วิธีการสร้างเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรด

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดได้รับการแนะนำเมื่อหลายปีก่อน แต่เนื่องจากประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและต้นทุนต่ำจึงยังคงใช้ในอุตสาหกรรมรถยนต์เป็นหลัก พวกเขามีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าที่สูงซึ่งเป็นที่ต้องการมากกว่าแบตเตอรี่ทั่วไปอื่น ๆ ที่มีอยู่ในตลาด ควรชาร์จแบตเตอรี่อย่างเหมาะสมและคายประจุอย่างเหมาะสมเพื่อเพิ่มระยะเวลาของแบตเตอรี่ให้สูงสุดและยืดอายุการใช้งานให้ยาวนานขึ้น ในโครงการนี้ ฉันจะทำวงจรชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรดโดยใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่หาได้ง่ายในท้องตลาด

วิธีสร้างวงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้ LM7815 IC

แนวทางที่ดีที่สุดในการเริ่มต้นโครงการคือการจัดทำรายการส่วนประกอบและทำการศึกษาส่วนประกอบเหล่านี้โดยสังเขปเนื่องจากไม่มีใครต้องการยึดติดอยู่ตรงกลางของโครงการเพียงเพราะส่วนประกอบที่ขาดหายไป แผงวงจรพิมพ์เป็นที่ต้องการสำหรับการประกอบวงจรบนฮาร์ดแวร์เพราะถ้าเราประกอบชิ้นส่วนบนเขียงหั่นขนมอาจถอดออกได้และวงจรจะสั้นดังนั้น PCB จึงเป็นที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 1: การรวบรวมส่วนประกอบ (ฮาร์ดแวร์)

ขั้นตอนที่ 2: ส่วนประกอบที่จำเป็น (ซอฟต์แวร์)

หลังจากดาวน์โหลด Proteus 8 Professional แล้วให้ออกแบบวงจรบนนั้น ฉันได้รวมการจำลองซอฟต์แวร์ไว้ที่นี่เพื่อให้ผู้เริ่มต้นออกแบบวงจรและทำการเชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ได้อย่างเหมาะสม

ขั้นตอนที่ 3: บล็อกไดอะแกรม

แผนภาพบล็อกจัดทำขึ้นเพื่อความสะดวกของผู้อ่านเพื่อให้สามารถเข้าใจหลักการทำงานทีละขั้นตอนของโครงการได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 4: ทำความเข้าใจหลักการทำงาน

ในการชาร์จแบตเตอรี่แรงดันไฟฟ้าที่อยู่ด้านอินพุตจะเป็น ก้าวลง ก่อนแล้วมันจะเป็น แก้ไขแล้ว จากนั้นจะถูกกรองเพื่อรักษาแหล่งจ่ายไฟ DC ให้คงที่ แรงดันไฟฟ้าที่จะอยู่ที่ด้านออกของวงจรจะถูกป้อนเข้าสู่ แบตเตอรี่ ที่เราต้องการเรียกเก็บ มีสองตัวเลือกสำหรับแหล่งจ่ายไฟ หนึ่งคือ AC และอีกอันคือ กระแสตรง. เป็นทางเลือกของผู้ออกแบบวงจร ถ้าเขา / เธอมีแบตเตอรี่ DC ก็สามารถใช้ได้และขอแนะนำเนื่องจากวงจรจะซับซ้อนเมื่อเราใช้หม้อแปลงเพื่อแปลง AC เป็น DC หากไม่มีแบตเตอรี่ DC สามารถใช้อะแดปเตอร์ AC เป็น DC ได้

ขั้นตอนที่ 5: การวิเคราะห์วงจร

วงจรส่วนใหญ่ประกอบด้วย a สะพาน วงจรเรียงกระแสทางด้านซ้าย 220V AC ถูกนำไปใช้ที่ด้านอินพุตและลดขั้นตอนลงไปที่ 18V DC แทนที่จะใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับแบตเตอรี่ DC ยังสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับการทำงานของวงจร แรงดันไฟฟ้าอินพุตนั้นไม่ว่าจะเป็น AC หรือ DC จะใช้กับ LM7815 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและตัวเก็บประจุจะเชื่อมต่อเพื่อทำให้แรงดันไฟฟ้าบริสุทธิ์เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าบริสุทธิ์สามารถนำไปใช้กับ รีเลย์. หลังจากผ่านแรงดันตัวเก็บประจุเข้าสู่รีเลย์และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับวงจรจะเริ่มชาร์จผ่าน 1 โอห์ม ตัวต้านทาน เมื่อถึงจุดที่แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จของแบตเตอรี่มาถึงจุดสะดุดเช่น 14.5V ซีเนอร์ไดโอดจะเริ่มทำงาน การนำ และให้แรงดันไฟฟ้าพื้นฐานเพียงพอกับทรานซิสเตอร์ เนื่องจากการนำนี้ทรานซิสเตอร์จึงไปอยู่ในบริเวณอิ่มตัวและเอาต์พุตจะกลายเป็น สูง. เนื่องจากเอาต์พุตสูงนั้นรีเลย์จึงทำงานและอุปกรณ์จะถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟ

ขั้นตอนที่ 6: จำลองวงจร

ก่อนสร้างวงจร ควรจำลองและตรวจสอบการอ่านทั้งหมดในซอฟต์แวร์ก่อน ซอฟต์แวร์ที่เราจะใช้คือไฟล์ Proteus Design Suite. Proteus เป็นซอฟต์แวร์ที่ใช้จำลองวงจรอิเล็กทรอนิกส์

1. หลังจากคุณดาวน์โหลดและติดตั้งซอฟต์แวร์ Proteus แล้วให้เปิดขึ้นมา เปิดแผนผังใหม่โดยคลิกที่ ISISไอคอนบนเมนู
2. เมื่อแผนผังใหม่ปรากฏขึ้นให้คลิกที่ไฟล์ ปไอคอนบนเมนูด้านข้าง เพื่อเปิดช่องให้คุณเลือกส่วนประกอบทั้งหมดที่จะใช้
3. ตอนนี้พิมพ์ชื่อของส่วนประกอบที่จะใช้ในการสร้างวงจร ส่วนประกอบจะปรากฏในรายการทางด้านขวา
4. ในทำนองเดียวกันข้างต้นให้ค้นหาส่วนประกอบทั้งหมด พวกเขาจะปรากฏใน อุปกรณ์ รายการ.

ขั้นตอนที่ 7: การสร้างเค้าโครง PCB

ในขณะที่เรากำลังจะสร้างวงจรฮาร์ดแวร์บน PCB เราจำเป็นต้องสร้างเค้าโครง PCB สำหรับวงจรนี้ก่อน

1. ในการสร้างเค้าโครง PCB บน Proteus อันดับแรกเราต้องกำหนดแพ็คเกจ PCB ให้กับทุกส่วนประกอบบนแผนผัง ในการกำหนดแพ็คเกจ ให้คลิกขวาบนส่วนประกอบที่คุณต้องการกำหนดแพ็คเกจ แล้วเลือก เครื่องมือบรรจุภัณฑ์
2. คลิกที่ตัวเลือก ARIES บนเมนูด้านบนเพื่อเปิดแผนผัง PCB
3. จากรายการส่วนประกอบ ให้วางส่วนประกอบทั้งหมดบนหน้าจอในแบบที่คุณต้องการให้วงจรของคุณดูเหมือน
4. คลิกที่โหมดติดตามและเชื่อมต่อหมุดทั้งหมดที่ซอฟต์แวร์บอกให้คุณเชื่อมต่อโดยชี้ลูกศร

ขั้นตอนที่ 8: แผนภาพวงจร

หลังจากสร้างเค้าโครง PCB แล้วแผนภาพวงจรจะมีลักษณะดังนี้:

ขั้นตอนที่ 9: การตั้งค่าฮาร์ดแวร์

เนื่องจากตอนนี้เราได้จำลองวงจรบนซอฟต์แวร์แล้วและทำงานได้ดีอย่างสมบูรณ์ ตอนนี้ให้เราเดินหน้าและวางส่วนประกอบบน PCB หลังจากจำลองวงจรบนซอฟต์แวร์และสร้างโครงร่าง PCB แล้วโครงร่างวงจรจะถูกพิมพ์ลงบนกระดาษเนย ก่อนวางกระดาษเนยบนบอร์ด PCB ให้ใช้ที่ขูด PCB ถูบอร์ดเพื่อให้ชั้นทองแดงบนกระดานลดลงจากด้านบนของบอร์ด

จากนั้นวางกระดาษเนยลงบนแผ่น PCB และรีดจนพิมพ์วงจรบนกระดาน (ใช้เวลาประมาณห้านาที)

ตอนนี้เมื่อพิมพ์วงจรบนบอร์ดมันจะถูกจุ่มลงใน FeCl₃ สารละลายน้ำร้อนเพื่อขจัดทองแดงส่วนเกินออกจากบอร์ดจะเหลือเฉพาะทองแดงที่อยู่ใต้วงจรพิมพ์เท่านั้น

หลังจากนั้นถูบอร์ด PCB ด้วย scrapper เพื่อให้สายไฟโดดเด่น ตอนนี้เจาะรูในตำแหน่งที่เกี่ยวข้องและวางส่วนประกอบบนแผงวงจร

บัดกรีส่วนประกอบบนบอร์ด สุดท้าย ให้ตรวจสอบความต่อเนื่องของวงจร และหากเกิดความไม่ต่อเนื่องขึ้นที่จุดใด ๆ ให้ถอดส่วนประกอบออกและเชื่อมต่ออีกครั้ง ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การทดสอบความต่อเนื่องคือการตรวจสอบวงจรไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าไหลไปในเส้นทางที่ต้องการหรือไม่ (ว่าอยู่ในวงจรทั้งหมดอย่างแน่นอน) การทดสอบความต่อเนื่องทำได้โดยการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย (ต่อสายในการจัดเรียง LED หรือชิ้นส่วนที่สร้างความปั่นป่วนตัวอย่างเช่นลำโพงเพียโซอิเล็กทริก) ในทางเลือก หากการทดสอบความต่อเนื่องผ่านไปแสดงว่าทำวงจรได้เพียงพอตามที่ต้องการ ตอนนี้พร้อมสำหรับการทดสอบแล้ว ควรใช้กาวร้อนโดยใช้ปืนกาวร้อนที่ขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่เพื่อไม่ให้ขั้วของแบตเตอรี่หลุดออกจากวงจร

ขั้นตอนที่ 10: ทดสอบวงจร

หลังจากประกอบส่วนประกอบฮาร์ดแวร์บนบอร์ด PCB และตรวจสอบความต่อเนื่องแล้วเราจำเป็นต้องตรวจสอบว่าวงจรของเราทำงานอย่างถูกต้องหรือไม่เราจะทดสอบวงจรของเรา แหล่งพลังงานที่กล่าวถึงในบทความนี้คือแบตเตอรี่ 18V DC ในกรณีส่วนใหญ่แบตเตอรี่ 18V จะไม่สามารถใช้งานได้และไม่จำเป็นต้องตกใจ เราสามารถสร้างแบตเตอรี่ 18V ได้โดยเชื่อมต่อแบตเตอรี่ 9V DC สองก้อนเข้า ชุด. เชื่อมต่อบวก (สีแดง) สายของแบตเตอรี่ 1 ถึงขั้วลบ (สีดำ) ลวดของแบตเตอรี่ 2 และในทำนองเดียวกันเชื่อมต่อสายลบของแบตเตอรี่ 2 กับสายบวกของแบตเตอรี่ 1 เพื่อความสะดวกของคุณตัวอย่างการเชื่อมต่อดังแสดงด้านล่าง:

ก่อนที่จะเลี้ยว บน วงจรจะบันทึกแรงดันไฟฟ้าโดยใช้ Digital Multimeter ตั้งค่า DMM เป็น โวลต์ และเชื่อมต่อกับขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดที่ต้องชาร์จ หลังจากสังเกตแรงดันไฟเลี้ยว บนวงจรรอเกือบ 30 นาทีแล้วจดแรงดันไฟฟ้า คุณจะเห็นว่าแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นและแบตเตอรี่ตะกั่วกรดอยู่ในสถานะการชาร์จ เราสามารถทดสอบวงจรนี้กับแบตเตอรี่รถยนต์ได้เนื่องจากเป็นแบตเตอรี่ตะกั่วกรดเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 11: การปรับเทียบวงจร

วงจรต้องได้รับการปรับเทียบเพื่อการชาร์จที่เหมาะสม ตั้งค่าแรงดันเป็น 15V ในแหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะและเชื่อมต่อกับ CB + และ CB- จุดของวงจร ในตอนแรกตั้งจัมเปอร์ระหว่างตำแหน่ง 2 และ 3 สำหรับการสอบเทียบ หลังจากนั้นหยิบไขควงขึ้นมาแล้วหมุน โพเทนชิออมิเตอร์ (50k โอห์ม) จนถึง LED ที่ด้านซ้ายหัน บน. ตอนนี้เลี้ยว ปิด แหล่งจ่ายไฟและเชื่อมต่อจัมเปอร์ระหว่างจุดที่ 1 และจุด 2 เมื่อเราปรับวงจรแล้วเราอยู่ในตำแหน่งที่จะชาร์จแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 15V ที่เราตั้งค่าไว้ระหว่างการสอบเทียบคือ สะดุด / สะดุดจุดของวงจรและแบตเตอรี่จะชาร์จประมาณ 80% ของความจุ ณ จุดนี้ หากต้องการชาร์จ 100% จำเป็นต้องถอด LM7815 ออกและ 18V จ่ายโดยตรงจากแหล่งจ่ายไปยังวงจรและไม่แนะนำเลยเพราะอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายได้