CARICA PILE NI-CAD RIFERIMENTI

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Luigi Martina
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delle attrezzature di stazione mi sono imbattuto nella scatola della foto sopra. Nel 1998 avevo l esigenza di caricare un certo numero di pile al nickel cadmio formato AA.

1 IZ5AGZ op. ALESSANDRO FREZZOTTI CARICA PILE NI-CAD RIFERIMENTI Genere DATA Generalità Note Distribuzione RADIO 1998 BOX X CARICA PILE DESCRIZIONE DI PROGETTO DEL 1998 AF, NET GENERALITA Facendo un riordino delle attrezzature di stazione mi sono imbattuto nella scatola della foto sopra. Nel 1998 avevo l esigenza di caricare un certo numero di pile al nickel cadmio formato AA. Oggi non usano quasi più essendo sostituite dalle migliori pile Ni-Mh. Ma qualcuno le usa ancora, tanto che un amico mi ha chiesto in prestito questo caricatore. Poiché le pile si trovano in diverse fogge e misure ho pensato di usare un porta-pile per ogni tipo e collegarlo con un cavetto e spinotto standard al caricatore. In questo modo si può caricare sia la pila singola che la serie di pile, secondo le esigenze. Il carica-pile è alimentato dalla rete elettrica a 220 Vac, il consumo è insignificante. L interfaccia uomo macchina (cioè il pannello frontale) prevede, oltre a due spinotti per le pile, un selettore per impostare la corrente costante di carica ( o 200 milliampere) ed un misuratore della tensione ai capi della pila in carica (con selettore della tensione di fondo scala dello strumento). La lettura della tensione nella scala 40 VFS misura la tensione al rettificatore, per motivi spiegati più avanti. Al tempo ero pronto ad usare un PIC corredato di convertitore analogico / digitale per avere un pannello frontale in linea coi tempi, ma i display costavano troppo rispetto al costo totale del carica pile (costruito con materiali di recupero) quindi è stato usato uno strumentino da 500 micro-ampere preso in fiera. Il carica pile è costruito entro una scatola di plastica nera con pannello in alluminio. Le dimensioni sono millimetri 170 larghezza x 100 altezza x 80 profondità, compresi interruttori e manopole. 1 di 4, 16/06/12

2 SCHEMA A BLOCCHI IZ5AGZ op. ALESSANDRO FREZZOTTI Per ottenere una corrente costante ho usato un regolatore fisso di tensione che ha come carico una resistenza del valore giusto per la corrente voluta secondo la legge di Ohm. Questo regolatore, che consuma per se una corrente infinitesima, è posto in serie alla pila da caricare, cosi che la tensione della batteria può fluttuare a suo piacimento mentre viene caricata. La serie regolatore + pila è alimentata da una sorgente che ha una tensione di 23 Volt, cosi che è possibile caricare pile in serie fino a Volt. Con un commutatore seleziono tra quattro resistenze per altrettanti valori di corrente. La precisione non è necessaria, il regolatore in realtà da fuori 5.98 Volt. Le resistenze sono come segue: 10 ma 600 ohm 20 ma 300 ohm 50 ma 120 ohm 200 ma 30 ohm Non è necessario monitorare la corrente in quanto è costante. Invece è utile sapere la tensione sulla pila che mi indica il suo stato di carica. Ho quindi usato un galvanometro da 500 microampere per la misura, con 4 scale per adattarmi ai diversi tipi di pila. I range di misura sono 2, 7 e 15 Volt. La quarta misura con fondo scala a 40V serve per misurare la tensione al rettificatore, ma è una azione poi rivelatasi inutile. SCHEMA ELETTRICO Ho usato una presa VDE per l alimentazione, fusibile e interruttore recuperati da un vecchio display. Il trasformatore è sovradimensionato, di recupero. C è un LED ma l ho usato solo in collaudo per sapere se il tutto era acceso. Non l ho montato a pannello. Il regolatore LM340-6 oppure un 7806 con contenitore TO220 non necessita di dissipatore. I diodi vicino al regolatore servono per evitare distruzioni nel caso malaugurato che ci sia una pila collegata e manchi la rete elettrica. Si troverebbe ad essere alimentato a rovescio. Con i diodi la massima tensione a rovescio sarebbe di 0.6, che è tollerata. Il commutatore S2 è da tre sezioni per 4 vie. Sono collegate in parallelo per aumentare la portata dei contatti. 2 di 4, 16/06/12

3 IZ5AGZ op. ALESSANDRO FREZZOTTI Nella pratica il regolatore vede sempre una resistenza al carico che è R1 per la corrente di 10 milli-ampere. Essa è da 560 ohm nominali, 2 Watt, ma misurata è da 591 ohm. Con il commutatore inserisco in parallelo ad essa altri valori per ottenere le altre correnti, come segue: R2 20 ma parallelo di 180K 4K7 680 ohm, tutte da ¼ Watt. R3 50 ma parallelo di 220 ½ Watt 1K 820 ohm, da ¼ Watt. R3 200 ma parallelo di 33 1 Watt 15K 560 ohm, da ¼ Watt. Lo strumento di misura tensione ha 10 tacche e la corrente quando è sula tacca 10 è di 550 micro Ampere. La sua resistenza è di circa 136 ohm. I trimmer di taratura dello strumento li ho regolati distaccando il circuito e collegandolo ad una sorgente esterna, nota, ai valori del fondo scala voluto. Le resistenze serie per le varie misure di tensione sono: scala 2V R5 3K3 ohm fissa, R6 trimmer 500 Ohm. scala 7V R7 12K ohm fissa, R8 trimmer 1K Ohm. scala 15V R9 22K ohm fissa, R10 trimmer 10K Ohm. scala 40V R11 68K ohm fissa, R12 trimmer 10K Ohm. In parallelo ai morsetti della pila ho messo un resistore da 2k2 per chiudere il circuito quando non c è nessuna pila collegata. Le prese per la pila sono due perché in commercio li vendono, esteticamente uguali ma, diversi nel diametro del contatto centrale. In questo modo mi salvo quando il venditore di spinotti ne ha solo uno dei due tipi. DRAWBACK La costruzione fu fatta in fretta e senza essere troppo pignolo sui particolari. La tensione di 6 volt del regolatore dipende da che avevo il regolatore sottomano e non volevo sciupare uno da 5 o un 317 che sono più utili per logiche e quant altro. Peccato che così si spreca un sacco di potenza per niente. Dopo aver sprecato potenza con i 6V ho cercato di rimediare con un solo secondario del trasformatore che limita la massima tensione a 23, in pratica ci si caricano solo serie di pile fino a 12V nominali. Ma il trafo di recupero avrebbe pure un altro secondario da mettere in serie. Manca un timer che è utile per non dimenticarsi le pile sotto carica per troppo tempo. 3 di 4, 16/06/12

4 IZ5AGZ op. ALESSANDRO FREZZOTTI Manca un sensore termico da accoppiare alle pile in carica per fermar tutto se la temperatura sale oltre un valore di sicurezza. Ma questa è un altra storia. Buon divertimento, Alessandro Frezzotti 4 di 4, 16/06/12

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