Зарядное устр-во для четырех Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов АА

[y_kiyko]

Хатуль_мадан, выложите пожалуйста прошивку для модифицированной схемы(с запиткой от аккумуляторов при пропадании напряжения питания).

[protek5512]

Доброго Всем здравия!!! Уважаемый Хатуль, опробывал все три дисплея,ситуация такова при выключении питания индикация появляется на некоторое время в виде горизонтальных и вертикальных полосок и номерами ячеек,дисплеи судя по надписям оригинальные.Сигналы на ногах МК и дисплея присутствуют и длительность индикации засит от емкости С11 ставил от 0.1 до 10мк,на некоторых схемах его вообще не ставят.

[Хатуль_мадан]

Даже не знаю чем помочь. У меня все работает по такой схеме, что приведена выше. С прошивкой сложнее, пока на этом компе ее нет, но считал прошивку со своего зарядника, как есть (во вложении в архиве). Пользуюсь при программировании PICkit2.
Заснял небольшой видеофрагмент работы, как должно быть (1,6Мб). http://zalil.ru/29898909
На показания можно особо не смотреть, аккумуляторы плохие, на выброс.

PS: Вот сегодня на работе попробовал открыть прошивку при помощи WinPic800 V3.80 тоже все нормально.
Только там уже сохранились в епромке мои текущие данные, можно не обращать внимания, они сами потом изменятся в работе.

[y_kiyko]

Хатуль_мадан, спасибо за прошивку.

Через недельку-другую планирую собрать Вашу зарядку.
Думаю немного модифицировать схему - перевести на питание 6-12(15) вольт. Поставить синхронный понижающий преобразователь на 3,1 вольта(IRU3037+IRF7313) для питания зарядных ячеек и LP2951 для питания МК и формирования сигнала PG.

По проблеме тепловыделения в стабилизаторах тока прикидывал разные варианты.
К сожалению, все они требуют сильного усложнения и удорожания стабилизаторов тока.

[Хатуль_мадан]

Я тоже предварительно продумывал разные варианты, но остановился на таком. Не хотелось сильного усложнения и удорожания конструкции. Тоже были мысли поставить по 4 преобразователя на каждый аккумулятор, хотелось сделать зарядный ток побольше, но теряется универсальность, не все аккумуляторы "любят" быстрый заряд. Исходил из того, что время заряда должно быть менее 8 часов (максимум в течении ночи, в отпуске очень полезно иметь всегда готовый фотик). Поэтому ток в 0,36А думаю оптимальный для всех аккумуляторов АА типа. Мелкие зарядятся за 2...3 часа, а большим как раз потребуется 8...9 часов, при этом и нагрев не велик, и небольшой перезаряд не страшен.
По поводу двойного преобразования (220В/12В/3В) тоже думал, но посчитал не очень рационально, тем более в продаже есть готовые дешевые блочки питания на 3В и ток до 2А. Да и как тогда Вы собираетесь решить проблему питания МК при пропадании входного напряжения, зачем прошивка с контролем питания, если сохраниться все равно не успеем? В моем случае от аккумулятора (или от нескольких) напряжение повышается до необходимых 5В, никаких переходных процессов по питанию нет, стабильность хорошая, потребляемый ток от аккумулятора 70...100мА (точно уже не помню), при этом напряжение на аккумуляторах может быть заниженным (на разряженных тоже работает, но не долго). LP2951 на сколько помню, понижающий стабилизатор, значит и питать его надо от "6-12(15) вольт", но при этом иметь хорошую емкость конденсатора, чтобы успеть гарантировано "сохраниться". Ваше дело конечно, вполне реально применить и такой вариант, но он сложнее.

[y_kiyko]

Да, на входе LP2951 поставить конденсатор в несколько сотен мкФ и подключить к основному питанию через диод. Чтобы при пропадании питани этот конденсатор питал только МК. Не факт, что получится задействовать встроенный в LP2951 детектор падения напряжения - он срабатывает, когда входное напряжение сравнится с выходным.

Дополнительное преимущество применения высокого(относительно ) напряжения питания - возможность использования в стабилизаторах зарядного тока n-канальных полевиков. Это даст возможность снизить напряжения питания зарядных ячеек и соответственно снизить тепловыделение. Возможно, удасться снизить питание до 2.5 - 2.7 В.

Дальнейшее снижение напряжения питания до 2-2,1 В возможно при уменьшении сопротивления резисторов-датчиков тока и усилении их сигнала с помощью ОУ (LM324).
Платой за это будет существенное усложнение схемы. Вряд-ли оно оправдано.

[Хатуль_мадан]

...Дополнительное преимущество применения высокого(относительно ) напряжения питания - возможность использования в стабилизаторах зарядного тока n-канальных полевиков. Это даст возможность снизить напряжения питания зарядных ячеек и соответственно снизить тепловыделение. Возможно, удасться снизить питание до 2.5 - 2.7 В...

Как-то не совсем понятен этот момент, с чего вдруг снизится "напряжение зарядных ячеек" и тепловыделение? Для мощного полевика управляемого логическим уровнем (не важно какой канал) нужно подать не менее 2В на затвор для его незначительного открытия и чем больше ток тем выше напряжение. По минимуму можно считать 1,5В на аккумуляторе + 0,6В на резисторе +2В на затворе, итого 4,1В не менее. Можно конечно это напряжение подать прямо с выводов МК через резисторы на затвор, а на сток подать 2,5В зарядного напряжения, предварительно разделив зарядные цепи и питания МК. Но в этом случае нужно инвертировать уровни управления полевиками. Частично нагрев уменьшится, но мне было проще применить р-канальные и не делить шину питания на силовую и сигнальную. В любом случае потребуется преобразователь напряжения: в моем варианте с пониженного напряжения на +5В с малым током потребления, в Вашем варианте с высокого напряжения на пониженное 2,5В при значительном токе. Вот и неизвестно где выигрыш по тепловыделению...

[y_kiyko]

В прикрепленном файле изображены два варианта. Для второй схемы понадобится низкопороговый полевик и то не факт, что будет нормально работать.

Просто я не встречал в продаже блоков питания на 3 вольта. Зато в загашниках есть на 9-15 вольт на 1-1,5 ампера.

А синхронный понижающий преобразователь имеет очень высокий КПД. Такие питают на материнках ядро процессора и при токах в десятки ампер работают без радиаторов.
При токе 1.6 А думаю можно ориентироваться на 90% КПД.

[Хатуль_мадан]

Специально глянул в магазине БП, продаются у нас даже несколько вариантов, цены от 400р до 650р. Которые подороже имеют переключение напряжений от 3В до 9В, токи выхода всех БП в пределах 1,5А...2,5А. Да я и в статье приводил схему такого блока, но самому делать не хотелось, мне проще было купить. Что касается вариантов на полевиках n-канальных, то оба вполне работоспособны, только сопротивление резисторов в затворных цепях нужно увеличить до 3...10кОм. При этом биполярные транзисторы работают в режиме малых токов (менее 1мА), что сказывается на бОльшей стабильности всей схемы, а быстродействие тут не нужно. Применив полевики с буквой L в обозначении, они гарантировано обеспечат нужный ток заряда (испытал несколько штук, при токе 0,4А напряжение на затворе было в пределах 1,9В...2,1В).

[y_kiyko]

Уважаемый Хатуль_мадан, между нами 30 грудусов по долготе, поэтому неудивительно, что у нас нет таких БП.
Да и цена в переводе составит 100-160 грн. - не очень дешево.

Постараюсь определиться со схемой и сделать прикидочные рассчеты.

Пару вопросов:
-почему датчики температуры собраны на паре диодов?
-сколько примерно времени надо на сохранение данных или команд выполняет МК после прихода сигнала о пропадании питания?

[Хатуль_мадан]

Можно и один использовать, но температурный коэффициент преобразования у двух больше, естественно точность выше. Т.к. больше площадь соприкосновения с аккумулятором, отслеживание температуры именно аккумуляторов более правильна. Да и стоят они копейки, нет смысла экономить.
На счет времени не задумывался, можно почитать в даташите на МК, думаю несколько милисекунд. Попробовал такой режим, переключается надежно, можно питаться от аккумулятора столько, сколько нужно, поэтому время не экономил, отключение происходит самим МК после записи и вывода надписи отключения (где то около секунды). В варианте который в статье, нет контроля по питанию, там пишем в память все данные каждые 10минут, независимо от пропаданий.

[sergho]

Почему бы не сделать узел заряда как в этой схеме http://startcd.narod.ru/ch_new/index.html ? Я ее собрал, работа очень нравиться, но хочется более продвинутого управления, как в схеме Хатуль_мадан, и зарядный ток можно оперативно выставлять для разных аккумуляторов.

[Хатуль_мадан]

Никто не спорит, схема хорошая, но у PIC16F876 всего два аппаратных ШИМа, а мне надо заряжать 4 аккумулятора. Городить программное управление сложнее, чем поставить стабилизаторы тока. Да и помех будет значительно больше на измерительные цепи АЦП. Можно конечно, сделать переключение ШИМа попарно, но это тоже лишний огород...

[sergho]

Так может сделать двухканальное, и заряжать в два захода? током 0,5-1С будет быстро

[Хатуль_мадан]

Сделайте два А мне нужно четыре. Тем более, вставать ночью, чтобы поменять пару аккумуляторов это жуть

[sergho]

Сделал бы, но в программировании полный ноль

[Хатуль_мадан]

Я тоже не программист. Занимаюсь разработкой схем более 30 лет, а вот программированием занялся только год назад, на работе есть программисты и отнимать чужой хлеб нет смысла. Это четвертая конструкция, в которой программа полностью собственного написания. Так что и Вам никогда не поздно начать...

[y_kiyko]

Уважаемый Хатуль_мадан, подскажите, с какой целью установлены резисторы R13-16 в цепях термодатчиков? Сдвигают измеряемые уровни в линейную зону АЦП на компараторе?

Я проводил небольшой эксперимент с имеющимся у меня китайским ЗУ. При токе заряда 500 мА измерял термопарой температуру аккумулятора в разных местах.Результат был следующим:
- отрицательный контакт банки - 52 градуса
- прилегабщая к контакту клемма - 48 грудусов
- боковая поверхность аккумулятора примерно на трети его длины от отрицательного контакта - 38 градусов.
Аккумулятор был 5/4 ААА - длинный.
Я все веду к тому, что температуру надо мерять на отрицательном контакте батареи - читал об этом неоднократно.
Кроме того, тот корпус зарядки, что у меня есть - "двухэтажный"(снизу ААА, сверху АА) и не позволит прижать диоды сбоку. Поэтому планирую диоды припаять катодом прямо на минусовые контактные клеммы (они из упругой фигурной пластины, единые для обоих типов батарей), а анод вывести гибким проводом. Аноды диодов коммутировать 74НС4066. Резисторов 1кОм в катодах не будет.
Интересует Ваше мнение о возможности таких изменений.

[Хатуль_мадан]

Первоначально резисторы задумывались, как элементы подстройки и подбора одинаковости параметров каждой измерительной цепочки, состоящей из диодов и полевого транзистора. Но потом оказалось, разброс такой минимальный, что от этих резисторов можно отказаться и поставить вместо них перемычки, или любые одинаковые резисторы из имеющихся. Немного конечно сдвигают напряжение на входе компаратора, что сказывается только на величину преобразованного числа, но и только. Место установки у меня конечно не идеально, но оно обусловлено имеющимся корпусом, где был вырез туда и поставил. Я писал в статье, что есть влияние на температуру от разрядного ключа (рядом с минусовым выводом), но это все вылезло во время отладки, когда плата была собрана и что то менять проблематично. Лучший выход, это применить другой корпус и расположить термодатчики там, где наибольший нагрев аккумуляторов при заряде, желательно сами аккумуляторы в отдельном контейнере, но это увеличивает габариты устройства. Что касается схемы включения, то вам видней, лишь бы работало, никто не запрещает внести изменения. На сколько понял, Вы хотите сделать общим катоды диодов, у каждого свой резистор подтяжки, а выходы коммутировать с помощью ключей на вход интегратора. Вполне реальный вариант, вот только лишний корпус микросхемы надо ставить...
PS: Все чаще приходит в голову идея применить диоды в плоском миниатюрном пластиковом корпусе, советские, кажется КД513. Приклеить их к минусовой контактной пластине и тонким проводом запаять в плату, но все не соберусь.

[y_kiyko]

PS: Все чаще приходит в голову идея применить диоды в плоском миниатюрном пластиковом корпусе, советские, кажется КД513. Приклеить их к минусовой контактной пластине и тонким проводом запаять в плату, но все не соберусь.

Спасибо за обстоятельный ответ. Попробую сначала на макетке.
Среди плоских в том же корпусе были и КД518. Среди КДС111 буква В указывает на пару последовательно соединенных в одном корпусе. Можно наверное и мостик использовать - КЦ407 или импортный.
Или использовать BAV99 в SOT23 - наилучший вариант по теплоемкости.