Index
Indledning
Kender vi det ikke alle?Efter en dags flyvning vil man gerne lade sine batterier op, så man er klar til en anden god dag.
Men hvor meget er batterierne blevet afladet? Hvordan sikrer man sig mod at overoplade dem? Eller ikke at lade dem nok?
Inden jeg startede med at flyve modelfly, var genopladelige batterier
noget jeg brugte indtil de var flade. Så blev de ladet op og brugt
igen en anden dag. Eller jeg ladede dem bare op, hvis jeg vidste at jeg
skulle bruge dem dagen efter. Opladningen var ikke noget jeg tog så
nøje. Og det har kostet mig adskillige ødelagte batterier
i tidens løb.
Denne stil vil jeg ikke overføre til batterierne i mit
fly eller min radiosender. At løbe tør for strøm midt
under en flyvning, er ikke noget jeg er interesseret i nogen
sinde at opleve.
Noget måtte gøres...
Mine krav til en batterilader er at den samtidig skal kunne lade både
sender- og modtagerbatterier, have et antal forskellige muligheder for
ladestrømme, enten ved mange udgange eller programmerbart. Desuden
bør den kunne håndtere både NiCd og NiMH pakker, og
den skal kunne tage batteripakker med 4-10 celler som minimum.
Og vigtigst af alt. Den skal kunne lade dem uden fare for overopladning,
selv om jeg lader den stå i en uge.
Der er to forskellige måder at sikre korrekt opladning på:
Den simple er at aflade batterierne, for derefter at lade dem op ved en konstant strøm i et bestemt stykke tid, afpasset til batteripakkens kapacitet. Dette kræver enten at batterierne allerede er afladet ved opladningens start, eller at opladeren selv aflader dem først.
Den mere avancerede er at lade batterierne samtidig med at laderen overvåger
batterispændingen. Ved det såkaldte delta-peak (batterispændingen
begynder ved fuld opladning at flade ud og evt. falde lidt igen) afbrydes
opladningen.
Denne metode virker glimrende i en af mine almindelige batteriladere,
men den lader også cellerne enkeltvis. Ved batteripakker derimod,
er det ikke sikkert, at alle cellerne opnår fuld opladning samtidigt.
Derfor kan delta-peak ikke altid detekteres; Især ikke på ældre
batteripakker. Dette kan føre til kraftig overopladning, der nemt
ødelægger en eller flere battericeller i pakken.
Forøvrigt er der mange delta-peak ladere, der slet ikke virker
med NiMH batterier, da disse ikke laver et ret stort spændingsdrop
i forhold til NiCd.
Så jeg begyndte at kigge mig om efter en oplader med indbygget
aflader, der desuden kunne opfylde mine andre krav.
Jeg fandt ikke en eneste.
Jeg endte så op med at købe en Robbe
MTC 52 i stedet. Den opfyldte alle mine krav, bortset fra afladningen.
Denne lader har 6 uafhængige udgange med forskellige ladestrømme.
Den lader i 14 timer, hvorefter der skiftes over til vedligeholdelsesladning.
Desuden har den også en blyakkumulator-lader, hvilket passede
mig glimrende, da jeg så samtidig ville få en lader til batteriet
i min startkasse.
Nu skulle jeg blot aflade batterierne inden opladning. Min umiddelbare indskydelse var at aflade med effektmodstande eller glødepærer, men hvis man ikke jævnligt holder øje med afladningen, vil man risikere at aflade batterierne for meget, og det kan de heller ikke tåle.
Så nu har jeg konstrueret en aflader, der sættes til mellem batteri og lader. Den er simpel men effektiv. Den aflader batterierne til en bestemt (indstillelig) grænse, hvorefter laderen får lov til at lade batterierne. Afladeren skal ikke tilsluttes nogen seperat strømforsyning, og når den ikke aflader, bruger den heller ikke noget strøm. Ikke det mindste.
Diagram og virkemåde
Forestil dig en almindelig konstantstrømsoplader sat til JP1. Denne
har direkte forbindelse til et evt. batteri tilsluttet JP2. Resten af
kredsløbet er ikke tilsluttet.
Ved et kortvarigt tryk på S1 vil der komme strøm på
kredsløbet fra batteriet, Q1 vil tænde, relæet REL1 vil
tænde, og derved holde sig selv med strøm, selv om S1 slippes
igen. Samtidig vil opladeren blive afbrudt fra batteriet og kredsløbet.
D2 vil lyse som tegn på at afladeren er i drift, og selve afladningen
foregår med effektmodstanden R3.
Når batterispændingen er faldet til et vist niveau (indstilles
på P1), vil Q1 ikke længere kunne holde relæet med strøm.
Relæet vil slå fra, og dermed afbryde strømmen til kredsløbet
totalt. Samtidig bliver opladeren igen forbundet med batteriet, og opladningen
går i gang.
De viste komponentværdier er beregnet til et 4 cellers batteri (4.8V). For at benytte kredsløbet til et 8 cellers batteri, skal man udskifte relæet til en 12V type og R2 skiftes til ca. 330 ohm. Effektmodstanden skal ændres til en større værdi og/eller effektafsættelse, alt efter hvor hurtigt man ønsker afladningen. Jeg har benyttet en 22 ohm 15W, da jeg alligevel havde den liggende. Husk tilstrækkeligt med ventilation omkring effektmodstanden.
Konstruktion
Konstruktionen er så simpel, at den nemmest laves på en stump veroboard. Med så få komponenter, er det dog også muligt at lave en "fuglerede" uden nogen form for print. Men jeg vil anbefale en stump veroboard.
Her ses mine 2 prototyper. En til 4 celler (modtager) og en til 8 celler (radiosender).
Trimmepotmeteret bør enten være en stor type eller en multiturn trimmer. De almindelige små trimmere er meget svære at indstille ordentligt i denne opstilling, da der ikke skal ret meget til før afbrydepunktet har rykket sig væsentligt.
Hvis man ikke kan opdrive et 5V relæ, så kan et 6V for det meste også bruges. Der kan dog i enkelte tilfælde være nogle problemer med at få relæet til at trække ved tryk på knappen. Dette kan især gøre sig gældende, hvis man heller ikke anvender en darlingtontransistor som beskrevet i det følgende.
I stedet for en darlingtontransistor (MPSA13) kan man evt. anvende en almindelig NPN, f.eks. BC547. Ulempen ved dette er dog, at der skal en lidt højere batterispænding til at trække relæet ved tryk på knappen. Dette kan blive et problem med 4 celler og et 6V relæ. Det afhænger dog helt af det enkelte relæs beskaffenhed. Mit relæ havde ingen problemer, men jeg har alligevel valgt at benytte en MPSA13.
Justering
Den nemmeste måde at justere afladeren, er med en variabel strømforsyning og et multimeter.Stil trimmeren ret højt, tilslut strømforsyningen som den var et batteri og indstil denne til den ønskede slutspænding. Tryk på knappen og relæet skulle gerne trække og holde sig selv i gang. Drej nu langsomt trimmeren mod en lavere spænding, og når relæet slår fra er den indstillet. Verificér ved at køre spændingen fra strømforsyningen ca. 0.5V op og tryk på knappen. Justér langsomt spændingen ned igen, og relæet skulle gerne slå fra ved den ønskede spænding. Lidt finjustering vil nok være nødvendigt.
Og hvornår skal man så afbryde afladningen?
Normalt vil man bruge en tommelfingerregel, der siger 1.1V pr. celle,
men jeg har sat min aflader lidt lavere, nemlig 1.0V pr. celle. Dette er
en dyb afladning af batterierne, men når de bliver ladet op igen
lige bagefter, så sker der ingen skade ved at gøre dette.
Samling
Tja, her er der frit slag. Byg det ind i et lille metalkabinet med lufthuller, så varmen fra effektmodstanden kan slippe ud. Brug ikke et plastickabinet, da effektmodstandende sagtens kan smelte dem.Her er et par billeder af mine to afladere, der blev bygget ind i samme kabinet, da de alligevel skulle bruges sammen. De er dog på ingen måde forbundet med hinanden.
Læg især mærke til den store effektmodstand (22ohm 15W). Den er placeret på bagpladen for bedre at kunne slippe af med varmen.
Et lille kig ind fra forenden
Et sidste kig ned inden låget kommer på
Og så er den færdig
Links
Denne konstruktion er inspireret af en lignende fra Electronic Gadgets for Radio Control.I mellemtiden er hans konstruktion ændret fra at bruge en almindelig transistor til at benytte en TL431 som slutspændingsdetektor, hvilket nok også burde indføres på min konstruktion.
Sidst opdateret 19/2 2003.