Простой зарядник для пальчикового аккумулятора

Автор: AcousticManiac
Опубликовано 18.04.2013
Создано при помощи КотоРед.

Доброго дня всем, сегодня я поведаю вам историю поиска и обретения мной одной полезной схемки. Началось все аж летом 2011 года, когда я прикупил недорогой MP3-плеер флешку Explay L12, в USB втыкаемую и единым мизинцем питаемую. Покупал принципиально под мизинец, ибо меня не устраивает ничтожный период работоспособности техники со встроенным Li-Ion/Li-Po аккумулятором, который даже подзарядить негде в пути в случае непредвиденной посадки, а тут во как хорошо, сдох мизинец-выкинул да вставил запаску-и еще две недели слушай (кроме шуток, реально две недели держится на Дураселле али Энерджайзере).

Первое врямя так и делал-гальванику юзал, благо маман, очень кстати работающая на хозтоварах, снабжала меня качественными и недорогими энергоносителями. Но потом захотелось мне на NiMH-аккумулятор пересесть, пущай, думаю, маман лучше продает батарейки, чем мне давать, авось больше денег в доме будет)). Купить-то мизинец оказалось не проблема, а вот найти зарядку-на удивление сложно. Дело в том, что большинство зарядок, имеющихся в продаже, заряжают по два-четыре пальца, а с одним работать наотрез отказываются. Одноканальные зарядки, знаю, бывают, но такую найти не удалось. И начал я рыскать по интернетам в поисках схемы, желательно работающей от 5в. USB, заодно привлекши к поискам здешних форумчан, открывши тему с просьбой о помощи, и радость моя была велика, когда я нашел вот это:

Но радость оказалась недолгой. После сборки оказалось, что оно нифига не хочет работать-мелкий транзистор и ОУ греются, напряжение на выходе не настраивается, в общем, ужос. Усы мои поникли, и я, запивая Вискас валерьянкой, пожаловался публично-мол, не робит, чего делать-то? Мне в ответ один добрый человек сказал, мол, и ОУ не подходящий тут, и вообще, перемороченная схема-мелкий транзистор лишний, индикаторы не по месту расставлены, и бла-бла-бла. В общем, по итогу рассуждений и опытов родилась вот такая схемка:

Действовать оно должно (и, надо полагать, таки действует) следующим образом: пока напряжение на неинвертирующем входе больше напряжения на инвертирующем, ОУ держит транзистор открытым. По мере заряда напряжение на неинвертирующем входе понижается, и, как только оно уравняется с напряжением на инвертирующем входе, ОУ хлопает дверью базой транзистора, закрывая его. Заряд, однако, прекращается не мгновенно, а постепенно, начиная с определенного понижения напряжения на неинвертирующем входе. Визуально это можно наблюдать по уменьшению яркости свечения HL1 до тех пор, пока он вообще даже в кромешной тьме не потухнет полностью, это и будет официальным и безоговорочным концом зарядки. Ток заряда зависит от сопротивления R2, у меня при 15 Ом ток заряда получился ~190мА. Мощность этого резистора должна быть лучше не менее 2вт., ибо даже при моем незначительном токе он греется весьма заметно (на нем рассеивается около 0,5вт)

Налаживание сводится к подстройке напряжения окончания заряда. Для этого вместо батарейки вставляем в гнездо резистор на 100 Ом и подстроечником R6 выставляем напряжение на клеммах в районе 1,45-1,47в.. Выставили напряжение? Молодцы, теперь можно вставлять палец и втыкать зарядник в источник питания. Загорятся оба светодиода, и, если HL2 будет светить постоянно, так как всего лишь индицирует наличие питания, то HL1, как уже было сказано, укажет своим угасанием, что заряду конец). Ну а о настройке тока уже сказано. Добавлю лишь, что в прилагаемом файле с печатками я дублировал R2 и ввел переключатель, чтобы установить разными сопротивлениями разный зврядный ток.

Немного о деталях: Помимо необходимости в мощном токозадающем резисторе данная схема нуждается в сверх-ярких светодиодах. Такой выбор у меня обусловлен их большой эффективностью-даже при токе всего 1мА они горят весьма заметно, в отличии от простых АЛ307, которые при таком токе разглядишь лишь в темноте. Да и при питании от USB каждый миллиампер на счету. В случае с HL1, еще и ни к чему отбирать слишком большой ток с выхода ОУ, хотя, в принципе, не так много едят эти АЛ307.. В общем, можно любые 3-вольтные светики ставить, но для обычных АЛ307, возможнро, придется уменьшать R1 и R7, чтобы увеличить яркость. Я использовал 3-миллиметровые сверх-яркие красный HL1 и зеленый HL2. АЛ307 тоже применял при опытах, но сверх-яркие больше в душу запали.

Подстроечник гораздо лучше брать многооборотный, ибо с простым и точно выставлять напряг напряжно, и настройка может сбиться от любого случайного прикосновения. Транзистор брать можно с любой буквой. ОУ, кроме указанных, даже не знаю, мало какие опера работают от столь малого напряжения, да и ни к чему замены искать, обозначенных LM358 и LM324 как грязи повсюду. На старой материнке, к примеру, можно найти и тот, и другой (правда, в SMD-шном корпусе SOIC8).

Некоторые тонкости эксплуатации: А вот теперь немного о грустном. Так как схема предельно простая, она недостаточно умна, чтобы заряжать батарейки большим током. Как известно, стандартный ток заряда для любого аккумулятора численно равен 10% от его емкости, при этом заряд продолжается до 16 часов. Удвоив ток, мы сократим заряд вдвое. Утроив-втрое. Обратно пропорциональная зависимость рулит. Однако, при большом токе напряжение аккумулятора возрастет быстрее, и схема прекратит заряд до полного восстановления пальца. Негоже аккумы неполноценно заряжать, товарищи, а посему рекомендую не выставлять ток более 20% от емкости, а лучше, 10-15%, как говорится, тише едешь-дальше будешь, да и куда спешить-воткнул вечером да и забирай с утра готовое. Лично я так и делаю.

Второй неприятный момент состоит в том, что если кому захочется зарядить от USB 2 или более пальца, придется собирать по одной схеме на каждый акк, и на каждое ЗУ потребуется своя порция тока, от USB 2.0 при лимите выдаваемого тока 500мА особо не разгуляешься и не настроишь высокий ток заряда всем пальцам. 

Напряжение окончания заряда зависит от точного значения напряжения питания, все же в исходной схеме было зерно истины в лице стабилизатора) Так что гонять зарядник надо всегда от одного и того же источника питания. Я использую 5-вольтовый сетевой адаптер с разъемом USB, оставшийся от другого старого плеера.

Хочу выразить благодарность товарищу под ником Sstvov за приведение схемы к рабочему виду, и нашему уважаемому модератору Starichok51 за полезные консультации и пояснение принципа работы схемы. Благодаря их помощи я теперь могу поделиться с человечеством этой мелкой полезняшкой))) И прошу извинения за многа букафф, просто захотелось описать все и сразу до мелочей))

Ну, и в заключении пара фоток-двухканальный прототип, собранный для итоговых испытаний (они прошли успешно), и одноканальная итоговая версия, которая уже почти полтора года обеспечивает мой плеер неиссякаемой возобновляемой энергией.

Файлы:
Архив RAR
Фотография

Все вопросы в Форум.