ЗУ на 13009 (схема Solid-State Battery Charger от Alexkor)

Re: ЗУ на 13009 (схема Solid-State Battery Charger от Alexko

Собрал зарядное устройство (ЗУ) для аккумуляторов по схеме Solid-State Battery Charger от Alexkor. Собственно, как и ожидалось – АКБ устройство заряжает. Но тему открыл по другой причине. Обнаружился удивительный для меня эффект – оказалось, что одна и та же лампочка может при более слабом напряжении светиться более ярко, чем при более сильном. Никогда с таким не сталкивался. Но в домашнем хозяйстве это точно пригодится! Вот и решил описать и показать. Может кто задаст наводящие на дальнейшие усовершенствования вопросы. А может даже найдутся и ответы на незаданные вопросы. Все-таки устройство делалось изначально как ЗУ, хотя и понимал, что этим дело не ограничится, благо схема-то распространенная дальше некуда, знаний уже поди накопилось в сообществе Заряда воз с тележкой. В крайнем случае пригодится заглянувшим в раздел начинающим естествоиспытателям. :?)

Спойлер

Перечитал вчера 23 страницы (очень жаль, что нельзя открыть одним махом все посты на одной странице сразу) темы про эфиродинамические источники энергии Persian Princess (Сюзанны) и понял, что высовывать нос за пределы раздела для новичков мне явно рановато. Да и страшно. Ибо из-за недостатка знаний, преобладающим методом у меня пока что является «метод научного тыка». И слишком много куда более точных «тыков» в мое незнание без конструктивных пояснений (что случается) может отбить охоту ко многим вещам, или сделать мир слишком предсказуемым и очевидным... В общем, мне надо поучиться сначала.

Итак, дальше ближе к теме. Собственно, как сам эффект проявляется можно видеть ниже. Если бы разница не была такой заметной на глаз, и не обратил бы внимания, и тему не стал бы делать. А выглядит всё просто:

1) Лампа светит обычно:



2) Лампа светит ярче:



3) Сделано ЗУ на основе схемы с транзистором 13009:



4) Собрано в виде 6 параллельных каскадов. Принцип соединения каскадов на схеме ниже. Но!!! Внимание!!! Нашел ошибку в этом своем устройстве. Не соответствует оно у меня схеме-то приведенной... Пытался позже модернизировать, сделать мощнее, и несколько часов всё никак не мог понять, почему не работает так как ожидалось, и вообще не работает, а потом узрел, что все дополнительные катушки впаяны были не туда – они же прицеплены между коллекторами и линией с точкой «C» у меня!!! То есть на «В» и «С» вместо «B» и «A». Жуть! Но транзисторы вроде уцелели пока. Такие дела... Но эффект-то с более ярким свечением лампы при меньшем напряжении в любом случае проявился! И АКБ заряжает... Не ошибся бы, и не заметил ничего. Ладно, может эта ошибка что-то прояснит мне... В общем, предупреждаю на всякий случай, мало ли, вдруг кто-то начитается и повторить решит четко по схемам. А оно не будет работать так, как написано. Хотя на самом деле если делать по схеме эффект даже сильнее проявляется (уже проверил). Но фотки в этом посте именно на момент с неправильной сборкой. Возможно позднее сделаю, как эффект выглядит с правильной. Плюс есть мысль фотоэкспонометром проконтролировать яркость лампы (в сочетании с показаниями вольт/ампер). И с замером тока потребления лампы (хотя и без фоток могу уже сказать, что потребляемый лампой ток еще гораздо ниже, и на много, нежели разница в напряжении...).



Транзистор на этой картинке хотя и другой, но все остальное в основном тоже самое.

Исходные материалы по этим схемам (и не только) при большом желании можно скачать в теме про переводы (в файлах: «PJKbook.pdf», «PJKbook_RU.pdf», «Chapter6.pdf», «Chapter6_RU.docx»).

Детали использованы следующие:

• 6 транзисторов серии 13009;
• 6 резисторов 2,2 кОм (маломощные);
• 6 диодов HER508 (высокоскоростные диоды обычно показывают в подобных схемах лучшие результаты, чем обычные, хотя и не всегда);
• 1 конденсатор – полагаю 3200 пФ, суммарно, слеплен из двух 2A222J + 2A102K (использовал всего 1 конденсатор, в каскаде с бифилярной катушкой, согласно мнению автора схемы это допустимо, хотя и рекомендовано все-таки применять в каждом каскаде по конденсатору).
• катушки – горсть разных дросселей с неисправных энергосберегаек, один переделанный (подробнее по таким дросселям уже писал в теме про ЗУ с NE555);
• 6 неонок (в схеме соединения каскадов их нет, но там и транзистор другой, а вообще у меня они для наглядности, чтобы всегда видел, если забыл нагрузку прицепить, дабы не спалить транзисторы случайно) – зажигаются примерно при 90 V, в схеме впаяны напрямую без резисторов (но резисторы оставил висеть, не стал откусывать контактную сварку, вдруг пригодятся, без ни неонки тоже бывает перегреваются, не мешают).

Лампа... Ну, понятно, что в схеме лампы нету никакой. Лампа появилась из-за внутренней потребности в применении «метода научного тыка» (см. выше, в оффтопе). И с лампой все не так просто. У нее нет цоколя, одна только колба с едва торчащими контактами (из-за чего пришлось ее малость облагородить...). Но когда-то у меня помню валялись несколько таким ламп, в основном они были на 12 V, но вроде была одна или две на 24 V. Попробовал, от 12 V светит нормально для индикаторной лампы. Если верно помню, они из чего-то вроде шахтных пускателей. Ну, это я загнул название, конечно наобум. Они из таких больших штук в форме бочек с дверцей-люком и окошками. Водились раньше на складах с шахтным оборудованием. И с редкими для того времени и места деталями... Детские воспоминания... Ладно, к делу. Ток лампы измерял при 12 V – около 100 mA (нашел позже отдельно цоколь, возможно он с нее: 12 V / 90 mA). Короче говоря, обычная маломощная лампочка, хотя и с бурным прошлым. :?)

Включалась в моих опытах лампа либо на вход устройства (то есть параллельно с ЗУ к источнику питания), либо на выход ЗУ (то есть в качестве нагрузки, вместо той устрашающего вида батареи аккумуляторов 12 V / 48 Ah).

Источник питания – стабилизированный блок питания с возможностью регулировать напряжение от 1,5 до 20 вольт. На встроенном в БП стрелочном приборе устанавливалось напряжение 12 вольт. В плане стабильности слабоват, ибо схема простая, электросеть сельская, и колебания при скачках в сети в пределах до вольта возможны запросто. Но это не так и важно. Дальше будет видно почему. А уточнил, чтобы не было непоняток с разными показаниями напряжения цифровым мультиметром на входе в ЗУ (вроде 12,07 и 12,32 V). При всех показаниях визуально вольтаж на стрелочном индикаторе БП контролировался, и при явных отклонениях при необходимости корректировался вручную установкой стрелки на 12 вольт. Крутил ручку и чтобы включить устройство, потому что БП с защитой от замыкания, так что приходилось делать рывок вольт за 15, для начала подачи напряжения в устройство, и потом уже выкручивать на 12 вольт. Но опять же, это не выглядит существенным. Скорее просто дополнительные детали... потому что я сам не знаю что тут может оказаться важным, а что нет.

Стрелочный амперметр везде включен в цепь перед входом в ЗУ.

Цифровой вольтметр (мультиметр) везде включен параллельно лампе (показывая на ней напряжение).

5) Общий вид спаянного устройства:



6) Лампа на выходе, светит очень ярко, при 11,04 V на лампе:



7) Лампа на входе, светит обычно (тускло), при 12,07 V на лампе, и ток выше, светятся зеленые неонки (ЗУ без нагрузки):



8) Лампа на входе, светит обычно (тускло), при 12,32 V на лампе, выходные контакты ЗУ закорочены друг с другом, и ток ниже:



9) Лампа отключена, светятся зеленые неонки, ток в схеме без нагрузки:



10) Общий вид устройства, видно пучок разнокалиберных дросселей (у пары развернут скотч, чтобы показать насколько они разные, скотч намотан для защиты от замыканий):



11) А это просто понравилось, как неонки светятся! Красивый цвет у них!



Ну, а если не вникать глубоко, повторюсь: выходит, что лампа светит ярче при меньшем напряжении. А если посчитать мощность потребления от блока питания (по показаниям приборов на фотках) в разных случаях включения лампы, то получается, что общая потребляемая устройством и лампой мощность также снижается при этом и из-за уменьшения тока тоже. Хотя светится лампа ярче.

Кстати, яркость неплохо еще видно по отражению на черной стенке на заднем плане. Но вообще фото и так хорошо передали то, что видел глазами. Старался ракурсы примерно одинаковые делать и фокус (центр кадра) ставить на одно и то же место, чтобы не было засветки где не надо. И чисто визуально вышло очень похоже.

Вообще-то из теории использования подобных устройств мне казалось, что обычные приборы вроде ламп накаливания не должны от него светиться, во всяком случае так как вышло (см. фотки выше). И что из распространенных современных приборов вроде бы в основном только АКБ и конденсаторы могут использоваться для преобразования того, что там выходит на выходе этого ЗУ, в обычное электричество.

Но, раз уж проявилось что-то не совсем из теории, это радует, и, естественно, хотелось бы улучшить показатели этого эффекта и применительно к практике. У кого есть идеи, как это сделать не только «методом научного тыка» прошу изложить. Желательно попроще... в рамках информационной поддержки начинающих.

 

Re: ЗУ на 13009 (схема Solid-State Battery Charger от Alexko

Ниже фото проявления эффекта более яркого свечения при более низком напряжении, в зависимости от типа питающего устройства, с правильной сборкой (по схемам выше).

Сделал наконец-то замеры яркости не только визуально, но и прибором (на снимках крайний слева). Его контакты замкнуты, а сверху на корпусе прилеплена мелкая солнечная панелька (древняя, ей не меньше 25 лет, видимо от фотоэкспонометра). Не знаю насколько линейна зависимость его показаний при изменении яркости лампы, но это и не важно. Мне хотелось выяснить прежде всего показания напряжения на лампе при питании от БП и от собранного устройства при сходной яркости, потому что на глазок всё-таки не серьезно как-то. Заодно и ток померял.

Округление показаний в тексте сделано до целых величин в меньшую сторону.
Положение фотоаппарата фиксированное и режимы съемки для разных фото идентичные.
Лампа также зафиксирована (скотчем) чтобы визуальная оценка яркости свечения на фото была более объективной.

Схема включения приборов (для положения приборов на фотках ниже порядок аналогичный):



1) Питание на лампу не поступает, но можно посмотреть, что показывает мой импровизированный фотоэкспонометр, реагируя на искусственное освещение в комнате, и принять это положение за нулевое:



2) Питание лампы от устройства, 5 V, 37 mA:



3) Питание лампы от устройства, 6 V, 40 mA:



4) Питание лампы от устройства, 9 V, 52 mA:



5) Питание лампы от устройства, 12 V, 61 mA, максимальная яркость:



6) Питание лампы от блока питания, 12 V, 86 mA, минимальная яркость:



Визуально и по показаниям приборов получается, что стандартная яркость лампы при обычном 12-вольтовом питании от стабилизированного блока питания соответствует ориентировочно 5—6 вольтам при питании от собранного устройства. С потребляемым током соответственно 86 миллиампер и 37-40 миллиампер.

Если сравнивать по яркости при одинаковом напряжении (12 вольт), то лампа светит гораздо сильнее при тех же 12 вольтах, но подаваемых с собранного устройства. В последнем случае, визуально, лампа светит в несколько раз ярче, это яркий слепящий свет, который без защиты глаз очень трудно переносить. В то время как при питании от БП свет не слепит. Если сравнивать по показаниям импровизированного фотоэкспонометра, то судя по отклонению стрелки лампа светит ярче раз в 10. Но, конечно, зависимость не обязательно равномерно пропорциональная.