elektronika

Nabijeni LiION akumulatoru

Nabijeni LiION akumulatoru

Pri nabijeni LiION clanku (a vsech clanku zalozenych na lithiu) je nezbytne nutne neprekrocit urcite napeti, jinak se clanek znici. Pro LiION se uvadi 4.20V, ale videl jsem i datasheety uvadejici 4.25 a 4.15V. Netusim proc – domnivam se, ze chemie clanku by mela byt stejna, takze mozna nekteri vyrobci udajem v datasheetu obetuji cast kapacity a jini cast zivotnosti. Treba se o tehle zalezitosti dozvim neco v komentarich.

Mam vyzkousene tri zpusoby, jak nabijet LiION clanky.

1. Velkou LiION baterii s BMS

(battery management system) je mozne dobijet libovolnym zdrojem s omezenym proudem a nechat BMS tento zdroj vypnout pri prekroceni kritickeho napeti na libovolnem z clanku. Hodi se k tomu napriklad triak s optotriakem, rele nadoporucuji. Zdroj by mel vydrzet pripojeni na baterii ve vypnutem stavu. Pokud nevydrzi, pomuze dioda.

Popis zni jednoduse, ale ma jeden hacek. Napeti nabijejici se baterie je vyssi, nez napeti baterie, ktera se uz nenabiji, takze po vypnuti nabijecky napeti poklesne a BMS zase nabijecku pripoji. Napeti vzroste a nabijecka je odpojena. Doba vypnuti postupne roste az se zapina jen obcas pro pokryti spotreby BMS. Toto cyklovani je duvod, proc nedoporucuji rele.

Je tedy mozne, ze kupovana inteligentni nabijecka tento rezim provozu nezvladne. Velke trafo se seriovou indukcnosti s tim problem nema (optotriak by mel byt spinany v nule – S21MD4TV, nebo MOC3030 zapojeny v gate vetsiho triaku). Mam vyzkouseny triak za trafem, ale mel by bez problemu fungovat i pred trafem.

2. Nabijeni presne nastavenym napetovym zdrojem s omezenim proudu.

Nektere DCDC menice nabizene na eBayi maji omezeni proudu a u nekterych toto omezeni skutecne i funguje. LM2576 v katalogovem zapojeni http://atrey.karlin.mff.cuni.cz/~metan/?page=electronics&spage=lm2576 omezuje na 3-4A. Zatim vsechny zdroje, ktere jsem vyzkousel a zaroven u nich fungovalo omezeni proudu zvladly odpojeni napajeni behem pripojeni k akumulatoru. Zarucit to u vaseho zdroje samozrejme nedokazu.

Zdroj se nastavi na 4.20V (4.15V, nebo 4.10V pro vetsi zivotnost), pripoji k jednomu jedinemu clanku a muzete nabijet, Vhodny zdroj pro tento DCDC menic je libovolna napajeci kostka od tiskarny, notebooka, switche, nebo WiFi APcka s vystupnim napetim 7-30V a dostatecnym vykonem.

Lze tak nabijet i viceclankove baterie, ale pro kazdy clanek potrebujete jeden DCDC menic a jeden zdroj, ktery dela ze sitoveho napeti tech 7-30V pro ten DCDC.

Nevyhody:
– pro vice clanku hromada zdroju, menicu, kabelu, zastrcek
– pokud nechcete clanky trvale vybijet, je nutne vsechny DCDC zdroje po ukonceni nabijeni odpojit (to by slo zajistit treba za pomoci rele)
– napeti na zdrojich, ktere mam k dispozici trosku ujizdi. Ne o moc, ale po nastelovani DCDC menice na 4.18V jsem na nekterych nasel i 4.23V
– nektere zdroje od notebooku maji minus pol pripojeny na ochranny vodic (PE – ten kolik, co je v zasuvce). Pokud mate v sestave vice, nez jeden, vyzkratujete tim nektere clanky. Muj velmi maly statisticky vzorek tvrdi, ze timto designovym rozhodnutim trpi asi 20% zdroju od notebooku. Reseni je pouzit specialni prodluzovacku odporujici normam, ktera ma preruseny kolik. Nikdy ji neukazujte revizakovi :-). A nikdy do ni nezapojujte zarizeni, ktera maji kovovou kostru a spolehaji na to, ze v pripade probiti na kostru vyleti pojistka, nebo jistic,

3. Omezovac napeti.

Nabijite cimkoliv, co vam prijde pod ruku a kazdy clanek ma k sobe paralelne pripojeny svuj omezovac napeti nastaveny na nejakych 4.10-4.20V. V pripade, ze napeti clanku dosahne nastaveneho napeti, zacne omezovac prebirat cast proudu tak, aby napeti clanku nerostlo.

Mam vyzkouseny omezovac zverejneny panem Zajicem:
ze stranky http://www.zajic.cz/omezovac/omezovac.htm. Tento omezovac mi bez problemu funguje pres 15 let. Funkce je jednoducha – odporovy delic R2 a R3 je nastaven tak, aby mel na vystupu 2.5V pri zvolenem napeti, kdy ma zacit omezovat. Napetova reference TL431 se pri dosazeni 2.5V na ridicim vstupu zacne otevirat a proud odporem R1 1k1 roste. Po dosazeni ubytku napeti potrebneho k otevreni T1 se tranzistor zacne otevirat a prebira cast proudu tekouciho z nabijece tak, aby napeti na akumulatoru nepresahlo nastavene napeti. Ctverice diod D2-D5 pouze snizi vykon ztraceny na tranzistoru a vytvari ubytek napeti pro funkci LED1 kontrolky.

Tento omezovac ma jednu nevyhodu. Pokud je k akumulatoru pripojen trvale, odebira proud asi 1mA, ktery muze male akumulatory neprilis casto nabijenych pristroju snadno vybit a znicit.

3.1. Schottkyna navic.

Pro pouziti s jednim clankem jsem vymyslel vylepseni, ktere tento problem eliminuje. Cely trik spociva ve vhodnem umisteni schottkyho diody.

Nabijeci zdroj je pripojen k omezovacimu tranzistoru a napajeni TL431. Vse omezuje na napeti vyssi o ubytek napeti schottkyho diody, coz nicemu nevadi, protoze delic merici napeti na akumulatoru je stale pripojen primo k akumulatoru. Takto zapojeny omezovac samozrejme nedokaze omezovat proud privedeny primo na akumulator, ale to v bezne aplikaci nevadi.

Dioda by mela vydrzet nabijeci proud, a pro omezeni ztrat se hodi, aby mela co nejznizsi ubytek napeti. Zvlaste pak, pokud ten clanek chcete nabijet z 5V bezne dostupnych na USB.

U tohoto typu zapojeni muze byt problemem napajeni obvodu, ktere napajeny byt nemaji, pres substratove a ochranne diody. TL431 s tim zjevne nema problem a vse funguje. I kdyby se choval jako zkrat, odpor vstupniho delice omezuje maximalni proudovou ztratu na 42uA.

3.2. Schottkyna navic i pro dva clanky.

Teoreticky muze jit toto vylepseni rozsirit i na dva clanky, pokud by nabijeci zdroj nemel spolecnou zem s akumulatory (coz casto neni potreba) a pokud by se vyrobil symetricky omezovac s NPN tranzistorem do druhe vetve. Nevyhoda je, ze neexistuje opacna varianta TL431. Nicmene TL431 je v zasade reference a operacni zesilovac, takze by opacna varianta TL431 mela jit postavit z jedne TL431 a jednoho operacniho zesilovace. Pokud se do toho budete poustet, budu rad, kdyz napisete vysledky do komentaru.

Varovani – chcete-li z TL431 udelat 2.5V referenci spojenim ridiciho vstupu s anodou, pocitejte s tim, ze se obvod rozkmita a dava naprosto nesmyslne napeti. Je potreba ho blokovat necekane velkym kondenzatorem. Myslim, ze bylo potreba 10uf, nebo dokonce 100uF.

Dale lze vyuzit druhy OZ (stejne jsou v jednom pouzdre typicky 2, nebo 4) a doplnit balancer. Pri plnem nabiti ztraceji LiION clanky rychleji zivotnost, takze balancovani plnym nabitim namusi byt vzdy zadouci.

3.3. Nabijeni vice clanku s omezovacem.

Pri pouziti pro vice clanku je potreba omezovace od clanku odpojit (nebo se smirit se ztratou 1mA). Pak muze nastat situace, kdy neni vhodne palit prebytecnou energii v omezovacich a je lepsi omezit nabijeci proud v okamziku, kdy vsechny omezovace zacnou omezovat. Snizit nabijeci proud je potreba v okamziku, kdy se rozsviti kontrolky na vsech omezovacich. Tento signal lze jednoduse ziskat tak, ze se paralelne ke kontrolce pripoji LED optoclenu (samozrejme s vlastnim odporem), zatimco vsechny druhe strany optoclenu (tranzistory) se propoji seriove. V okamziku, kdy se otevrou vsechny tranzistory (pokud bude dostatecne napajeci napeti), lze proud protekajici touto seriovou kombinaci pouzit ve zpetne vazbe nabijeciho menice.

Hodne stesti s nabijenim LiION clanku.

Posted by zelenohlav in Elektronika, 1 comment
Pseudopokrok 2, chromy srac

Pseudopokrok 2, chromy srac

Zucastnil jsem se promitani filmu z androidu na projektor. Nastesti jen jako pozorovatel.

Novy tablet (porizeny na podzim 2017) by mohl umet prehravat i filmy na projektor. K tomu sklouzi zarizeni Chromecast. Bylo tedy zakoupeno. Ma pouze HDMI vystup, zatimco projektor ma jen VGA vstup, ale redukce z HDMI na VGA se poridit da. Redukce fungovala perfektne s notebookem jako zdrojem HDMI signalu. Ale ten chromy srac nesel nijak nastavit, aby po HDMI poslal rozliseni, ktere projektor zvladne.

Podle tohoto dokumentu: https://support.google.com/chromecast/answer/6398952?hl=en odstranili moznost prepnout rozliseni a chromecast si ho nastavi sam. Skoda jen, ze pritom zcela ignoruje EDID/DDC, ktere posila pripojene zobrazovaci zarizeni.

Protoze mnou navrzena moznost pousteni mplayeru z prikazove radky Linuxu nebyla vyhodnocena jako akceptovatelna, byl za dalsi asi tri tisice zakoupen moderni LED projektor s HDMI vstupem. Coz o to, projektor je vskutku moderni. Je hranaty, bezi na nem Android (ktery tam nikdo nepotrebuje – to je take moderni pristup), krytka na cocku nejde nasadit, kdyz je “zaostreno” (vylevneni je tak moderni), a s tim zaostrenim to take neni zrovna slavne (bud je obrz rozmazany dole, nebo nahore). Skutecny majstrstyk ovsem zvladl vyrobce pouzitim jedineho senzoru dalkoveho ovladani a jeho umistenim dozadu, takze dodane dalkove ovladani je vhodne akorat na to, aby se o nej opiralo mlade rajce v kvetinaci. 5W LED osvetleni presviti projektor tak, ze na platne neni temer nic videt, ale to je snad spise featura, nez bug.

Rozhodovani mezi prikazovou radkou a trochu rozmazanym obrazem je samozrejme subjektivni zalezitost, takze se pojdme podivat na chovani zarizeni pri pouzivani.

Video se obcas seka jako v mplayeru s -hardframedrop na Pentiu PRO 233. Necekal jsem, ze po letech zase neco takoveho uvidim.

Pripojeni tabletu k chromemu sraci se nekdy povede napoprve, nekdy napotreti a nekdy az po restartu.

Pokud je video na google drive, nesmi zarizeni za zadnou cenu usnout, jinak zmizi titulky. Reseni je zabiti a znovuspusteni celeho google drive. To dela z vylucovaci pauzy behem videa pomerne komplikovanou zalezitost, behem ktere musi nekdo pravidelne drazdit pristroj, aby neusnul. Pokud se video kopiruje pres scp, tak prozmenu nesmi zarizeni usnout behem scp, jinak se spojeni prerusi. Behem scp samozrejme nejde delat jineho, ackoliv multitasking umel Linuxovy kernel (na kterem android bezi) uz v roce 1992.

Zastaveni a znovuspusteni videa ve VLC pro android je loterie – clovek nikdy nevi, jestli se video nevrati na zacatek. V zasade je lepsi nechat ho bezet a pak se zkusit vratit zpet. Ovsem seekovani ve videu take nepatri k nejprakticteji implementovanym funkcim.

Nekdy se take po ukonceni VLC a jeho shozeni na plochu cely system zasekne a jedinou moznosti je restart.

V zasade to cele ma jen tri vyhody: neni treba pouzit klavesnici, od zarizeni nevede kabel k projektoru (ale zase vede kabel do zasuvky, protoze by baterka patrne navydrzela delsi film) a to, co je na projektoru, je i na displayi tabletu, takze je mozne dat varit vodu na caj a sledovat pri tom film.

Odpoved na otazku, zda vyhody prevazuji nad nevyhodami je samozrejme zcela subjektivni, ale u me pozorovani chovani tohoto zarizeni vyvolalo vzpominky na jednu epizodu Southparku. Tam se pan Garrison snazil vyresit nepohodlnost letecke dopravy.

Posted by zelenohlav in Elektronika, Recenze, 0 comments

Nabijecka olovenych baterii, ktera snese odpojeni zdroje

Nabijecka

Mate velkou olovenou baterku (at uz startovaci v aute, nebo gelovku, ze ktere napajite treba vrtacku z minuleho prospevku) a obcas ji potrebujete nabit. Nekdo nabiji prehistorickou nabijeckou, ve ktere je jenom transformator a diody (tezko rict, jak presne dodrzi napeti, zvlast kdyz v zasuvce muze byt 220V stejne jako 241V), nekdo z trafa pres zarovku, nekdo pochybnou nabijeckou za par stovek z nejakeho supermarketu. Vsechny tyhle varianty se musi hlidat. Zapomenete na tom baterku, odjedete na dva dny pryc a vyvari vam vsechen elektrolyt. Nebo ma regulaci napeti, tohle neudela, ale nejaky chytrak ji vytahne ze zasuvky, protoze si chce zapnout vrtacku, nerekne vam o tom a za dva tydny je baterka na vyhozeni.

Tato jednoducha nabijecka resi vsechny zminene problemy a nekolik navic.

Schema

Napajet se da z jakehokoliv zdroje od 14 do 39V, ktery da alespon 50W. Treba ze zdroje od notebooka, ktery stal v roce 1997 80 tisic a v roce 2012 navstivil popelnici, prestoze stale fungoval. Ze solarniho panelu, ze dvou gelovych 12V akumulatoru v serii a podobne. 24V transformator usmerneny gratzem je na hrane – zalezi na napeti v siti a rezerve ve vinuti (typicky se pridava 5%).

Omezuje proud na 3A (kdyz jde hodne do zkratu, tak spise ke 4A, ale to se bud rychle dobije, nebo je baterka stejne na vyhozeni). Pro automobilove baterky (40-100Ah) a notebookove zdroje (50-90W) idealni.

V pripade odpojeni napajeni se nestane nic. Baterka se vybiji necelym 1mA pres odpor zpetne vazby a to prezije pres 5 mesicu (40Ah – v realu ma samovybijeni, takze ji tam nechat radeji jen 2-3 mesice).

Navic to moc nehreje, takze staci maly chladic.

Obvod stabilizuje napeti na 14V, ale podle potreby jde nastavit na jina napeti zmenou odporu 12k8. 13.8V pro ochranu kladne elektrody v akumulatoru. 14.4V pro rychlejsi a uplne nabiti akumulatoru, 7V pro 6V akumulator, 21V, nebo 28V pro 18V a 24V akumulatory (to uz bude typicky potrebovat napajet ze dvou zdroju od notebooku v serii), nebo jakekoliv jine pri pouziti jako laboratorni zdroj.

Mozne upravy:
– vyssi napeti na vstupu – az do 63V pri pouziti LM2576HVT-ADJ, ktery je ale 3x drazsi. Nezapomente na maximalni napeti vstupnich kondenzatoru.
– vyssi proud – moznost pridat FET tu je, do nejakych 20V na vstupu je pomerne jednoducha, ale prijdete o proudove omezeni, takze by bylo nutne pridat i proudove omezeni, coz celkove zkomplikuje obvod 3x az 4x.

Nevyhody:
– oloveny akumulator preferuje pulsujici napeti kvuli sulfataci, tento zdroj dava stejnosmerne. Na obcasne nabiti to nevadi.

Inspirace:
http://atrey.karlin.mff.cuni.cz/~metan/?page=electronics&spage=lm2576

A rovnou draze ziskana odpoved na ocekavanou otazku:
Nemuzu pouzit neco podobneho za dve stovky z Ciny?
Muzete to zkusit. Ale treba tento zdroj:
DCDC 60V 15A
mel v popisu, ze omezuje maximalni proud, na desce ma veliky SMD odpor 0.01Ω, ktery nemuze byt k nicemu jinemu, nez ke snimani protekajiciho proudu, ale po pripojeni k akumulatoru se z nej zakourilo rychleji, nez bylo mozne zareagovat.

UPOZORNENI:
S trochou stesti nepracujete s nebezpecnym napetim (pokud jste pouzili zdroj od notebooka, nebo z jineho zarizeni), ale zkratovana autobaterka dokaze dat proudy, pri kterych hori draty, sviti sroubovaky a kapicky roztaveneho kovu letaji vzduchem. Zakaz noseni naramku, prstynku a retizku v akumulatorovnach neni zbytecna buzerace.

Posted by zelenohlav in Nezarazene, 0 comments

DCDC menic z Ciny aneb jak si “usetrit” praci a odpalit par soucastek.

To se tak jednou rozhodnete usetrit si praci a koupit cinsky menic.

Vstup menice pripojite 12V, nastavite vystupni napeti na 32V a myslite si, ze vsechno bude fungovat jak ma. Tesne pred namontovanim do zarizeni jeste z cire paranoii zcela zbytecne zkusite, jak se bude menic chovat se vstupnim napetim 20V, ktere v zarizeni bude. Proc zbytecne? Menic ma rozsah vstupnich napeti 10 az 32V a vystupnich 12 az 35V.

Cvak a na multimetru je 60V. Co se to deje? Vypnete menic. Zkontrolujete povoleny rozsah vstupnich napeti. Cvak. 48V. 50V. Ze by regulace regulovala pomer vstupniho a vystupniho napeti (coz by byla neskutecna prasarna)? Vstup zpet na 12V a na vystupu je 48V. Bajecne. Zarizeni by shorelo pri 40V.

Nastaveny na vystupni napeti 24V a pripojeny ke zdroji s proudovym omezenim 0.6A nabiha spravne tak v jednom z deseti pripadu. S omezenim 1A asi ve dvou tretinach pripadu. S 1A a se zatezi (asi 0.8A na vstupu ve spicce) zatim nenabehl spravne ani jednou.

Chapu, ze nektere menice nenabehnou, pokud maji na vystupu prilis velkou zatez. Chapu, ze nektere maji problem bezet naprazdno (proto je na menicich casta LEDka, jako minimalni potrebna zatez). Ale poslat na vystup dvojnasobne napeti, to uz je sila.

Druhy menic se chova o neco lepe, ale i tak vygeneruje pri zapnuti spicku nejmene 35V (podle multimetru, ktery meri jen nekolikrat za sekundu) i kdyz je nastaven na 31V. Takze pro pripojeni dalsich obvodu bude nutny omezovac napeti.

Ze jsem si ten menic radsi nepostavil sam rovnou.

Posted by zelenohlav in Elektronika, 0 comments