Mam zestaw akumulatorów, który chciałbym wykorzystać jako źródło wszystkich komponentów zasilanych z akumulatora roweru dojeżdżającego do pracy.
Moja paczka zawiera (10) ogniwa 1,2 V połączone szeregowo:
{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}
| |
└--------------------- 12 V -----------------------┘
Problem polega na tym, że niektóre z moich urządzeń działają na (2) bateriach AA, niektóre biorą (4), a niektóre wymagają 12V. Chciałbym to zrobić:
- podłącz wszystkie urządzenia do jednego wspólnego zestawu, eliminując potrzebę stosowania pojedynczych akumulatorów i upraszczając ładowanie
- używaj solidnej konstrukcji, odpornej na wibracje i warunki atmosferyczne
- stosować odpowiednie elementy dla elementów o niskim natężeniu prądu
- dostarcz wszystkie elementy z praktycznie 100% wydajnością
- łatwa w serwisowaniu (tj. okresowo identyfikuj i wymieniaj uszkodzone komórki)
Ze wszystkich badań, jakie mogę znaleźć, wydaje się, że istnieją dwa typowe rozwiązania:
1) dodaj gotowe elektroniczne konwertery DC-na-DC, aby obniżyć napięcie odpowiednio do 6 V i 3 V, i zaakceptuj nieefektywność konwersji.
2) połącz szereg w określonych punktach, aby utworzyć trzy obwody.
{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}
| | | |
└- 2.4 V -┘ | |
| | |
└-------- 6 V -----------┘ |
| |
└--------------------- 12 V -----------------------┘
3) trzecią opcją jest po prostu żyć z dodatkową wagą. Zasilaj każdy element osobno i niezależnie oraz ładuj / wymieniaj baterie w razie potrzeby.
Każda z tych opcji ma swoje wady. Ale # 2 wydaje się najbardziej obiecująca. Najbardziej oczywistym problemem jest to, że obciążenie rozkłada się nierównomiernie między komórkami w paczce. Gdybym mógł to przezwyciężyć, myślę, że mamy zwycięskie rozwiązanie.
Więc moje pytanie brzmi:
Czy jest możliwe - przy użyciu sprytnego okablowania i minimalnej elektroniki - dostarczyć trzy różne napięcia z tej samej paczki akumulatorów NiMH?
Komentarze, sugestie i pomysły są mile widziane.
Jak dotąd zgaduję, że:
- połączenie timera i przekaźników, aby stworzyć zasadniczo dwubiegunowy, pięciostopniowy przełącznik, który będzie cyklicznie przechodził przez każdą parę komórek co minutę, zapewniając stały strumień 2,4 V
- połączenie timera i przekaźników w celu uzyskania zasadniczo dwubiegunowego przełącznika o podwójnym rzucie, który będzie przechodził przez połowę komórek co około minutę, zapewniając stały strumień 6v
- podłączenie wszystkich urządzeń 12 V do paczki w normalny sposób
Niestety utknąłem na przekaźnikach i tym, jak podłączyć timer, aby wyzwolić przekaźniki, a wszystko to przy zachowaniu trzech niezależnych obwodów. Chciałbym również zachować kompaktowość. Oprócz zestawu akumulatorów nie jest praktyczne posiadanie płytki drukowanej wielkości pudełka na buty. Idealnie chciałbym spakować wszystko do wodoodpornego etui Pelican 1010 .
Na początku myślałem, że mogę po prostu użyć diod i połączyć wszystko w jedną wielką masę, ale zrezygnowałem z tej opcji po wcześniejszych testach. Okazało się, że diody strasznie się nagrzewają, co oczywiście oznacza, że rozpraszają dużo energii, która miała trafić na komponenty.
Inną alternatywą, którą rozważałem, jest regulator napięcia diody Zenera. Spowodowałoby to dobre połączenie z aplikacją o niskim natężeniu i minimalnej elektronice, ale niestety cierpi również na nieefektywność konwersji.
Dla przypomnienia, moje komponenty to:
+---------------------------+---------+--------------+-------+
| component | voltage | usage | draw |
+---------------------------+---------+--------------+-------+
| tail light | 3V | night time | 25mA |
| headlight | 6V | night time | 250mA |
| cycling computer | 3V | always | 1mA |
| turn signals (automotive) | 12V | intermittent | 55mA |
+---------------------------+---------+--------------+-------+
Dobrą wiadomością jest to, że ponieważ wszystkie te urządzenia są zasilane bateryjnie, tolerują normalne wahania napięcia w chemii akumulatorów.
Plany na przyszłość:
system ładowania hub-dynamo 6v
