12. Jul, 2020.
Hasan Helja

Hasan Helja


Čovek je biće prakse!

Pojam rezervnog izvora napajanja sve više se susreće kod prenosnih uređaja u različitim situacijama. Koliko i kako ih koristimo zavisi od niza faktora, često zbog preke potrebe za nekim uređajem dok smo na putu, radnom ambijentu, na aktivnom, ili pasivnom odmoru u prirodi, ili u vikendici. Principijelno, rezervno napajanje ćemo upotrebiti u situaciji kada nemamo izvor mrežnog napona ( 230 V ), ili kod svih prenosnih uređaja koji se napajaju punjivim, ili nepunjivim baterijama. Njihova ekonomičnost je najbolji putokaz gde i kako efikasno koristiti rezervno napajanje.

Od prenosnih uređaja danas najviše koristimo „pametne telefone” koji se zbog niza dodatnih funkcija, bez obzira na veći kapacitet baterije ( mAh ), često brzo isprazne, što nas ponekad dovodi u neprijatnu situaciju. Zbog toga je najbolje imati adapter koji snižava napon sa 12 V na 5 V za brzo punjenje telefona u automobilu, ili „EnerGenie“, kao dodatni akumulator velikog kapaciteta, koji u jednom pražnjenju može obezbediti nekoliko  ciklusa punjenja. Za njega je potreban odgovarajući kabal, tako da je najbolje da nam je stalno pri ruci. Ovakav rezervni izvor napajanja može se, takođe, dopuniti u toku vožnje iz automobilskog akumulatora i dobro će nam doći ukoliko smo kasnije, nakon vožnje, udaljeni od automobila.

Bežično punjenje baterija pametnih telefona, ili “Wireless Charging”, neki potrošači smatraju novijom tehnološkom inovacijom, ali nije. Primena je davnašnje ideje Nikole Tesle koja je stara preko stotinu godina. Zapravo, to je beskontaktno punjenje koje koristi načela induktivnog punjenja, a kabal je i dalje potreban na samom bežičnom punjaču. Najveća prednost ovakvog punjenja je što su uređaji i punjači različitih proizvođača kompatibilni. Jedini uslov je da oba ispunjavaju Qi standarde, propisane od Wireless Power Consortium ( udruženje velikog broja kompanija ).

Veoma često nam je u automobilu potreban dodatni adapter za laptop čiji je napon baterije iznad 12 V ( 14,5 V, 19,5 V ) pošto većina laptopova koji su stari preko tri godine brzo isprazne njihovu bateriju. Tablet uređaji se mogu puniti preko odgovarajućeg ispravljača za telefon, ali sa nešto jačim strujama ( 2A ). Oni se mogu puniti i u automobilu preko adaptera 12V/5V. Njihova sporost u radu dovela je do potrebe da se upotreba ovih uređaja sve više potiskuje zbog zamene sa telefonima koji imaju gotovo sve funkcije mini-računara. Oni nam omogućavaju kvalitetnu sliku i ton, Internet vezu u prirodi, gde smo daleko od civilizacije, tako da sigurno rezervno napajanje stvara pravi ugođaj i vezu sa porodicom. Neki pobornici boravka u prirodi odriču se takvog luksuza tako što ne nose, ili malo koriste mobilni telefon. Koliko smo na to navikli zavisi od pojedinca i njegovih potreba.

Kod korišćenja rezervnih izvora napajanja često se postavlja praktično pitanje, da li je bolje koristiti nepunjive ( alkalne i druge ), ili punjive baterije. Iako je cena punjivih baterija ( NiCd, litijum-jonske i dr. ) nešto veća od alkalnih, računica potvrđuje da je ekonomičnija njihova upotreba. Pravilnim punjenjem one se mogu koristiti dve do tri godine, a neke i duže, što znači da mogu izdržati preko hiljadu punjenja. Baterije se koriste u telefonima, tranzistorima, foto-aparatima, kamerama, svetiljkama, a izrađuju se u odgovarajućim standardnim dimenzijama. Pored valjkastih baterija različitih dimenzija koriste se i dugmaste baterije koje mogu biti punjive i nepunjive. Baterije koje nisu predviđene za punjenje ne mogu se puniti, ako to pokušamo možemo napraviti samo štetu na punjaču, ili na uređaju koji koristi bateriju. Danas su pristupačni punjači za različite vrste baterija, ali je pravilo da uvek pogledamo deklarisani napon i struju punjenja.

Nekada su bili aktuelni pretvarači napona 12V/230 V za neonsko svetlo u kamp kućicama i u vikendicama, koji se postepeno izbacuju iz upotrebe, pošto su LED sijalice koje se napajaju sa 12 V, ili 24 V daleko rentabilnije rešenje. Pored manjeg utroška energije, ovakve sijalice daju jače svetlo, dugo traju, ne greju se i sve su jeftinije. Fabrički pretvarači veće snage, koji obezbeđuju frekvenciju od 50 Hz, još uvek imaju svoje mesto za portabl televizore sa SET TOP BOX uređajem, te za male frižidere, slabija svetla i druge uređaje male snage koji se napajaju sa 230 V. Na vikendicama, gde nema mrežnog napona, najbolje rešenje je korišćenje solarnih panela koji se isplate za period od tri do pet godina, zavisno od snage i cene opreme za odgovarajući izbor panela, akumulatora i pretvarača napona.

Zaključimo da u traganju za efikasnim i racionalnim rešenjima rezervnog napajanja ima različitih mišljenja i stavova, praktičnih iskustava, ideja i preporuka, ali su ponekad i neka skupa rešenja prihvatljiva, jer se na kraju isplate. Kupovina jeftinih nepunjivih baterija je bacanje novca, a upotreba neispitanih punjača akumulatora ( koje smo kupili na pijaci ) može oštetiti svaku bateriju koja se puni. Kvalitetne punjive baterije moraju imati odgovarajuće punjače čija je cena još uvek relativno visoka, ali ćemo njihovom upotrebom obezbediti optimalan vek trajanja tih baterija. Računica potvrđuje da je daleko korisnije upotrebljavati punjive baterije za većinu prenosnih uređaja gde je to moguće, mada su neki uređaji konstruisani tako da uvek  koriste takve baterije, te da imaju odgovarajuće adaptere ( punjače ). U slučaju njihovog kvara, koji obično nastaje kada su stalno na mrežnom naponu, treba voditi računa da nađemo adekvatnu zamenu, što se posebno odnosi na laptopove i mobilne telefone.

Tagovano

Među nekada zanimljivim, a danas još uvek aktuelnim konstrukcijama mojih bivših učenika koji su izlazili na prestižna takmičenja iz elektronike bili su uređaji kojima se efikasno štiti od insekata i glodara. Jedan isproban uređaj takve vrste napravila je Jasmina Nikolić, danas diplomirani geodeta koja je, kao većina perspektivnih mladih ljudi koji ne mogu da se zaposle u svojoj struci u zemlji, svoje uhlebljenje našla u inostranstvu. Svedoci smo koliko godišnje takvih školovanih mladih ljudi odlazi vani „trbuhom za kruhom“, koji uglavnom ne misle da se vrate. Ovaj članak je samo lepa i setna uspomena na bivšu učenicu koja je volela da se bavi primenjenom elektronikom i konstruktorskim radom.

Jasmina je imala poseban znalački smisao za humor pa je, između ostalog, na času sekcije „Mladi fizičar“ predložila da se za glodare „iz humanih razloga“ ne primenjuju otrovi, već nešto što će ih rasterati. Otrov nije zdrav ni za ljude, pogotovo za decu, ili domaće životinje. Ali, je vrlo siguran! Ubija miševe sa garancijom! To je najčešće neka crvena pšenica koja kasnije deluje na krvotok miševa. Nabavlja se u poljoprivrednim apotekama. Najnoviji oblik zaštite od insekata i glodara je zaštita ultrazvukom. Nešto slično kao zaštita od pasa, komaraca, ili krtica. Da pojasnimo, mi ne uništavamo slatke male miševe, ili dosadne komarce. Mi ih samo rasterujemo tako što prostor u kome boravimo popunjavamo visokim tonom promenljive frekvencije. Taj ton nečujan je za ljude. Njegova frekvencija je iznad granice do koje ljudsko uho može da čuje. Frekvencija tog tona je nepravilno promenljiva tako da se miševi vremenom ne priviknu na nju. Takav ton je nesnosan za miševe, bube, kao i za komarce koji se brzo razbeže.

 RK3339

Električna shema rasterivača glodara ( RK3339 )

Rasterivač je konstruisan sa IC kolom NE555 ( pogledati sliku IC ) koje je poznati oscilator, tajmer. Na nožicu 1 dovodi se minus ( - ), a na nožice 4 i 8 plus ( + ) pol napajanja. Kristalni, ili obični zvučnik spojen je na izvod 3 preko elektrolitičkog kondenzatora kapaciteta 1 µF. Oscilatorsku RC grupu čini kondenzator 1 nF na pinovima 2 i 6 i otpornik 15 kΩ i 1 kΩ na pinovima 6 i 7. Napajanje je iz gradske mreže  napona 230 V preko transformatora manje snage ( do 2 W ) sa 6 V na sekundaru i 4 diode u grec-spoju za ispravljanje. Napon se filtrira sa elektrolitičkim kondenzatorom kapaciteta 1000 µF. Sa transformatora spaja se kondenzator kapaciteta 220 nF preko otpornika 15 kΩ na pin 5, čime se signal moduliše sa 50 Hz. Tako se na izlazu dobija frekvencija zvuka od 20 do 40 kHz sa korakom od 50 Hz. Ne može se koristiti običan, već piezo zvučnik za tonove visoke frekvencije. Preporučljivo je da se upotrebi ultrazvučna kapisla oznake “UST40T”, koja je konstruisana baš za 40 kHz, a nalazi u navedenom kompletu ( RK3339 ).

Ispitivanje gotovog uređaja može se vršiti, pre svega, frekvencometrom koji se spaja na priključke zvučnika gde treba da pokaže frekvenciju od 20 do 40 kHz koja najviše zavisi od vrednosti kondenzatora C1. Jednostavniji način kontrole frekvencije uređaja je ugradnja tastera i kondenzatora C6. Pritiskom na taster kondenzator C6 od 10 nF spaja se paralelno kondenzatoru C1 od 1 nF i u zvučniku se dobija ton visine 1000 Hz što je znak da uređaj ispravno radi. Ceo uređaj je nakon spajanja i lemljenja po navedenoj shemi spakovan u odgovarajuću plastičnu kutiju iz koje zvuk možemo usmeriti u određenom pravcu i smeru.

U praksi se, pored pristupačne cene delova, uređaj dobro pokazao kao rasterivač komaraca, dok je u seoskim domaćinstvima, gde ima ostataka poljoprivrednih proizvoda i domaćih životinja, veoma efikasan protiv glodara. Uređaj može biti stalno uključen u mrežu, a njegov zvuk promenljive visoke frekvencije ne smeta čoveku i njegovom zdravlju, mada ga osete i neke životinje koje imaju veći prag čujnosti, ali je prednost relativno mali domet zvuka visoke frekvencije.

 Izvor saznanja: “Mala škola elektronike”, treće dopunjeno izdanje, Vladimir D. Krstić i Željko V. Krstić, Beograd 2002. godine, strana 77 – 79.

 

 

U mom nedavnom autorskom članku na ovom portalu ( 21.01.2019. ) pisao sam o nekim prednostima sporog punjenja akumulatora sa potpunom kontrolom napona i struje punjenja koja se donekle razlikuje od vrste i konstrukcije akumulatorske baterije. Povod analizi i detaljnijem istraživanju ove problematike bila je promotivna gradnja dva brza punjača koju je u pripremi realizacije podgrejao uvaženi doktor energetske elektronike iz Beograda, gospodin Slavko Radosavljević, koji se godinama bavi ovom temom. Brzi punjači takve vrste, koji   snižavaju naizmenični napon pomoću dijaka i trijaka, a potom ga ispravljaju preko grec-spoja pokazali su se u proveri nesigurnim i nepredvidivim prilikom punjenja akumulatora. Jedina dobra strana im je što brzo napune svaku bateriju, ali je, ipak, oštete posle nekoliko punjenja. Eksperimenti su vršeni sa olovnim i sa NiCd akumulatorom sa namerom da se detaljno ispita i analizira priroda problema.

brzipunjac

Komparativna shema sporog i brzog punjača Acu baterije

 Prema navedenoj šemi, koja je rezultat mog eskperimentisanja na radnom stolu, sagrađen je u istoj kutiji spori i brzi punjač akumulatora. Spori punjač ima transformator, dvostrano ispravljanje, nekoliko stabilizatora napona ( IC )  i njegovu filtraciju. Njime se prilikom punjenja postiže do 5 A jačine struje sa bilo kojim odabranim naponom, dok brzi punjač može dati do 20 A, pri čemu se akumulator veoma brzo napuni ( 5 - 10 min. ), ali se kod struje preko 5 A javljaju burne hemijske reakcije na pločama olovnog akumulatora, što može dovesti do ključanja elektrolita. Kod NiCd i litijum-jonskih baterija, zbog protoka jake struje, dolazi do grejanja. Ako je veća struja, kraće je vreme punjenja, ali je izvesnije oštećenje naponskih ćelija bilo kog akumulatora. Na Acu bateriji naznačeni su propisani napon i struja punjenja i bilo kakvo prekoračenje tih vrednosti dovodi do neželjenih posledica. Sa nekoliko brzih punjenja i pražnjenja čeličnog ( NiCd ) akumulatora primetio sam promenu kapaciteta ( Ah ), što se nije moglo odmah primetiti na olovnom akumulatoru koji je nešto “otporniji” na jače struje.

Najveći nedostatak brzog punjača bez transformatora je prisustvo visokog napona na samom izlazu, što se može delimično izbeći načinom koji je detaljno opisan u mojim ranijim člancima o ovom punjaču. Drugi problem je fluktuacija napona u mreži, koji zavisi od njenog opterećenja, što dovodi do malih promena napona i na izlazu grec-spoja. Rešenje bi bilo da se ugradi precizan stabilizator naizmeničnog napona, što poskupljuje troškove konstrukcije. Neka fabrička rešenja brzih punjača, koji su trenutno prisutni na tržištu, najbolja su varijanta ako želimo da imamo na raspolaganju brzi punjač. Gradnja ovakvog brzog punjača, bez transformatora, nije preporučljiva, prvo zbog mera bezbednosti, a i zbog neminovnog oštećenja ćelija akumulatora. Možda će neka nova rešenja akumulatorskih baterija dati mogućnost primene brzog punjenja bez vidnog oštećenja ćelija. Nakon niza eksperimenata i komparativnog ispitivanja dve varijante punjenja ( sporo i brzo - pogledati slike ) opredelio sam se za varijantu koja nosi manje rizika i mogućnost potpune i sigurne kontrole napona i struje punjenja. Suština problema bazira se na primeni poznate formule: q = I * t , te konstrukcije akumulatorske baterije, vrste elektrolita i dozvoljenih vrednosti napona i struje punjenja koje se, zbog znatnog skraćenja vremena punjenja, ne mogu nikako zanemariti. Na kraju, nikako ne treba zaboraviti potrebne mere bezbednosti zbog prisustva VN komponente struje u celom kolu ovog ispravljača.

PokloniIOtpadSkloni