خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / مدار الکترونیکی : شارژر باتری قلمی نیکل کادمیوم (NiCd)

مدار الکترونیکی : شارژر باتری قلمی نیکل کادمیوم (NiCd)

باتری های قلمی قابل شارژ که با تکنولوژی نیکل کادمیوم کار می کنند (NiCd) امروزه به عنوان یکی از پرمصرف ترین لوازم مصرفی در محصولات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. باتری قابل شارژ به دلیل چگالی انرژی بالا ، دوام بالا و نرخ خود دشارژی (Self-Discharge rate) بسیار محبوب هستند. باتری های نیکل کادمیومی می توانند با چند حالت مختلف شارژ شوند. شارژ با سرعت بالا و جریان زیاد یا شارژ برای طول شب با جریان کم.

مستقل از این که این باتری های شارژی را با چه سرعتی شارژ کنیم ، جریان شارژ در طول زمان باید ثابت و پایدار بوده و نوسان نداشته باشد و از طرفی انرژی ورودی به باتری باید اندکی از ظرفیت واقعی باتری بالاتر باشد تا مقدار انرژی که باتری در زمان شارژ هدر می رود جبران شود.

البته این انرژی اضافه نباید از حد خاصی فراتر رود تا باعث صدمه به باتری و حتی آتش سوزی نشود.

به هر حال، در طراحی مدار شارژ باتری نیکل کادمیوم باید این دو مسئله در نظر گرفته شودند:

  • چگونه یک جریان مناسب شارژ برقرار کنیم .
  • چگونه فرآیند شارژ را با پر شدن باتری متوقف کنیم که باتری بیش از حد تحملش جریان شارژ تحمل نکند.

مدار الکترونیکی شارژر باتری قلمی که امروز به شما معرفی می کنیم هر دو مسئله بالا را مد نظر قرار داده و حل کرده است .

ارزان ترین و امن ترین راه شارژ کردن باتری های قابل شارژ این است که آن ها را به اندازه 10% ظرفیتشان و در مدت 16 ساعت شارژ کرد.

برای مثال اگر باتری های 1200 mAh را شارژ می کنید . باید این کار را با 120 میلی آمپر جریان شارژ انجام دهید. توجه داشته باشید که این مدار یک مدار حرفه ای برای شارژر باتری های نیکل کادیومی نیست،اما به شدت ارزان است و کار شما را راه خواهد انداخت . مدارهای الکترونیکی شارژر دیگری هم هستند که می توانید در ساختنی مشاهده کنید.

مدار شارژر باتری های قلمی NiCd را ببینید :

مدار شارژر باتری های قملی نیکل کادمیوم
مدار شارژر باتری های قملی نیکل کادمیوم

 

توضیحات مدار:

برای این که مدار شارژر باتری قلمی را بسازید ، نیازی به دانستن توضیحات مدار نیست. این توضیحات برای کسانی نوشته می شود که می خواهد اطلاعات بیشتری از مدارهای الکترونیکی و نحوه کار آن ها به دست بیاورند.

در مدار الکترونیکی شارژر باتری های قلمی که در بالا می بینید. جریان شارژ باتری توسط IC شماره 3   که IC LM317 و یک تنظیم کننده جریان است تامین شده است . مقاومت الکتریکی R3 در جریان 120 میلی آمپر ولتاژی برابر 1.25 ولت در دو سر خود دارد و مقدار آن حدودا 10 اهم است . ترانزیستور سوئیچینگ  MOSFET شماره Q1 با شماره IRF520 به این دلیل انتخاب شده است که مقاومت بسیار کمی در حد 0.3 اهم در زمان هدایت جریان دارد . ( ترانزیستور ها چگونه کار می کنند؟)

در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت : مدار اینورتر 250 وات PWM بسازید

بهترین کاری که طراحی مدار شارژر باتری های شارژی نیکل کادمیوم در عمل می توان انجام داد این است که با قرار دادن یک تایمر در مدار، پس از 16 ساعت از شروع کار جریان را قطع کنیم. این تکنیک باعث می شود که سنسور یا حسگری برای چک  کردن شارژ باتری نیاز نباشد و در نتیجه ساخت مدار بسیار ارزان تر تمام شود از طرفی مطمئن باشیم که باتری کاملا شارژ خواهد شد.

این زمان سنجی توسط یک IC میکرو کنترلر (IC1) انجام می شود. این IC وضعیت شارژ را به وسیله چند دیود نورانی به ما گزارش می دهد.

هر میکرو کنترلی را می توان در این مدار استفاده کرد. اما برای این که مدار ارزان تر در بیاید از میکرو کنترل 8 پایه موتورلا با کد (MC68HC908QT1) استفاده شده است .

هر مرحله از شارژ با روشن شدن یک LED نمایش داده می شود. تعداد مراحل شارژ با توجه به تعداد پایه های خروجی میکرو کنترلر طراحی شده است . از طرفی هیچ قطعه دیگری هم به این مدار الکترونیکی اضافه نشده است که مدار ساده و ارزان باقی بماند. این میکرو کنترلر 5 پایه خروجی دارد که یکی برای شروع و پایان شارژ استفاده می شود. در نتیجه 4 پایه خروجی دیگر برای روشن و خاموش کردن LED های نشان دهنده مرحله شارژ استفاده شده است .

برای این که مراحل شارژ بیشتر قابل دیدن باشد ، بهتر است این دیود های نورانی در یک خط از پایین به بالا قرار بگیرند . با این چینش ، روشن شدن هر دیود نورانی (LED) به معنای 25% درصد ظرفیت شارژ است . این گونه مراحل شارژ شدن باتری 25% ، 50% ، 75% و 100% می باشد.

برنامه میکرو کنترلر طوری طراحی شده است که در شروع روشن شدن هر LED آن را به صورت چشمک زن در می آورد و تا پایان شارژ آن مرحله LED به صورت چشمک زن خواهد درخشید. پس از رد شدن از آن مرحله LED به صورت ثابت روشن خواهد ماند. وقتی فرآیند شارژ به پایان رسیده باشد ، هر 4 دیود نورانی روشن و ثابت خواهند بود. اینگونه کاربر می فهمد که فرآیند شارژ به پایان رسیده است . شما می توانید یک بازر (Buzzer) به مدار اضافه کنید که با پایان شارژ شروع به صدا دادن کند)

برنامه میکرو کنترلر :

کدی که باید در میکرو کنترلر این مدار برنامه ریزی کنید:

 

در ساختنی بخوانید :  چراغ مطالعه USB بسازید و شب ها از رایانه استفاده کنید !

توضیحات کد برنامه :

فلوچارت کد برنامه نویسی میکرو کنترلر موتورلا برای شارژر باتری های قلمی ، این فلوچارت برای این قرار داده شده است که شما با استفاده از آن کد را برای میکرو کنترلر های دیگری مانند AVR یا 8051 بازنویسی کنید.
فلوچارت کد برنامه نویسی میکرو کنترلر موتورلا برای شارژر باتری های قلمی ، این فلوچارت برای این قرار داده شده است که شما با استفاده از آن کد را برای میکرو کنترلر های دیگری مانند AVR یا 8051 بازنویسی کنید.

زمان بندی چشمک زدن دیود نورانی برابر با یک ثانیه تنظیم شده است . نوسان کننده (Oscillator) داخلی میکرو کنترلر فرکانسی برابر 12.8 مگاهرتز تولید می کند که زمان یک سیکل کامل آن را برابر با 312.5 نانوثانیه خواهد کرد. با تنظیم تایمر روی یک شماره در 64 نوسان و شمردن تایمر تا 50 هزار بار ( عدد هگز C350) ، وقتی تایمر از ابتدا تا عدد 50000 می شمرد یک ثانیه گذشته است . برنامه میکرو LED را در پایان هر بار شمارش روشن و خاموش می کند.

گفتیم که شارژ طولانی یا همان شارژ در طول شب چیزی حدود 16 ساعت طول می کشد. در برنامه ثابتی به نام MAX_CNT تعریف شده است که در آن 16 ساعت به ثانیه ذخیره شده است (57600 ثانیه یا به هگز e100) . هر زمان شارژی که شما در نظر دارید را می توانید با تغییر این ثابت در کد برنامه به دست آورید.

این تغییر زمان و همچنین تغییر مقاومت R3 به شما اجازه می دهد این مدار الکترونیکی شارژر باتری های NiCd را برای هر ظرفیتی از باتری سفارشی کنید .

منبع

خلاصه مطلب
مدار الکترونیکی : شارژر باتری قلمی نیکل کادمیوم (NiCd)
عنوان مطلب
مدار الکترونیکی : شارژر باتری قلمی نیکل کادمیوم (NiCd)
توضیح کوتاه
مدار شارژر باتری قلمی قابل شارژر نیکل کادمیومی
نویسنده

بیشتر بخوانید:

آموزش ساخت : مدار آمپلی فایر خودرو بسازید... در این پست ساختنی طرز ساخت مدار آمپلی فایر خودرو با TDA2003 را یاد می گیرید. برای ساخت این مدار الکترونیکی از قطعات ارزان و معمولی استفاده میشود و ساخ...
مدار آشکار ساز پالس های نامنظم با استفاده از IC 555... خیلی از وقت ها لازم است برای عیب یابی و تعمیر یک وسیله الکتریکی ، بتوانیم کارهای متوالی در حال انجام در دستگاه را ردیابی کنیم. خیلی از دستگاه ها و وسا...
مدار الکتریکی : شمارنده فرکانس (فرکانس متر) با آردوینو... همان طور که می دانید شمارنده های فرکانس یا همان فرکانس متر ها (Frequency meter) جز جدا ناشدنی هر کارگاه و آزمایشگاه دوستداران الکترونیک است.خیلی از شم...
دستگاه دور کننده حشرات موذی با استفاده از IC تایمر ۵۵۵... راه حل های زیادی برای دور کردن حشرات از محیط زندگی وجود دارد، قرص های حشره کش ، کرم های دور کننده حشرات یا انواع سم های حشره کش که به عنوان اسپری به ف...
آموزش ساخت : مدار اینورتر 250 وات PWM بسازید... در این ساختنی طرز ساخت یک مدار اینورتر یا تبدیل کننده برق 250 وات PWM را به شما می آموزیم که با استفاده از آی سی SG3524 ساخته شده است. SG3524 یک مدار ...
مدار نشانگر سطح صدا (بارگراف) با استفاده از تراشه TA7666P... برای نشان دادن سطح سیگنال صوتی ، بسیاری از مدار ها با استفاده از IC ها مقایسه گر ئ ترانزیستور ها ایجاد شده است. برای مثال مدار حسگر صدا که قبلا در ساخ...

درباره مهرداد جمالی

مهرداد جمالی
مهرداد جمالی ، متولد 1367 ، دانش آموخته رشته لیسانس مهندسی مخابرات دانشگاه ملی زنجان و دانشجوی ارشد مدیریت صنعتی است. وی بنیان گذار اصلی پروژه ساختنی و یکی از مدیران ارشد وبسایت است.

پیشنهاد می کنیم

آموزش ساخت مدار شارژر باتری اتوماتیک به دو روش مختلف

باتری های قلمی هنوز کاربرد زیادی دارند و عمر کم آنها تاثیری در این مسئله …

۲ دیدگاه ها

  1. باسلام.
    آیا میتوان بجای مقاومت ثابت R3 از یک مقاومت متغیر استفاده کرد تا با فرض همان زمان ۱۶ ساعت باطری های با ظرفیت مختلف رو شارژ کرد؟

    • مهرداد جمالی

      بله می توانید ، اما از آنجایی که شما در هنگام تغییر مقاومت متغیر دقیقا نمی دانید مقدار واقعی مقاومت در وضعیت قرار داده شده چقدر است ، توصیه می کنیم برای آسیب ندیدن باتری ها از استفاده از مقادیری که باعث ایجاد جریان های بالاتر از حد تحمل باتری ها می شود خودداری کنید. همچنین می توانید با مطالعه دیتاشیت (Datasheet) آی سی LM317 ، از حداکثر جریان خروجی این آی سی نیز آگاه شوید. لینک دیتاشیت :
      http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317.pdf

پاسخ دهید