potenziale presente ai capi del diodo; quando la corrente scorre nel diodo otterrò una tensione ai suoi capi secondo la legge logaritmica del diodo. Mano a mano che la corrente che ricarica le batterie, proveniente dall'LM317 diminuisce, la caduta sul diodo cala. Questa tensione viene dunque confrontata con la massa attraverso un comparatore a soglia il quale scatta alto quando la caduta è nulla = corrente nulla nelle batterie. A questo punto, poichè il comparatore scatta alto, mi si accende il led che segnala il termine della carica e dopo un ritardo dato dal tempo di carica della capacità e dalla resistenza di base del BJT, il relay scatta e il deviatore presente all'ingresso del circuito apre il circuito che serve per caricare le batterie.

http://i.imgur.com/nu16c.jpg

Secondo voi può funzionare una cosa simile?

Aspetto vostre idee ed eventuali migliorie =)

[Nikiki]

Secondo voi può funzionare una cosa simile?

Secondo me no

Probabilmente funzionerebbe con le batterie al piombo, ma non con le NiMh che suppongo utilizzerai nel tuo flash.

Il motivo è semplice, le NiMh non cessano di assorbire corrente una volta cariche, quindi il tuo circuito non può rilevare la condizione di carica al 100% per segnalartela e interrompere la carica.

Se non ricordo male ci sono due modi per rilevare quando la batteria è carica: misurando la temperatura dell'elemento o misurando la tensione dell'elemento.

Metodo della temperatura:

quando si carica una batteria questa scalda, ma quando la carica raggiunge il 100% la temperatura sale in modo repentino. Monitorando questa condizione è possibile stabilire che la batteria è carica.

Metodo della tensione:

Durante la carica, la tensione ai capi della batteria aumenta gradualmente e quando raggiunge il 100% di carica effettua un leggero calo di tensione improvviso... monitorando questa condizione è possibile stabilire che la carica è al 100%.

Questo calo è più accentuato se si usa una corrente di carica alta, ad esempio 1C (per una batteria da 2500 mAh una corrente di carica di 2,5 A)

E' probabilmente la condizione di carica da preferire, la carichi in 1 ora e a carica effettuata interrompi la carica preservando la batteria.

I caricabatterie "furbi" funzionano così, mentre quelli "stupidi" forniscono 0,1C (un decimo della capacità di corrente) e se ne fregano di verificare quando la carica è al 100%, la carica dura 10 ore e se va oltre, la batteria non subisce gravi danni... almeno nell'immediato, se mantenuta a lungo (come ad esempio i cordless che stanno fissi sulla base) la vita si accorcia parecchio.

Nel tuo caso è sicuramente da preferire il secondo metodo (tensione), poichè la vedo dura monitorare la temperatura di un pacco batterie... ci dovrebbe essere un sensore a contatto diretto con gli elementi.

[MusicIsLife]

Ok, optiamo per la misura della tensione.

Io devo caricare 2 o 4 batterie; solitamente non sono a 1.2V una volta cariche?

A quanto dovrei impostare indicativamente la soglia che mi termina l'avvenuta carica?

[Nikiki]

1,2 volt è la tensione nominale, ma sotto carica probabilmente raggiungono anche 1,4 volt.

Comunque non devi monitorare un valore assoluto, ma quando inizia a scendere.

Considera un valore di discesa adeguato visto che hai più batterie in serie, altrimenti rischi di interrompere la carica quando solo una è al 100%.

[Livio Orsini]

Io ne ho realizzato uno comandato da un integrato specifico (per ricarica batterie Ni-Cd) Maxim. Funziona da anni senza problemi.

Ora sono in vacanza e non ho con me l'archivio dei miei lavori e, ovviamente, non ricordo la sigla dell'integrato.

[Nikiki]

E vero, ci sono degli integrati specifici per questa funzione. Purtroppo se non ho capito male voleva realizzarlo con componenti "di fortuna" che potrebbe avere nel cassetto.

Un'alternativa potrebbe essere un micro, ho visto qualche Application Note che mostrava l'uso di un micro per questo scopo, analizzando la tensione con il convertitore A/D.

Magari un piccolo micro nel cassetto ce l'hai.

ho cercato in giro per cercare l'AN di cui parlavo e ho trovato questo: http://arduinoelettronica.wordpress.com/2012/04/20/caricabatterie-intelligente-nimh-con-attiny85-e-arduino-smart-nimh-battery-charger/

Ancora meglio, c'è la spiegazione teorica, lo schema elettrico, il disegno del PCB e il codice per il micro.

E' fatto per un Atmel Tiny ma con un po di pazienza lo puoi adattare anche ad un altro micro.

[MusicIsLife]

Da quel che ho capito se utilizzassi il metodo di misura della tensione dovrei in pratica rilevare il punto nel quale la tensione di carica ai capi delle batterie smette di crescere e inizia a decrescere lentamente.

Pensavo che si potrebbe fare una sorta di rilevatore di picco, la cui uscita viene confrontata con la tensione ai capi delle batterie misurata precedentemente: finchè la tensione misurata in precedenza è minore di quella di uscita dal rilevatore di picco allora sono in fase di carica; quando la tensione misurata è maggiore di quella di uscita dal rilevatore di picco allora sono in fase di carica avvenuta.

Potrebbe essere una strada?

Altrimenti che strada potrei prendere?

[Nikiki]

Pensavo che si potrebbe fare una sorta di rilevatore di picco, la cui uscita viene confrontata con la tensione ai capi delle batterie misurata precedentemente:

infatti, è così che si comportano i caricabatterie intelligenti. Il problema è che la variazione è piuttosto lenta, altrimenti lo potevi fare con un semplice comparatore.

Con un microcontrollore è semplice, leggi il valore e lo memorizzi per poi confrontarlo, ma senza micro e senza IC dedicati come quello a cui si riferiva Livio non saprei... la vedo difficoltosa.

Lo schemino con l'Atmel che ti ho linkato non ti piace?

Altrimenti ti rimane sempre il metodo della temperatura.

[MusicIsLife]

Sisi, molto interessante!!

Solamente che vorrei evitare la programmazione il più possibile e basarmi su componenti semplici o IC dedicati.

Ho trovato un componente in rete (oltretutto potrei ordinarlo come sample dal sito TI) che funge da caricabatterie con carica rapida. Ecco l'integrato:

http://www.datasheet...ents/bq2004.pdf

Da quel che ho capito questo integrato permette di terminare la carica o con il metodo della temperatura o con quello della tensione, giusto (non vorrei dire cavolate)?

Il problema è che ho notato che alcuni dicono che la carica termina prima del dovuto.

Dunque con componenti base non è possibile ottenere ciò che voglio?

Modificato: 16 luglio 2012 da MusicIsLife

[MusicIsLife]

Nessuno ha qualche idea?

Ho provato a pensarci, ma non mi è venuto in mente nulla.

Le uniche alternative che vedo sono:

1) usare il controllo termico (tipo con un NTC)

2) usare l'integrato per la carica rapida (non so se funziona decentemente)

La via del controllo di tensione con componenti "standard" è da scartare?

[Nikiki]

Dunque con componenti base non è possibile ottenere ciò che voglio?

Dipende dalla tua definizione di componenti "base"... Volendo potresti anche usare un convertitore A/D e memorizzare il dato in un registro per poi confrontarlo con la lettura successiva, ma personalmente mi sembra una roba da pazzi... quando con un micro dal costo di 2 euro si fa la stessa cosa.

Se vuoi evitare micro, programmazione ecc, non ti rimane altro che l'integrato dedicato tipo quello indicato da te, lavora in tutte le modalità descritte, mi sembra ottimo.

Il problema è che ho notato che alcuni dicono che la carica termina prima del dovuto.

Probabilmente per colpa della batteria, il principio di funzionamento è quello giusto, personalmente mi fiderei più di Texas Instruments che di qualche voce sentita in giro di cui non se ne conosce l'affidabilità.

Io ho un caricabatterie di quelli intelligenti che sfrutta questo principio, non mi ha mai fallito la ricarica delle batterie. Il mio mi dice anche la capacità effettiva degli elementi, e ti posso dire che MAI le batterie hanno la capacità dichiarata, quelle di marca come Duracell, Energizer, Panasonic, Sony, ecc... ci vanno molto vicino, altre marche piuttosto anonime a volte non arrivano manco a metà della capacità dichiarata.

[Mirko Ceronti]

Nessuno ha qualche idea?

le sollecitazioni non sono gradite..!

Saluti

Mirko

[MusicIsLife]

Chiedo scusa, Mirko =(

Non accadrà più!

Per Nikiki:

proverò ad ordinare l'integrato allora. Credo che sia pure un sample!

[Mirko Ceronti]

Chiedo scusa, Mirko =(