Accupack Lader

Lader in actie

Lader in actieAccupack Lader

Zoals de meesten van ons wel weten, is DE manier om een accu te vermoorden, deze te overladen. Daarvoor zijn tegenwoordig processorgestuurde laders, die volgens de delta-peak methode werken. De laders die ik daarvoor heb, zijn echter voor enkele cellen. Tijd dus om op zoek te gaan naar een delta-peak lader voor serie-geschakelde accu's.

Dat viel nog niet mee. Zelfs op het wereldwijde web was het nog zoeken. Uiteindelijk kwam ik terecht op de homepage van Peter Hayles , een design engineer bij Boeing. Op zijn site staat een ontwerp van een acculader die bestuurd wordt door een processor uit de MicroChip serie: de PIC16C711. Omdat hij zijn laders ook commercieel verkoopt, is de sourcecode niet vrij verkrijgbaar. Maar de chip wel: op zijn site kan je een formulier invullen, en voor 30 australische dollars (omgerekend 18 euro) heb je 'm met 3 weken in de brievenbus. De meeste vertraging zat nog bij de douane, omdat die in verband met terroristische dreigingen een tijdje naar de envelop hadden zitten staren om te kijken of die nog uit zichzelf open zou gaan…. Je kunt heel makkelijk betalen met paypal . Beschik je daar niet over, dan wil ik eventeel wel bemiddelen om de PIC's via paypal te bestellen.

Peter Hayles bouwde zijn lader om een accu van een schroefboormachine in conditie te houden; dus voor een spanning van 7.2V Het flowdiagram van zijn ontwerp ziet eruit als volgt: (vrijwel alle images kunnen aangeklikt worden voor een vergroting)

Stroomschema

Zoals te zien, doet de processor eerst een zelftest als de spanning kleiner is dan 2V (dus zonder aangesloten accu). Is geen accu aangesloten, dan doven de leds. Komt de spanning boven de 2V, dan wacht de processor ca. 30 seconden tot de spanning stabiliseert. Daarna begint de processor voorzichtig met laden; ca. 4 minuten op 20% van de capaciteit. Vervolgens wordt overgeschakeld op volledige laadstroom. En begint de spanning te dalen (een typische eigenschap van NiCd en NiMH cellen als ze vol zijn, hier komt ook de term delta-peak vandaan), dan wordt de laadstroom afgeschakeld en gaat de processor over op druppellading. Een en ander wordt aangegeven door de twee rode leds.

Kijken we naar hoe dit er uit ziet in een blokschema:

Blokschema

De opbouw is simpel: een ruwe voedingsspanning die de 5V regulator van voedsel voorziet die op zijn beurt weer de processor voedt, en een geschakelde stroombron die de accu laadt op bevel van de processor. De twee leds geven de toestand van de lader weer. 

Het originele schema is te zien in figuur 3.

Schema1

Het munt echt uit door eenvoud. De LM317K is geschakeld als stroombron, en via de BC548 schakelt de processor de stroombron aan en uit. De stroom wordt bepaald door de weerstand van 1 Ohm in de uitgang. De LM317K probeert namelijk ongeveer 1,2V te handhaven tussen uitgang en regel-ingang. Dat over de weerstand levert een laadstroom op van ca. 1.2A

Tijd voor de uitbreidingen. Want het ontwerp van Peter Hayles voorzag in een vaste laadstroom en een vast spannings bereik. En ik wilde alles kunnen veranderen… Dus werd er een en ander bijgebouwd, zie het nieuwe schema:

Schema2

Hier is ook de transformator ingetekend.  Door de 4-standenschakelaar heeft de lader nu 4 bereiken: 2.4 – 4.8V, 4.8 – 9.6V, 7.2 – 14.4V en 9.6 – 16.8V. In het originele ontwerp wordt een transformator van een volt of 24 aangeraden voor het hoogste bereik. Maar ik vond de dissipatie bij het laagste bereik dan nogal milieu-onvriendelijk. Bij een bezoek aan Radio Twente in Den Haag vond ik een transformator in de etalage met twee wikkelingen van 11 en 19V, 2A. Meer dan genoeg voor mijn doel, en met 4,95 euro een heel schappelijk prijsje. Dus schakel ik de wikkelingen mee met de bereikschakelaar, om zo de dissipatie te beperken. Tevens verhoogde ik de weerstand die de stroom bepaalt naar 2,2 Ohm. Daarmee wordt de stroom beperkt tot 0,5A. Door met de schakelaar een extra weerstand van 1,8 Ohm parallel te schakelen, wordt de weerstand weer 1 Ohm. Nu is ook het stroombereik dus schakelbaar tussen 0,5 en 1,25A.

Ook bij Twente vond  ik een mooi kastje om de boel in te bouwen, met losse voor- en achterkanten. Ik begon met de LM317K op de achterkant te monteren, samen met de net-entree.

Achteraanzicht

Tevens boorde ik er 4 gaten in voor de draadeinden waar later de trafo en de print aan bevestigd worden. Op de voorkant kwamen de groene led voor de power, de twee rode leds voor de toestand van de lader, de accu aansluitingen, de 4-standen schakelaar voor het spanningsbereik, de aan/uitschakelaar en de schakelaar voor het stroombereik.

Vooraanzicht

Toen de boel er mechanisch er eenmaal in zat, was het tijd om de draadeinden met de transformator en de print erin te schroeven.

Samenbouw

De opbouw van de print is simpel. Het zijn maar een paar onderdelen:

Bovenaanzicht

van de zijkant ziet dat er zo uit:

Vooraanzicht

Na het testen bleek natuurlijk dat de leds net andersom aangesloten waren als volgens het kaartje van het originele ontwerp zou moeten. Dit kaartje geeft aan wat de lader aan het doen is, en kan je printen en op de lader plakken:

Statusoverzicht

Vervolgens de maidentest: een accu aangesloten, en dan de spanning erop. En ja hoor, ledje 1 uit, en 2 aan. Na verloop van tijd begon de tweede LED te knipperen, en toen te branden. De voltmeter liet zien dat de accu aan het laden was. In 1 keer goed dus! Een niet te moeilijk project, en nu beschik ik over een goede lader om accu packs te kunnen laden zonder ze kapot te laden. Zie het apparaat in actie (met excuses voor de onscherpe foto):

Lader in actie

Nogmaals: wil je er ook een bouwen maar beschik je niet over Paypal, pa3cnoamsat.org" target="_blank" rel="noopener noreferrer">mail me en ik wil je er wel mee helpen. Het verzamelen van orders scheelt natuurlijk verzendkosten…

 

Eén gedachte over “Accupack Lader”

Geef een reactie