FORUM ASW

[Lyku]

Hej,


Ostatnio testowałem w powietrzu swoje Mio P560 z XCSoar’em. Niestety, zresztą zgodnie z tym czego się spodziewałem jego bateria wystarczyła na niecałe 4h pracy. W międyczasie przypomiałem sobie relację Łukasza z jednej konkurencji w Ostrowie, kiedy to chwilowa utrata zasilania lusterka lekko popsuła mu humor i kosztowała trochę nerwów– stwierdziłem, że potrzebuję jakieś podręczne źródło zasilania do lusterka. Oczywiście w sprzedaży znajduje się masa przeróżnych „usb chargerów”, „power banków” itp., jednak te z większą pojemnością i lepsze kosztują „lepsze” pieniądze, a te budżetowe nie koniecznie są niezawodne. Mi zależało na maksymalnej prostocie i opcji „awaryjnej”, czyli możliwości zasilania ze zwykłych baterii….a przy okazji wyszło bardzo budżetowo i prowizorycznie bazując jedynie na tym co miałem w domu.

Standardowe napięcie zasilania portu USB to 5V, natomiast specyfikacja określa je jako zakres 4,75V-5,35V, zatem napięcie generowane przez nasze źródło zasilania powinno mieścić się w tym zakresie, aby w ogóle mogło się rozpocząć ładowanie. W większości urządzeń, napięcie portów USB 1.1/2.0 przekracza 5,1V Teoretycznie baterie AA i AAA dają napięcie 1,5V…natomiast w praktyce napięcie większości baterii i akumulatorków mieści się w zakresie ~1,2-1,3V. Zatem nawet po połączeniu szeregowym trzech z nich, nie uda nam się uzyskać napięcia przekraczającego 4V. W profesjonalnych urządzeniach stosuje się mikroprocesorowe układy podnoszące i stabilizujące napięcie zasilania, ja natomiast wykorzystałem prostą, regulowaną przetworniczkę napięcia 1-4V/5V stosowaną w latarkach ledowych. Mój Mio podobnie jak inne lusterka z gps jest dosyć prądożerny, więc jego max. prąd rozładowania to 1A, zatem wykorzystałem 6 akumulatorków AAA o pojemności 1000mAh, które teoretycznie…bo w rzeczywistości zawsze mają mniej, dają mi 6000mAh dodatkowej energii.

Zalety:

- proste i praktycznie bezawaryjne urządzenie – tu nie ma się co zepsuć
- w sytuacji kryzysowej, możliwość wymiany akumulatorków/baterii w locie
- cena

Wady:

- przetwornica podnosi napięcie kosztem natężenia prądu. Przy znacznym rozładowaniu akumulatorków, prąd ładowania może być zbyt mały aby ładować urządzenie

Teraz o wykonaniu:
Pudełeczko i koszyczki bateryjne kupiłem kiedyś do innego celu…ale tutaj okazały się idealne. Jako „dawca” gniazda USB i elastycznego złącza zapobiegającego łamaniu się kabla, posłuszył mi przedłużacz USB. Gąbkę znalazłem w szafie, po szafie pozostał mi też kawałek szyny do drzwi przesuwnych, z której po wypolerowaniu z jednej strony (ponieważ nie mogłem znaleźć innej, za „pastę polerską” posłużył mi Cif z mikrogranulkami ;)) zrobiłem radiatorek. Ten z kolei po przemyciu alkoholem izopropylowym przykleiłem do przetwornicy za pomocą taśmy termoprzewodzącej (pozostałość po robionym ostatnio serwisie laptopa).

Koszty:
- pudełko: 11,5 zł
- koszyczki na akumulatorki: 2x1 = 2 zł
- kabel USB: 5 zł
- przetworniczka: trzeba znaleźć „dawcę”, albo kupić w necie np. tu:

link

- 13,5 zł

Zatem koszt wykonania urządzenia ~ 30zł + baterie/akumulatory
Akumulatorków nie liczę. Można włożyć baterie za 2zł, chińskie akumulatorki za 3zł albo lepsze akumulatory za 15zł/szt.

No…teraz zobaczymy jak długo mi posłuży ;)

[heniek]

witam
ja poprostu kupiłem za 80 zeta normalny akumulator żelowy (wkład do naszych zasilaczy ) a jako przejściówka służy ładowarka samochodowa do zasilania GPSa i całkiem niżle działa przez kilka lotnych dni

[Lyku]

E tam... nuuuuda ;)

[AeroBart]

Witam.

Nie chciał bym być złym prorokiem ale taki właśnie (bądź podobny) UPS spowodował na początki maja pożar pirata w Lisich Kątach. Warto się zastanowić więc nad jakąś metalową obudową z przynajmniej jednym bezpiecznikiem 2A.

Poniżej to co stało się z poczciwym Piratem:

[Lyku]

Hej,

może tamten był z Dreamliner'a? Założenie użytkowe tego mojego było zupełnie inne niż Twojego kolegi z Lisich. Nie ma on pełnić roli zasilacza do elektrowni szybowcowej, a właśnie pełnić rolę doraźnego (i podręcznego) UPS'a, który pozwoli dotrwać lusterku do końca długiego lotu gdy podstawowe źródło zasilania zawiedzie. Zatem pozostanie podręczny, a bezpiecznik dorzucę ;)

Pozdrawiam, Łyku

[Witek Kardyś]

Cześć,

Właśnie przeczytałem ten post i pomyślałem sobie, że warto tu zwrócić uwagę na kilka szczegółów by ktoś nie wysadził sobie lusterka w powietrze.

Po pierwsze, przetwornice służące do zasilania diod LED w większości przypadków nie nadają się do użycia jako zasilacze do elektroniki ponieważ pracują ze stabilizacją prądu a nie napięcia. Diody LED wymagają stałego prądu do utrzymania stałej jasności a napięcie na nich zmienia się w zależności od temperatury i egzemplarza. Chińczycy produkują jednak sporo przetwornic do LEDów które stabilizują napięcie bo takie są odrobinę tańsze (scalaki są bardziej dostępne) i właśnie taką wersję wykorzystał Łyku więc wszystko powinno być ok ale jeśli ktoś będzie próbował sobie zrobić takie urządzenie to nich lepiej zakupi przetwornicę która jest wyraźnie opisana jako stabilizująca napięcie.
Ciekaw jestem też jak się zachowuje ten układ po włączeniu bo ma 19 różnych trybów pracy więc jeśli na przykład przypadkowo włączy się tryb większej jasności to może być ciekawie. Jak to Łyku rozwiązałeś?
Kolejna niekorzystna cecha przetwornic do LEDów to marna stabilizacja napięcia wyjściowego (jeśli mamy już wersję ze stabilizacją napięcia) co widać po rozmiarze kondensatorów tantalowych w tym układzie które są mikroskopijne. Jeśli dobrze widzę to jest tam wsadzone 100uF na wyjście. Nie wiem jaka jest częstotliwość pracy tego układu ale na DX przeczytałem, że układ piszczy co sugeruje, że częstotliwość jest dość niska, widoczna na zdjęciu cewka 22uH też sugeruje niezbyt wysoką częstotliwość a fakt, że Chińczycy oszczędzają jak się da też pozwala sądzić, że zastosowali najtańszy układ sterujący. Wobec tego, pojemność wyjściowa powinna według mnie wynosić co najmniej 1000uF. Zbyt mała pojemność wyjściowa dla samego lusterka może nie być tragedią ale dla ilości generowanych zakłóceń już tak o czym miał okazję się przekonać Łukasz kiedy radio szybowcowe zaczęło mu piszczeć po podłączeniu power bank'u do lusterka.

Po drugie, baterie jednorazowe AA mają napięcie nominalne 1.5V natomiast akumulatorki mają napięcie nominalne 1.2V ale bezpośrednio po naładowaniu mogą osiągać 1.6V więc nie należy łączyć więcej niż 3 sztuk w szereg budując taką ładowarkę. W przeciwnym razie, jeśli połączymy 4 akumulatory grozi nam to, że podamy napięcie ponad 6V na port ładowania lusterka co może się źle skończyć (choć nie musi, zależy od lusterka). Ta przetworniczka do LEDów jest przystosowana do zasilania z jednej baterii więc też może pracować na granicy parametrów przy zastosowaniu 3 ogniw szeregowo.

Jeszcze słowo o pojemności. Pojemność akumulatora podana w amperogodzinach lub miliamperogodzinach mówi tylko w przybliżeniu jak długo akumulator jest wstanie podawać prąd o określonej wartości ale nie mówi bezpośrednio o ilości energii w akumulatorze - to trzeba sobie przeliczyć. Przykładowo, akumulator AA o pojemności 2000mAh który zasila urządzenie pobierające 500mAh powinien wystarczyć na 4 godziny pracy takiego urządzenia. Jeśli jednak wykorzystujemy przetwornicę by wytworzyć napięcie 5V z napięcia 1.2V to po "stronie" 5V pojemność takiego źródła wynosi około 480mAh nie uwzględniając sprawności przetwornicy. Przeliczając 6Ah pojemności akumulatorów które zastosował Łyku, po stronie 5V mamy około 1440mAh a uwzględniając sprawność przetwornicy około 85% (jeśli jest dobra) mamy na wyjściu około 1200mAh. Trzeba sprawdzić ile pobiera lusterko podczas pracy gdy wewnętrzna bateria jest naładowana i wtedy można ocenić na ile wystarczy tej "dodatkowej energii". Pojemność wewnętrznego akumulatora lusterka jest z reguły podawana dla akumulatora Li-Ion więc dla napięcia nominalnego 3.6V w takim razie Łykowy power bank odpowiada akumulatorowi Li-Ion o pojemności ok. 1700mAh.

Warto też pamiętać, że kable USB typu "data" mają bardzo małe średnice przewodów zasilających co powoduje spore spadki napięcia na kablu i może się okazać, że lusterko nie będzie się chciało ładować (typowe lusterka potrafią pobierać do 1.5A prądu gdy jednocześnie pracują i ładują baterię). Tu czasem opłaca się podać na kabel napięcie 5.2V by trochę skompensować ten spadek (tak robią niektóre ładowarki). Radzę jednak nie przeginać i nie przekraczać 5.25V.

W urządzonku Łyka brakuje jeszcze jakiegoś odcięcia przy zbyt niskim poziomie naładowania akumulatorów. Podejrzewam, że ten układ doprowadzi do zdojenia akumulatorów poniżej ich dopuszczalnego napięcia rozładowania (1V, czasem dopuszcza się 0.9V) co skończy się szybkim zgonem akumulatorów. Warto też pamiętać, że akumulatory NiMH wysokiej pojemności (1000mAh to już wysoka pojemność dla AAA) ulegają szybkiemu samorozładowaniu. Może się okazać, że po dwóch miesiącach leżenia ten power bank jest rozładowany. Tu lepiej zastosować akumulatorki o niskim samorozładowaniu, np. Eneloop ale one nie należą do najtańszych (4 sztuki ok. 25zł). Z drugiej strony zapasowy power bank powinien być gotowy do działania w każdej sytuacji więc może warto zainwestować w lepsze akumulatory.

Równoległe łączenie akumulatorów NiMH nie jest zalecane z uwagi na bardzo nieliniową charakterystykę rozładowania ale ja bym się tym zbytnio nie przejmował. Sam nie wiem czy to ma jakiś negatywny wpływ na akumulatory.

Nie traktujcie mojego wpisu jako odradzającego elektroniczne eksperymenty. Jestem zawsze zwolennikiem ciekawych rozwiązań ale warto by osoby mniej doświadczone które zechcą spróbować takich zabaw miały świadomość, że trzeba uwzględnić sporo czynników by nie spowodować niepotrzebnych strat w sprzęcie.

Ja jednak postawiłem na rozwiązanie gotowe (http://dx.com/p/rechargeable-8000mah-emergency-power-battery-pack-w-adapters-gray-100586). Mam taki power bank od dwóch lat i jestem bardzo zadowolony. Nie używam go co prawda zbyt często ale od kiedy go kupiłem nie ładowałem go a ciągle ma powyżej 80% naładowania. Jest mały, dość lekki i ma metalową obudowę. Mam też drugi, przystosowany do 4 ogniw 18650 ale jest już mniej poręczny.

Ciągle noszę się z myślą wykonania akumulatora szybowcowego z ogniw 18650 ale cena byłaby jednak dość wysoka (jakieś 200zł za ogniwa do akumulatora 6Ah). Z drugiej strony takie cacko byłoby kilkukrotnie lżejsze i 3 razy mniejsze niż standardowy akumulator.

Pozdrawiam,
Witek

[Lyku]

Hej Witek,

dzięki za uwagi i profesjonalne podejście do tematu :) Bynajmniej moim zamiarem nie było pisanie tutoriali. Bardziej obrazowo można by to przedstawić - ja opisałem jak udało mi się zrobić zupę z tego co miałem w lodówce (bez poruszania kwestii smaku), a Ty wytłumaczyłeś mi, że nie mam szans na gwiazdkę Michelin'a i ryzykuję zatrucie ;)

Zgadzam się w pełni z tym co napisałeś natomiast w praktyce:

- w szereg mam połączone tylko 3 akumulatorki. Soniki, które wrzuciłem naładowane do oporu, dają max. 1,36V i ani miliwolta więcej - nie ma ryzyka przejechania z nap. zasilania

- przetworniczka bardzo dobrze stabilizuje napięcie, bo na wyjściu daje dokładnie wyregulowane 5,02V

- p560 ma in-build 1350mAh Li-Ion. Moje dziadostwo pozwala naładować go do oporu w czasie porównywalnym z ładowaniem z USB przy włączonym GPSie i podświetlaniu. Zatem nie mówimy tylko o podtrzymaniu, a można również ładować. Nawet przy jednym cyklu zyskuję min. 4h dodatkowej pracy urządzenia

- nie zakłóca radia

- nie ma układu odcięcia, więc faktycznie gdybym go męczył do końca to jak napisałeś, zdoiłbym akumulatorki do końca...można je jednak zawsze wcześniej podładować

Zmierzę jeszcze jaki prąd dokładnie pobiera lusterko i na ile czasu pracy/cykli ładowania od zera do 100% starcza zapas pojemności i dam Ci znać.

Pozdrawiam, Łyku

[Witek Kardyś]

Tak jak pisałem, u Ciebie wszystko jest raczej w porządku a co najważniejsze Ty wiesz co robisz więc ryzyko przykrych niespodzianek jest zminimalizowane.

Co do stabilizacji napięcia to czy oglądałeś napięcie wyjściowe tej przetworniczki na oscyloskopie? Zwykłym multimetrem nie zmierzysz czy napięcie wyjściowe jest dobrze wygładzone przez pojemności bo multimetr mierzy wartość średnią napięcia.

Nie napisałeś jeszcze jak jest z tymi różnymi trybami pracy tej przetworniczki - intryguje mnie jak się je włącza i jak to wpływa na Twój układ.

Skoro lusterko ma akumulator 1350mAh to Twój power bank powinien co najmniej podwoić czas pracy.

Ja się muszę zabrać za zrobienie tego akumulatora szybowcowego na LiIon'ach ale to pewnie dopiero zimą uda mi się tym zająć.

[Lyku]

Hej,

nie - nie sprawdzałem oscyloskopem, ale jak już pisałeś, ze względu na niską pojemność kondensatora filtrującego spodziewam się, że nie wygląda zbyt ładnie. Natomiast nie wpływa to na pracę lusterka i nie szumi w zauważalny sposób.

Co do trybów pracy przetworniczki, na wyjściu pominąłem część układu. Jest tam scalaczek, który jak podejrzewam odpowiada za przełączanie (gdzieś widziałem taką sugestię). Dobrze oszacowałeś wydajność. W tandemie wychodzi ~9h pracy (przy pełnym obciążeniu) - na ten moment rezultat mnie zadowala. Po tym czasie napięcie akumulatorów spada do poziomu ~1V i zgodnie z przewidywaniami, pomimo że na wyjściu przetwornica nadal wyciska 5V to natężenie prądu jest już tak niskie, że nie wystarcza do utrzymania procesu ładowania.

Pozdrawiam, Łyku

P.S. Popracuj, bo ja nie mam szansy na publikację w "Elektronice Praktycznej" ;)