52

Elektronika dla Wszystkich

Do czego to służy?

Do stworzenia tego projektu zainspirowały
mnie trzy artykuły, które ukazały się w Elek-
tronice dla Wszystkich w ciągu ostatnich 2
lat. Mam na myśli następujące artykuły: „Pe-
cet w roli ładowarki” (Elektor w EdW) –
EdW 10/2000, „Ładowarka baterii jednora-
zowych” (Genialne schematy) – EdW 6/2001
i „Ładowarka baterii jednorazowych” (Elek-
tor w EdW) – EdW 12/2001. Opisane były
w nich sposoby wykorzystania komputera do
ładowania akumulatorków oraz układy i spo-
soby podładowywania baterii jednorazo-
wych. Były to opisy ogólne lub niepełne.
Przedstawiały raczej koncepcje będące punk-
tem wyjścia dla własnych konstrukcji niż go-
towe rozwiązania do wykorzystania. Zebra-
łem je w jedno, przemyślałem problem
i w drodze eksperymentów wyłonił się układ,
którego opis właśnie czytacie.

Wiem, że wiele osób interesuje idea doła-

dowywania baterii jednorazowych. Również
opisy różnego rodzaju ładowarek akumula-
torków zawsze znajdują swoich amatorów.
Ładowarka, do której budowy chcę Was
przekonać, charakteryzuje się ciekawymi
możliwościami. Pozwala na eksperymento-
wanie z różnymi ustawieniami parametrów
ładowania. Jest przy tym nieprzyzwoicie ta-
nia, ponieważ do jej budowy wystarczą trzy
elementy! Dzieje się tak dlatego, że steruje
nią komputer za pomocą programu, który mo-
żecie ściągnąć ze strony EdW z działu FTP.

Jak to działa?

Schemat ideowy ładowarki przedstawiony
jest na rysunku 1. Już na pierwszy rzut oka
widać, że do skomplikowanych nie należy.
Diody D1 i D2 zabezpieczają ładowane bate-
rie (akumulatorki) przed odwróceniem pola-
ryzacji w czasie procesu ładowania. Spowo-
dowane jest to tym, że stan niski w standar-
dzie RS232C nie jest równy masie, ale -12V.
Rezystor R1 ogranicza maksymalny prąd po-
bierany z wyjść portu.

Przy jego projektowaniu posiłkowałem

się schematem ze wspomnianego wcześniej
artykułu z EdW 10/2000. Modyfikacje, jakie
wprowadziłem, ograniczyły się do odwrotne-
go podłączenia diod do wyjść portu. Na ory-
ginalnym schemacie diody podłączone były
katodami do wyjść portu, czyli przewodziły
po włączeniu komputera (po włączeniu wyj-
ścia portu ustawiane są w stanie niskim -
12V). Przy podłączeniu diod do portu anoda-
mi, nie przewodzą one po włączeniu kompu-
tera, ale dopiero po ustawieniu na wyjściach
portu stanów wysokich. Otwiera to drogę do
sterowania programowego ładowarki i roz-
poczęcia procesu ładowania w wybranym
momencie, a nie niekontrolowanego po włą-
czeniu komputera.

Program do obsługi części elektronicznej

pozwala na kontrolę praktycznie wszystkich
parametrów ładowania. Otwiera to drogę do
eksperymentów prowadzących do najbar-
dziej optymalnego i efektywnego ładowania
a kumulatorków
i przede wszystkim
baterii jednorazo-
wych. Okno głów-
ne programu przed-
stawia rysunek 2.
Można w nim usta-
wić czas procesu
ładowania od 1 mi-
nuty do 600 minut.
Można wybrać
wartość prądu ła-
dowania: 10mA
lub 20mA, oraz
czy ma to być
prąd stały (dla
akumulatorków),
czy impulsowy
(dla baterii).

Ciąg dalszy

na stronie 55.

C

C

h

h

a

a

r

r

g

g

e

e

r

r

Ł

Ł

a

a

d

d

o

o

w

w

a

a

r

r

k

k

a

a

n

n

a

a

P

P

C

C

+

+

Rys. 1

Rys. 2

55

Forum Czytelników

Elektronika dla Wszystkich

Montaż i uruchomienie

Oto pierwsza rzecz, jaką musimy sobie
uzmysłowić: choć jest to bardzo prosta kon-
strukcja, jednak musi być wykonana bardzo
starannie, jeśli ma nam służyć przez dłuższy
okres. Jeśli będzie wykonana niestarannie,
to jest więcej niż pewne, że po pierwszej
letniej burzy nie będziemy mieli co zbierać.
Szczegółowe wskazówki dotyczące monta-
żu i uruchomienia oraz rysunki można zna-
leźć na stronie internetowej EdW
www.edw.com.pl w dziale FTP.

Opis układu 2

Jako źródło prądu został wykorzystany silnik
prądu stałego o napięciu 12V z nagrzewnicy
samochodowej. Silnik jest bardzo solidny
i co najważniejsze, ma bardzo dobrą wydaj-
ność prądową: przy około 3000obr/min wy-
twarza prąd ponad 5A! Oczywiście nam nie
uda się uzyskać tak dużych obrotów, ponie-
waż musielibyśmy zastosować duże przeło-
żenie rzędu 1:30, a tu sprawa nie jest już ta-
ka prosta, ponieważ należałoby zastosować
duże śmigło o minimum 5-metrowej średni-
cy! Przełożenie, jakie zastosowałem, to 1:7,
czyli na jeden obrót śmigła przypada siedem
obrotów prądnicy. Przy takim przełożeniu
powinniśmy uzyskać prąd stały około 0,5A.
Oczywiście wszystko zależy od siły wiatru
i ta wartość nie będzie stała.

Dlaczego zastosowałem silnik prądu

stałego? Jak już wcześniej wspominałem
ma on dobrą wydajność prądową, wytwa-
rza prąd stały, pracuje bardzo cicho i nie
stawia dużego oporu podczas pracy. Nie
polecam natomiast typowego dynama ro-
werowego. Dlaczego? Otóż dynamo po-
trzebuje znacznie większych obrotów do
uzyskania tych samych parametrów co sil-
nik, poza tym wytwarza prąd zmienny oraz
pracuje dość głośno, co ma kolosalne zna-
czenie, gdy wiatrak ma być umieszczony
np. na dachu.

Schemat elektryczny jest bardzo prosty,

przedstawia go rysunek 2. Ponieważ prądni-
ca wytwarza prąd oraz napięcie stałe, nie
trzeba stosować mostka prostowniczego, nie-
mniej trzeba zamontować jedną diodę zapo-
rową, która będzie blokowała prąd płynący
z baterii do prądnicy w momencie, gdy na-
pięcie na niej będzie mniejsze niż napięcie

baterii. Najlepiej, jeśli będzie to dioda o jak
najmniejszym spadku napięcia, np. dioda
Schottky’ego o prądzie minimum 1A.

Rezystor R1 oraz dioda LED pełnią rolę

wskaźnika ładowania baterii. Rezystory R2,
R3 ograniczają prąd ładowania, liczbę baterii
można zwiększyć do 4 sztuk. Nie trzeba sto-
sować stabilizatora napięcia, ponieważ przy
podanym przełożeniu napięcie wzrośnie co
najwyżej do 4V przy silnym wietrze.

Montaż i uruchomienie

Prawie cały wiatrak został wykonany z meta-
lu z wyjątkiem śmigła, ogona steru, kół paso-
wych oraz palika, na którym został zamoco-
wany. Dalsze wskazówki dotyczące montażu
i uruchomienia oraz rysunki można znaleźć
na stronie internetowej EdW pod podanym
adresem. Przyjemnych wrażeń życzy

Krzysztof Kraska

Rys. 1

Ciąg dalszy ze strony 52.

Wybranie tej drugiej opcji pozwoli dodat-

kowo określić częstotliwość impulsów (od
1Hz do 100Hz) i współczynnik ich wypeł-
nienia (od 1% do 99%).

Montaż i uruchomienie

Układ został zmontowany w sposób prze-
strzenny, tzn. z pominięciem nośnika w po-
staci płytki drukowanej. Elementem nośnym
jest gniazdo DB25, do którego wyprowadzeń
przylutowane zostały elementy D1, D2 i R1.
Przy montażu posiłkować się trzeba schema-
tem ideowym z rysunku 1.

Układ nie wymaga zabiegów uruchomie-

niowych i jest gotowy do pracy od razu po
zmontowaniu i podłączeniu go do portu kom-
putera. Również program nie wymaga insta-

lacji czy konfiguracji. Wystarczy skopiować
go do dowolnie wybranego katalogu.

Program Charger steruje częścią elektro-

niczną ładowarki za pomocą portu szeregowe-
go COM2. Obsługa ładowarki jest prosta. Po
podłączeniu części elektronicznej do portu
i włączeniu programu wybieramy odpowie-
dnie ustawienia. Po włączeniu programu usta-
wiane są wartości domyślne, czyli te podane
przez autorów przywołanych we wstępie arty-
kułów. Dla baterii jest to ładowanie impulsami
o częstotliwości 20Hz i współczynniku wy-
pełnienia 10%. Oczywiście zachęcam wszyst-
kich do eksperymentowania z różnymi usta-
wieniami i wypracowania własnych preferen-
cji.

Po wybraniu odpowiednich ustawień

i określeniu czasu ładowania klikamy na
przycisku Rozpocznij ładowanie. Od tej

chwili program rozpoczyna proces ładowa-
nia. Można go zatrzymać, klikając na przyci-
sku Wstrzymaj ładowanie lub przerwać, kli-
kając na przycisku Zakończ ładowanie. Jeże-
li pozwolimy programowi przeprowadzić
proces ładowania do końca wyznaczonego
czasu, to po jego upływie zakończy go auto-
matycznie i zasygnalizuje to dźwiękowo.

Dariusz Drelicharz

[e-mail]

Wykaz elementów

Rezystory

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100Ω
D1,D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4001
S1 . . . . . . . . . . . . . . . . . .gniazdo typu DB25