[DIY] UN CIRCUITO PER ESEGUIRE LE PROVE DI SCARICA DELLE CELLE LILON

[Igiit]

Aggiungo che con il chip della texas ( Il Ti BQ21040 (BQ21040DBVT Texas Instruments | Mouser),) si potrebbe anche costruire un bel caricatore da 2 o 4 slot con un involucro metallico a prova di fuoco ed un sensore di temperatura per ogni cella.
Il costo sarebbe quello di un BQ2104 per ogni slot (1€ per slot), quella dell'involucro, un mezzo € per ogni termistore (uno per ogni slot) e diciamo altri 2/3 € per componenti accessorie tra cui la presa usb, oltre al costo del portabatterie che se fatto in casa sarebbe irrilevante e meglio della maggior parte dei portabatterie 18650 in circolazione. C'è nessuno che vorrebbe portare avanti un tale progetto? (@Wildhoney ad esempio che è abile nelle costruzioni meccaniche)

Poi lo vendiamo (in scatola di montaggio) che tutti vorrebbero un caricabatterie da usare tranquillamente anche di notte mentre si dorme, senza doversi preoccupare di incendiare la casa.
Potrebbe distribuirlo Lorenzo (@Tabac). In scatola di montaggio non dovrebbe nemmeno servire una certificazione CEI.

 

[Tabac]

Io posso tranquillamente provvedere alla distribuzione

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[Igiit]

Io posso tranquillamente provvedere alla distribuzione

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@Tabac: Lorenzo pensaci un pò sopra. Quanti vapers (consapevoli) vorrebbero un caricabatterie da poter tranquillamente utilizzare per caricare le celle durante la notte? Secondo mè tanti. Naturalmente ad un prezzo non proibitivo. Diciamo che con 8€ si fà il circuito (molto meno per grandi numeri) . Rimane il costo del contenitore metallico.

 

[cloud78]

Sta cosa del caricabatterie mi interessa parecchio mi offro volontario ad acquistare il primo prototipo... non scherzo eh! Un 4 slot sarebbe perfetto

 

[Igiit]

Oggi ordino il pcb su pcbway: 10 pezzi a 10€ + spese spedizione.
Alla fine ho optato per il chip BQ21040 come caricabatterie. E' miniaturizzato ma non troppo ed i piedini hanno interasse di 1 mm e quindi stagnabili a mano.
Ho trascorso il week end a provarlo sul campo facendogli caricare 3 LiIon in stati di carica diversi ed è andato tutto bene. Confermo che è banalmente utilizzabile anche per costruire un caricabatterie dedicato aggiungendo due condensatori da 1u ed una resitenza per configurare la corrente di carica. Tra l'altro è in grado di controllare anche la temperatura della cella interrompendo la carica se la cella si scalda oltre i 45°C o se è troppo freddo.


Contestualmente ordinerò da Mouser anche 2 set di componenti per popolare il pcb. Mouser consegna in 2 gg, mentre PCB con DHL ci mette 4/5 giorni per cui se siamo fortunati fra 7 giorni circa avrò un circuito funzionante su cui lavorare al software.

 

[Cesga]

Igi, hai un aggiornamento degli schemi e del PCB con il nuovo chip?

 

[Igiit]

Igi, hai un aggiornamento degli schemi e del PCB con il nuovo chip?

Si caro Cesare, appena riesco li posto.

Ho semplificato l'alimentazione che adesso ha il solo ingresso a 12V/1A fornito da una miriade di alimentatori da muro (tipo quelli del telefonno, ma da 12V).
Praticamente uso un classico regolatore 7806 per portare i 12V a 6V e con questi alimento un convertitore DC/DC che fornisce 5V con grande precisione e stabilità a tutti gli operazionali al micro ed al caricatore
Ho aggiunto un fusibile da 1.5A.
Ho portato su piedini alcuni pin non usati del micro che potrebbero essere utili in futuro, se si volesse aggiungere uno schermo lcd, un paio di pulsanti per fare la regolazione dei parametri, ed eventualmente un modulo di memoria (una scheda SD) per svincolarsi dal collegamento con il PC.

 

[Igiit]

ecco il link al progetto kikad zippato: eload.zip - Google Drive

 

[Cesga]

Grazie Igi. Gentilissimo ed efficiente, scarico e studio.

 

[Igiit]

Rieccomi.
Avrete pensato che avessi abbandonato il forum visto il silenzio degli ultimi 10 giorni.
Ebbene no, non è così facile liberarsi di me.


PCB e componenti sono arrivati in tempi record (pcb da pcbway fabbricato in 24 ore, spedito ed arrivato 48 ore dopo a casa, incredibile).
Appena arrivato il tutto ho fatto un full immersion di 3 giorni assemblando un circuito e bruciandolo alla prima prova (per un corto), assemblando un secondo circuito e sperimentando.
Qualche errore nel progetto l'ho fatto.
Errori di poco conto ( ho scambiato due pin dei due transistor), errori un pò più gravi (il connettore per la cella troppo piccolo in dimensioni per sopportare i 30A e piste troppo sottili in alcuni punti) ed errori concettuali (quando la tensione della cella in fase di scarica và sotto i 3 volt, il mosfet che fà da interruttore tende a disattivarsi).

Allego alcune foto

Il pcb visto da sotto e da sopra

Circuito completo con dissipatore costituito da una lama in ottone da 10 mm di spessore con i mosfet di potenza attaccati su un lato ed un dissipatore ricuperato da vecchio pc dotato di ventola

Ed infine una vista dettagliata ed annotata del circuito

L'ellisse in giallo evidenzia lo scambio dei pin dei transistor necessario per rimediare all'errore sul pcb.
Le aree circondate da ellissi rosse sono quelle che scaldano troppo a causa delle dimensioni insufficienti delle piste.



Comunque sia i problemi si fanno sentire solo sopra i 10A di scarica e per alcuni minuti posso arrivare anche a 20A raffreddando il circuito con una ulteriore ventola per cui sono riuscito a sviluppare il software d controllo.
La sezione di carica della batteria funziona a dovere.

E adesso?
Ho speso gli ultimi giorni a risolvere il problema più serio, quello che si verifica quando la tensione sotto carico scende sotto 3V. Credo d aver risolto cambiando il mosfet incriminato (con un più economico N-channel) e pilotando il gate con i 12 volt dell'alimentazione esterna attraverso uno switch apposito . Lunedì Martedì mi arriva il nuovo mosfet e switch e quindi potrò provarlo. Nel frattempo ho rivisto l progetto del pcb aumentando le dimensioni delle piste.


La sperimentazione che ho fatto fino ad oggi mi permette di essere ottimista sulla parte restante del circuito. La soluzione adottata per la dissipazione dei mosfet di potenza funziona alla grande: a 10 A la barra di ottone non supera i 28 °C, mentre a 20A và intorno ai 35° (tenete presente che i mosfet possono arrivare intorno ai 175 °C senza danneggiarsi).

Il controllo della scarica è estremamente preciso (al contrario di ciò che succedeva con i prototipi su millefori).Per dare un idea, se prescrivo un ciclo di scarica del tipo 5 secondi a 15 A e 30 secondi di pausa fino ad esaurimento della cella, la corrente misurata nei 5 second ON si discosta dai 15A di circa 50 mA, meno dell'1%.

Nel nuovo pcb ho previsto la possibilità di inserire non solo il teensy3.2 ma anche il teensy 3.6 che monta a bordo un lettore di schede SD. Ciò consentirà di eseguire le prove senza la necessità di mantenere collegato un PC al dispositivo, salvando direttamente i dati su una SD card.