鉛蓄電池は何年も前に導入されましたが、性能が高く低コストであるため、現在でも主に自動車産業で使用されています。それらは、市場で入手可能な他の従来のバッテリーよりも好まれる高電流供給容量で有名です。バッテリーのタイミングを最大化し、長寿命を確保するには、バッテリーを適切に充電および放電する必要があります。このプロジェクトでは、市販されている電子部品を使って鉛蓄電池の充電回路を作ります。
鉛蓄電池充電器
LM7815 ICを使用してバッテリー充電回路を作成するにはどうすればよいですか？
プロジェクトを開始するための最良のアプローチは、コンポーネントのリストを作成し、これらのコンポーネントの簡単な調査を行うことです。コンポーネントが不足しているという理由だけでプロジェクトの途中にとどまりたくないからです。ブレッドボード上でコンポーネントを組み立てると、コンポーネントがブレッドボードから外れて回路が短くなる可能性があるため、ハードウェア上で回路を組み立てるにはプリント回路基板が推奨されます。PCBが推奨されます。
ステップ1：コンポーネントの収集（ハードウェア）
- 1n4007ダイオード（x7）
- LM7815電圧レギュレータIC（x1）
- 1n4732ダイオード（x1）
- 10kオーム抵抗（x1）
- 50kオームポテンショメータ（x1）
- 1.5kオーム抵抗（x2）
- 1kオーム抵抗（x2）
- NPNミディアムパワートランジスタD882（x1）
- 1.2kオーム抵抗（x1）
- 1オーム抵抗（x1）
- 12VDCリレー
- ドライバー
- ミニヒートシンク
- 9V DCバッテリー（x2）
- 9Vバッテリークリップ（x2）
- LED（x4）
- 接続線
- FeCl3
- プリント回路基板
- ホットグルーガン
ステップ2：必要なコンポーネント（ソフトウェア）
- Proteus 8 Professional（からダウンロードできます ここに ）
Proteus 8 Professionalをダウンロードした後、その上に回路を設計します。初心者が回路を設計してハードウェアに適切に接続するのに便利なように、ここにソフトウェアシミュレーションを含めました。
ステップ3：ブロック図
ブロック図は、読者の便宜のために作成されているため、読者はプロジェクトの動作原理を段階的に簡単に理解できます。
ブロック図
ステップ4：動作原理を理解する
バッテリーを充電するために、入力側の電圧は次のようになります。 降りた 最初に、それから 修正済み 次に、一定のDC電源を維持するためにフィルタリングされます。次に、回路の出力側にある電圧がに供給されます。 電池 充電したいこと。電源には2つのオプションがあります。 1つは 交流 もう1つは DC 。回路を設計する人の選択です。直流電池をお持ちの方はご利用いただけますが、変圧器を使用して交流を直流に変換すると回路が複雑になるのでお勧めです。 DCバッテリーがない場合は、AC-DCアダプターを使用できます。
ステップ5：回路の分析
回路の大部分は、 ブリッジ 左側の整流器。 220V ACは入力側に印加され、18VDCに降圧されます。 AC電圧を印加する代わりに、回路を操作するための電源としてDCバッテリーを使用することもできます。その入力電圧は、ACかDCかに関係なく、 LM7815 電圧レギュレータとコンデンサを接続して電圧を浄化し、純粋な電圧をさらに印加できるようにします。 リレー。 コンデンサを通過した後、電圧がリレーに入り、回路に接続されているアプライアンスが充電を開始します 1 オーム 抵抗器。バッテリーの充電電圧がつまずきのポイント、たとえば14.5Vに達すると、ツェナーダイオードが始動します。 伝導 トランジスタに十分なベース電圧を与えます。この伝導により、トランジスタは飽和領域に入り、出力は次のようになります。 高い 。その高出力により、リレーがアクティブになり、アプライアンスが電源から切断されます。
ステップ6：回路のシミュレーション
回路を作成する前に、ソフトウェアですべての読み取り値をシミュレートして調べることをお勧めします。私たちが使用しようとしているソフトウェアは プロテウスデザインスイート 。 Proteusは、電子回路をシミュレートするソフトウェアです。
- Proteusソフトウェアをダウンロードしてインストールしたら、それを開きます。をクリックして新しい回路図を開きます ISIS メニューのアイコン。
ISIS
- 新しい回路図が表示されたら、をクリックします。 P サイドメニューのアイコン。これにより、使用するすべてのコンポーネントを選択できるボックスが開きます。
新しい回路図
- 次に、回路の作成に使用するコンポーネントの名前を入力します。コンポーネントが右側のリストに表示されます。
コンポーネントの選択
- 同様に、上記と同様に、すべてのコンポーネントを検索します。それらはに表示されます デバイス リスト。
コンポーネントリスト
ステップ7：PCBレイアウトの作成
PCB上にハードウェア回路を作成するので、最初にこの回路のPCBレイアウトを作成する必要があります。
- ProteusでPCBレイアウトを作成するには、最初にPCBパッケージを回路図のすべてのコンポーネントに割り当てる必要があります。パッケージを割り当てるには、パッケージを割り当てるコンポーネントを右クリックして、[ パッケージングツール。
- トップメニューのARIESオプションをクリックして、PCB回路図を開きます。
ARIESデザイン
- コンポーネントリストから、回路をどのように見せたいかを示すデザインで、画面上のすべてのコンポーネントを配置します。
- トラックモードをクリックし、ソフトウェアが接続するように指示しているすべてのピンを矢印で接続します。
ステップ8：回路図
PCBレイアウトを作成すると、回路図は次のようになります。
回路図
ステップ9：ハードウェアのセットアップ
ソフトウェアで回路をシミュレートしたので、完全に正常に動作しています。次に、コンポーネントをPCBに配置します。ソフトウェアで回路をシミュレーションし、PCBレイアウトを作成した後、回路レイアウトをバター紙に印刷します。 PCBボードにバター紙を置く前に、PCBスクレーパーを使用してボードをこすり、ボード上の銅層がボードの上部から減少するようにします。
銅層の除去
次に、バター紙をPCBボードに置き、回路がボードに印刷されるまでアイロンをかけます（約5分かかります）。
PCBボードのアイロンがけ
これで、回路がボードに印刷されると、FeClに浸されます。3ボードから余分な銅を取り除くためのお湯の溶液、プリント回路の下の銅だけが残されます。
PCBエッチング
その後、PCBボードをスクレーパーでこすり、配線が目立つようにします。次に、それぞれの場所に穴を開け、コンポーネントを回路基板に配置します。
PCBに穴を開ける
ボード上のコンポーネントをはんだ付けします。最後に、回路の導通を確認し、どこかで不連続が発生した場合は、コンポーネントのはんだを取り除き、再度接続します。電子機器では、導通テストは、電気回路をチェックして、電流が目的のパスに流れているかどうかをチェックすることです（確実に回路全体であるかどうか）。導通テストは、選択した方法に小さな電圧（LEDまたは圧電スピーカーなどの騒動を発生させる部品と配置して配線）を設定することによって実行されます。導通テストに合格した場合は、回路が希望どおりに適切に作成されていることを意味します。これで、テストの準備が整いました。バッテリーの端子が回路から外れないように、バッテリーのプラス端子とマイナス端子にホットグルーガンを使用してホットグルーを塗布することをお勧めします。
導通チェック用のDMMの設定
ステップ10：回路のテスト
PCBボード上でハードウェアコンポーネントを組み立て、導通を確認した後、回路が正しく機能しているかどうかを確認する必要があります。回路をテストします。この記事に記載されている電源は18VDCバッテリーです。ほとんどの場合、18Vバッテリーは利用できず、慌てる必要はありません。 2つの9VDCバッテリーを接続することで18Vバッテリーを作成できます シリーズ 。ポジティブを接続します （ネット） バッテリー1のワイヤーをマイナスに （ブラック） バッテリー2のワイヤーと同様に、バッテリー2のマイナスワイヤーをバッテリー1のプラスワイヤーに接続します。簡単にするために、サンプル接続を以下に示します。
直列接続
曲がる前に オン 回路は、デジタルマルチメータを使用して電圧を記録します。 DMMをに設定します ボルト 充電が必要な鉛蓄電池のプラス端子とマイナス端子に接続します。電圧ターンを書き留めた後 オン 回路、ほぼ30分待ってから、電圧を書き留めます。電圧が上昇し、鉛蓄電池が充電状態になっていることがわかります。この回路は鉛蓄電池でもあるため、自動車のバッテリーでテストできます。
ステップ11：回路の校正
適切に充電するには、回路を校正する必要があります。ベンチ電源の電圧を15Vに設定し、回路のCB +およびCB-ポイントに接続します。まず、キャリブレーションのためにジャンパーを位置2と3の間に設定します。その後、ドライバーを手に取り、回転させます ポテンショメータ （50kオーム）まで 導いた 左側に曲がる オン 。さあ、 オフ 電源を供給し、ポイント1とポイント2の間にジャンパーを接続します。回路を調整したので、鉛蓄電池を充電できるようになりました。校正中に設定した15Vは つまずく/つまずく 回路のポイントとバッテリーは、この時点でその容量の約80％を充電します。 100％充電する場合は、LM7815を取り外す必要があり、18Vが電源から回路に直接供給されます。バッテリーが損傷する可能性があるため、まったくお勧めしません。
