UPS do komórki, GPS, czujnika promieniowania radioaktywnego

[ryszard.korczyk]

Kolega prosił mnie o zaprojektowanie przenośnego akumulatora, który stanowiłby awaryjne źródło zasilania do ładowania urządzeń takich jak komórki, GPSy itp.. Akumulator ładowałoby się typową ładowarką USB, a w razie potrzeby można z niego naładować urządzenie. Urządzenie takie potrzebuje na najbliższą wyprawę:

Kod [Zaznacz] Rozwiń

http://www.transkarpatia.pl/
Co nie znaczy, że może on stanowiąc świetne źródło zasilania dla czujek, odpowiednie połączenia umożliwią też wspomaganie zasilania czujki podłączonej do telefonu z Android.

Na początek zastosowane komponenty:
1. Akumulator, tu zastosowałem dwa ogniwa Li-on w najbardziej typowej obudowie 18650 o pojemności 2,2hA (dostępne są nawet 3Ah) i napięciu 3,6V, ogniwa połączone są równolegle, co podwaja pojemność do 4,4Ah. Akumulatory takie wymagają specjalnych układów zabezpieczeń (PCM) i nie powinno się ich używać bez tych układów. Jest to bardzo niebezpieczne! PCM zapewnia nam zabezpieczenie przed przeładowaniem, za głębokim rozładowaniem. Jako PCM zastosowałem gotowy koszyk z PCM na dwa akumulatory 18650 w konfiguracji równoległej.
2. Układ ładowania. Tu zastosowałem MCP73861, jest to przyjemny układ ładowarki li-on. Zastosowałem typowy układ aplikacyjny z pewnymi modyfikacjami. Nogę PROG podłączyłem przez rezystor 1,5k do masy, co zmniejsza prąd ładowania do 500mA. Kondnesator na nodze TIMER zwiększyłem do 0,47uF, aby układy zabezpieczeń dopasować do zastosowanych ogniw.
[smg id=9621]
3. Układ wyjściowy przetwornicy 5V. Tu zastosowałem MCP1652, dzięki wysokiej częstotliwości pracy tej przetwornicy step-up można zastosować małą cewkę i małe wartości kondensatorów. Tu też typowa aplikacja układu, nogę SHDN połączyłem z VIN, aby układ cały czas pracował.
[smg id=9622]
4. Przełączanie funkcji. Tu zwykły przełącznik przełącza akumulator między ładowarką i przetwornicą.
5. Obudowa. Tu zastosowałem gotową obudowę aluminiową AKG-55-24-100-ME firmy FISCHER ELEKTRONIK.
Całość prezentuje się tak.
[smg id=9623]
[smg id=9624]
[smg id=9625]
[smg id=9626]
[smg id=9627]
[smg id=9628]

W przyszłości dopiszę tu więcej informacji o urządzeniu, testy oraz schematy.
Całość waży 200g i teoretycznie daje nam 6h ładowania urządzeń (500mA) lub 70h pracy czujki 3.0.

[PoznanskaPyra]

Fajna ładowarka.  :parrrty:

[Cyfron]

ponownie Rysiek udowadnia, że głowę ma nie od parady i chyba nie ma co robić z wolnym czasem  :parrrty:

[stiven]

:respect: :respect: :respect:

Zdaje się, że używam zamiast tych ogniw w rowerowej latarce 3xAAA z racji na większą dostępność ich oraz ładowarek. Wyczuwam tu pole do komercjalizacji na polu użytkowników rowerów. Poważnie!!! Cena 3,99zł/sztukę pentagramów AAA 1000 mAh mnie przekonała ale 3 sztuki się fatalnie ładuje. Nawet w zestawie moje + żony (3+3). Sieciowe ładowarki są dostępne ale z tych tańszych widuję przeważnie takie na 1 sztukę. Twoja ma zaletę bo może ładować 2.

Daj znać ile podzespoły kosztują i czy jest sens Cię prosić o wykonanie jednej takiej na moje rodzinne potrzeby.
Do tego dosyć ważna sprawa (pewnie to widać na schemacie ale proszę o wyrozumiałość) czy da się ładować jedną sztukę akumulatora albo w łatwy sposób to zaadoptować również do takich celów?

// Wybacz iż patrzę na Twój projekt z nieco innej strony. Żona używa kompa do ładowania komórki to czemu nie akumulatory do latarki. Produkt znacznie powyżej moich potrzeb ale czyż nie na tym polega obecnie produkcja i konsumpcja ;)

[Troll81]

jesli chodzi o akumulatory to tylko sanyo eneloop :D

[ryszard.korczyk]

Tu mamy akumulatory Li-on, dużo lżejsze, bo założeniem było nie przekroczenie wagi 250g. Na Ni-MH ciężko byłoby coś zdziałać z taką masa i pojemnością. Przedstawiony tu układ działa tylko z Li-On! Jeśli trzeba będzie to pracuje ładowarkę Ni-MH z USB na 3 aku :).

[Rysiu]

Jaki jest koszt tego urządzenia?

[stiven]

ryszard.korczyk: Do swoich AA i AAA mam ładowarkę (2 kanały po 2 sztuki). Bardziej myślałem o zakupie 18650 + ładowarki od Ciebie :)

[PoznanskaPyra]

Fajne, ale mi nie potrzebne, no chyba, że w góry wersje wodoodporną. To bym nawet był zainteresowany kupnem  %)

[armar]

Na allegro można zdobyć taki power bank, ale nauczony doświadczeniem pojemności tam opisane dzieliłbym co najmniej przez 2.
Jeśli będziesz Ryśku robił taką przetwornicę, to można zamówić dla siebie?
Czy ten układ ładowania ogniw toleruje dołączenie do źródła zasilania o zmiennym napięciu i natężeniu prądu w czasie (konkretnie mam na myśli ogniwo słoneczne z równoległym kondensatorem 1F)?

[PoznanskaPyra]

B@P] link=topic=7619.msg194920#msg194920 date=1341230968]
Na allegro można zdobyć taki power bank, ale nauczony doświadczeniem pojemności tam opisane dzieliłbym co najmniej przez 2.
Jeśli będziesz Ryśku robił taką przetwornicę, to można zamówić dla siebie?
Czy ten układ ładowania ogniw toleruje dołączenie do źródła zasilania o zmiennym napięciu i natężeniu prądu w czasie (konkretnie mam na myśli ogniwo słoneczne z równoległym kondensatorem 1F)?

Dlatego wole od Ryśka, bo wiem, co jest w środku i wiem, że jest to dobrze zrobione.

[Szopler]

B@P] link=topic=7619.msg194920#msg194920 date=1341230968]
Czy ten układ ładowania ogniw toleruje dołączenie do źródła zasilania o zmiennym napięciu i natężeniu prądu w czasie (konkretnie mam na myśli ogniwo słoneczne z równoległym kondensatorem 1F)?

Układ toleruje napięcia zasilania z zakresu 4.5 do 12V. Natomiast jeżeli wydajność źródła będzie zbyt mała to zmniejszy się prąd ładowania (dopóki napięcie na przeciążonym źródle nie spanie poniżej 4.5V).

[ryszard.korczyk]

Przy próbach zasilania z baterii słonecznej układ ładowarki zachowywał się dziwnie, czasem się blokował i zaświecał diodę error. Raczej nie jest przystosowany do niestabilnego zasilania. Tu trzebaby coś swojego zrobić, aby dostosować się do ładowania li-on.

[Szopler]

Kondensator 1F (superkondensator ?) chyba załatwi sprawę stabilności zasilania?

[ryszard.korczyk]

Trzeba sprawdzić, ale kondensator 1F znów nie efektywnie będzie ładować się z ogniwa słonecznego. Ogniwo słoneczne jest dość podobne do źródła prądowego i najefektywniej jest pobierać z niego tyle prądu, dla którego napięcie na ogniwie jest optymalne, np. 16,8V dla ogniw do instalacji 12V. Jeśli napięcie będzie mniejsze to pracujemy w nieoptymalnym punkcie, przy za dużym napięciu prąd zaczyna uciekać złączami PN ogniwa.
Najlepszym rozwiązaniem byłby impulsowy regulator ładowania w konfiguracji step-down, który regulując prąd ładowania (przy pomocy PWM klucza) utrzymuje optymalne napięcie na ogniwie. W przypadku uzyskania napięcia 4,2V na ogniwie regulator powinien skupić się na utrzymaniu tego napięcie na tym poziomie (tu już nie wykorzystujemy całej mocy ogniwa) do momentu uzyskania prądu ładowania podanego w dokumentacji ogniwa, jako prąd przerywający ładowanie.
PS: Właśnie robię próby takiej ładowarki zasilanej z 10W baterii słonecznej, a ładuje pakiety 7,4V 10Ah.

[armar]

Mam 3 baterie słoneczne 5.5V ~120 mA (są na allegro za 54 zł) więc zakładam, że gdybym zmniejszył wartość prądu ładowania do ~300 mA, to praca baterii słonecznych przy dobrym oświetleniu będzie w mniej więcej optymalnym zakresie, a regulator ładowania Li-Ion będzie pracował stabilnie do momentu obniżenia napięcia z baterii słonecznych do napięcia "UVLO Stop Threshold".
Jeśli dodatkowo do "EN" podłączę równolegle niewielki kondensator zasilany z VDD przez diodę Zenera 3.6 V i rozładowywany przez rezystor kilkaset kOhm, to uzyskam histerezę pracy w zakresie rozładowywania (super)kondensatora 1F z napięcia 5V (3.6V + 1.4V) do 4.5V przy słabym oświetleniu baterii. Dobrze kombinuję?

[Szopler]

Podanie sygnału Enable na układ po przekroczeniu określonego napięcia zasilającego powinno się dobrze sprawdzać... chyba że o czymś nie wiemy, a RK wie bo sprawdzał...

[Martin Fox]

Całość waży 200g i teoretycznie daje nam 6h ładowania urządzeń (500mA) lub 70h pracy czujki 3.0.

Tak trochę odkopię - czy jest może planowana produkcja dodatkowych sztuk? :>

[Troll81]

mam jedną sztukę chyba do oddania.

[Cyklop_B]

Jestem chętny na ups. Jakie są koszty?

[Tomasz R. Gwiazda]

a takie cos?

Kod [Zaznacz] Rozwiń

http://www.in4.pl/news_Przeno%C5%9Bne_akumulatory_ANTEC_PowerUp_,25930.htm