Aynı NiMH şarj edilebilir pil paketinden üç farklı voltaj sağlayın


9

İşe gidip gelen bir bisiklette pille çalışan tüm bileşenlerim için kaynak olarak kullanmak istediğim bir pil paketim var.

Paketim seri olarak bağlanmış (10) 1.2V hücreleri içerir:

{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}  
|                                                  |
└--------------------- 12 V -----------------------┘

Sorun şu ki, bazı aygıtlarım (2) AA pil ile çalışıyor, bazıları (4) ve bazıları 12V gerektiren. Ne yapmak istiyorum:

  • tüm cihazları tek bir ortak pakete bağlayın, bireysel pil ihtiyacını ortadan kaldırın ve şarjı basitleştirin
  • Titreşime ve hava koşullarına dayanıklı sağlam bir tasarım kullanın
  • düşük amperli bileşenler için uygun tasarım kullanın
  • tüm bileşenleri neredeyse% 100 verimlilikle tedarik eder
  • bakımı kolay (yani düzenli olarak kötü hücreleri tanımlamak ve değiştirmek

Bulabildiğim tüm araştırmalardan iki ortak çözüm var gibi görünüyor:

1) gerilimi sırasıyla 6V ve 3V'a getirmek ve dönüşüm verimsizliğini kabul etmek için hazır elektronik DC-DC dönüştürücüler ekleyin.

2) üç devre oluşturmak için seriyi belirli noktalara birleştirin.

{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]} 
|         |              |                         |
└- 2.4 V -┘              |                         |
|                        |                         |
└-------- 6 V -----------┘                         |
|                                                  |
└--------------------- 12 V -----------------------┘

3) üçüncü bir seçenek ise sadece ekstra ağırlıkla yaşamaktır. Her bir bileşene ayrı ayrı ve bağımsız olarak güç sağlayın ve pilleri gerektiği gibi şarj edin / değiştirin.

Bu seçeneklerin her birinin dezavantajları vardır. Ancak # 2 en umut verici görünüyor. En belirgin sorun, yükün paketteki hücreler arasında eşit olmayan bir şekilde dağıtılmasıdır. Eğer bunun üstesinden gelebilirsem, kazanan bir çözümümüz olduğunu düşünüyorum.

İşte benim sorum bu:

Aynı NiMH şarj edilebilir pillerden üç farklı voltaj sağlamak için akıllı kablolar ve minimal elektronikler kullanmak mümkün müdür?

Yorum, öneri ve fikirlerin hepsi takdir edilmektedir.


Şimdiye kadarki en iyi tahminim şudur:

  • temelde her bir hücre çifti boyunca dakikada bir döngü yapacak çift kutuplu, beş atışlı bir anahtar yapmak için bir zamanlayıcı ve röleleri birleştirerek 2.4v'lik sabit bir akış sağlar
  • esasen hücrelerin yarısında dakikada bir döngü yapacak çift kutuplu, çift atışlı bir anahtar yapmak için bir zamanlayıcı ve röleleri birleştirerek 6v'lik sabit bir akış sağlar
  • tüm 12v cihazlarını normal gibi pakete bağlamak

Ne yazık ki, rölelere takıldım ve üç bağımsız devreyi korurken, röleleri tetiklemek için zamanlayıcıyı nasıl bağlayacağım. Aynı zamanda işleri kompakt tutmak istiyorum. Pil takımına ek olarak ayakkabı kutusu boyutunda bir devre kartına sahip olmak pratik değildir. İdeal olarak, her şeyi bir Pelican 1010 su geçirmez kasaya paketlemek istiyorum .

İlk başta diyotları kullanabileceğimi ve her şeyi büyük bir kitleye bağlayabileceğimi düşündüm, ancak daha önceki bazı testlerden sonra bu seçeneği terk ettim. Diyotların çok ısındığı ortaya çıktı, bu da elbette bileşenlere gitmesi gereken çok fazla enerji harcadıkları anlamına geliyor.

Düşündüğüm bir başka alternatif de bir Zener diyot voltaj regülatörü. Bu, düşük amper uygulaması ve minimal elektronik ile iyi eşleşir, ancak maalesef dönüşüm verimsizliğinden de muzdariptir.

Kayıt için, bileşenlerim:

+---------------------------+---------+--------------+-------+  
| component                 | voltage | usage        | draw  |  
+---------------------------+---------+--------------+-------+  
| tail light                | 3V      | night time   |  25mA |  
| headlight                 | 6V      | night time   | 250mA |  
| cycling computer          | 3V      | always       |   1mA |  
| turn signals (automotive) | 12V     | intermittent |  55mA |  
+---------------------------+---------+--------------+-------+  

İyi haber şu ki, tüm bu cihazlar pille çalıştırıldığından, pil kimyasının normal voltaj dalgalanmalarını tolere ediyorlar.

Gelecek planları:
6v hub-dinamo şarj sistemi


Neden kuyruk ve dönüş sinyalleri için 6 V ışık kullanmadığınızı merak ediyorum. Bu tasarımı çok basitleştirecektir.
Vovanium

Arka ışığım olan Cateye TL-LD1100'den çok memnunum. Son derece sağlam ve piyasada bulduğum en iyi şey. Ne yazık ki, 6v olarak derecelendirilmiş herhangi bir bisiklet dönüş sinyali sistemi bulamıyorum, bu yüzden kendim yapmak zorunda kaldım. Yine sağlam parçaları kullanarak bulabildiğim en iyi şey LED otomotiv rölesi EP-34 ve Kamyon işaret lambaları . Her ikisi de 12v olarak derecelendirildi.
LeftyMaus

LED ışığı kendi başınıza yapmak ve seçtiğiniz muhafazalara kurmak çok zor değil. Ayrıca inşa edebileceğiniz birçok basit yanıp sönme devresi vardır (örneğin ICM7555 CMOS zamanlayıcı IC ile sadece üç parça).
Vovanium

Kamyon işaret lambalarının, akım sınırlama dirençlerini değiştirerek anma gerilimlerini değiştirmenin çok kolay olabileceğini buldum. Gemide iki LED ve iki direnç var, bu yüzden 12 V (% 20 verimlilikle) seri dirençli tek LED'e güç veriyorlar.
Vovanium

Bu özel işaret ışıklarının bir başka avantajı, ultrasonik olarak mühürlenmiş olmaları (hava koşullarına dayanıklı )dır. Ayrıca çok hafiftir, bu da titreşim streslerini azaltır. Çatallara ve koltuklara monte ettim, bu yüzden düz yollarda ya da pürüzlü olsam da cezalandırılıyorlar. Onları açmak konusunda isteksizim çünkü onları tekrar mühürleyebileceğimden emin değilim.
LeftyMaus

Yanıtlar:


8

Her voltaj için DC-DC dönüştürücüler veya özel pil paketleri kullanmalısınız.

Batarya paketlerinin orta noktalarını kullanmamalısınız. Bu, hücrelerde farklı yük seviyelerine yol açar. Sonuç olarak, önce deşarj olan hücreler üzerinde ters voltaj elde edersiniz ve bu bataryaya ve muhtemelen ekipmana zarar verir.

Aşağıdaki şematik bunu göstermektedir.

Aküdeki satışlardan biri tamamen deşarj olduğunda ters voltaj görünür, böylece üzerinde voltaj yoktur. Diğer hücreler gücü vermeye devam ederse, akım hala akar ve böylece ölü hücreyi negatif voltajla 'şarj eder'.

Ölü hücreye bu şekilde bağlanan yük ters polarite besleme voltajını alır, böylece muhtemelen ölür.

şematik

bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik

En uygun (diğer voltaj dereceli cihazları kullanmak istemiyorsanız) En güçlü cihazı (6V far) doğrudan sağlamak ve diğerleri için kademeli / kademeli dönüştürücüler kullanmaktır.


"Elemanlar" ile ne demek istiyorsun? "Farklı yük" veya "ters voltaj" ne elde edecek? Pil paketini oluşturan hücreler? Veya aydınlatma sisteminin bileşenleri, yani arka lamba veya far?
LeftyMaus

Elementler satılıyor. Kötü ingilizce için üzgünüm. Cevabımı geliştireceğim
Vovanium

1

Vovanium'un önerdiği gibi, Gerilim Şüphe olarak bilinen bir şeye bakın veya charge-pump. Hızlı arama yaptım ve uygulamalarınız için uygun görünen entegre devre paketini buldum - özellikle düşük quiescient akım (110uA) ve dönüşüm verimliliği (% 98). Veri sayfası, bu IC'nin maksimum çıkış akımının 45mA olduğunu gösterir, bu yüzden biraz daha fazla akım sağlayabilecek bir şey bulmanız gerekir, ancak sadece bu seçenek hakkında sizi bilgilendirmek istedim.

Bunlar elbette DC-DC dönüştürücülerdir, bu yüzden aslında aynı şeydir. Uygulamanız için bir yükseltme (şarj pompası) ve bir düşürme (kıyıcı) ile yapmak da kolay olabilir.

Belki de bu dönüştürücülerden sadece birkaçı yapabilirdi. İhtiyaçlarınız için 6V'yi 12V'a yükseltebilir ve 6V'yi 3V'ye koyabilirsiniz. Veri sayfasında bu cihazların 20W'a kadar güç sağlayabileceği yazılmıştır.


Parça önerileri için teşekkürler.
6v
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.