Caricabatterie per Piombo-Gel

Caricabatterie per Piombo-Gel

Come dicevo nell’ articolo dedicato all’ illuminazione del pozzetto , per alimentare i led ho deciso di utilizzare una piccola batteria da 12 V – 4,5 Ah appositamente dedicata, in modo da non far incidere i consumi, anche se limitati, sulle batterie servizi della barca. A quel punto però si è presentato il problema di ricaricarla poichè questo tipo di batterie nascono per essere utilizzate in tampone e necessita di carica a tensione costante, e con una corrente massima iniziale (dichiarata sull’involucro della batteria stessa) che si aggira attorno ad 1 A, che scenderà fino a pochi milliampere a batteria carica. Questo mi ha impedito di utilizzare un piccolo regolatore di carica solare a causa dell’elevata corrente da esso fornita che farebbe surriscaldare la batteria fino a farla gonfiare. Questo è lo schema di massima che ho adottato:

Schema di principio  impianto  ricarica solare

Schema di principio
impianto ricarica solare

Il regolatore a tensione costante che ricarica la piccola batteria da 4,5 Ah l’ho autocostruito utilizzando uno schema reperito in rete  basato sul classico LM317, che supportando in ingresso una tensione massima di circa 40 Volt, si adatta perfettamente all’uso con i pannelli solari che alla massima insolazione danno circa 20 Volt.  Rispetto allo schema originario, ho apportato qualche lieve variazione per adattarlo al mio scopo. Dopo varie prove, i parametri che ho scelto per la ricarica sono: tensione costante a 13,7 Volt limitazione della corrente massima ad 1,1 A.

Schema Caricabatteria PbCa

Schema Caricabatteria PbCa

Questo è lo schema elettrico da me adottato e rispetto all’originale, ho eliminato il ponte diodi ed il condensatore di filtraggio; ho invece lasciato il Led che può essere utile per verificare visivamente che i pannelli sono collegati e forniscono la loro energia al dispositivo.

Lo schema elettrico non necessita di grandi commenti, in pratica il suo funzionamento è molto semplice, l’integrato IC1 è sostanzialmente configurato tramite R2 ed R6 come classico generatore di tensione  regolabile al quale è stato introdotto il transistor Q1, pilotato tramite R3 dalla tensione fornita dal partitore costituito dal Trimmer R6 che servirà per tarare la tensione di uscita del circuito. La massima corrente di carica è limitata dalla resistenza posta tra base ed emettitore di Q1, costituita per comodità dal parallelo tra R4 ed R5, infatti questa rispetto al carico, rappresentato dalla nostra batteria, è posta in serie. Il principio è semplice, quando la massima corrente di carica viene raggiunta,  la Vbe di Q1 dovrà essere pari a 0.6 volt , tensione che porterà in conduzione il Transistor che agendo sul piedino di regolazione dell’ LM317, gli farà variare opportunamente la tensione di uscita, limitando così di fatto la corrente di carica al limite voluto.

Via via che la batteria si carica la corrente assorbita diminuirà facendo proporzionalmente diminuire la Vbe che porterà Q1 ad aumentare leggermente la tensione d’uscita di IC1. Questo processo andrà avanti fino a che la batteria sarà regolarmente carica. In questa condizione, la corrente che scorre nel parallelo R4 – R5 sarà nulla e Q1 si comporterà come un interruttore aperto. In questa condizione, la rete di regolazione di IC1 sarà di fatto costituita da R2 ed dal trimmer R6.

La resistenza di limitazione della corrente andrà calcolata semplicemente con la legge di Ohm ( R = V * I ) in modo che quando la corrente raggiunge il limite della soglia voluta, ai capi della stessa vi siano 0,6 volt. Personalmente ho fissato tale limite a 1,1 A  ed effettuando il calcolo si ottiene R = 0,6 * 1,1 ottenendo così un valore resistivo pari a 0,66 Ohm, valore non standard, che ho approssimato mettendo in parallelo due resistenze ( R4 ed R5) rispettivamente da 1 e 1,2 Ohm. Con questi due valori, usando la formula (R4 * R5)/(R4+R5) si ottiene una resistenza equivalente pari a 0,54 Ohm, più che idonea allo scopo. Resta da calcolare la potenza che tale resistenza dovrà dissipare, e lo si può fare mediante la formula P = R * I²  che nel caso specifico sarà P = 0,54 * 1,1²   pari a 0,65 Watt. Essendo tale resistenza costituita da due resistenze di valore simile tra loro,si può approssimare si dividano a metà la potenza da dissipare, quindi considerando che ciascuna dovrà dissipare 0,3 Watt, ne ho utilizzate due da ½ W.

Data la corrente massima di 1,1A, ovviamente anche IC1 avrà da dissipare un bel po di calore, quindi è obbligatorio dotarlo di una opportuna aletta di raffreddamento.

Quì sotto trovate alcune fotografie del circuito stampato da me realizzato con il metodo a toner e del regolatore montato ed inscatolato, mentre lo schema elettrico ed il master del piccolo circuito stampato, lo trovate nella sezione Schemi elettrici  sotto il menù Manuali.

 



 

2 thoughts on “Caricabatterie per Piombo-Gel

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