شارژر اتوماتيك باطري هاي 9.6 ولتي نيكل كادميوم

شارژر اتوماتيك باطري هاي 9.6 ولتي نيكل كادميوم يكي از دوستان سايت به نام آقاي مانيان از شيراز از بنده خواسته بودند كه من برايشان يك شارژر باطري هاي 9.6 ولتي نيكل كادميوم با ظرفيت 1050 ميلي آمپر ساعت طراحي كنم. كه از ميكرو در آن استفاده نشده باشد و همچنين پس از شارژ كامل باطري آنرا از مدار خارج نمايد. من هم اينكار را انجام دادم و هم اكنون نقشه آن را جهت استفاده شما دوستان در سايت قرار دادم.

لیست قطعات 1- آي‌سي LM111 يا LM211 يا LM311

2- آي‌سي LM317

3- آي‌سي LM7812

4- ترانزيستور BC547 دو عدد

5- دیود 1N4004

6- مقاومت 12 اهم نيم وات

7- مقاومت 180 اهم

8- مقاومت 110 كيلو اهم

9- 27 كيلو اهم

10- مقاومت 2.2 کیلو اهم

11- مقاومت 1 کیلو اهم

12- خازن 10 ميكرو فاراد 25 ولت

13- خازن 1000 ميكرو فاراد 35 ولت

14- LED قرمز

15- LED سبز

16- رله 12 ولت DC

در ابتدا لازم هست كه من توضيحي در مورد نحوه كار شارژر اين نوع باطري هاي نيكل كادميوم بدهم. معمولاً جهت شارژ اينگونه باطري ها ما يك جريان ثابت را به باطري اعمال ميكنيم و سپس با اندازه گيري مقدار ولتاژ باطري از روند شارژ مطلع ميشويم زمانيكه ولتاژ باطري به حد مطلوب برسد جريان شارژ بايد قطع شود.

اما نكته مهم اينجاست كه ميزان جريان شارژ به چه عواملي بستگي دارد؟ و بايد چگونه آنرا انتخاب نمود؟

اگر شما به باطري هاي قابل شارژ توجه كنيد مي‌بينيد كه در كنار ذكر ولتاژ هر باطري ميزان ظرفيت آنرا بصورت mAh ميلي‌آمپرساعت ذكر ميكنند. در صورتي كه بر روي يك باطري مقدار ظرفيت آنرا 1000mAh مشخص كرده باشند و مدار شما جريان 100mA مصرف كند. اين باطري تا 10 ساعت ميتواند جريان مدارتان را تامين كند. در واقع جهت محاسبه اين زمان كافيست مقدار ظرفيت هر باطري بر مقدار جريان مصرفي تقسيم شود.

مقدار جريان شارژ هر باطري نيز بر اساس ميزان همين ظرفيت تعيين و مشخص ميشود. در هنگام شارژ باطري دو روش جهت شارژ وجود دارد. در روش اول سرعت شارژ باطري كم است و دليل آن جريان شارژ است كه به اندازه يكدهم ظرفيت باطري است. بطور مثال اگر يك باطري 1800mAh داشته باشيم جريان شارژ آن برابر با 180mA انتخاب ميشود. در اين حالت ده ساعت جهت شارژ كامل نياز خواهد بود. با وجود اينكه اين زمان نسبتاً طولاني است.ولي داراي مزايايي هم هست. منجمله اينكه در صورتيكه پس از شارژ كامل باطري، جريان آن قطع نشود و حتي باطري تا مدت چندين روز زير شارژ باشد مشكلي براي آن بوجود نمي‌آيد. از طرفي مشكل حافظه دار شدن باطري در صورت دفعات شارژ زياد و قبل از دشارژ كامل وجود نخواهد داشت. اين حالت بخصوص براي مدارتي كه در آن باطري بصورت مداوم زير جريان شارژ است مناسب خواهد بود.

در حالت دوم كه حالت شارژ سريع ناميده ميشود. جريان شارژ به ميزان يك سوم ظرفيت باطري انتخاب ميشود. يعني براي يك باطري 1800mAh جريان شارژي برابر با 600mA انتخاب ميشود. در اين حالت زمان شارژ به سه ساعت كاهش مي‌يابد. البته در حالت اخير زمان شارژ در حد قابل قبولي كاهش يافته ولي در صورتي كه به هر دليلي پس از شارژ جريان قطع نگردد و باطري زير شارژ بماند لطمه خوردن باطري حتمي است! از طرفي در صورت استفاده شارژر بطور مكرر در حاليكه هنوز شارژ دارد باعث صدمه ديدن باطري و حافظه دار شدن آن ميگردد.

حال كه با مباني اوليه شارژرها آشنا شديد به بررسي مدار ساخته شده ميپردازيم. در اين مدار من از آي‌سي LM317 جهت تهيه جريان ثابت استفاده كردم. همانطور كه مي‌دانيد. اين آي‌سي يك رگولاتور خطي است كه ولتاژ خروجي آن 1.25 ولت است. در اين مدار ولتاژ 1.25 ولت در دو سر مقاومت R1 قرار داده ميشود. و با توجه به اينكه مقدار اين مقاومت 12 اهم انتخاب شده لذا جريان 104.16mA از آن عبور خواهد كرد. اين جريان بدليل ثابت بودن ولتاژ خروجي رگولاتور و مقدار مقاومت، هميشه ثابت است و لذا ميتوان از آن براي شارژ باطري استفاده نمود. از طرفي چون مقدار ظرفيت باطري كه من شارژر را براي آن طراحي كردم 1050mAh بود و جريان شارژ آن بايد در حدود 105mA باشد. كه جريان مدار مناسب اين باطري است.

البته ايده اين كار را من در يكي از مقالات مجله الكتور كه يك مجله پر طرفدار در دنيا است و هرماه چاپ شده و در آن مدارات و مقاله‌هاي بسياري در زمينه الكترونيك است گرفتم.و قسمت كنترل اتوماتيك را به آن اضافه نمودم.

در صورتيكه شما باطري ديگري با جريان شارژ متفاوت با اين مدار استفاده ميكنيد. كافيست مقدار 1.25را بر جريان شارژ باطري تقسيم كنيد، تا مقدار مقاومت R1 مورد نياز مدارتان بدست آيد. در اين مدار LED قرمز رنگ D1 هم در زمان شارژ باطري از طريق ترانزيستور Q1 روشن ميشود.

با اينكه اين مدار بواسطه جريان شارژ آن مشكلي براي باطري بوجود نمي‌آورد، ولي باز هم در آن من مداري طراحي كردم كه باطري را پس از شارژ كامل از مدار خارج ميكند. اين مدار از يك مقايسه كننده ولتاژ U2 تشكيل شده است كه ولتاژ دوسر خازن C1 را با 2.4 ولت مقايسه ميكند.در صورتيكه باطري شارژ كامل باشد. ولتاژ آن به 9.6 ولت ميرسد كه بدليل سري بودن آن با خازن C1 ولتاژ خازن به اندازه ولتاژ باطري از ولتاژ 12 ولت مدار كمتر خواهد شد.كه همان 2.4 ولت ميشود. حال درصورتي كه باطري خالي باشد، ولتاژ C1 بيشتر از 2.4 ولت خواهد بود و در نتيجه خروجي U1 صفر ميشود و ترانزيستور Q2 خاموش است. در نتيجه رله RL1 هم خاموش خواهد بود. در اين وضعيت سر مثبت BAT+ باطري از طريق كنتاكت بسته رله به ولتاژ 12 ولت وصل خواهد بود و سر منفي BAT- باطري هم به خازن C1 متصل است و شارژ ميشود. پس از اينكه باطري شارژ شد ولتاژ خازن C1 كاهش مي‌يابد و در نتيجه خروجي آي‌سي LM111 مثبت ميشود و ترانزيستور Q2 را فعال ميكند و باعث روشن شدن رله ميگردد. با روشن شدن رله باطري از مسير شارژ خارج ميشود و LED1 خاموش ميشود و از طريق كنتاكت ديگر رله LED2 سبز رنگ به معناي شارژ كامل باطري روشن ميشود.

البته شما ميتوانيد با گذاشتن يك مدار آلارم يا موزيك در سر راه كنتاكت NO رله كاري كنيد كه زمانيكه شارژ باطري انجام شده و به پايان رسيده است. مدار شروع به پخش موزيك و يا آلارم كند.

من نقشه مدار را توسط نرم افزار Proteus رسم كردم كه به همراه عكس نقشه مدار جهت دانلود در سايت گذاشتم.

جهت دانلود فایلهای فوق اینجا کلیک کنید.

حجم فایل : 19 کیلو بایت

فرمت فایل Zip