Pre nekoliko dana komšija me zamolio da mu napunim automobilski akumulator koji je star preko tri godine. Podsetio sam ga da je akumulator možda odradio svoje i upotrebio sam punjač koji ima zaštitu od kratkog spoja. Mereni napon pre punjenja bio je 10,2 V što je na granici dozvoljenog minimuma kod potpune ispražnjenosti Acu baterije. Punjač je za kratko vreme pokazao da je baterija bila verovatno u kratkom spoju, tako da se akumulator nije mogao napuniti, niti služiti za dalju upotrebu. Što je najgore, komšija je posle probao paliti automobil na guranje pri čemu je mogao oštetiti alternator, pa i elektroniku automobila koja zahteva stabilno napajanje.

Većina vozača mora znati osnovno, da se zatvoreni akumulatori retko moraju dopunjavati, odnosno samo kada su nepažnjom, ili dugim stajanjem ispražnjeni, pa ne mogu da pokrenu elektropokretač ( „anlaser“ ) automobila. Prilikom punjenja akumulatora najbolje je da ga skinemo, vodeći računa o elektronici sa kodnim oznakama, kao što su radio-aparati i drugi uređaji. Punimo ga nekoliko sati proverenim punjačem uz moguću kontrolu napona i struje punjenja. Vreme punjenja zavisi od kapaciteta akumulatora koji se izražava u Ah ( q = I * t ), odakle je t = q / I. Primera radi, ako je Acu baterija od 45 Ah potpuno ispražnjena, a punimo je strujom od 5 A, vreme punjenja će biti oko 4,5 h. Pored sporih, postoje i tzv. brzi punjači, kao što je punjač prikazan na priloženim slikama. Postoje različita mišnjenja, da li puniti brzim, ili sporim punjačem. Moje dugogodišnje iskustvo govori da je uvek bolje upotrebiti spori punjač, jer brzi punjači mogu, a ne moraju, oštetiti ćelije akumulatora, što sve zavisi od njihove konstrukcije koja se razlikuje od proizvođača, ali kvalitet diktira i cenu akumulatora.

Akumulator se ne sme prepunjavati, niti puniti sa naponom koji dovodi do ključanja elektrolita, jer hermetički zatvoren akumulator može eksplodirati, a kod običnog olovnog akumulatora može doći do izbacivanja kiseline prilikom ključanja elektrolita. Da bi se to predupredilo moramo voditi računa o samom punjaču, koji napon daje i koliko ampera obezbeđuje prilikom punjenja.

Na kraju, uvek treba trezveno razmisliti da li je uvek neohodno dopunjavanje akumulatora, jer se on najstabilnije puni preko elektronike alternatora koji ima doziran napon i jačinu struje prema propisanom kapacitetu baterije. Ako ne mogu da pokrenu automobil, mnogi pribegavaju guranju, ili prespajanju napojnih kablova sa drugog vozila. Dopunjavanje je varijanta ako imamo kvalitetan punjač. Mnogi zaboravljaju da akumulator ima svoj vek trajanja i da ga treba zameniti za kratko vreme posle isteka garancije. Guranje automobila i prespajanje kablova, takođe, mogu oštetiti elektroniku automobila, ili dovesti do preskakanja zupčastog remena, što dovodi do velikih kvarova na radilici i ventilima. Neki automobili su veoma osetljivi na takve radnje palenja hladnog motora i potpuno praznog akumulatora.

U nekoliko ranijih članaka na ovom portalu pisao sam o prednostima rezervnog napajanja koje se koristi za svetlo tamo gde nemamo mrežu, niti  druge mogućnosti izvora električne struje. U ovom članku neću se detaljno baviti konstrukcijom rezervnog napajanja koje je u potpunosti ručne izrade i koje uspešno parira većini boljih fabričkih, jer je minijaturni akumulator „izdržao“ preko tri godine stalne upotrebe, uglavnom posluživši pri nestanku struje u gradskoj mreži, kada nam je preko potrebno noćno svetlo.

Povod za pisanje o uređaju je dotrajao akumulator čiji je rok upotrebe  nedavno prošao, tako da je trebalo doneti racionalnu odluku, da li sve odložiti kao elektronski otpad, ili kupiti odgovarajući novi akumulator i nastaviti upotrebu ispravne elektronike rezervnog napajanja. Poredeći neke fabričke uređaje u zgradi u kojoj stanujem i ovu konstrukciju zaključio sam da vek trajanja većine ugrađenih akumulatora najviše zavisi od kvaliteta njihovog napajanja koje kod fabričkih nije dimenzionisano za dužu eksploataciju. Većina elektroničara, sa kojima redovno kontaktiram  i sarađujem u razmeni stručnih mišljenja, principijelno se slažu u jednom, da tu ima prepoznatljive namerne proizvođačke kalkulacije sa tempiranim rokom upotrebe nekih proizvoda, ali da i dalje sve zavisi od visine njihove cene.

Ovaj uređaj napravljen je tako da se najveća pažnja posvetila napajanju akumulatora kod koga su merenjem dimenzionisani i prilagođeni napon i jačina struje, tako da nikada nije dolazilo do prepunjavanja Acu baterije, jer napon punjenja nije prelazio granice ispod 10 V i iznad 14,8 V. Zbog gotovo stalne uključenosti u mrežu podešena je manja struja punjenja tako da se akumulator stalno dopunjavao i bio je spreman u slučaju nestanka struje. Konstrukcija konvertora napona urađena je sa jednim tranzistorom tipa 2N3055 na hladnjaku, koji služi u oscilatornom kolu primarnog namotaja, nekoliko otpornika i elektrolita, te posebno motanim zavojnicama na dužem feritnom štapu. Postoji primarni i sekundarni namotaj sa dobrom VN izolacijom između njih. Primar je motan sa određenim brojem debljeg bakarnog provodnika, a sekundar sa velikim brojem namotaja tanke bakarne žice. Tako je obezbeđen visoki napon za dve neonke bez startera koje pri radu troše struju od 0,8 A. Na kutiji je ugrađen prekidač kojim se može isključiti uređaj i u slučaju nestanka struje. Kod mene je uglavnom bio stalno uključen u električnu mrežu, tako da nisam uopšte razmišljao o noćnom svetlu kada nestane struje. Automatsko uključenje svetla izvedeno je preko relejnog prekidača radnog napona 12 V. Sve je smešteno u namensku plastičnu kutiju sa potrebnim merama zaštite od visokog napona. Uređaj može biti postavljen na planirano mesto u stanu, ili je prenosnog tipa.

Na kraju ove priče o korisnoj upotrebi potencijalnog elektronskog otpada naslućujete da sam se opravdano opredelio za kupovinu novog akumulatora odgovarajućeg kapaciteta, a sama elektronika je ostala upotrebljiva, tako da još nije spremna za otpad. Od kapaciteta akumulatora zavisi vreme rada rezervnog napajanja sa potpuno napunjenom baterijom, t = q/I =Ah/A=h. Mnogi se često, bez razmišljanja, opredeljuju na korak odustajanja od zamene baterije, posebno kod UPS uređaja, bacajući potpuno ispravnu elektroniku zbog relativno visoke cene akumulatora. Tu je u pitanju veći kapacitet Acu, ali je od velikog značaja naponska i strujna zaštita koja je potrebna za uređaje kao što su kompjuteri i drugi osetljivi uređaji kojima treba stabilno napajanje. UPS ih efikasno štiti ukoliko imamo dobru Acu bateriju čiji je vek trajanja obično do tri godine, što sve zavisi od proizvođača. Neke baterije sa kvalitetnom elektronikom napajanja mogu trajati i do pet godina.

Elektroničari i iskusni konstruktori itekako dobro prepoznaju razliku između običnih i tzv. „pametnih“ punjača akumulatora. Obične punjače možemo naći sa dosta povoljnim cenama na različitim mestima, a ovu drugu vrstu nalazimo u specijaliziranim prodavnicama, međutim, postoje zaljubljenici elektronike koji se odlučuju i na samostalnu gradnju koja može dati očekivani rezultat, ili potpuno razočarenje. Za uporne i one koji spretno kombinuju teoriju i praksu uz iskustvo to je samo izazov koji se na kraju isplati.

Isplativost se ne ogleda u tome koliko smo uložili u gradnju, već da li smo dobili uređaj koji će „prepoznati“ vrstu akumulatora i automatski podesiti napon i struju punjenja. Prednost fabričkog punjača takve namene je što u konstrukciji ima mikroprocesor, a nešto slično se može napraviti i pomoću drugih elemenata, pre svega odgovarajućih cener dioda: BZ9, BZ12 i BZ15, releja i složenih kola koja upravljaju izabranim programom, kao što su IC koja su svojom ulogom slična delovanju procesora. Kod akumulatora je veoma bitno kako odrediti vršni napon i dimenzionisati struju punjenja, jer bilo kakvo nekontrolisano doziranje od propisanog napona dovodi do oštećenja ćelija. Tu su najviše osetljive Li-Ion baterije, dok su olovni akumulatori inertniji na neka manja prekoračenja i odstupanja od propisanog. Različite vrste baterija imaju različite preporučene struje punjenja o čemu itekako moramo voditi računa. Najbolje je puniti sa kontrolisanom strujom punjenja, a rizično je primenjivati brzo punjenje bez kontrole procesa, što nije osobina većine „pametnih“ punjača.

Interesantan je ugradni detalj, koji je primenjen u konstrukciji sa slike, veoma jak transformator iz pokvarenog UPS uređaja kome su u konstruktorskom rešenju za izbor potrebnih napona zamenjeni primarni i sekundarni namotaj, gde se, ipak, mogu javiti problemi oko potrebnih napona zbog zamene pojedinih izvoda prema bojama provodnika koje su kod UPS uređaja standardne. Takođe su ugrađene minijaturne, ali veoma snažne ispravljačke diode, MR2402, koje su u „Grec“ spoju. Napon je dimenzionisan do 14,8 V, pri čemu prestaje punjenje akumulatora. Takođe je proračunom komponenti određen donji prag napona ( 10 V ) koji će sprečiti potpuno pražnjenje akumulatora, što nije preporučljivo ni za jednu vrstu baterije. Kao prekidački sklop tog procesa koristi se relejni prekidač radnog napona 12 V koji svojim tehničkim osobinama može izdržati struje do 10 A. Ugrađena je zaštita od pogrešnog polariteta i kratkog spoja u bateriji, ili u samoj elektronici, pri čemu pregoreva topljivi, a u konkretnom slučaju deluje elektronski osigurač koji je složenije konstrukcije. Pošto je uređaj u eksperimentalnoj fazi rada i  korišćenja, namerno nije objavljena njegova prilično složena električna šema, mada se sa slika mogu prepoznati njegovi vitalni delovi.

Sva dosadašnja ispitivanja i merenja pri ekspoloataciji ovog uređaja daju ohrabrujuće rezultate, jer je obezbeđena potpuna sigurnost punjenja, zanemarljivo malo zagrevanje poluprovodničkih komponenti i relativno brzo punjenje akumulatora čije se vreme može odrediti zadavanjem određene struje punjenja. Od mernih instrumenata jedino je ugrađen analogni ampermetar koji dosta precizno pokazuje kada je akumulator potpuno napunjen, što je značajno ako smo zaboravili da ga u određeno vreme isključimo. Po navedenim osobinama i ovaj punjač se može svrstati u „pametne“ punjače, slične onima koje imamo u punjačima Acu bušilica i kod drugih složenih uređaja čije punjenje izvora napajanja kontroliše mikroprocesor koji je nešto kvalitetnije rešenje kod punjenja baterija.

Ako vagamo isplativost ove gradnje, tu nismo u velikoj prednosti, jer fabrički „pametni“ punjači su već pristupačni sa cenama, a ponekad se putem Interneta mogu naći dosta kvalitetna rešenja, ukoliko to odgovara vrsti i specifikaciji odabrane baterije koju koristimo kao siguran izvor napajanja.

Ovih dana, prelistavajući zanimljive  članke i iskustva iz praktične elektronike, nailazim na različita tumačenja o korišćenju kompjuterskog napajanja za punjenje akumulatora. Neka se više zasnivaju na pretpostavkama, pa čak i prevarama na koje nasedaju i oni koji malo više poznaju navedenu problematiku. Pošto sam se u svim mojim dosadašnjim člancima iz elektronike na ovom portalu, koji imaju 804.000 pregleda, bavio iskustvom i praksom, iznosim moje skromno mišljenje o tom problemu. Nekad jednostavno rešenje zadatka iz matematike za šesti razred osnovne škole dovodi do spoznaje kako zaista sa ATX napajanjem možemo napuniti akumulator. Pitam, tako đaka iz komšiluka kome, kada zaškripi pomažem u matematici, kolika je udaljenost između tačaka A(+3)  i B(-12). On kao iz topa računa: ( +3 ) – ( -12 ) = 3 + 12 = 15, a da nije ni svestan da je rešio problem.

Na konektoru ATX napajanja provodnik sa plavom bojom nalazi se na potencijalu od -12 VDC u odnosu na masu ( GND ) koja je na nuli, a provodnik  narandžaste boje na +3,3 VDC. Naslućujemo jednostavno rešenje da dobijemo 15,3 V jednosmernog napona kojim možemo napuniti automobilski akumulator većeg kapaciteta. Napon između crnog i žutog provodnika iznosi 12 V, što nikako nije dovoljno, kao što neki tvrde, da napunimo akumulator. Pre svega, treba znati da je akumulator ispražnjen ako mu je napon ispod 12,4 V, a sa 12 V sa ATX-a akumulator se ne puni.

Pošto su praktično potvrđene mogućnosti rešenja, ostaje nam samo da rešimo kako pokrenuti kompjutersko napajanje da radi. Prespajanjem zelenog (PS_ ON#) i  crnog provodnika ( COM ) pokrenućemo ovo napajanje. Drugi mogući problem je što je crni provodnik na masi, a njega uopšte nemamo u kombinaciji rešenja. Jednostavno, kod punjenja akumulatora na izvodu priključka plavi provodnik uzimamo za minus, a narandžasti za plus. Plavi provodnik nikako ne spajamo sa masom ( crnim provodnicima ), već ga izdvajamo kao minus pol izvora struje koji je aktuelan samo za akumulator koji punimo. Idući tom logikom dolazimo do niza kombinacija napona, sa strujom punjenja do 5 A, što zavisi od samog napajanja.

Ostale korisne dorade, koje predlažem kod prepravke ATX napajanja za punjenje akumulatora, su: kontrola napona i struje punjenja, što se može rešiti ugradnjom digitalnog V/A - metra, zatim izdvojen priključak za akumulator koji sa plavim provodnikom nikako ne sme biti vezan za masu, odnosno za metalno kućište sa kojim su direktno u vezi svi crni provodnici. Ostale dorade, koje se preporučuju u smislu vezivanja pina 1.  IC  tipa KA7500 preko otpornika od 10 K i potenciometra od 22 K sa masom, u praksi nikako ne potvrđuju takvu mogućnost podizanja napona. Ovakva prerađena napajanja nisu preporučljiva za uređaje kod kojih napajanje ide na masu, jer će se kratak spoj ostvariti preko provodnika za uzemljenje. Zaključimo da je ovo dosta dobro rešenje za punjenje akumulatora čiji napon punjenja mora biti veći od 12,8 V, a nešto manji od 15 V. Priložene slike pokazuju da takvo rešenje realno postoji, te da je potpuno provereno u praksi.

U seriji objavljenih članaka o pravilnom održavanju, punjenju i pražnjenju akumulatora, koji su rezultat eksperimentisanja i upoređivanja, došao sam do zaključka da je za bilo koji akumulator bolje sporije punjenje slabim strujama, što mu produžuje radni vek i izlaže nas manjim troškovima. Brzo punjenje oštećuje ćelije akumulatora i smanjuje njegov radni kapacitet koji se meri u Ah. Brzo punjenje je prvenstveno prisutno zbog urbanog načina života i izražene potrebe da se Acu baterija što pre napuni. Suštinski, sve zavisi od kvaliteta punjača ( vidi slike sporog i brzog automatskog punjača ), njegove konstrukcije, ali i vrste baterije, posebno elektrolita koji se nalazi u bateriji.

Pri punjenju NiCd akumulatora ne smeju se premašiti napon i struja punjenja čije su vrednosti navedene na bateriji, ili ćeliji. Proizvođači ne preporučuju struju punjenja koja je veća od desetine nazivnog kapaciteta akumulatora, a on je određen strujom i vremenom pražnjenja ( q = I * t ). Vreme pražnjenja akumulatora može se normirati, pa se time određuje i struja pražnjenja. Struja punjenja za takve ( čelične ) akumulatore iznosi 50 mA, tako da je potrebno oko 14 h da se postigne nazivni kapacitet. Punjenje akumulatora manjim strujama povoljno deluje na njegovu trajnost, ali se vreme punjenja produžuje. Sa ostvarenim kontrolisanim uslovima punjenja jedna baterija čeličnih akumulatora služila me, sa veoma čestom upotrebom, punih deset godina. Eksperimentalno je potvrđeno da se pri prvom punjenju u akumulatoru pohranjuje do 40% viši napon od onog koji će se moći iskoristiti iz akumulatora. Pri svakom sledećem punjenju visina napona zavisi od ispražnjenosti akumulatora. Prema tome, vreme punjenja unapred je definisano, a može se izračunati po formuli: t = q / I  ( s ).

Punjači jednostavnije konstrukcije mogu napuniti ispražnjen akumulator samo približno do nazivnog kapaciteta.  Ako se punjenje sa takvim punjačima na vreme ne prekine  može doći do oštećenja ćelija akumulatora. Punjenje iznad nazivnog kapaciteta dovodi do elektrolize elektrolita, razvijaju se gasovi i raste pritisak na zidovima plastične kutije. Ona neće pući, delom zbog elastičnosti, ali više što većina akumulatora ima ugrađen zaštitni ventil od pritiska gasova, ali će se postepeno smanjivati njegov kapacitet.

Olovni akumulatori se u nepovoljnim vremenskim uslovima, ili posle dužeg stajanja moraju nadopunjavati. Ovo je slučaj kada se iz akumulatora uzima više energije nego što se dodaje. I ovde važi poznati zakon o održanju energije. Prilikom punjenja akumulatora napon raste do 2,6 V po ćeliji ( 7,8 V za bateriju napona 6 V i 15,6 V za bateriju napona 12 V ). Čim se dostigne taj napon prilikom punjenja dolazi do intenzivnog „kuvanja“, odnosno do stvaranja gasova što smanjuje radni kapacitet akumulatora. Najbolje je tada prekinuti njegovo punjenje, ili upotrebiti punjač koji će automatski da ispuni takvu preventivnu radnju. O tim ispravljačima pisao sam u više članaka, a oni su se pokazali veoma praktičnim, posebno konstrukcija punjača sa triakom koji je upotrebljen u regulatoru napona u primarnom delu transformatora. Za okidanje triaka služi diak  koji postaje vodljiv pri određenom naponu okidanja. Potrebno doziranje postiže se promenom otpornika koji se postavlja umesto potenciometra. Time se postiže željeni izlazni napon ispravljača, a struja punjenja zavisi od izlaznog napona ispravljača i napona baterije. Ona se može menjati otpornikom uz primenu formule iz Omovog zakona: I = ( Ui – Ub ) / Rx, gde je Ui izlazni napon ispravljača, Ub je napon baterije i Rx vrednost otpornika određene snage ( P = U * I ). Postoji mogućnost, koja se ponekad koristi u praksi, da se umesto otpornika upotrebi sijalica (12 V, ili 24 V, 50 W )  u rednoj vezi, čiji se intenzitet svetla postepeno smanjuje pri punjenju akumulatora.

Na kraju, pažljivim praćenjem i merenjem stanja baterije potvrđeno je da olovni ( Pb ) akumulatori za vozila usled samopražnjenja realno dnevno smanjuju do 1% svog nazivnog kapaciteta ( Ah ), nezavisno od stanja napunjenosti i temperature okoline. Tako, posle mesec dana potpunog mirovanja vozila i stajanja akumulatora uz napajanje dela elektronike automobila, bez dopunjavanja gubitak njegovog kapaciteta može dostići do polovine, tako da su male mogućnosti i kod novog akumulatora da se vozilo uspešno startuje. Neki poznavaoci problema preporučuju povremeno paljenje, ili kretanje vozila, rad u praznom hodu, kako bi se akumulator dopunio, ili skidanje i njegovo dopunjavanje odgovarajućim punjačem. Najbolje je imati punjač sa stalnom kontrolom napona i struje punjenja, što se može ugraditi i na kutiji sa punjačem jednostavnije konstrukcije. Postoje razne kombinacije digitalnog ampermetra - voltmetra sa veoma malim dimenzijama i preciznim merenjem. Ukoliko nemamo takvo rešenje, preporučljivo je na druge načine povremeno kontrolisati napon i struju punjenja, posebno pri upotrebi punjača koji ne prekidaju punjenje kod vršne vrednosti napona. Ako gledamo ekonomsku računicu, bolje je primeniti sporije punjenje akumulatora, mada to nekima ne odgovara zbog česte potrebe da se baterija što pre napuni.

Pre neki dan, pred polazak na put, komšija mi se požalio kako mu je na automobilu preko noći ispražnjen tek kupljeni akumulator. Mislio je da je do akumulatora, pa ga je reklamirao i dobio novi, a onda ista situacija, tako da prodavac nije pristao na novu reklamaciju. Autoelektričar je utvrdio da se akumulator u toku rada motora normalno puni dozvoljenim naponom napajanja ( max 14,8 V ), odnosno punjenja, insistirajući na ponovnoj zameni potpuno novog akumulatora.

Brzo pražnjenje akumulatora, dok je automobil parkiran, može nastati iz više razloga. Da li se akumulator prazni dok su svi potrošači isključeni najjednostavnija provera je putem ampermetra ( vidi sliku ) koji se serijski vezuje na klemu akumulatora koju smo odspojili, stavljajući crveni kabal instrumenta na plus pol akumulatora, a drugi (crni) kabal instrumenta stavljamo na odspojeni kabal sa kleme akumulatora. Kabal sa minus pola akumulatora ne skidamo. Ukoliko postoji bilo kakvo pražnjenje ampermetar pokazuje otklon, ili vrednost jačine struje na displeju, ukoliko je digitalnog tipa. U konkretnom slučaju radilo se o jačini struje reda do jednog ampera, što je sasvim dovoljno da se akumulator tokom noći isprazni. Kod novijih modela automobila neki od uređaja i delovi osetljive elektronike su priključeni na izvor struje dok automobil ne radi. To su uglavnom računari motora automobila, zatim električni sat, elektronska antena, alarmni uređaj. Neke od tih uređaja, zbog njihove funkcionalnosti, ne možemo isključivati, ali se mora utvrditi zbog čega se javlja tolika potrošnja struje dok automobil ne radi. Najbolje je krenuti redom da se utvrdi koji od njih pokazuje veliku potrošnju struje. Iako je postojala pretpostavka da su u pitanju radio, ili alarm, nakon selektivnog isključivanja zaključujemo da ni jedan od tih uređaja nije uzrok brzom pražnjenju akumulatora. Nakon svih merenja dolazimo do konstatacije da je uzrok kontakt na bravi koju je vlasnik, zbog težeg obrtanja ključa u zimskom periodu, više puta podmazivao grafitnom tovat-mašću. Kontakt brava je normalno palila, ali je prilikom izvlačenja ključa dolazilo do odvođenja struje, verovatno zbog zaprljanih spojeva, a najverovatnije zbog grafitne masti. Odspojili smo plus ( + ) klemu akumulatora, a onda kontakt bravu dobro isprali sa WD-40, sve dotle dok iz nje nije izašla sva prljavština. Ponovnim merenjem struje, nakon vraćanja kleme akumulatora na njeno mesto, utvrđeno je da je potrošnja struje svega nekoliko miliampera zbog električne antene, a kada se isključe svi uređaji potrošnja struje jednaka je nuli. Na većini radio-aparata električna antena se uključuje kada uključimo radio, dok to neki nemaju, ili nisu dobro priključili antenu, tako da je najbolje radio napajati preko ugrađenog prekidača kojim se istovremeno isključuju električna antena i radio. To je dobra zaštita od mogućih kvarova muzičkih uređaja.

Pošto navedeni kvarovi mogu dovesti do težih posledica, čak da se iznenada zapali instalacija automobila, najbolje je tako osetljive opravke prepustiti iskusnom autoelektričaru. Ukoliko smo sigurni da sami to uradimo izbeći ćemo ponekad skupe usluge za rešenje jednostavnih problema našeg kućnog ljubimca. Prilikom ovakvih provera obavezno pogledati da li su dobri spojevi na klemama akumulatora, ako nisu dobro ih očistiti čeličnom četkom i nakon stavljanja podmazati tankim slojem tovatne-masti. Ako neki manji potrošači u automobilu moraju biti  stalno uključeni, povremeno kontrolisati njihovu potrošnju jer i oni utiču na brže pražnjenje akumulatora ako se automobil ne pali za duži vremenski period. Savet za kraj: navedene provere raditi samo ukoliko smo potpuno sigurni i ako dobro poznajemo elektroniku automobila koja kod većine njih nije jednostavna. Neki delovi elektronike ne smeju da rade sa skinutim kablom na akumulatoru dok motor radi, pošto akumulator ujedno služi kao dobar elektrolitički kondenzator, jer prigušuje povećan napon prilikom njegovog punjenja.

Nije retkost da godinama korišćeni UPS uređaj, koji služi za vremenski ograničeno napajanje računara električnom strujom kada nestane napona u mreži, posle dužeg perioda eksploatacije otkaže svoju korisnu zaštitnu ulogu, te se njegova opravka uglavnom ne isplati. Mnogi ga bacaju kao elektronski otpad, ne razmišljajući da njegov ispravan transformator može dobro poslužiti za konstrukciju kvalitetnog punjača akumulatora velike snage. Snaga transformatora zavisi od snage UPS-a ( P ) koji  je korišćen dok je bio ispravan. Dobro će poslužiti bilo koji od njih koji je ispravan, samo treba znati  šta i kako koristiti kao primarni, a šta kao sekundarni namotaj mrežnog transformatora. Principijelno, primar bilo kog transformatora je namotaj u koji se uvodi, a sekundar je namotaj sa koga se dobija ( izvodi ) transformisan naizmenični napon.

Kod transformatora UPS-a, koji ćemo koristiti za pravljenje punjača akumulatora, napon od 230 V dovodimo na nešto tanje provodnike i to na žuti i crni ( omski otpor između njih je oko 14 oma ), a plavi provodnik koji je sa njima u spoju ostavljamo slobodnim. U primaru se nalaze još dva izvoda i to braon i crveni, koji nisu u spoju sa navedenim provodnicima. Namotaji sekundara transformatora ( 600 W ) su od toliko debele žice koja može izdržati jačinu struje do 25 A, što je zgodno za punjenje akumulatora velikog kapaciteta. Izvodi namotaja obično su u tri različite boje, gde je crvena na sredini, a ostala dva izvoda ( braon i plavi ) su početak, odnosno kraj sekundarnog namotaja, dajući napon 2 x 10 V  ~ (  2 x 14 V =  ), što je idealno za bilo koji punjač veće snage.

Kada smo, prema opisanim bojama, odredili šta je primarni, a šta sekundarni namotaj, dobro je da to, radi potpune sigurnosti, proverimo instrumentom tako što ćemo meriti otpore između raspoloživih provodnika. Konstruktori UPS uređaja obično se drže standarda i dogovora, ali ako naletimo na neke druge boje možemo napraviti grešku koja će nam pokvariti posao, a može biti i opasna po život zbog uvođenja napona od 230 V na provodnike gde to nije moguće. Bitno je da znamo da se napon od 230 V dovodi na izvode čiji su namotaji manjeg preseka, a sekundar na izvode namotaja sa debelom žicom. Posle spajanja treba proveriti da li se jezgro transformatora zagreva, a neka nas ne iznenadi što će transformator povući veoma jaku struju. To se obično dešava kod transformatora velike snage. Posle merenja napona na sekundaru spajamo ga isto tako debelim provodnicima na grec-spoj veće amperaže ( 25-35 A ) koji ispravlja naizmeničnu struju. Možemo koristiti varijantu za 12 V i za 24 V, a umesto grec-spoja, pošto na sekundaru postoji srednji izvod, možemo koristiti dve jake ispravljačke diode na čije anode vezujemo braon i   plavi provodnik, a  katode dioda spajamo u tačku koja će biti plus ( + ) pol izvora struje, dok će srednji izvod služiti kao minus ( - ) pol ispravljača. Ovo je najjednostavnija njegova konstrukcija, a ako želimo regulaciju napona i jačine struje punjenja onda možemo koristiti dodatnu elektroniku koju sam opisao u nekoliko mojih ranije objavljenih članaka.

Korišćenje delova UPS-a je potpuno isplativo jer nas gotovo ništa ne košta, a pored transformatora možemo iskoristiti i druge njegove komponente, kao što su relei, neki otpornici, veliki izbor dioda, elektrolita i dosta dobar grecov spoj koji se ne može koristiti za ovaj ispravljač, već za napajanje uređaja daleko manje snage. Dobro je da to sve detaljno ispitamo i da iskoristimo sve što je upotrebljivo, čime ćemo imati veoma malo otpada i veliko zadovoljstvo nakon uspešne konstrukcije drugog korisnog uređaja, odnosno ispravljača velike snage. Jedini izdatak biće odgovarajuća metalna, ili plastična kutija u koju ćemo smestiti delove uređaja. Preporučljivo je da se ugradi odgovarajući osigurač i ampermetar kojim ćemo meriti jačinu struje punjenja Acu. Ako smo prethodno ispitali napone u praznom hodu i u režimu punjenja akumulatora voltmetar nam nije potreban.

Uz primenu jednostavnog elektronskog sklopa i prikazivanja pomoću svetlećih ( LED ) dioda postoji mogućnost indikacije pet različitih stanja napona automobilske baterije što je dovoljno da se u željenom momentu oceni njena napunjenost. Ova vizuelna provera se može vršiti i kada se baterija puni iz nekog izvora jednosmerne struje, kao što su dinamo-mašina, ili odgovarajući ispravljač, čak i u stanju redovne eksploatacije ( pražnjenja ) akumulatora.

Uređaj je sagrađen od otpornika i poluprovodnika, nekoliko tranzistora NPN tipa, a služi za indiciranje napona manjeg od 10 V, kao i napona većeg od 14 V. U slučaju da je napon manji od 10 V, ne provode tranzistori T2, T3 i T4. Provodan je samo tranzistor T1, pa će  svetleti samo crvena LE dioda (D1). U slučaju da je napon 11 V, provodiće samo prva dva tranzistora ( T1 i T2 ), pa će svetleti crvena (D1) i žuta (D2) LE dioda. U slučaju da je napon, 14 V, ili nešto više, struja protiče kroz cener diodu D5, a svetleće zelena LE dioda (D4). U tom slučaju tranzistor T3 odvodi struju koja bi inače uzrokovala svetlenje LE diode D2. Tranzistor T2 je provodan, a to uzrokuje neprovodljivost tranzistora T1, pa iz tog razloga ne svetli dioda D1. Za ceo opseg napona ( manje od 10 V i više od 14 V ) pregled svetlećih dioda koje se pale prikazan je tabelom:

Prilikom konstrukcije uređaja možemo ugraditi minijaturni taster-prekidač, što nije prikazano na šemi, a stavlja se redno ispred osigurača, čijim pritiskom jednostavno vizuelno ispitamo stanje napunjenosti baterije, ili da se opredelimo za varijantu stalne kontrole dok je baterija, ili njeno punjenje, u radnom stanju. Iako LE diode imaju malu potrošnju struje, ipak ih ne bi trebalo ostaviti da stalno svetle zbog nepotrebnog pražnjenja akumulatora. Uređaj je praktičan, zauzima malo prostora, a signalne LE diode, zajedno sa taster-prekidačem se mogu ugraditi negde na komandnoj ploči, ili u posebnoj plastičnoj kutiji da ne bušimo ploču, tako da ćemo imati stalan uvid o napunjenosti akumulatora. Može poslužiti kod starijih modela automobila koji nemaju indikaciju stanja baterije, a odličan je i za stalnu kontrolu stanja napunjenosti baterije i kod drugih prenosnih uređaja. Kod izbora komponenti važno je da imamo odgovarajuće cener-diode, 10V i 12V  i svetleće diode sa tri različite boje ( najbolji izbor je crvena, žuta i zelena ), a za tranzistore može poslužiti bilo koji NF tranzistor NPN tipa ( BC 107, BC108, … ). Vrednost otpornika nije kritična, mada moramo paziti da bude ujednačeno svetlo LE dioda, što je obezbeđeno vrednostima koje su date u električnoj šemi.

Uređaj je detaljno ispitan u praksi, a pošto nema elektrolitičkih kondenzatora koji vremenom isušuju, može trajati veoma dugo i pouzdan je indikator stanja baterije bilo kog kapaciteta ( Ah ), napona 12 V. Proveru napona baterije, u završnoj fazi primene i rada uređaja, možemo ispitati odgovarajućim mernim instrumentom analognog, ili digitalnog tipa.

Izvor saznanja: “Wireless World”, 12/78.

Cena fabričkih punjača akumulatora još uvek je relativno visoka, tako da se za dobrog konstruktora uvek isplati samostalna konstrukcija, uz napomenu da je najskuplja stavka odgovarajući transformator koji će dati potrebnu snagu prilikom punjenja akumulatora većeg kapaciteta. Ukoliko koristimo punjače koji daju izlazni napon preko 14,8 V brzo ćemo upropastiti ćelije akumulatora čiji je napon 12 V, što se često dešava sa punjačima koje smo jeftino nabavili na otpadu, ili na pijaci. Pored dozvoljenog napona, prilikom punjenja treba voditi računa i o jačini struje punjenja od koje zavisi vreme za koje se neki akumulator potpuno napuni. Kapacitet akumulatora izražava se u Ah, a manja jedinica je mAh (miliamper čas ), što moramo imati u vidu kod namenske gradnje punjača ( t = q/I ).

Do sada sam u mom višegodišnjem konstruktorskom radu koristio različite ispravljače i punjače, kako fabričke, tako i samostalne konstrukcije. Dobar ispravljač, figurativno rečeno, je dobar “izvor hrane” za bilo koji uređaj, a posebno za pravilno punjenje akumulatora. Ovim ispravljačem može se podesiti struja punjenja kontinualno od 0,5 A – 7,5 A, za akumulatore od 6 V, ili 12 V, a punjenje se automatski prekida kod napunjenog akumulatora. Na sekundaru mrežnog transformatora potrebno je imati naizmenične napone od 10 V i 20 V ( ili samo jedan od njih, pri čemu ne treba preklopnik za izbor napona) koji se ispravlja u mostu D1 - D4. Napon baze T3 određen je sa R1, P3, D6 i R2, a kako struja kroz tranzistor T4 zavisi od napona baze na T3, sa P3 se podešava jačina struje punjenja akumulatora. Preklopnik Pr1/Pr2 je dvopolni sa kontaktima do 10 A. U položaju “12 V” baza od T1 dobija preko R4 i razdelnika D7, D8 i D9, P1 i R5 takvu polarizaciju da T1 blokira, a time blokira i T2, pa T2 nema uticaja na potenciometar P3. Kada napon akumulatora dostigne oko 14,1 V ( 90% napunjena baterija ), usled nastale pozitivne polarizacije, baza T1 počinje da provodi, a sa njime i T2, usled čega baza od T3 postaje pozitivnija, što dovodi do blokiranja T3, a preko njega i do blokiranja T4, tj. do prekida struje punjenja. Dioda D5 ( 10 A ) sprečava povratnu struju iz akumulatora u ispravljač.

Ako je preklopnik Pr1/2 u položaju “6 V” prestaje dalje punjenje kod napona akumulatora od 7 V. Trimerima P1 i P2 podešava se napon isključivanja kod 14,1 V, odnosno 7 V. Sa C2 i C3 sprečava se pojava neprijatnih VF oscilacija u kolima ispravljača. Zbog velike disipacije oba tranzistora ( T3 i T4 ) treba odvojeno montirati na odgovarajuće hladnjake, što je označeno i na šemi.

Struja punjenja meri se ampermetrom M1 za koji se koristi miliampermetar od 1 mA, koji se preko trimera P4 veže paralelno na R1. Sa P4 baždari se M1 uz pomoć spoljnjeg ampermetra opsega 10 A, koji je vezan između ispravljača i akumulatora. Tranzistori T1 i T2 su tipa BC107, odnosno BC157, D6 - D8 i D10 su tipa BA209, ili BA517, a D1 - D5 su za 10 A tipa BY284. Transformator je motan na jezgru 3,6 x 3,6 cm ( S = 12,96 cm2, P = 168 W ) sa E/I limom broj 7. Primar ima 760 namotaja CuL  0,5 mm, a sekundar 38 + 38 namotaja CuL prečnika 1,6 mm.

Navedena konstrukcija je prilikom rada dala odlične rezultate, ne samo kod stabilnog napajanja većine uređaja, već i kod punjenja akumulatora različitih vrsta i namena. Posebno su na punjenje osetljivi čelični akumulatori. Pravilno dimenzionisana struja i napon punjenja produžuju njihov vek trajanja. Sa ovakvim ispravljačem baterija čeličnog akumulatora ( 12 V, 7 Ah ) me služila preko deset godina, dok sa ispravljačem koji nema stabilan napon i odgovarajuću struju punjenja slična baterija nije mogla da izdrži ni godinu dana. Ovakav sistem je veoma upotrebljiv kod nekih rešenja rezervnog napajanja, ili kod preklapanja mreža-baterija, o čemu sam detaljnije pisao u mojim ranijim člancima.

Veoma često smo prinuđeni da punimo, ili da dopunjavamo akumulator, pogotovo u zimskim uslovima kada njegov kapacitet, zbog spoljašnje temperature, drastično opada. Mnogi se pitaju koji punjač upotrebiti, jer se mogu naći i fabrički sa dosta povoljnim cenama. Imao sam priliku da isprobam nekoliko vrsta ispravljača, počevši sa nešto jačim ruskog tipa, pa do onih iz domaće prizvodnje koji su skuplji, ali kvalitetniji i sigurniji u radu. Punjenje olovnih i nikl-kadmijumskih akumulatora se razlikuje, mada im je zajedničko što moramo voditi računa o maksimalnom naponu punjenja, koji kod olovnih Acu ne sme preći 13,8 V. Kod čeličnih Acu, pored napona koji je označen na bateriji, treba voditi računa i o struji punjenja, inače bez regulacije brzo stradaju.

Kako bih spojio korisno i praktično odlučio sam se za gradnju po shemi iz radio-kompleta (RK3213), tako da ne moramo razmišljati kada je Acu baterija puna do propisanog napona. Malo teži posao, pre izrade elektronike fine kontrole punjenja, je odgovarajući mrežni transformator određene snage, što zavisi od kapaciteta Acu baterije koju punimo. Transformatori su relativno skupi, a onda sam se setio jednog polovnog UPS iz koga sam iskoristio veoma kvalitetan transformator. Njegov sekundar sam upotrebio kao primar, a pošto ima sasvim odgovarajuću debljinu provodnika i sve potrebne izvode napona koji odgovaraju, na sekundar sam vezao jači grec-spoj ( 35 A ), što optimalno odgovara planiranim proračunima punjenja snažnijeg akumulatora ( preko 55 Ah ). Eksperimentom sam odredio da se mrežni napon od 220 V vezuje na crnu i žutu paricu primara transformatora (oko 217 V ), a uparenu plavu i braon žicu sam uzeo kao sekundarni izvod. Za ljubitelje eksperimentisanja sa ispravnim transformatorom iz UPS-a ( sa određenim merama bezbednosti ) navodim vrednosti izmerenih napona na pojedinim parnim izvodima primarnog namotaja, kada je napon u mreži bio oko 220 V:

-    crna – plava , 185 V,
-    žuta – plava, 32 V,
-    crvena – braon, 16 V,

Na sekundaru UPS transformatora  izvodi imaju sledeće vrednost napona ( u paru ):

-    crvena – plava, 6,7 V,
-    crvena – braon, 6,7 V,
-    plava – braon, 13,8 V.

Kod UPS transformatora donekle je pogrešno govoriti o primarnom i sekundarnom namotaju, pošto im se uloge menjaju, zavisno od režima rada. Ispravno je visoko/niskonaponski deo. Nisko naponski deo je onaj sa srednjim izvodom i debljom žicom (crvena) koji nam daje mogućnost da, umesto grec-spoja, za ispravljanje upotrebimo dve snažne ispravljačke diode.
Neki konstruktori ističu frekvenciju kao problem kod UPS transformatora, jer navodno nije planiran za 50 Hz, već za daleko višu frekvenciju, što mi se nije ispoljilo prilikom gradnje i upotrebe, pošto sam preko grec-spoja ( 4 ispravljače diode ) dobio potrebnu jednosmernu struju za ulaz u elektroniku automatskog punjača. Da ne bude zabune, mrežni napon sa sekundara se, nakon ispravljanja i filtracije poveća oko 1,41 (koren iz 2) puta, tako da se dobija napon koji je pogodan za punjenje Acu baterija različitih vrsta i namena. Kod punjenja  akumulatora sa  ovim automatskim punjačem preporučuje se izbegavanje filtriranog napona (posebna priča zbog tiristora), tako da se jednosmerna struja uzima odmah sa greca. I o tome treba voditi računa prilikom gradnje, što opredeljuje koji ćemo akumulator puniti automatskim punjačem. Takođe, treba voditi računa da zaštitni osigurač u primaru ne bude ispod 5 A pošto, zbog veće snage transformatora, on u startu povuče jaču struju, što može dovesti do pregorevanja osigurača. Mnogi tada odustaju od gradnje, misleći da ne valja UPS transformator. Detaljna i u praksi isprobana  shema automatskog punjača izgleda ovako:



Prednost ovog punjača je što ima svetlosnu kontrolu, koja je izvedena sa tri LED diode: žuta ( indikator rada ), zelena ( akumulator je pun ) i crvena  (punjenje je u toku ). Svaki konstruktor se može opredeliti i za druge boje LED dioda, zavisno sa čime raspolaže. Propisan napon punjenja se podešava potenciometrom od 5 koma, sa srednjim izvodom na cener diodi napona 6,8 V. Dobro je da se striktno pridržavamo naznačenih vrednosti  svih  elektronskih komponenti. Za tiristor T1 možemo uzeti TIC126 (12 A ) ili kao adekvatnu zamenu BT 152-600R, 800 R, 20 A. Za tiristor T2 možemo uzeti T106, 1 A, ili neki njemu sličan. Tiristor T1 se obavezno stavlja na aluminijski hladnjak zbog većeg zagrevanja, odnosno jačih struja prilikom punjenja akumulatora. Jedan od otpornika od 470 oma treba da ima snagu oko 2 W ( naznačeno je na shemi ), dok su ostali otpornici vrednosti snage od 1/4 W, ili više.

Najveća prednost ovog automatskog punjača je što isključuje punjenje na podešenom naponu, uz napomenu da se umesto potenciometra ( 5 koma ) mogu upotrebiti fiksni otpornici kada upotrebljavamo isti akumulator za punjenje, ali umesto potencimetra dolaze, kao balans, dva otpornika. Prethodno se potenciometrom precizno podesi željeni napon punjenja, onda se izmeri otpor na potenciometru sa jedne i sa druge strane od srednjeg izvoda i zameni sa dva odgovarajuća fiksna otpornika. Elektropokretač (anlaser) automobila ne možete pokretati sa punjača zbog velike vršne struje koja je potrebna za pokretanje. Priključivanjem na punjač elektropokretač se može trajno oštetiti.