Tecnica
Mantenitore 'muscoloso' per batterie
Scritto da Doc_express - Pubblicato 27/06/2014 15:29
Quasi tutti i mantenitori per batterie sono 'esterni' alla moto, si collegano con un cavetto e in tante ore riportano la batteria a livello ottimale. Questo è un po' diverso.

Cominciamo dall'inizio, questo circuito NON è un vero e proprio mantenitore, ma è un evoluzione dei caricabatteria di tipo elettromeccanico presenti fino a una decina di anni fa nei nostri garage.
L'ho ideato per un motivo un po' particolare... gli scooteroni moderni non hanno più la pedalina. E principalmente perchè TUTTI gli scooter ora in costruzione la stanno perdendo. Inoltre l'uso di caricabatterie troppo muscolosi può essere dannoso per le centraline elettroniche che non digeriscono tensioni superiori a 18 volt.

E' un carica batterie senza desolfatazione che non ha lo scopo di essere tenuto sempre sotto carica ma di essere connesso quando serve per riportare in poco tempo su la batteria se appunto non abbiamo il mantenitore e il mezzo serve da qui a breve.
E' relativamente piccolo e leggero e, cosa importante, fatto per essere montato SUL mezzo, lasciando da qualche parte sulle carene la presa Canon (recuperata da una stampante) che potrà essere collegata a un qualunque trasformatore CON raddrizzatore oppure a un pannello solare (da 5 a 100W non cambia nulla).

In pratica avremo sul mezzo il regolatore di tensione (questo qui) e esterno il solo trasformatore o il pannello solare.
Per l'utilizzo mi sono rivolto a un integrato un po' più serio del solito schifido LM 317, poco potente, con problemi di dissipazione e tendente all'autoscillazione . E ho scelto lui. Il 78H15, robusto, metallico e con prestazioni manco paragonabili all'altro.


Il regolatore si presenta in maniera semplice, come un transistor di quelli che ci sono in batterie da 4 o 8 negli amplificatori che usiamo per suonare ma all'interno ha tutto quello che serve per non avere bisogno di componenti esterni.
Non è un circuito "eco frendly" mi preme dirlo (perché a me non frega nulla ma qualcuno ci tiene) perché il rendimento elettrico varia a seconda della carica della batteria dal 35 al 75 %. Ma è affidabile, unica cosa da verificare in reale caso di necessità. Non a caso nelle apparecchiature militari i regolatori lineari vengono usati ancora senza parsimonia mentre quelli switching ad alto rendimento di classe A+ non passano manco il primo test delle prove, tanto che sono primedonne.

Cominciamo dall'inizio a descrivere il circuito. Non ci sono condensatori elettrolitici, il circuito che è nel disegno e che va sul mezzo non ne deve avere. Gli elettrolitici sanno solo gonfiarsi e andare in corto facendo danni e questo deve essere una cosa "monta e dimentica". L'elettrolitico di filtraggio sull'ingresso va nel gruppo trasformatore-raddrizzatore che terremo al calduccio all'interno del garage.
La tensione di ingresso attraversa la resistenza da 2,2 ohm 20W che assorbe i picchi di corrente del raddrizzatore e arriva al diodo BY255 che dissipa in calore tutti i disturbi esistenti nella linea. Un altro compito della resistenza è quello di consentirci di fare l'avviamento a circuito collegato, in tal caso la resistenza surriscalda un po' e chisse (di solito resta appena tiepida). In caso di collegamento inverso inoltre salva il circuito e lo scooter e danneggia (ovviamente) la fonte di alimentazione perchè attraverso la resistenza prima citata scorrono circa 15 A, tempo un paio di secondi e i fusibili del raddrizzatore sono andati. Entra nell'integrato e viene stabilizzata a 15 volt. Il diodo BY 252 montato sopra all'integrato lo protegge da sovratensioni induttive e disturbi vari. All'uscita troviamo un led giallo con una resistenza per segnalarne l'accensione e tramite un diodo P600B e un fusibile da 5A (o 8A che sia) si ricarica la batteria alla tensione di 14,4 V che è la massima tensione ammissibile sulle batterie. Ma trattandosi di ricarica "di emergenza" si deve caricare al 100% nel più breve tempo possibile. E ovviamente non andare oltre.

All'ingresso possiamo collegare una qualunque tensione da 18 a 30 volt, ovviamente continua e anche male filtrata (ma un po' filtrata deve esserlo) con gli almeno 5A necessari, oppure un pannello solare da 12 volt di qualunque potenza. Cambierà ovviamente il tempo di ricarica, un pannello da 10 w richiederà mezza giornata di pieno sole, uno da 100 W molto meno. Mentre col trasformatore la batteria standard degli scooter 50 in 3/4 d'ora è al 100% mentre quelle più grandi degli scooteroni richiedono un ora e mezza - due.

Ricordo che l'integrato vuole un bel dissipatore alettato, se avete le pedane foderate di alluminio va anche bene se no ALMENO la dimensione di due pacchetti di sigarette affiancati e montato in un posto bene areato. La parte metallica esterna dell'integrato può essere anche calpestata, è indistruttibile.

Per la costruzione non serve un circuito stampato, basta una basetta millefori. ATTENZIONE la parte metallica dell'integrato è a massa e i condensatori di fuga vanno il più vicino possibile.
Il circuito non è mai stato provato su un mezzo di trasporto ma sono circa 12 anni che utilizzo costantemente una batteria da 12 V 100 AH ricaricandola quando serve.

Veniamo a valutarne i pregi.
  • consente l'uso di un pannello solare
  • rapido
  • è sul mezzo e possiamo usare qualunque "tensione" di recupero come un caricabatterie da computer portatile, un alimentatore industriale da 24VCC può essere usato

E anche i difetti
  • sviluppa parecchio calore
  • il rendimento è basso, compri uno e paghi 3
  • caricare rapidamente e al 100% la batteria è come comprare una panda (che fa 160 all'ora) e viaggiare SEMPRE ai 160 all'ora, un abuso riduce la vita della batteria
  • per usarlo come mantenitore occorre la costanza ogni 30/40 giorni di dare "un oretta" di carica

Se lo si vuole usare come mantenitore sempre collegato si deve alimentare ESCLUSIVAMENTE tramite un pannello solare da 10 W
 

Commenti degli Utenti (totali: 12)
Login/Crea Account



I commenti sono di proprietà dell'inserzionista. Noi non siamo responsabili per il loro contenuto.

Commenti NON Abilitati per gli utenti non registrati
Commento di: Pier_Silverio il 28-06-2014 15:23
Non l'ho letto tutto (lo faccio dopo), e probabilmente non mi servirà/non lo userò mai, però mi congratulo decisamente con te: mi piace vedere quacuno che non solo ha conoscenze tecniche, ma le usa per auto-costruirsi qualcosa che il mercato non offre (o offre in maniera povera)! (E lo dico perché sono anch'io uno di quelli, ma in altri settori Mr. Green )
Commento di: Doc_express il 28-06-2014 15:41
E' da una vita che costruisco "da me" e ogni qualvolta qualcuno dice "non si può,non si fa,è pericoloso" puntualmente lo smentisco.
Quello che ho ora in costruzione è un jukebox per la mia tavernetta . Un pò di compensato,un amd phoenix,due vecchie autordio come finali,due alimentatori per notebook,una scheda fai da te,e 5 altoparlanti di recupero. Per quanto riguarda il mantenitore ,la mia scheda altro non è che un "interfaccia" tra un alimentatore esterno e la batteria.
Commento di: bognagol il 01-07-2014 09:58
Con cosa hai protetto i componenti elettrici??? e dove lo hai posizionato??? Smile
Commento di: Doc_express il 01-07-2014 17:34
nel prototipo statico ho semplicemente usato uno scatolotto in plastica e mi fido della tenuta della plastica su plastica. Basta fare un paio di buchi sotto. Se entra qualcosa....esce.
Sono contrario alle resine a indurire e altre porcate per non farti accedere al circuito
Commento di: bognagol il 02-07-2014 08:16
Piu che resine per non farti accedere al circuito, per proteggere, se piove ed entra acqua, non rischi che vada tutto in corto???
Cmq ottimo lavoro davvero!! Smile i miei complimenti, io non sarei mai stato capace Smile
Commento di: Doc_express il 02-07-2014 17:45
io sono diffidente per natura e visto che di solito il costo dei componenti è minimo rispetto al pezzo nuovo io maligno parecchio.
Commento di: JH il 03-07-2014 11:00
Il dimensionamento di un circuito del genere sembra una cosa semplice ma in realtà non lo è.
La R da 2,2 Ohm parli di 15A, ma il regolatore ed il diodo pre batteria ne portano 5 al massimo.
Ammettendo un errore di battitura, considerando 5A di corrente continuativa (al limite delle prestazioni):
Sulla R da 2,2 ohm cadono 11V e dissipa 55W(!)
Sul regolatore come minimo cadono 2 o 3 V (15W)
Sul diodo P600B cade 1 V (5W)
Quindi come MINIMO, per avere 14V per la carica servono 14+1+3+11 = 29V
Per avere 1 A di carica servono almeno 21V, quindi con 18V non funziona.

Comunque parliamo di un oggetto che dissipa tranquillamente 75W o più, quindi necessiterebbe di un dissipatore da 0,5 °C/W (un cubo alettato di almeno 10x10x10 cm) per non oltrepassare i +40°C oltre la T.ambiente (vano a +40°C, caricab. a +80°C), ovviamente se abbiamo sufficiente ventilazione...

Questo è un circuito che potrebbe funzionare bene alimentato con un 18V da Notebook, SENZA la R da 2,2 Ohm e con una corrente max di 2A. Per la carica rapida o l'avviamento suggerisco uno Jump Starter, quei piccoli avviatori con una batteria al litio all'interno, così piccoli da potersi trasportare dietro.

Se ti servono chiarimenti sono qui.

Saluti e buona sperimentazione.



Commento di: Doc_express il 03-07-2014 17:56
in caso di inversione di polarità la resistenza dissipa quello,ma nell'uso normale resta appena tiepida.
Lo alimento con un alimentatore di recupero della siemmens 24 V cc e la carica avviene regolarmente. In modo solare dovresti sapere che un pannello a 12 V con poco carico si eleva anche a 25 come ridere (ma NON eroga 5A).
In versione "statica" sono 12 anni che funziona senza rogne.
Il diodo pre-batteria ne porta 5 ed è quello che il circuito fa a piena potenza. Ma ,misurato dal vivo,anche con la batteria scarica il regolatore non scalda granchè (il termosifone di casa è più caldo) ,la resistenza diventa tiepida .
Non ho fatto nessun calcolo per dimensionarlo,ho semplicemente fatto prove su prove con roba di recupero. Sono tra quelli che l'elettronica la fanno col tester e saldatore,se qualcosa salta si mette più grande
Commento di: Pier_Silverio il 03-07-2014 19:46
Ti stimooo ASD
Farò così anch'io, ma in maniera più complessa: prima mi faccio tutti gli schemini, i calcoli, le ragionate, ecc. poi quando non funzionerà nulla farò come te, e al primo tentativo andrà a meraviglia Mr. Green
Commento di: Honda_ST il 04-07-2014 09:03
Salve, l'elettronica é una bella cosa, ma le leggi fisiche che la governano rispondono sempre a calcoli matematici.

Ora la caduta di tensione su un resistore (la "resistenza") è linearmente dipendente dalla corrente che vi transita, secondo la formula U = R * I. Per quanto riguarda le potenze, queste vengono calcolate con la formula W = U * I.

Su un resistore di 2.2 ohm attraversato da 15A di corrente ottengo una caduta di tensione di ben 33 Volt! Se il tutto fosse alimentato come dici a 30 V ecco che sull'uscita non troveresti più nulla (anche perché ammesso che possano scorrere i 15A distruggeresti in pochi secondi i componenti)! Inoltre facendo attraversare il resistore da 15 A lo stesso dovrebbe dissipare poco meno di 500 W (che l'alimentatore dovrebbe fornire... Per info, 33 V * 15 A sono ben 495 W! Bella stufa, occhio che non ti metta il fuoco allo scooter!)

Se sei in grado di leggere il datasheet che riporti ecco che vedresti che il 78H15 è fatto per condurre 5 A masimi (in corto circuito limita a 7 A, con 20 V di entrata). Chiunque provi a fargli passare 15 A distruggerebbe il componente (forse lo hai già sperimentato? Per questo hai messo un resistore da 2.2 ohm per limitargli la corrente massima?)

La caduta di tensione interna sulla giunzione del 78H15 è di 3 V (@ 5 A), il diodo P600B ha una caduta di 0.9 V (@ 6 A) e il resistore da 2.2 V attraversato da 5 A ha una caduta di tensione di 11 V. Affinché il tuo circuito funzioni e fornisca 14.4 V in uscita (siccome dalle specifiche si può vedere che va da un minimo di 14.4 V a un massimo di 15.6 V avrai una tensione in uscita compresa fra un minimo di di 13.5 V e un massimo di 14.7 V, a dipendenza della bontà del componente (visto che il diodo in uscita ti toglie 0.9 V), tipicamente avresti nominali 14.1 V (15 - 0.9) V ), deve essere alimentato con un alimentatore in grado di fornire 5 A @29.3 V (14.4 + 0.9 + 3.0 + 11) V (5 A * 29.3 V = 146.5 W).
Riassumendo: per avere una carica a 5 A (@14.1 V - sono 70.5 W), devi alimentarlo quindi un alimentatore da 150 W (in questo caso prendi 1 e paghi "solo" poco più di 2 Wink ).

Ora io credo che il tuo circuito funzioni, ma non nel modo in cui tu lo descrivi. Ammettendo di dover caricare una piccola batteria da 5 Ah (@12 V - scooter 50) con 5 A (carichi a 1C) ecco che un alimentatore da 30 V e 5 A (150 W) ce la farebbe. Il resistore dissiperebbe comunque 55 W (11 V * 5 A). NON è però da usare per avviare lo scooter, o meglio, non è da pensare di alimentarlo con un alimentatore che sia in grado di fornire più corrente, pena la distruzione del circuito stesso (e per l'appunto ci metti un fusibile da 5-8 A). Quello da 8 NON proteggerebbe il circuito, quello da 5 si, ma io lo metterei in entrata, non all'uscita!

Per fortuna specifichi chiaramente che TU NON HAI MAI MONTATO QUESTO SISTEMA SU UN VEICOLO; IO LO SCONSIGLIO VIVAMENTE A TUTTI! Insomma, l'idea potrebbe anche essere buona alla base, ma evitiamo di improvvisarci elettronici -e soprattutto pubblicare schemi potenzialmente pericolosi- se non abbiamo le necessarie conoscenze. E' subito fatto far danni (e/o far fare ad altri danni) in questo campo!

Tralascio di commentare tutte le affermazioni assurde che fai riguardo ai vari componenti e alla loro funzione. A chi legge il tuo articolo posso solo consigliare di non prendere per vere e memorizzare le tue affermazioni in quanto parecchie affermazioni sono completamente sbagliate! L'elettronica è materia di studio seria, ma spesso sottovalutata da ignoranti presuntuosi.

Almeno metti una frase tipo: - "Schema dato senza alcuna garanzia. Ognuno è responsabile di quello che realizza partendo da queste informazioni. L'autore declina ogni responsabilità in caso di problemi; una eventuale realizzazione pratica dello schema è di completa responsabilità di chi lo realizza".




Commento di: Davide il 04-07-2014 11:15
Honda_ST in effetti hai ragione, non ho proprio controllato il discorso della caduta di tensione, però mi chiedo: magari voleva scrivere 5A e 15V invece ha scritto 15A e 15V
Commento di: Doc_express il 04-07-2014 18:00
Mi sto stufando,il circuito c'è ,esiste e sono 12 anni che gira. Ovvio ,è statico.

Non sono 15 A se si legge BENE la frase ,IN CASO DI INVERSIONE DELL'INGRESSO scorrono 15 A perchè c'è un diodo che impedisce di fare arrivare la polarità inversa al circuito. Ma io l'ho scritto e pure bene.Ma evidentemente si legge solo cosa fa comodo.
La resistenza serve per farlo scaldare meno,è piazzato con una staffetta a L su un dissipatore,quello nero sulla scatola vuota del trasformatore del computer.
Del resto essendo la batteria dello scooter da 4A se uscisse 15 A la caricherebbe in pochi minuti NO ci va quasi un ora....segno che non ci sono 15 A
Vuoi questa frase,Tè ti accontento"Schema dato senza alcuna garanzia. Ognuno è responsabile di quello che realizza partendo da queste informazioni. L'autore declina ogni responsabilità in caso di problemi; una eventuale realizzazione pratica dello schema è di completa responsabilità di chi lo realizza".
Evidentemente tutte le volte che ho "tirato su " batterie che non facevano l'avviamento (e talvolta non accendevano manco il quadro me lo sono sognato,strano.
E come sono in grado di leggere il datasheet ,visto che dopo aver smontato questo componente da una scheda per ascensore della mia età l'ho letto. Ma come vedi è tutto pericoloso è tutto indecente....peccato che funziona.