Pitanje:
Ubiranje energije iz starih baterija?
Roman Susi
2013-08-26 21:43:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Stare baterije (mislim na one AA, 1.5V veličine AAA) obično imaju nešto zaostale energije koja se može koristiti, na primjer, za punjenje mobilnih telefona / jastučića. Vidio sam neke sheme na Internetu, ali sve one pokušavaju povezati stare baterije u seriju bez provjere ima li stvarno loših.

Razmišljao sam o izgradnji pametnijeg izvora energije pomoću starih baterija, ali moje je znanje nije dovoljno za odabir komponente za uključivanje i isključivanje baterija.

Ideja je jednostavna: isključite bateriju iz lanca kada troši više energije nego što proizvodi. Da su prekidači mehanički, mogao bih upotrijebiti nešto poput sljedećeg:

enter image description here

Kad je nepunjiva baterija B1 slaba, S1 i S2 simultano prelaze na put 1 -3 (u mehaničkom smislu to je DPDT-prekidač). Prag bi mogao biti zaostali napon. Ne znam koja je optimalna vrijednost, ali pretpostavljam kad padne ispod 0,6 v (bez napona), možemo proglasiti bateriju mrtvom (može se vratiti na neki veći napon, recimo 0,7 v. Te su vrijednosti proizvoljne, optimalne stari baterijski kombajn za energiju možda će ih trebati niži.).

Pitanje je, što može biti sklopna komponenta za to, koja neće trebati puno energije za održavanje stanja? Mogu koristiti neki veliki kondenzator i regulator napona da bih dobio stabilan napon, tako da vrijeme uključivanja može biti veće. Međutim, prebacivanje S1 i S2 trebalo bi biti sinkrono.

Imam proširenje ove ideje da ima nekoliko serija paralelno povezanih baterija, ali to će zakomplicirati logiku prebacivanja i možda će trebati MCU da to kontrolira .

AŽURIRANJE : najbliža (ali preskupa) komponenta, koja po mom mišljenju može imati svrhu je relej sa zasunom s dvostrukom zavojnicom, jedan po bateriji. Npr. G6SK-2F-H. Što može biti ekonomski izvedivije solid-state pandan?

Jeste li čuli za "Lopova Joula"?
Možete jednostavno paralelno spojiti sve baterije, svaka sa svojom diodom. Na taj način, u bilo kojem trenutku, najjača ćelija određuje izlazni napon, dok se ćelije nižeg napona učinkovito odvajaju - sve dok jedna od njih ne postane najjača i ne počne napajati krug. Schottky ili (simulirane) "idealne" diode mogu umanjiti dodatne gubitke koji su uključeni u ovu shemu.
@HannoBinder Mislim da još uvijek trebam dobiti veći napon pomoću serijske veze, ali naravno da mogu biti banke paralelnih baterija povezane u seriju.
@RomanSusi Nijemo pitanje: postoji li zapravo smisao u dizajniranju takvog sklopa koji troši posljednjih 5% energije baterija?Mislim da bi troškovi dizajniranja i izgradnje takvog sklopa ozbiljno nadmašili troškove energije koju biste uštedjeli.Mislim da bi vam bilo puno bolje da nabavite mrežni transformator i dobijete energiju od ~ 0,1 dolara po kilovatsatu.To je svakako zanimljiv dizajn, ali ne mogu se sjetiti niti jedne stvarne primjene.
@horta Obično u džepu nosim malu LED svjetiljku koja koristi pojačivač za pokretanje bijele LED diode iz jedne AA ćelije.Hranim je "mrtvim" AA baterijama uklonjenim s drugih uređaja i pronalazim ključanicu u mraku i izgubljene predmete u kinima.Izlaz svjetlosti je prilično ujednačen dok baterija jednostavno ne ode predaleko, a onda naglo ne uspije.Vjerojatno bih samo kupio nove baterije i nosio ih bez obzira, ali lijepo je što živi od odbačenih radio stanica i slično.
@horta Napravio sam neke eksperimente i, da, ne isplati se ići ispod 0,8 volti.Međutim, sada sam pronašao upotrebu za stare AA baterije: stavio sam ih 10 u držač i spojio ventilator matične ploče od 12 v.Kad prestane raditi, zamijenim neke baterije i opet radi.Vrsta zelene otopine za ljeto.
@RBerteig RomanSusi Hvala na primjerima.RBerteigova aplikacija ima malo više smisla jer je prenosivost nužna.Čini se da bi ideja obožavatelja još uvijek bila bolja sa stajališta pogodnosti kad bi se samo priključio na snagu od 0,1 dolara.Čak i pri punoj snazi AA baterija vjerojatno ima u najboljem slučaju oko 2 W * sata.S 0,1 dolara po KWhr, baterija u sebi ima oko 0,0002 USD ili 0,02 centa energije pri punom punjenju.Kad vam ostane 5-10% energije, morat ćete upotrijebiti tisuće njih da biste uopće izvršili udar.To naravno podrazumijeva prijenosne aplikacije.
Tri odgovori:
Andy aka
2013-08-26 22:43:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dopustite mi da vam olakšam život pojednostavljenjem vašeg teško čitljivog kruga: -

enter image description here

Pojednostavljenjem se rješava 50% promjene prekidači.

Što možete koristiti za ove prekidače? Razmislio bih o korištenju MOSFET-ova s ​​N-kanalom; dva po preklopnom elementu. Trebat će vam nadzorni krug koji naravno mora biti vrlo niže snage, ali ja to ne vidim kao poteškoću koja ometa učinkovitost.

Hvala na pojednostavljenju. MOSFET-ovi su u redu. Polovica pitanja je kako osjetiti da je napon otvorenog kruga baterije ispod nekog praga? Mogu li koristiti samu bateriju za prekidač? Mogu li to biti JFET-ovi (imam 2N6027)? Kako učiniti prebacivanje sinkronim?
@RomanSusi čini se da se vaše pitanje pitalo samo o "sklopnoj komponenti", ali, moje mišljenje o nadzornom krugu je da se temelji na analognom krugu za usporedbu male snage. JFET-ovi mogu biti mogućnost, ali za ovo će biti potrebno pažljivo dizajniranje FET-a koji koristite. Nije trivijalni dizajn moj osjećaj za crijeva. Moje pojednostavljenje znači da nemate S1 I S2, stoga je vaš izvorni koncept (prema vašem pitanju) "sinkronog" nevažan. Sinkroni prebacivanje nije problem u pojedinačnim MOSFET-ima konfiguriranim C / O.
jesam li dobro razumio, da ako se baterija želi "sama uključiti" / "samoisključiti" treba puno pažljiviji dizajn nego ako imam neki nadzorni krug na vanjskom pogonu (na primjer), koji će upravljati MOSFET-ovima ? Svejedno, čini se da već mogu isprobati neke eksperimente. (Ponekad čak i kad neki magnetni ventil istisne lošu bateriju nakon potpunog pražnjenja ;-)
@RomanSusi je nezgodno voziti FET-ove mijenjajući baterije na višem naponu na kraju steka. Nisam siguran na koji bi napon mogao ići kad su sve u industriji (usprkos tome što su gotovo ukvarene baterije). Na donjem je dijelu lakše, ali na višem morate paziti da ne oštetite ulaz FET-a kada vam napon isključenja padne na zemlju - možda ćete pronaći da je maksimalan napon vrata-izvora povišen.
To je točno ako nadzorni krug ima "globalno" tlo. Razmišljao sam da to napravim u komadima, ako je moguće i izvedivo, čak i jedan po bateriji. Tada će se FET-ovi uvijek nositi s naponom koji ne prelazi 1-4 puta veći napon akumulatora. U svakom slučaju, ovo pitanje nisam razmatrao isključivo kao odabir sklopnog elementa, već u vezi s tim kako osjetiti zaostali napon svake baterije za upravljanje prebacivanjem.
Anindo Ghosh
2013-08-29 13:34:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lopov Joule, spomenut u drugom odgovoru, izvrstan je način za ubiranje ostataka baterije. Međutim, ako komponente za površinsko montiranje ne predstavljaju problem, to možete učiniti malo bolje.

Potražite pretvarače za povišenje sakupljanja energije ultra male snage tvrtke Linear Technologies, Texas Instruments i možda drugih proizvođača .

Na primjer, TI BQ25504 može prikupiti energiju do 80 mV opskrbe, sve dok je početnih 330 mV dostupno za pokretanje postupka. Tipične ispražnjene baterije primarnih ćelija pružit će veći napon pod praznim hodom nego pod opterećenjem, tako da početnih 330 mV pri pokretanju nije teško.

Standardni sklop aplikacije iz tehničkog lista je sljedeći:

Schematic

Ovo je prilično učinkovito u isisavanju zaostale energije iz ispražnjenih baterija do gotovo zadnja kap.

Za nešto jednostavnije, ali s manje izazovnim zahtjevima, pojačivački pretvarač SparkFun LiPower, koji koristi IC pretvarača pojačanog pretvarača TPS61200, može se lako modificirati tako da radi na Snaga napajanja od 0,5 V: Izvorni dizajner ploče LiPower je objavio blog o tome kako izvršiti ovu izmjenu.

Ključna prednost ovih rješenja preko lopova džula koristi se visoka frekvencija uključivanja, zahvaljujući visoko integriranom dizajnu, a time i mnogo manjoj potrebnoj induktivnosti. Na kraju, svi su konceptualno slični pristupi, s kvantitativnom razlikom u izvršenju.

Jako mi se sviđa ovaj odgovor, hvala! Pretpostavljam da mogu paralelno spojiti N baterija kako je predložio Hanno Binder u svom komentaru. Isprobat ću ovaj dizajn kad savladam QFN lemljenje. Samo jedno pitanje, je li uporaba PCB-a bitna za rad sklopa (zbog moguće visokih frekvencija), ili ga mogu prvo isprobati u nekom prototipu?
@RomanSusi baterije paralelno rezultiraju nejednakim pražnjenjem, stoga lošim rezultatima. Također, nisam siguran da bi bilo koja od onih visokofrekventnih stvari radila bez odgovarajućih sklopova, i to s priključcima minimalne duljine na strani male snage / niskog napona.
Hvala! Sviđa mi se na ovaj način, iako još nisam odlučio koji ću čip koristiti.
Zanimljivo je da je netko ideju implementirao komercijalno: http://www.pcworld.com/article/2928997/batteriser-is-a-250-gadget-that-extends-disposable-battery-life-by-800-percent.html
@RomanSusi Prilično sam impresioniran mehaničkom veličinom / konceptom njihove primjene.
I prilično sam siguran da je to prijevara: uređaji danas koriste pojačivačke pretvarače za podizanje napona s 2-3 V (2xAA) na 3,3 V ili 5 V za elektroniku, a ti su pretvarači dizajnirani da rade do ... iznenađenja ... 0,9V po ćeliji.Tvrdnja da uređaji prestaju raditi kad napon padne ispod 1,3 V je jednostavno glupa (kako bi tada mogle raditi punjive baterije? Ocjenjene su s 1,2 V !!!).To je također glupost jer se AA stanice iscrpljuju na 1,0 V ili 0,9 V (ovisno o niskoj / visokoj potrošnji struje).Usput, u tablicama AA stanica vidjet ćete da je ispod 1,0 V ostalo samo nekoliko% soka.
JIm Dearden
2013-08-26 22:08:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kao što Ignacio ističe 'lopov džul' dobro je poznat po isisavanju konačnih ostataka energije iz inače mrtvih stanica.

enter image description here

Hvala vam. Ovaj je zanimljiv uređaj i definitivno ću ga pokušati izraditi, ali moram spojiti desetke baterija (a pretpostavljam da će možda biti teško sinkronizirati lopove džula) kako bih postigao napon od 5v. Međutim, članak http://en.wikipedia.org/wiki/Joule_thief spominje nešto o JFET-ima načina iscrpljivanja koji se koriste na sličnim krajevima (i termoelektričnim izvorima energije).
Zapravo, probao sam ovo. Helthierove baterije proizvode lijepih 40-70kHz Vpp oko 3,4v, ali baterije ispod 0,3v uopće ne uspiju zapaliti oscilacije. Možda imam previše debele (~ AWG 23, 0,6 mm) žice u zavojnici ili nemam dovoljno zavoja (samo 15 sa svake strane transformatora).
@RomanSusi ovo bi vas moglo zanimati - http://www.overunity.com/13175/25mv-joule-thief-powered-by-peltier-merely-using-our-body-heat-free-energy-247/dlattach/ priložiti / 119385 / slika //
Da, ovo je zanimljivo. Čeka se dijelovi za isprobavanje. Čini se da je taj 2SK170 zastario (tablica s podacima s vodenim žigom označila ga je kao da nije za nove dizajne), ali i dalje naručljiv.
Sheme nisu u skladu s fizičkim rasporedom: u prvom je otpor povezan između baze i namota, dok je u drugom između pozitivnog terminala ćelije i namota.Osim nesuvislosti, rade li i oni isto ili je jedno od njih dvoje zapravo pogrešno?
@LorenzoDonati Očekujem da rade isto.


Ova pitanja su automatski prevedena s engleskog jezika.Izvorni sadržaj dostupan je na stackexchange-u, što zahvaljujemo na cc by-sa 3.0 licenci pod kojom se distribuira.
Loading...