Tipologie di batterie tesina

Pile primarie:

Pile secondarie:

Batterie al piombo/acido

Modalità di ricarica:

Le modalità di ricarica delle batterie sono molteplici. Dipendono dalla

tipologia di batteria e dalla velocità di carica che si vuole ottenere.

Tradizionale:

 A timer:

 A impulsi:

 Intelligente (∆V):

 Induttivo:



Effetto memoria:

Uno svantaggio che caratterizza alcuni tipi di pile secondarie è l’

 effetto memoria.

Questo fenomeno è dovuto alla crescita delle dimensioni dei cristalli

 di cadmio (nel caso di pile Ni-Cd), diminuendo così la superficie

interessata dalle reazioni elettrochimiche. In alcuni casi è possibile

che i cristalli crescano tanto da penetrare il separatore e

cortocircuitare i due elettrodi, rendendo la batteria inutilizzabile.

L'effetto della crescita delle dimensioni dei cristalli è più

 pronunciato se la batteria viene lasciata sotto carica per giorni, o

viene ripetutamente scaricata in maniera incompleta.

Progetto power bank: (Schema a blocchi)

Alimentazione in

corrente costante 1A. PACCO BATTERIA Circuito carica

dispositivo.

Controllo della tensione PACCO BATTERIA

sulle batterie. PACCO BATTERIA Circuito per

scarica batterie.

Interruzione

carica.

Pacco batterie:

Si tratta di una connessione di 4 Pile NiCd (1.2V) collegate in serie

 cosi da fornire 4.8V nominali con una capacità di 2500mAh.

Ho scelto di utilizzare questo tipo di batterie fondamentalmente per

 diversi motivi:

Carica semplice e veloce (non necessitano di tanti controlli come le

 Li-Po).

Elevato numero di cicli di carica/scarica (se periodicamente scaricate

 con “manutenzione”): il numero dei cicli possono essere oltre 1000.

Tollerano correnti di carica e scarica elevate.

 Elevata possibilità di conservazione (possono essere conservate per

 lungo tempo senza rovinarsi anche in condizione “scariche”).

Buona tolleranza alle “cariche selvagge”, le NiCd sono la categoria di

 batterie ricaricabili più robuste.

Metodo di ricarica:

L’andamento della tensione, ai capi della batteria durante il processo di ricarica, sale

 fino a che la batteria non ha raggiunto la massima carica, dopodiché inizia a

scendere.

Nella carica di batterie NiCd si possono utilizzare dei valori di carica compresi tra 0.3

 ÷ 0.5 *C. Per esempio, nel mio caso 0.4x 2500mAh=1A).

I caricabatteria a corrente costante senza controllo di temperatura ed NDV (negative

 delta voltage), possono essere utilizzati solo per le batterie al Ni-Cd: questi

forniscono una “corrente costante” per cui l’unica cosa da tenere controllata è solo il

tempo di carica, in ogni caso per correnti di carica basse (0.1C) le NiCd tollerano

Occorre tener presente che i

tranquillamente anche tempi di carica maggiori.

tempi di carica sono da considerare per batterie scariche.

Il procedimento di scarica delle batterie deve essere fatto in modo da non portare

 completamente a zero la tensione ai capi della batteria: si dovrebbe quindi evitare di

collegare un carico e lasciarlo collegato per un tempo considerevole. La tensione ai

capi della batteria durante il procedimento di scarica non dovrebbe scendere meno di

occorre non

0.7÷ 0.8 V per ogni elemento: quindi per una batteria da 4 elementi

far andare la tensione totale meno di 2.8 V.

Tempo di ricarica:

Tempo di ricarica per batteria 2500mAh

Confronto tra i due tipi di

 ricarica.

Tcarica = Capacità (in mAh) /

 Corrente di carica (in mA) *

1.4 Ricarica 0.4*C

Ricarica 0.1*C 0 2 4 6 8 10 12 14 16

Ore

Circuito per la ricarica del pacco

12V Vbat

Q 1

batterie: B D X53

U 1 U 3

JP1 R 1

LM 7812 LM 317 D 1 JP2

1 3 3 2 1 2 1 2

+15V 1 VI VO V IN VO U T 1

1 1

2 2

GND D

C 1 C 2

+ + D IO D E

N

0 .3 3 u 0 .1 u 1 .2

J B a t t e r ie

G AD

A lim e n t a z io n e 2 2 2 1 5V

1 R 13

5V 4V 2 .2 k

U 2 R 2 1

LM 7805

1 3 2 1 R 16

VI VO 2 180

D 82

1 2 6

N Vout

C 3 D 3 U 5B

+

G 0 .1 u 4 1

Vout

4 .0 V 74LS126 2 D 6

2 C a r ic a c o m p le t a

2 1 10

5

5V R 8 1

2

9 8 1 2

2 Q 2

5V BC 327

1k 3

R 10 R 11 U 5C

74LS126

1 2 1 2

4V 12V

10k 39k

12V Vout

R 3 10k

1 2

Vbat Vout

U 4B

U 4A L M 3 5 8 /C Y L

8

C 5 R 4 5k 5 R 12

8 +

S1

1 2 1 2 3 L M 3 5 8 /C Y L 7 1 2 1

12V + R 9

1 3 6 2 D 5

-

2 1 680 D 4 2 3 2 1

1 2

- 5V

200n 2 5 .0 V I n C a r ic a

4 180

2 4 U 5A

R 7 SW SPD T 1 74LS126

5k R 5 10k

1 Michele Zandonà 5Ae

1 2

2 R 6 T it le

10k P o w e r b a n k C ir c u it o d i r ic a r ic a

S iz e D ocum ent N um ber R ev

1 A4 <D oc> 1 .2

D a te : W ednesday , M ay 21, 2014 Sheet 1 of 1

LM7812-05

 Ci consentono di stabilizzare le tensioni rispettivamente a 12V e a 5V



LM317

 3 terminali adjustable, utilizzato nella configurazione di generatore di corrente

 costante.

BDX53

 Si tratta di un transistore darlington(hfe =750) che “lavora” in saturazione-

 min

interdizione. Questo ci consente di bloccare o meno la corrente per caricare il pacco

batterie.

Sommatore non invertente

 Il sommatore non invertente con due ingressi ci consente di:

Monitorare la tensione ai capi delle batterie.

 Accettare in ingresso l’ impulso all’ accensione del derivatore passivo.



Comparatore a doppia soglia (Trigger di Schmitt)

 In base alla tensione applicata al suo ingresso (a regime dipende solo dalle batterie)

 decide se caricare o meno il pacco batterie.

Sommatore non invertente:

Questo sommatore è stato progettato perché, per avere in ingresso

 oltre la tensione ai capi delle batterie, all accensione, grazie al

derivatore passivo a monte del sommatore, abbiamo un impulso che

ci consente di posizionare il T.S. con Vo=0 (il circuito non carica le

batterie).Successivamente, il T.S. commuterà con Vo=5V solo se le

batterie saranno scariche (Vbat<V ).

IL

Se si vuole bypassare questa condizione basta premere il pulsante di

 RESET il quale commuta Vin a 0V e di conseguenza inizia il

Led di segnalazione:

caricamento.

I led comandati dal T.S. ci informano sullo stato di caricamento della

 batteria.

Trigger di Schmitt:

Dopo alcune prove pratiche (riassunte nella tabella), sono state

 scelte le soglie del T.S. V = 3.1V V = 5.6V.

IL IH

Per avere una V TTL compatibile abbiamo posto in uscita un

OUT

Diodo zener con V =5V polarizzato inversamente.

z

Circuito di scarica batterie:

Questo circuito ci consente di scaricare il pacco batterie fino a una tensione

 di 2.8V (ogni elemento della batteria non deve scendere sotto i 0.7V

JP3 D 7 D 8 D 9 D 10

1 2 1 2 1 2 1 2

1 1

2 D IO D E D 12

D IO D E D IO D E D IO D E 1 LED

S c a r ic a R 15

18 1

2 R 14

2 33

2 Michele Zandonà 5Ae

T it le P o w e r b a n k C ir c u it o d i s c a r ic a e r ic a r ic a d is p o s it iv o

S iz e D ocum ent N um ber R ev

A4 <D oc> 1 .1

D a te : T h u rs d a y , M a y 1 5 , 2 0 1 4 Sheet 1 of 1

Circuito di ricarica dei dispositivi:

Questo circuito ci consente di caricare il dispositivo connesso tramite

 collegamento USB(il più comune).

Il diodo serve solamente che sia effettivamente il pacco batterie a ricaricare il

 dispositivo e non viceversa.

JP4 D 11 JP5

1 2

1 1

2 2

D IO D E U sb

B a t t e r ie Michele Zandonà 5Ae

T it le P o w e r b a n k C ir c u it o d i s c a r ic a e r ic a r ic a d is p o s it iv o

S iz e D ocum ent N um ber R ev

A4 <D oc> 1 .1

D a te : T h u rs d a y , M a y 1 5 , 2 0 1 4 Sheet 1 of 1

Smaltimento:

Per questo motivo, tutte le tipologie di batterie vanno gettate in

 appositi contenitori di raccolta, per poi essere lavorate e riciclate in

luoghi sicuri.

e gli accumulatori esausti inquinanti metalli

Le pile sono per i

 pesanti che contengono, piombo, cadmio, rame

quali il il il e lo

zinco, mercurio,

ma soprattutto il il più pericoloso. Le quantità di

mercurio contenute nelle pile sono minime, ma se vanno in discarica,

o peggio, se sono gettate nell'ambiente il rischio di inquinamento, in

particolare delle acque è molto alto.

Una pila contiene circa un grammo di mercurio, quantità più

 che sufficiente per inquinare 1.000 litri di acqua.

Conclusioni:

PROGETTO

 FINITO: Scarica-batterie e ricarica dispositivo

Caricabatterie