Как сделать зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов?

Свинцово-кислотные аккумуляторы были представлены много лет назад, но из-за их лучших характеристик и низкой стоимости они все еще используются в основном в автомобильной промышленности. Они известны своей способностью обеспечивать высокий ток, им отдают предпочтение перед другими традиционными батареями, доступными на рынке. Батарея должна быть правильно заряжена и должным образом разряжена, чтобы максимально продлить срок службы батареи и продлить срок ее службы. В этом проекте я сделаю схему зарядки свинцово-кислотного аккумулятора, используя электронные компоненты, которые легко доступны на рынке.

Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов

Как сделать схему зарядного устройства аккумулятора с использованием микросхемы LM7815?

Лучший способ начать любой проект – это составить список компонентов и провести их краткое изучение, потому что никто не захочет оставаться в середине проекта только из-за отсутствия компонента. Печатная плата предпочтительнее для сборки схемы на аппаратном обеспечении, потому что, если мы собираем компоненты на макетной плате, они могут отсоединиться от нее, и схема станет короткой, следовательно, предпочтительнее печатная плата.

Шаг 1: Сбор компонентов (оборудования)

Шаг 2: Необходимые компоненты (программное обеспечение)

• Proteus 8 Professional (можно загрузить с Здесь)

После загрузки Proteus 8 Professional спроектируйте схему на нем. Я включил сюда моделирование программного обеспечения, чтобы новичкам было удобно спроектировать схему и выполнить соответствующие соединения на оборудовании.

Шаг 3: блок-схема

Блок-схема сделана для удобства читателя, чтобы он мог легко понять пошаговый принцип работы проекта.

Блок-схема

Шаг 4: понимание принципа работы

Чтобы зарядить аккумулятор, сначала нужно понизить напряжение на входе, затем выпрямить его, а затем отфильтровать, чтобы поддерживать постоянный ток. Напряжение, которое будет на выходной стороне схемы, затем будет подаваться на батарею, которую мы хотим зарядить. Есть два варианта источника питания. Один – переменный ток, другой – постоянный ток. Это выбор человека, проектирующего схему. Если у него / нее есть батарея постоянного тока, ее можно использовать, и это рекомендуется, потому что схема становится сложной, когда мы используем трансформаторы для преобразования переменного тока в постоянный. Если у вас нет батареи постоянного тока, можно использовать адаптер переменного тока в постоянный.

Шаг 5: Анализ схемы

Основная часть схемы состоит из мостового выпрямителя слева. На входе подается 220 В переменного тока, и оно понижается до 18 В постоянного тока. Вместо подачи переменного напряжения в качестве источника питания для работы цепи можно также использовать аккумулятор постоянного тока. Это входное напряжение, будь то переменный или постоянный ток, подается на регулятор напряжения LM7815, а затем подключаются конденсаторы для очистки напряжения, так что чистое напряжение может подаваться дальше на реле. После прохождения через конденсатор напряжение поступает на реле, и прибор, подключенный к цепи, начинает заряжаться через резистор 1 Ом. В момент, когда напряжение зарядки аккумулятора достигает критической точки, например 14,5 В, стабилитрон начинает проводить проводимость и подает достаточное базовое напряжение на транзистор. Из-за этой проводимости транзистор переходит в область насыщения, и его выход становится ВЫСОКИМ. Из-за этого высокого выходного сигнала реле становится активным, и прибор отключается от источника питания.

Шаг 6: Моделирование схемы

Перед тем, как создавать схему, лучше смоделировать и проверить все показания на программном обеспечении. Программное обеспечение, которое мы собираемся использовать, – Proteus Design Suite. Proteus – это программа, на которой моделируются электронные схемы.

1. После загрузки и установки программного обеспечения Proteus откройте его. Откройте новую схему, щелкнув значок ISIS в меню.ИГИЛ
2. Когда появится новая схема, щелкните значок P в боковом меню. Это откроет окно, в котором вы можете выбрать все компоненты, которые будут использоваться.Новая схема
3. Теперь введите название компонентов, которые будут использоваться для создания схемы. Компонент появится в списке справа.Выбор компонентов
4. Таким же образом, как описано выше, найдите все компоненты. Они появятся в списке устройств.Список компонентов

Шаг 7: Создание макета печатной платы

Поскольку мы собираемся сделать аппаратную схему на печатной плате, нам сначала нужно сделать макет печатной платы для этой схемы.

1. Чтобы сделать макет печатной платы на Proteus, нам сначала нужно назначить пакеты печатных плат каждому компоненту на схеме. чтобы назначить пакеты, щелкните правой кнопкой мыши компонент, которому вы хотите назначить пакет, и выберите Packaging Tool.
2. Нажмите на опцию ОВЕН в верхнем меню, чтобы открыть схему печатной платы.ОВЕН Дизайн
3. В Списке компонентов разместите все компоненты на экране так, чтобы схема выглядела так, как вы хотите.
4. Нажмите на режим отслеживания и соедините все контакты, которые программа предлагает вам подключить, указав стрелку.

Шаг 8: Принципиальная схема

После изготовления макета печатной платы принципиальная схема будет выглядеть так:

Принципиальная электрическая схема

Шаг 9: Настройка оборудования

Поскольку мы смоделировали схему на программном обеспечении, она работает отлично. Теперь займемся размещением компонентов на печатной плате. После того, как схема смоделирована в программном обеспечении и сделана разводка печатной платы, макет схемы печатается на масляной бумаге. Перед тем, как положить масляную бумагу на плату PCB, используйте скребок для печатной платы, чтобы потереть плату так, чтобы слой меди на плате уменьшился с верхней части платы.

Удаление слоя меди

Затем масляная бумага помещается на плату печатной платы и гладится до тех пор, пока схема не будет напечатана на плате (это занимает примерно пять минут).

Глажка платы PCB

Теперь, когда схема напечатана на плате, ее погружают в раствор FeCl3 с горячей водой, чтобы удалить лишнюю медь с платы, останется только медь под печатной схемой.

PCB травление

После этого потрите плату скребком так, чтобы проводка была видна. Теперь просверлите отверстия в соответствующих местах и ​​поместите компоненты на печатную плату.

Сверление отверстий в печатной плате

Припаиваем компоненты к плате. Наконец, проверьте целостность цепи и, если в каком-либо месте возникнет прерывание, отсоедините компоненты и снова подключите их. В электронике проверка целостности цепи – это проверка электрической цепи, чтобы проверить, течет ли ток по желаемому пути (что, несомненно, это полная цепь). Проверка целостности выполняется путем установки небольшого напряжения (соединенного вместе со светодиодом или элементом, создающим волнение, например, пьезоэлектрическим динамиком) по выбранному пути. Если проверка на непрерывность прошла успешно, это означает, что схема сделана должным образом. Теперь он готов к тестированию. Горячий клей лучше нанести горячим клеевым пистолетом на положительную и отрицательную клеммы аккумулятора, чтобы выводы аккумулятора не отсоединились от цепи.

Настройка цифрового мультиметра для проверки целостности цепи

Шаг 10: Тестирование схемы

После сборки аппаратных компонентов на печатной плате и проверки целостности цепи нам нужно проверить, работает ли наша схема должным образом или нет, мы протестируем нашу схему. Источником питания, упомянутым в этой статье, является аккумулятор 18 В постоянного тока. В большинстве случаев аккумулятор на 18 В недоступен, и не стоит паниковать. Мы можем создать батарею 18 В, последовательно соединив две батареи постоянного тока 9 В. Подключите положительный (красный) провод аккумулятора 1 к отрицательному (черному) проводу аккумулятора 2 и аналогично подключите отрицательный провод аккумулятора 2 к положительному проводу аккумулятора 1. Для удобства примеры соединений показаны ниже:

Последовательное соединение

Перед включением схемы запишите напряжение с помощью цифрового мультиметра. Установите цифровой мультиметр на вольт и подключите его к положительной и отрицательной клеммам свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, которую необходимо зарядить. После того, как вы отметили напряжение, включите цепь, подождите почти 30 минут, а затем запишите напряжение. Вы бы увидели, что напряжение увеличилось бы, и свинцово-кислотный аккумулятор находится в состоянии зарядки. Мы можем протестировать эту схему на автомобильном аккумуляторе, потому что это также свинцово-кислотный аккумулятор.

Шаг 11: Калибровка схемы

Схема должна быть откалибрована для правильной зарядки. Установите напряжение 15 В в блоке питания стенда и подключите его к точкам CB + и CB- цепи. Сначала установите перемычку между положениями 2 и 3 для калибровки. После этого возьмите отвертку и вращайте потенциометр (50 кОм), пока не загорится светодиод слева. Теперь выключите источник питания и подключите перемычку между точкой 1 и точкой 2. После настройки схемы мы можем заряжать любую свинцово-кислотную батарею. 15 В, которое мы установили во время калибровки, является точкой срабатывания / спотыкания цепи, и в этот момент аккумулятор будет заряжаться примерно на 80% своей емкости. Если мы хотим зарядить его на 100%, LM7815 необходимо снять, и 18 В подается напрямую от источника питания к цепи, и это не рекомендуется вообще, потому что это может повредить аккумулятор.