Десульфаторы автомобильных аккумуляторов

ГлавнаяАвтоДесульфаторы автомобильных аккумуляторов

Любой автолюбитель сталкивался с явлением, когда аккумулятор пролежав некоторое время без дела перестает отдавать свою номинальную емкость, крутит стартер пол секунды, затем задыхается, но напряжение на нем нормальное - 12 вольт. С этим может столкнуться каждый. Это происходит потому-что автомобильный аккумулятор состоит из свинцовых пластин, находящихся в растворе электролита - в данном случае электролитом является серная кислота. В аккумуляторе протекает химическая реакция, в ходе которой свинцовая пластина вступает в реакцию с оксидами на соседней пластине. В ходе данной реакции образуются сульфаты, которыми со временем обрастают пластины. Сульфаты препятствуют протеканию тока, так, как являются плохим проводником и со временем аккумулятор теряет емкость и не способен отдавать большой ток для работы стартера. Предлагаемые устройства (десульфаторы) формируют короткие импульсы зарядного тока и небольшой разрядный ток в промежутках между ними с частотой около 1кГц. Такой алгоритм десульфатации гораздо эффективнее, чем простой многократный заряд-разряд обычными зарядными устройствами. Импульс десульфатации длиться около 80мксек, затем разряд, затем снова заряд. Такие ударные процессы могут разрушить слой сульфата, и в теории это возможно, на практике не все аккумуляторы удается восстановить из-за конструктивных особенностей последних, но судя по статистике около 85% старых аккумуляторов подлежат восстановлению.

На рис. ниже приведена схема десульфатора на LM555.

Таймер U1 генерирует импульсы длительностью около 80мксек и с частотой около 1кГц как показано на рис.1 ниже зеленым цветом.

            Рис 1                                                                                                    Рис2

Микросхема U2 инвертирует эти импульсы как показано красным цветом. Когда на затворе полевого транзистора Q1 положительные импульсы, он открывается, аккумулятор подключенный к разъёму J1 разяжается по цепи L2,F1,L1. Его напряжение падает до 12,5В, как показано на рис.2 и дроссель L1 подключается к источнику и накапливает энергию. Когда на затворе Q1 нулевое напряжение, транзистор заперт, дроссель L1 отдаёт накопленную энергию в аккумулятор, как показано на рис.2 и он заряжается через токоограничительные резисторы R6 - R8 напряжением 13,7В и током заряда около 10А. Дроссель L1 имеет индуктивность около 100 микрогенри, намотан на кольце из порошкового железа, такие можно найти в компьютерных бп. Обмотка намотана проводом 1мм, количество витков 50.Дроссель L2 фирменный 1140-103K-RC. INDUCTOR, 10MH, 10%, 1A, RADIAL.

В устройстве есть возможность тестирования аккумулятора. Если при нажатии кнопки ТЕСТ светится светодиод LED3, сульфат незначительный, если светятся светодиоды LED2,LED3, требуется значительно большее время десульфации. Подробнее на видео.

На рисунке ниже представлена схема десульфатора на Ардуино Нано с расширенными функционалом.

Функциональные возможности

- индикация напряжения аккумулятора и температуры окружающей среды

- установка и индикация минимально допустимого напряжения при разряде аккумулятора с записью в память

- автоматический режим десульфации. При достижении допустимого значения внутреннего сопротивления аккумулятора десульфация отключается.

- десульфация по таймеру с возможностью установки времени

- включение зуммера при окончании процесса десульфации

Для запуска автоматического режима десульфации кратковременно нажать кнопку MANUAL START. Процесс десульфации отключится при достижении значения внутреннего сопротивления аккумулятора менее 10 миллиом. Для запуска таймера кратковременно нажать кнопку SW6. При этом в верхнем правом углу индикатора появится TIM. Кнопками SW5,SW4 установить необходимое количестиво часов и двойным нажатием SW6 записать в память.Затем нажать кнопку SW3 START и запустить таймер. При необходимости остановки таймера нажать SW2 STOP.

Для установки минимально допустимого напряжения при разряде аккумулятора нажать кнопку SW6, пока в верхнем правом углу индикатора появится POR и кнопками SW5,SW4 установить необходимое значение напряжения. Затем двойным нажатием SW6 записать в память. Подробнее на видео.

Дроссели аналогичные устройству на LM555. Индикация на 2-х строчном 16-ти символьном LCD дисплее. Скетч для Ардуино выполнен в среде FLPROG 7.3.8

Перечни элементов, проект в FLPROG со скетчем для Ардуино, чертежи печатных плат в EagleCAD с герберфайлами для заказа, проекты в Протеус с симуляцией в архиве

Плата на LM555 ВОТ

Плата в сборе ВОТ

Плата на LM555 TOP

Плата в сборе ТОР

Плата на Ардуино ВОТ

Плата в сборе ВОТ

Плата на Ардуино ТОР

Плата в сборе ТОР

Car battery desulfators

Any car enthusiast has encountered the phenomenon when a battery, after lying idle for some time, stops delivering its nominal capacity, turns the starter for half a second, then dies, but the voltage on it is normal - 12 volts. Anyone can face this. This happens because a car battery consists of lead plates in an electrolyte solution - in this case, the electrolyte is sulfuric acid. A chemical reaction occurs in the battery in which the lead plate reacts with oxides on the adjacent plate. During this reaction, sulfates are formed, which over time accumulate on the plates. Sulfates prevent the flow of current because they are a poor conductor and over time the battery loses capacity and is not able to deliver large current to operate the starter. The proposed devices (desulfators) generate short pulses of charging current and a small discharge current in the intervals between them with a frequency of about 1 kHz. This desulfation algorithm is much more effective than simple multiple charge-discharge with conventional chargers. The desulfation pulse lasts about 80 microseconds, then discharge, then charge again. Such impact processes can destroy the sulfate layer, and in theory this is possible; in practice, not all batteries can be restored due to the design features of the latter, but judging by statistics, about 85% of old batteries can be restored.

In Fig. Below is a diagram of the desulfator on LM555.

Timer U1 generates pulses with a duration of about 80 μs and a frequency of about 1 kHz as shown in Fig. 1 below in green.

       Fig 1 Fig 2

Chip U2 inverts these pulses as shown in red. When there are positive pulses at the gate of field-effect transistor Q1, it opens, the battery connected to connector J1 is discharged through the circuit L2, F1, L1. Its voltage drops to 12.5V, as shown in Fig. 2, and inductor L1 is connected to the source and stores energy. When there is zero voltage at gate Q1, the transistor is locked, inductor L1 releases the accumulated energy to the battery, as shown in Fig. 2, and it is charged through current-limiting resistors R6 - R8 with a voltage of 13.7V and a charge current of about 10A. Inductor L1 has an inductance of about 100 microhenry, wound on a ring of powdered iron, the kind you can find in computer power supplies. The winding is wound with 1mm wire, the number of turns is 50. L2 inductor is proprietary 1140-103K-RC. INDUCTOR, 10MH, 10%, 1A, RADIAL.

The device has the ability to test the battery. If LED3 lights up when you press the TEST button, the sulfate is insignificant; if LED2,LED3 lights up, a significantly longer desulfation time is required. More details in the video.

The figure below shows a diagram of a desulfator on Arduino Nano with expanded functionality.

Functionality

- indication of battery voltage and ambient temperature

- installation and indication of the minimum permissible voltage when the battery is discharged with recording in memory

- automatic desulfation mode. When the permissible value of the internal resistance of the battery is reached, desulfation is switched off.

- desulfation by timer with the ability to set the time

- sound buzzer at the end of the desulfurization process

To start the automatic desulfuration mode, briefly press the MANUAL START button. The desulfation process will turn off when the internal battery resistance reaches less than 10 milliohms. To start the timer, briefly press the SW6 button. In this case, TIM will appear in the upper right corner of the indicator. Use the SW5, SW4 buttons to set the required number of hours and double-click SW6 to write into memory. Then press the SW3 START button and start the timer. If you need to stop the timer, press SW2 STOP.

To set the minimum permissible voltage when the battery is discharged, press the SW6 button until POR appears in the upper right corner of the indicator and use the SW5, SW4 buttons to set the required voltage value. Then double press SW6 to write to memory. More details in the video.

Chokes similar to the device on LM555. Indication on a 2-line 16-character LCD display. Sketch for Arduino made in FLPROG 7.3.8 environment

Lists of elements, a project in FLPROG with a sketch for Arduino, drawings of printed circuit boards in EagleCAD with gerberfiles for ordering, projects in Proteus with simulation in the archive

Board for LM555 HERE

Board for LM555 HERE

Board assembly HERE

Board assembly HERE

Board based on LM555 TOP

Board based on LM555 TOP

Board assembly TOP

Board assembly TOP

Arduino board HERE

Arduino board HERE

Board assembly HERE

Board assembly HERE

Arduino TOR board

Arduino TOR board

Board assembly TOP

Board assembly TOP