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

[Igiit]

Ecco il modello 3D dell'ultima versione del circuito:

Ho evidenziato con un ellisse gialla il componente critico di difficile stagnatura di cui accennavo nel precedente messaggio.
Le resistenze sono quasi tutte nel formato SMD1206 ma ho usato un'impronta universale che permette di usare anche le classiche through hole da 2 mm di diametro.

 

[Cesga]

Ciao Igi,

Ho scaricato ed installato kikad quindo penso di poter "leggere" i tuoi schemi, anche se devo prendere confidenza col software.

Si certo sono interessato anche al tuo "caricatore professionale". Se mi dai qualche dritta su dove recuperare i componenti, il micro a quel costo e il PCB double layer, mi fai avere i tuoi disegni provo a realizzarlo.
E' molto tempo che non faccio più realizzazioni elettroniche e i vecchi negozi dove ,mi rifornivo sono scomparsi. Di fornitori online di questo tipo e affidabili non ne conosco.
Ti serve una mano per realizzare anche un certo numero di PCB del carica scarica?.
In ogni caso per l'esecuzione dei test ci sono.

 

[Igiit]

Ciao Cesare.
Qui c'è la cartella zippata con il progetto kikad :
eload.zip - Google Drive

lo scompatti in una cartella, lanci kikad, clicchi su "File:apri progetto" e selezioni "eload.pro" dalla cartella scompattata. Facendo doppio click su eload.sch si apre l'editor dello schema elettrico.

Di fornitori internazionali affidabili ce n'è 4 o 5, i giganti mondiali sono Mouser ( Mouser Electronics - Distributore Componenti Elettronici) , Farnell (Farnell element14 Italia - distributore di componenti elettronici) ed rs.online.

Il più fornito è probabilmente Mouser, fornitore Texano con sede anche in Europa, in 3 giorni hai la merce a casa e sopra i 50€ non paghi la spedizione.

Ci risentiamo domani

 

[Cesga]

Ho appena scaricato la cartella. Purtroppo oggi non avrò molto tempo, ma appena posso analizzo il tutto e mi organizzo per recuperare il materiale.
Ti domando soltanto se il progetto del PCB è definitivo e possiamo contattare i cinesini realizzatori di PCB o è necessaria ancora qualche rifinitura.
Appena mi darai l'Ok mi attiverò per la realizzazione. Naturalmente i miei tempi non sono rapidi come i tuoi, fatico un po per capirci qualcosa: porta pazienza.

 

[Igiit]

Se il chip per la carica della batteria si dimostrerà stagnabile a mano (dovrebbe arrivare a ore o giorni) il circuito potrebbe essere definitivo.

 

[Cesga]

Bene quando mi darai l'ok mi attiverò. CI accorderemo su come procedere, nel frattempo mi studio i tuoi schemi per trovarmi pronto al via.

 

[Igiit]

Bene quando mi darai l'ok mi attiverò. CI accorderemo su come procedere, nel frattempo mi studio i tuoi schemi per trovarmi pronto al via.

Riguardo lo schema elettrico, è suddiviso in tre fogli. Quello principale che ve quando lo apri è il circuito del carico elettronico. Nel secondo foglio c'è il caicabatterie e i dur regolatori di tensione che forniscono 3.3 e 5 volt

Nel terzo foglio ci sono le connessioni al micro.

Ti conviene partire dal carico elettronico. Tieni presente che la batteria và collegata al "Load"

 

[Igiit]

Aggiornamento.

Ieri ho fatto delle prove di saldatura manuale del circuito caricabatterie che avevo scelto, il MAX846. Notizia buona: riesco a stagnarlo. Notizia cattiva: probabilmente su 10 circuiti da stagnare, almeno 2 due andrebbero male.

Il MAX846, lo vedete in foto vicino ad uno regolatore 7805,

è un circuito integrato molto piccolo ed i suoi 16 piedini hanno interasse di 0.6 mm. Ciò implica grandi difficoltà in fase di saldatura. Ho provato a stagnare 4 piedini per parte su una basettina e ci sono riuscito usando una lente 5X per svolgere il lavoro. Allego qualche foto (tutte fatte con la lente d'ingrandimento 5x) delle fasi necessarie :


L'integrato appoggiato sopra alla basetta, prima di iniziare

Deposito dello stagno sulle piazzole del pcb

Posizionamento dell'integrato sulle piazzole pre-stagnate

Infine, mediante riscaldamento delle piazzole con lo stagnatore, stagnatura dei piedini.

Ho verificato la continuità elettrica e la presenza di eventuali corti: tutto bene. Ma l'operazione richiede pazienza certosina e bisogna lavorare costantemente con la lente.
Secondo mè almeno 2 operazioni su 10 potrebbero non andare a buon fine.

 

[Igiit]

Ritengo pertanto che il MAX846 non sia la soluzione ottimale per il progetto del carica/scarica batterie fatto in casa: troppi scarti.
E'l'unico circuito potenzialmente stagnabile a mano che consente una regolazione continua attraverso il micro-controllore della corrente di carica.
Ora, se Cesare (@Cesga) avesse una soluzione per la stagnatura del MAX846, si potrebbe dare il via alla costruzione.


L'alternativa.
In questi giorni ho sviluppato un semplice circuito caricabatterie fatto con componenti discrete e controllato dal micro, ho sviluppato il codice di controllo ed ho fatto diversi esperimenti di carica.
Ho scoperto una cosa davvero interessante, che ha una valenza piuttosto generale.

Ho sempre pensato che aumentando la corrente di carica nella fase di carica a corrente costante, la cella LiIon si caricasse più velocemente. Ero convinto cioè che caricando a 2A si stesse circa 4 volte di meno che caricando a 0.5A, ma che non si usassero correnti troppo alte semplicemente per non stressare troppo la cella. Per questo motivo, cioè per velocizzare l'operazione di carica, avevo pensato di usare un circuito in grado di caricare fino a 4A.
Beh, grazie alla sperimentazione ho scoperto che non è proprio così. In pratica succede che, usando correnti di carica elevate, la fase di carica a corrente costante dura pochissimo, ma poi la fase di carica a tensione costante di 4.2V dura moltissimo. Ad esempio, caricando una HG2 a partire da 3.2 V (più o meno la situazione di carica in cui si trovano le celle quando le box ce le danno scariche), a 2A, succede che in pochi minuti si raggiungono i 4.2V e quindi si deve passare alla fase di carica a tensione costante e questa dura circa 4 ore. Caricandola invece a 500mA, la fase a corrente costante dura circa un'ora e poi la fase a tensione costante dura circa 3 ore. In entrambi i casi la carica dura circa 4 ore.


In altri termini, penso che non valga la pena di spendere tempo ed accettare difficoltà eccessive per costruire un caricatore particolarmente sofisticato da inserire nel circuito per le prove di scarica ciclica.
Potremmo quindi optare per un caricatore standard ed avrei individuato un integrato, Il Ti BQ21040 (BQ21040DBVT Texas Instruments | Mouser),
che costa poco più di 1 € , che può arrivare a 0.8A e che fa tutto lui in massima sicurezza.

 

[Igiit]

Per quanto riguarda l'organizzazione dei lavori per la costruzione del circuito, vi faccio la seguente proposta. In settimana, presa la decisione finale sulla parte caricabatteria, ordinerei io 5 prototipi di PCB su pcbway. Nel giro di 6/7 giorni dovrebbero arrivare . Qualche ora per montarne una e metterla in funzione ed un paio di giorni per i test preliminari. Se tutto funzionasse a dovere si partirebbe con la fase 2: si potrebbe provvedere all'ordine di 10/20 pcb e all'ordine dei componenti elettronici (con tutti gli sconti dovuti all'ordine più grosso che spesso sono rilevanti); nel contempo si dovrebbero ricuperare/fabbricare i contenitori. Per gli aspetti organizzativi della fase 2 lascerei tutto ad uno di voi, che io sono un disastro totale.


Per quanto riguarda il sofware di controllo del micro, la prima versione la faccio io (praticamente è già funzionante, manca solo il controllo della parte caricabatterie) ma poi chiunque voglia metterci le mani è il benvenuto in quanto il mio ambito di competenza nella programmazione è tutt'altro e sui micro sono un programmatore del tutto improvvisato.