Počet kusů
Součástka
Specifikace
Naučná stavebnice
Akumulátory a nabíjení 10127
Obj. č. 55 38 93
Vážený zákazníku,
děkujeme Vám za Vaši důvěru a za nákup naučné stavebnice.
Tento návod k obsluze je součástí výrobku. Obsahuje důležité pokyny k uvedení výrobku do provozu
a k jeho obsluze. Jestliže výrobek předáte jiným osobám, dbejte na to, abyste jim odevzdali i tento
návod k obsluze.
Ponechejte si tento návod, abyste si jej mohli znovu kdykoliv přečíst!
Rozsah dodávky
1 Deska spojů (nepájivé pole) SYB 46, 270 kontaktů
1 Solární modul
1 USB kabel
1 Tranzistor 2N3904
1 Tranzistor 2N3906
1 Schottkyho dioda, modrá
2 Křemíková dioda 1N4001
1 LED, červená 5 mm
1 LED, oranžová 5 mm
1 Blikající LED, červená 5 mm
1 Uhlíkový rezistor 1W
8 Uhlíkový rezistor ¼ W
1 Elektrolytický kondenzátor 1000 µF, 10 V
1 Přihrádka pro baterie s vodiči Pro typ AA
4 Konektory
2 Krokosvorky, červená a černá
1 Vodiče 1 m
Deska spojů
Experimentální deska je určena pro připojování elektronických součástek bez potřeby pájení.
Připojení probíhá jednoduše po vložení komponentu nebo vodiče do vybraných pinů. Deska tak
umožňuje opakované připojování různých součástek. Připojovací piny jsou vybaveny pružinkou,
která brání samovolnému uvolnění součástky. Deska zahrnuje celkem 270 kontaktů (pinů) v 2,54 mm
rastru. Z toho 230 pinů, které jsou blíže středu desky, je vzájemně propojeno ve vertikálních řadách
po 5 pinech. Na okrajích desky jsou pak piny (celkem 20 v každé části), které jsou propojeny
paralelně. Krajní piny jsou vhodné pro připojení zdroje (například baterie). Na obrázku desky spojů
jsou čarami vyznačeny vzájemně vodivé piny (kontakty).
USB kabel
USB kabel má na jednom konci zástrčku typu A. Na druhém konci kabelu pak naleznete zástrčku
pro připojení do desky. Kabel je určen pro hodnoty napětí max. 5 V. Při zapojování zástrčky do
experimentální desky vždy dbejte správného zapojení a polarity! Červený vodič je kladný „+“ pól,
černý je záporný „–“ pól.
Dodávaný USB kabel a legenda připojení pinů:
1 = GND (uzemnění), 2 = D+, 3 = D-, 4 = +5 V
Při experimentování doporučujeme pro napájení použít stabilizovaný zdroj napětí s výstupními
hodnotami napětí 5 V a proudu alespoň 500 mA. Stejné hodnoty poskytuje například USB port
počítače. Přesto se výstupní hodnoty napětí a proudu mohou u různých typů počítačů výrazně lišit.
Zároveň ne všechny USB porty u počítače jsou chráněny proti zkratu a vybaveny vlastní pojistkou.
Před použitím UBS portu počítače se proto nejprve ujistěte o tom, že poskytuje pouze uváděné
hodnoty napětí a proudu.
Solární modul
Dodávaný modul je vybaven několika polykrystalickými články. Použitý křemík je složen z několika
krystalů a je upraven speciální technologií tak, aby měl svou kladnou (pozitivní) a zápornou (negativní)
část. Na vrchu je záporná „N“ část modulu překryta tmavě modrou folií, která zlepšuje světelnou
absorpci. Kladná vrstva „P“ křemíku je ve spodní části. Světlo, které dopadá na modul, dává do
pohybu elektrony a tím vzniká mezi oběma vrstvami elektrické napětí a proud. Krystalický modul
poskytuje napětí zhruba 0,5 V na článek. Proud pak závisí na velikosti článku. Na obrázku je solární
modul s ochrannou folií a jeho schématická značka.
Diody
Diody jsou součástky, které umožňují vést proud pouze jedním směrem. V praxi se nejčastěji
používají diody pro usměrnění střídavého napětí (AC) na stejnosměrné (DC). Funkčně diody
představují například vodní ventil, kterým prochází proud vody pouze jedním směrem.
Dodávaná křemíková dioda 1N4001 má katodu označenou kroužkem. Opačný konec diody je pak
anoda. Technicky může proud diodou procházet ve směru od anody ke katodě. V propustném směru
(na schématické značce symbol šipky) dioda propouští proud o napětí přibližně 0,6 – 0,7 V (700 mV).
Ve fotovoltaických systémech se Schottkyho dioda obvykle využívá pro účely blokování a přemostění
napětí. Diody tak chrání akumulátory před vybíjením skrze fotovoltaický modul v případě, že na modul
nedopadá světlo nebo dopadá jen zčásti.
LED
Light Emitting Diode – světlo emitující dioda poskytuje obdobnou funkci jako usměrňovací s tím,
že při průchodu proudu dioda vydává světlo. LED je obvykle zapotřebí předřadit rezistor přesné
hodnoty, který omezuje průchod proudu na potřebnou hodnotu. Vyšší napětí diodu zničí.
Červená LED vyžaduje nižší hodnotu napětí (1,8 V). Žlutá, zelená, modrá a bílá LED jsou určeny
pro napětí 3,6 V.
A = anoda, kladná „+“ elektroda s delším koncem, K = katoda, záporná „–“ elektroda je navíc na
pouzdře diody označena (malá ploška). Vyjma „běžných“ LED jsou vyráběny také blikající LED,
které mají na svém pouzdře malý bod. Tento bod je miniaturní elektronický obvod, který zajišťuje
blikání.
Tranzistory
Tranzistor (transfer rezistor) je aktivní součástka, která se v elektronických obvodech používá pro
spínání a zesílení proudu a napětí. Bipolární tranzistory obsažené v experimentální sadě jsou 2N3904
a 2N3906. Jedná se o nízko výkonové tranzistory vhodné pro maximální provozní napětí do 30 V
a proud 200 mA. Označení „N“ a „P“ v názvu tranzistoru představuje negativní a pozitivní
polovodičovou vrstvu tranzistoru. Pro lepší pochopení funkce tranzistorů vám napomůže
další experimentování.
Běžné tranzistory mají celkem 3 vývody (elektrody) označené:
Množství
1. Proužek
/
2. Proužek
/ první
3. Proužek
/
4. Proužek
/
E = emitor, B = báze, C = kolektor.
Funkce tranzistoru
V případě, že je přivedeno napětí na trasu báze – emitor, na výstupu
z tranzistoru kolektor – emitor dochází k jeho zesílení, resp. nízký
proud báze (pozitivní v NPN tranzistorech, negativní v PNP
tranzistorech) povede z kolektoru do emitoru nebo naopak. V případě, že do tranzistoru neteče žádný
proud skrze bázi, nebo je báze připojena k zápornému (NPN) nebo pozitivnímu (PNP) potenciálu,
tranzistor proud nepovede a naopak jej bude blokovat.
Rezistory
Rezistory (odpory) patří mezi pasivní elektronické součástky, které mají za úkol omezit průchod
elektrického proudu obvodem na požadované hodnoty. Mezi nejpoužívanější rezistory patří keramické
rezistory se dvěma postranními vývody. Základní jednotkou elektrického odporu je Ohm (Ω).
Hodnoty rezistorů se určují podle barevných proužků, které jsou vytištěné na jejich pouzdře.
Odpor (Ω)
1 1,2 Hnědý Červený Zlatý Zlatý
1 1,5 Hnědý Zelený Zlatý Zlatý
1 10 Hnědý Černý Černý Zlatý
1 100 Hnědý Černý Hnědý Zlatý
3
1
1
1 kΩ
2,2 kΩ
100 kΩ
první hodnota
Hnědý Černý Červený Zlatý
Červený Červený Červený Zlatý
Hnědý Černý Žlutý Zlatý
hodnota
násobek
tolerance (%)
Elektrolytický kondenzátor
Elektrolytické kondenzátory (tzv. „elyt“) jsou součástky, které mají velmi vysokou kapacitu.
Dokáží uchovat určité množství elektrického náboje. Elektrolytické kondenzátory jsou polarizovány,
a proto je nezbytné přivést k jeho vývodům napětí s přesně orientovanou polaritou. U většiny takových
kondenzátorů je označena záporná elektroda (symbolem mínus „–“). Opačné připojení takového
kondenzátoru (přepólování) znamená nevratné zničení této součástky. Na pouzdře kondenzátoru
je uvedena maximální hodnota napětí, která nesmí být překročena. V opačném případě dojde
k průrazu desek uvnitř kondenzátoru a jeho poškození. Základní jednotkou elektrické kapacity
je Farad (F). Příklad hodnoty elektrolytického kondenzátoru = 16 V 1000 µF (mikro faradů).
Přihrádka pro baterie
Přihrádka je určena pro vložení akumulátorů
formátu AA a zároveň i AAA.
Experimentální kabely
Kabely (červený a černý) jsou na obou koncích
opatřeny krokosvorkou, kterou můžete
jednoduše připojovat do různých částí obvodu.
Není tak zapotřebí pájení ani nářadí. Červený
kabel se obvykle používá pro vedení kladného
„+“ napětí, černý pro záporné „–“napětí.
Vodiče
Pomocí vodičů pak vytvoříte různá spojení a přemostění (klemy) v obvodu. Izolaci na konci vodičů
odstraňte v délce přibližně 8 mm. Vodiče je velmi snadné do experimentální desky vsadit a stejně
tak i přemístit bez potřeby pájení.
Použití USB kabelu
Kabel můžete připojit k síťovému nabíjecímu adaptéru
(s výstupem 5 V DC), který se používá pro nabíjení mobilních
telefonů. Při použití USB portu počítače si počínejte obzvláště
opatrně. Při zkratování takového portu může dojít ke zničení
interního rezistoru a tím následně aplikace jiné výstupní,
proudové hodnoty.
Připojení kabelu k desce
Potřebné komponenty: deska spojů, USB kabel, rezistor 1 kΩ,
rezistor 1,5 kΩ a červená LED. USB kabel ponechte připojený
k desce i pro další experimenty.
Připojte USB kabel do desky pomocí jeho kolíčkového
konektoru. Při zapojování dbejte správné polarity připojovacích
pinů kabelu. Kladný kabelu pól připojte k horní řadě
propojovacích pinů. Použijte zároveň malou klemu (přemostění)
pro přivedení kladného i záporného napětí (na opačné straně)
do přilehlé řady krajních 5 pinů. Použitý rezistor 1,5 Ω v obvodu
slouží navíc coby ochrana před zkratem.
Připojení USB kabelu k desce a použití ochranného rezistoru (1,5 kΩ) a LED s rezistorem 1 kΩ.
Při zapojování LED do obvodu dodržujte vždy správnou polaritu. Delší vývod LED představuje kladný
„+“ pól (anoda). Aby nedošlo ke zničení LED, je nezbytné použít předřadný rezistor o přesné hodnotě
1 kΩ. Připojíte-li pak obvod ke zdroji, LED se rozsvítí.
Uchovávání energie
Princip uchovávání elektrické energie lze velmi jednoduše
demonstrovat na vodě. Voda z kohoutku naplní nádobu až
po okraj. Později je možné vodu z nádoby kdykoliv odčerpat.
Ukládání elektrické energie má pouze jinou formu. V sadě je
elektrolytický kondenzátor, který dokáže pojmout určité množství
elektrického náboje. Takový kondenzátor má přes své malé
rozměry poměrně dlouhou životnost. Přesto však energii
uchovává pouze po velmi krátkou dobu. V obvodech je však tato
vlastnost kondenzátoru velmi ceněna. Malou sklenici vyplníte
vodou také daleko rychleji, než velkou nádobu (například vanu).
Uchovávání energie v elektrolytickém kondenzátoru
Potřebné komponenty: deska spojů, UBS kabel, rezistor 1 kΩ, červená LED a elektrolytický
kondenzátor 1000 µF.
Připojte kondenzátor do obvodu. Dbejte přitom správné polarity kondenzátoru (záporný pól je
označen symbolem „–“ na svém pouzdře). Poté obvod připojte ke zdroji napětí. V té chvíli se
LED rozsvítí. Odpojte UBS kabel od zdroje. LED bude svítit ještě chvíli po tom, co obvod odpojíte
od zdroje, což je způsobeno nahromaděnou elektrickou energií v elektrolytickém kondenzátoru.
Úvod do typů akumulátorů
Baterie a akumulátory jsou nedílnou součástí každodenního života.
1. Olověné akumulátory (olověné, gelové) jsou v každém motorovém vozidle.
2. Nikl-kadmiové (NiCd, v současné době se již nenabízejí), slouží pro napájení různého ručního
nářadí (například aku šroubováky).
3. Nikl-metal hydridové (NiMH).
4. Nikl-zinkové (NiZn) jsou moderní zdroje napájení.
5. Lithiové (Li) akumulátory jsou nabízené v různém provedení (tvaru).
Olověné akumulátory jsou nejvhodnějším zdrojem pro startování motoru všech vozidel.
Jedná se o velmi tvrdý zdroj s dlouhodobou stabilitou, vysokou hmotností a vyšší pořizovací cenou.
Vzhledem k jeho hmotnosti však poskytuje poměrně málo energie. Olovo, které je uvnitř akumulátoru,
je velmi těžký kov. Staré olověné akumulátory je proto možné velmi dobře recyklovat. Zdroje uvedené
pod body 2 – 5 budou použity v následujících experimentech. Přestože se nikl-kadmiové zdroje
již nenabízejí, jsou doposud velmi rozšířené. Jedná se o zdroje s velmi vysokou životností a poměrně
dobrým výkonem. Během experimentování se seznámíte s různými technologiemi nabíjení
akumulátorů a jejich použití.
Aplikace solárního modulu
Potřebné komponenty: solární modul, kabely s krokosvorkami a 2 červené LED.
Sada zahrnuje 2 červené LED, které jsou od sebe navenek jen velmi těžko rozpoznatelné.
Rozeznat, která LED je blikající a která běžná LED, můžete díky následujícímu jednoduchému
experimentu s použitím krokosvorek a solárním modulem. Připojte kabely se svorkami k vodičům
modulu. Dodržujte přitom barevné označení vodičů. Opačný konec červeného kabelu se svorkou
připojte k delšímu vývodu jedné LED a černý kabel ke kratšímu vývodu LED. Po dopadu světla
na povrch solárního modulu, bude patrné, zda se jedná o blikající nebo běžnou LED.
Každá LED však musí být opatřena tzv. předřadným rezistorem, který
upravuje hodnotu proudu protékajícího skrze LED a chrání jí tak před
zničením. Vzhledem k tomu, že solární modul poskytuje jen velmi nízké
hodnoty napětí, je možné pro tento experiment použít solární modul jako
zdroj pro LED bez předřadného rezistoru. Ověřte tímto experimentem,
o jakou LED se v případě obou červených LED jedná. Blikající LED si
následně můžete označit.
Nabíjení akumulátorů z USB zdroje
USB port je standartní výbavou většiny současných počítačů.
Prostřednictvím těchto portů se k počítači připojují externí disky nebo
například malé ventilátory a osvětlení. Stejně tak se do počítače připojují i
mobilní telefony. USB port elektronickým zařízením poskytuje ve spouštěcí
fázi nižší výkon (Low-Power mode) přibližně 100 nebo 150 mA. Po uplynutí
úvodní fáze pak přechází do obvyklého režimu. Většina USB portů poskytuje
napětí o hodnotě 5 V a proud 500 mA (někdy však až 2 A) a proto je vhodný
i pro nabíjení.
USB je vhodný zdroj pro nabíjení malých akumulátorů a pro použití i v dalších experimentech.
Při jejich nabíjení je použito elektronického obvodu se speciálními nabíjecími charakteristikami.
Nabíjení NiMH a NiCd akumulátorů
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, USB kabel, rezistor 100 Ω, oranžová LED,
přihrádka pro baterie, akumulátory AA nebo AAA a běžný multimetr.
NiMH a NiCD akumulátory jsou vhodnou alternativou pro běžné, nenabíjecí baterie. NiCd akumulátory
se však již v současné době nevyrábějí ani neprodávají. Patří však mezi doposud nejpoužívanější typ
akumulátoru v několika různých formátech. Nejběžnější jsou však formáty AA a AAA. Oba tyto formáty
je možné použít do bateriové přihrádky, která je součástí experimentální sady. NiCd akumulátory jsou
při nabíjení a aplikaci velmi spolehlivé. Jejich nevýhodou, stejně jako u ostatních akumulátorů, je nižší
jmenovité napětí (1,2 V) oproti napětí 1,5 V u běžných baterií.
Od výroby NiCd akumulátorů se ustoupilo z důvodů vysoké toxicity použitého kadmia a tudíž
vysokého nebezpečí pro lidské zdraví. V prvním experimentu dojde k vysvětlení našeho jednoduchého
obvodu, který je určen pro nabíjení NiMH a NiCd akumulátorů. Nabíjecí proces a proud 20 mA indikuje
blikající LED. Po plném nabití akumulátoru se sníží nabíjecí proud a rozsvítí se LED.
K měření proudu použijte běžný
multimetr přepnutý na měření
proudu (v rozsahu mA) a připojte
jej do série s akumulátorem.
Měřicí přístroj následně zobrazí
aktuální hodnotu nabíjecího
proudu. Pomocí multimetru zjistíte
nejen nabíjecí proud, ale také
napětí akumulátoru. Připojte proto
multimetr (přepnutý na měření
napětí v mV) paralelně
k akumulátoru nebo vodičům
přihrádky pro baterie.
Nabíjení konstantním proudem
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů,
USB kabel, rezistor 1,5 Ω, 2 rezistory 1 kΩ, 1 rezistor
1,2 Ω, oranžová LED, Schottkyho dioda BAT42, přihrádka
pro baterie a akumulátor AA nebo AAA.
Nabíjení pomocí technologie konstantního proudu je
nejrozšířenější způsob nabíjení akumulátorů, kterou
využívá většina moderních nabíječek. V závislosti na
kapacitě akumulátoru probíhá nabíjecí proces po přesně
definovanou dobu prostřednictvím konstantního proudu.
Na akumulátoru AA 1,2 V 800 mAh naleznete například následující doporučení pro jeho nabíjení:
Běžné (standartní) nabíjení proudem 80 mA = 14 hodin
Rychlé nabíjení proudem 240 mA = 5 hodin
Pro většinu akumulátorů zpravidla platí, že nabíjení probíhá 1/10 proudu z jejich jmenovité kapacity
(800 mAh x 1/10 = 80 mA po dobu 14 hodin). Po ukončení nabíjecího procesu nabízí moderní
elektronické obvody použití tzv. „udržovacího napětí“. Koeficient pro udržovací nabíjení je pak obvykle
1/20 (a nižší) z celkové kapacity akumulátoru, například tedy 40 mA anebo méně. Nabíječky jsou
pak také vybaveny teplotním senzorem s funkcí zastavení nabíjecího procesu. Touto technologií
jsou vybaveny nabíječky NiCd pro akumulátory. Během jejich nabíjení totiž dochází k uvolňování
velkého množství energie, která se přeměňuje v teplo. Elektronika nabíječky pak zaznamenává
teplotu, podle které rozpozná, že jsou akumulátory plně nabité a odpojí je od nabíjecího obvodu.
U síťových nabíječek je omezení proudu zajištěno pomocí rezistoru, který je do obvodu vložen mezi
zdroj a akumulátor. Rezistor R1 je pak vypočítán ze vztahu R (Ω) = U/I, kde U je napětí (V) a I proud
(A). Hodnota rezistoru R1 tak upravuje nabíjecí proud.
Nabíjení konstantním proudem je velmi jednoduchá technologie, avšak přináší i řadu nevýhod:
Akumulátor by měl být plně vybíjen. Vhodný nabíjecí proud je přibližně C/10 kapacity akumulátoru.
V opačném případě může dojít k jeho přebíjení (overcharge = přetečení kapacity) a následnému
poškození. Starší NiCd akumulátory nejsou vybaveny interní pamětí a proto je nezbytné jejich nabíjení
až po úplném vybití (nelze je nabíjet kdykoliv).
Paměťový efekt akumulátorů (Memory Effect)
Tato technologie využívá interní paměti akumulátoru, který rozpoznává vlastní aktuální kapacitu,
například je-li akumulátor vybit jen zčásti a tento stav si „pamatuje“ a zohlední jej při následném
nabíjení. Akumulátory přesto ztrácejí svou původní kapacitu a tím dochází i ke zkracování jejich
životnosti. Ke snižování kapacity dochází tvorbou krystalů na katodě. Paměťový efekt je však možné
„odstranit“ díky záměrnému procesu vybíjení.
U zdroje, který zahrnuje rezistor R2, LED D2 a rezistoru R4, je možné provádět další úpravy, kterými
se mění hodnoty konstantního proudu. V experimentu můžete například zaměnit rezistor R4 (1 k Ω)
za rezistor 2,2 kΩ. Tím dojde k úpravě (snížení) nabíjecího proudu.
Pulzní nabíjení
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, USB kabel, blikající LED, oranžová LED,
dioda 1N4001, tranzistor T1 2N3904, tranzistor T2 N3906, rezistor 10 Ω, 2 rezistory 1 kΩ, přihrádka
pro baterie a akumulátory AA nebo AAA.
Pulzní nabíjení eliminuje paměťový efekt, kterým jsou vybaveny starší akumulátory. Nabíjení tak
probíhá pomocí krátkých proudových pulzů. V závislosti na zapojení se tak akumulátor nabíjí mnohem
rychleji nebo pomaleji. U starších akumulátorů pak díky pulznímu nabíjení dochází zároveň k jejich
regeneraci.
V obvodu jsou použity oba tranzistory. Tranzistor T2 (2N3906) je na schématu v horní části, vlevo je
blikající LED. Tranzistor spolu s blikající LED tvoří dělič napětí. LED zajišťuje pulzy do báze tranzistoru
T1. Tranzistor 1 řídí vstup báze tranzistoru T2 a trasu kolektor – emitor. Tím dochází k průchodu
proudu do akumulátoru. Intenzita blikání oranžové LED představuje množství proudu, který prochází
do akumulátoru.
Při měření multimetrem, je možné sledovat pulzaci a nárůst napětí na akumulátoru. Při přemostění
LED 2 dojde k rychlejšímu nabíjení (zvýšení proudu) a na druhé straně však ke snížení provozní
životnosti oranžové LED.
Nabíjení Nikl-zinkových článků
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, USB kabel, červená LED, oranžová LED, rezistor
100 Ω, přihrádka pro baterie, NiZn akumulátory (AA nebo AAA).
Nikl-zinkové články (NiZn) akumulátory patří mezi vůbec nejstarší a nejrozšířenější druhy
akumulátorů. Výhodou těchto článků je vysoká kapacita článku (cca 1,6 V). Proto slouží jako nejlepší
náhrada za běžné baterie s napětím 1,5 V a pro použití v elektronických zařízeních, které jsou určeny
pro 1 – 2 články. Napětí NiMH akumulátorů je pak mnohem nižší, než je požadované provozní napětí.
Použití NiZn článků je tak vhodné z důvodů prevence před hlubokým vybitím. Zvláštností NiZn
akumulátorů je, že jejich kapacita není udávána v mA (miliampérech), ale v mW (miliwatech).
Napětí plně nabitého článku NiZn akumulátoru je přibližně 1,8 V a napětí vybitého článku zhruba
1,2 V. Vzhledem k tomu, že se jedná o poměrně novou technologii, nelze doposud určit přesný počet
nabíjecích a vybíjecích cyklů (životnost akumulátoru).
Nabíjecí cyklus
Jedná se o počet procesů, při kterých se článek plně nabije a po použití je nezbytné jej znovu nabít.
Technologie nabíjení NiZn článků je ve skutečnosti velmi jednoduchá a podobná jako je pro nabíjení
olověných akumulátorů. Nabíjení řízené mikroprocesorem zajišťuje bezpečnost při nabíjení a vyšší
nabíjecí výkon se spoustou dalších funkcí pro nabíjení a vybíjení.
Nabíjení NiZn článků
Nabíjení těchto článků je proudově omezeno na přibližně 0,5 násobek kapacity akumulátoru
(proud 0,7 – 1,5 A pro typ AA). Konečné napětí, tj. napětí, při kterém je článek plně nabitý,
je cca 1,9 V. Ke konci nabíjecího procesu zároveň klesá nabíjecí proud na hodnotu 0,05 C
(u AA článků 75 mA). Specifická hustota akumulované energie je přibližně 50 Wh/kg
(obdobně je tomu u NiCd akumulátorů). U NiMH akumulátorů je však tato hustota o něco vyšší.
Písmeno „C“ označuje kapacitu akumulátoru, obvykle uváděnou v mAh (miliampér hodiny).
Důležitou vlastností jednoduchých nabíjecích obvodů je omezení a stabilizace napětí na maximální
hodnotu 1,9 V. V případě použití nižší hodnoty proudu pak nabíjení trvá jen o něco déle. Obecně lze
možné říci, že nižší hodnoty proudu jsou spíše přínosem, který vede zejména ke zvýšení počtu
nabíjecích cyklů a celkově tak i vyšší životnosti akumulátoru. Rychlý nabíjecí proces pak umožňuje
nabití akumulátorů v co nejkratším čase.
Na pouzdře NiZn akumulátorů jsou například následující parametry a doporučení:
Typ AA: 12 – 15 hodin / 150 mA, při rychlém nabíjení
Typ AAA (mikro): 12 – 15 hod / 55 mA, při rychlém nabíjení
Ukončení nabíjecího procesu pak signalizuje oranžová LED. Současně pak během nabíjení
indikuje nabíjecí proces. Je-li akumulátor zcela vybitý, LED se nerozsvítí. V opačném případě svítí
LED velmi intenzivně. Nabíjecí proud je optimalizován prostřednictvím rezistoru R1 a červené LED.
K samovybíjení NiZn článků dochází nezávisle na okolní teplotě (přibližně 5 – 7 %).
Nabíjení lithiových akumulátorů
Komponenty potřebné pro experiment: USB kabel, deska spojů, červená LED, 2 diody 1N4001,
rezistor 1 kΩ, kabely s krokosvorkami a lithiový akumulátor.
Lithiové akumulátory (LiPo – lithium polymerové, Li-Ion – lithium iontové) jsou zdrojem většiny
současných smartphone, notebooků a tabletů. Tyto akumulátory dokáží pojmout vysoký objem
energie při relativně nízké hmotnosti. Lithiové akumulátory mohou být v různých elektronických
zařízeních vestavěné (pevně připájené), popřípadě i vyměnitelné (replaceable). Lithiové akumulátory
však většinou mají různé tvary (ploché, hranaté, oválné) a nejsou tak vždy alternativou běžných
tužkových a mikrotužkových akumulátorů. Hustota energie se u lithiových akumulátorů pohybuje
v rozmezí 95 – 400 Wh/l. Počet nabíjecích cyklů se zvyšuje, jsou-li takové akumulátory nabíjeny
a vybíjeny po částech. Na druhou stranu tak výrazně klesne využitelná energie a tím i jejich výkon.
Nabíjecí technologie u lithiových akumulátorů většinou vyžaduje následující podmínky:
Pakliže jsou akumulátory velmi hluboko vybité, spusťte nabíjecí proces za velmi nízkého proudu.
Běžné nabíjení se pak provádí maximálním konstantním proudem v rozmezí 0,5 – 1 C.
Napětí pro ukončení nabíjecího procesu je 4,1 – 4,2 V (v závislosti na konkrétním typu) a nikdy nesmí
dojít k jeho překročení. Pro delší životnost akumulátoru by toto napětí mělo být o něco nižší, optimálně
3,9 – 4,0 V. Lithiové akumulátory je rovněž možné nabíjet menším proudem, což zvyšuje počet jejich
nabíjecích cyklů. Na konci nabíjecího procesu klesne nabíjecí proud na hodnotu C/10.
Dojde-li k poklesu nabíjecího proudu na tuto hodnotu, nabíjecí systém rozpozná, že akumulátory
jsou plně nabité.
Při vybíjení akumulátoru nesmí nikdy klesnout napětí pod hodnotu 2,5 V, jinak dojde k jeho
nevratnému zničení. Lithiové akumulátory mají většinou integrovaný obvod, který jej proto vyřadí
z provozu, dojde-li k poklesu napětí na hodnotu 3,0 V. Pro maximální šetrnost a životnost se
doporučuje nabíjet lithiové akumulátory pouze za použití velmi šetrných nabíjecích postupů.
Při sestavování vlastního nabíjecího obvodu je pak nezbytné zajistit optimální řídicí systém,
který zajistí optimální a bezpečné nabíjení. Většina vestavěných kontrolérů (mikroprocesorů)
má v sobě již vestavěný stabilizátor napětí. Na trhu jsou v současné době dostupné nabíječky
s mnoha bezpečnostními systémy (kompletní integrované obvody), které zajišťují optimální
nabíjení lithiových akumulátorů.
Upozornění! Pro následující experimenty použijte pouze lithiové akumulátory s vestavěným,
ochranným obvodem. Takové akumulátory naleznete v každém mobilním telefonu nebo například
v kameře.
Lithiový akumulátor vybaven bezpečnostním integrovaným obvodem je chráněn proti přebíjení
(overcharge). Zároveň tento obvod brání hlubokému vybití akumulátoru. Bezpečností obvod
v takových případech akumulátor odpojí jeho kontakty od obvodu. S akumulátory z mobilního telefonu
pak můžete experimentovat a sledovat, kdy systém aktivuje funkci ochrany při zjištění minimálních /
maximálních hodnot napětí a hodnot nabíjecího proudu (1C). Nabíjecí obvod pro lithiové akumulátory
s použitím USB zdroje je velmi jednoduchý a sestává pouze z několika součástek. Výstupní napětí
USB zdroje (5 V) je zapotřebí snížit na napětí 4 V. LED zajišťuje, že napětí zdroje naprázdno (bez
připojení akumulátoru) na výstupu nepřekročí hodnotu 4 V. Spotřeba proudu, je v takovém případě
pak naprosto zanedbatelná. Nabíjecí proud je pak řízen v závislosti na aktuálním stavu akumulátoru.
Kontakty akumulátoru můžete do obvodu připojit pomocí krokosvorek. Pokud však máte dostatek
zkušeností s pájením, doporučujeme kontakty akumulátorů napevno připájet k vodičům a tyto pak
jednoduše připojit do obvodu.
Pomocí multimetru proměřujte zvyšující se hodnotu napětí akumulátoru a hodnoty proudu.
Monitoring nabíjení
Existuje několik možností indikace výstupních hodnot během nabíjení akumulátorů:
Indikace pomocí LED
Metodou přímého měření (použití multimetru)
Zobrazení na LCD displeji
Výstup v PC aplikaci
LED se nejčastěji používají pro jednoduchou indikaci (například pro určení polarity) nebo základních
provozních funkcí (zapnuto / vypnuto nebo pro indikaci při průchodu proudu). Pro zjištění přesných
výstupních hodnot můžete zároveň použít multimetr, přepnutý na měření požadované veličiny.
Experimentální sada využívá LED indikaci.
Nabíječka s LED indikací
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, USB kabel, blikající LED, oranžová LED,
dioda 1N4001, rezistor 1 kΩ a lithiový akumulátor.
Potřebujete zjistit, zda je konkrétní akumulátor vybitý, zčásti vybitý nebo plně nabitý?
Jednoduchá indikace pak napomůže zjistit aktuální stav akumulátoru. Stav akumulátoru však závisí
na mnoha faktorech, zejména na jeho typu a celkové kapacitě. Mezi další faktory patří teplota okolního
prostředí, stáří akumulátoru a několik dalších faktorů, které mohou tento stav ovlivnit. Pro komplexní
sledování všech možných faktorů jsou v moderních nabíječkách použity obvody s mikroprocesory
a sofistikovaným software. Při sestavování obvodu nejprve umístěte všechny součástky do desky
a teprve poté připojte akumulátor například pomocí krokosvorek. V té chvíli se rozsvítí oranžová LED.
Po připojení obvodu k USB zdroji se spustí nabíjení akumulátoru proudem o hodnotě přibližně 200
mA. O něco později začne blikat LED, která indikuje stav, kdy akumulátor dosáhl napětí, blízkého
hodnotě 4 V. LED během nabíjení bliká nejprve pomalu a poté o něco rychleji. Rychle blikající LED
indikuje ukončení nabíjecího procesu. Nabíječky řízené mikroprocesory pak nabíjecí proces ukončují
automaticky (odpojí akumulátor od nabíjecího obvodu).
Jednoduchá LED indikace probíhá pomocí měření napětí u akumulátoru. Měření napětí se provádí
prostřednictvím zátěže (proud protékající z akumulátoru). Měření pak může být aktivováno například
pomocí tlačítka, které vložíte do obvodu.
Testování akumulátoru
Test (změření) akumulátoru oceníte především v případě, kdy máte k dispozici
různé akumulátory, ale neznáte jejich aktuální stav (kapacitu). Elektronický měřící
obvod však bude fungovat pouze v případě, že akumulátory mají dostatečnou
kapacitu. Měření napětí pak napoví něco málo o nabíjecí kapacitě akumulátoru.
Na obrázku je starý tester baterií AA / AAA s cívkovým měřícím ústrojím a žárovkou
(1,5 V), která v obvodu plní funkci rezistoru (zátěže).
Test malým proudem
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, červená LED, rezistor 100 Ω,
přihrádka pro baterie, NiZn akumulátor (AAA).
Experimentovat můžete s různými typy akumulátorů a navíc přitom použijte multimetr.
Test malým proudem je optimální zejména pro starší akumulátory, které byly právě plně nabity.
Spouštěcí „testovací“ tlačítko v měřícím obvodu můžete jednoduše vytvořit za použití krátkého vodiče.
Připojte do měřícího obvodu plně nabitý akumulátor. Červená LED se přitom rozsvítí.
Stiskněte testovací tlačítko. LED přitom nepatrně pohasne, což je způsobeno připojením
rezistoru 100 Ω do obvodu a snížení proudu na hodnotu přibližně 15 mA. Jedná se tak
o akumulátor s optimálním napětím.
Test vysokým proudem
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, červená LED, rezistor 1,2 Ω, přihrádka
pro baterie a akumulátor.
Experimentujte s různými typy akumulátorů a použijte přitom znovu i multimetr. Testování vysokým
proudem je skutečným zátěžovým testem pro každý akumulátor. Před prováděním testu se ujistěte,
že testovaný akumulátor není hluboce vybitý (nedošlo k poklesu pod hranici minimální hodnoty
napětí). V opačném případě by mohlo dojít k jeho zničení. U lithiových akumulátorů je to obvykle
proud dvojnásobku kapacity, u NiZn akumulátorů je to napětí o hodnotě 1,2 V a ne více, než 1C.
Pro akumulátory AA to představuje maximální proud 1,5 A, pro akumulátory AAA maximální vybíjecí
proud 550 mA.
Vyměňte rezistor R1 (100 Ω) za rezistor 1,2 Ω.
Po stisknutí testovacího tlačítka pak LED zhasne.
Zátěžový proud je přibližně 1 A. Ověřte hodnotu proudu
pomocí multimetru.
R = U / I (hodnota rezistoru = napětí / proud)
Hodnoty naměřené multimetrem se mohou nepatrně lišit
od výpočtu. To je způsobeno přechodovým odporem
v obvodu a nepatrným úbytkem napětí. Po uvolnění tlačítka
bude v případě dostatečné kapacity akumulátoru LED
zřetelně svítit. V opačném případě je akumulátor vybitý.
NiZn akumulátor má obvykle napětí naprázdno o hodnotě
1,75 V a napětí pod zátěží 1,3 V.
Dobíjecí schopnost / efektivita akumulátoru
Tato charakteristika akumulátoru vypovídá o tom, nakolik z celkové kapacity je možné akumulátor
znovu nabít. Efektivita je u různých typů akumulátorů výrazně rozdílná a pohybuje se obvykle
v rozmezí 70 – 90 %.
Použití solárního modulu
Komponenty potřebné pro experiment: solární modul, deska spojů, konektory, rezistor 100 Ω
a červená LED.
Před použitím solárního modulu z něj odstraňte
ochrannou fólii. Ve spodní části modulu jsou
patrné dva pevně připájené vývody. Modul
dodává do obvodu stejnosměrný proud (DC).
Dodržujte proto správné barevné rozlišení u
připojovacích vodičů (kladný pól = červený vodič
a záporný pól = černý vodič). Vodiče modulu
prostrčte velkými otvory v desce. Zajistíte tím
určité odlehčení vodičů proti mechanickému
tahu. Vodiče navíc můžete připevnit použitím
lepicí pásky. Solární modul je možné ponechat
připojený k desce i pro další experimenty.
Konce vývodů modulu připojte do desky za použití pin konektorů. Modul s deskou umístěte na místo
s dopadem světelných paprsků. Pakliže nejsou světelné podmínky optimální, můžete namísto toho
použít stolní lampu s halogenovou žárovkou (s výkonem alespoň 30 W). Úsporné žárovky nejsou
vhodné pro aplikaci se solárním modulem. Do obvodu připojte červenou LED a rezistor 100 Ω.
Delší elektrodu (anodu) v obvodu připojte ke kladnému „+“ pólu. V závislosti na intenzitě světla,
které dopadá na solární modul, bude LED svítit. Pakliže LED nebude svítit, nejsou k dispozici
dostatečné světelné podmínky, popřípadě může být LED připojena opačnou polaritou.
Pokud LED bude blikat, došlo k použití blikající LED.
Experimentujte s různými světelnými zdroji, například slunečním světlem, halogenovou lampou,
žárovkou a třeba také s úspornými žárovkami a UV lampami. Podle jasu LED rozpoznáte vhodný
světelný zdroj pro solární modul.
Nabíjení akumulátorů prostřednictvím solárního modulu
Komponenty potřebné pro experiment: solární modul, deska spojů, červená LED, přihrádka
pro baterie a akumulátor.
V případě dostatečného slunečního světla, můžete prostřednictvím solárního modulu nabíjet
akumulátory. Solární energie je volně dostupná a odpadá tak závislost připojení k elektrické síti.
Solárním modulem můžete nabíjet NiMH, NiCd, NiZn, Li-Ion a Li-Po akumulátory. Modul má navíc
jednu velkou technickou výhodu. Je-li solární modul a celý obvod správně sestaven, není již zapotřebí
žádných dalších komponentů. Modul dodává proud o hodnotě přibližně 35 mA a maximální napětí
4,5 V za optimálních světelných podmínek. Umožňuje tak bezpečné nabíjení uvedených typů
akumulátorů s paměťovou funkcí a funkcí „Balance“ (vyrovnávání napětí u akumulátorů, složených
z více, než z jednoho článku). Solární moduly pak v závislosti na své velikosti poskytují daleko vyšší
výkon a mohou tak dodávat daleko vyšší proud a napětí. U takových systémů je však nezbytná
regulace výkonu. V opačném případě by došlo ke zničení nabíjeného akumulátoru.
V obvodu je možné využít obě LED (červenou nebo oranžovou). Při použití oranžové LED je však
nabíjecí proud o něco vyšší.
Solární nabíječka
Komponenty potřebné pro experiment: solární modul, deska spojů, LED, přihrádka pro baterie
a akumulátor.
V závislosti na typu akumulátoru je možnost různého přizpůsobení celého obvodu a tím získání
co možná nejlepšího výkonu. Při použití několika solárních modulů připojených do série lze dosáhnout
nejlepších výsledků. Velikost a počet solárních modulů pak ovlivňuje maximální nabíjecí proud.
Nabíjecí proud je pak navíc závislý na aktuálních světelných podmínkách (intenzitě slunečního
záření). U malých NiCd / NiMH akumulátorů je pak vhodné využití maximálního nabíjecího proudu
solárního modulu. Velké akumulátory s napětím 12 V mohou být jednoduše nabíjeny pomocí solárního
modulu napětím 15 V (napětí naprázdno). Nabíjecí křivka se pak mění v závislosti na aktuálním stavu
článků. Čím vyšší je nabíjecí napětí, tím nižší je nabíjecí proud. Použití určité metody nabíjení
je zapotřebí volit v závislosti na konkrétním typu akumulátoru.
Vždy je však zapotřebí zajistit regulaci výkonu solárního modulu. Uchopte solární modul mezi palec
a ukazováček (tak, aby jej prsty nezakrývaly) a nasměrujte jej do pravého úhlu k světelnému zdroji
(například slunci). Pohybujte modulem do různých úhlů a sledujte jas LED. Čím jasněji LED svítí,
tím vyšší je nabíjecí proud, který modul dodává do akumulátoru. Pokud tedy nasměrujete modul kolmo
ke světelnému zdroji, tím více se může světelná energie měnit na elektrický proud, který je modulem
dodáván do akumulátoru.
Proudový regulátor
Systém Return-Current Block
Komponenty potřebné pro experiment: solární modul,
deska spojů, elektrolytický kondenzátor 1000 µF,
Schottkyho dioda, rezistor 100 Ω a červená LED.
Během nabíjení akumulátoru může dojít k „vracení“
nevyužité energie zpět skrze solární modul. Tomu lze
zabránit použitím ochranné „blokovací“ diody. Dioda
v obvodu působí jako ventil, který propouští proud
pouze jedním směrem a brání tak jeho zpětnému
průtoku. Pro lepší názornost a aplikaci tohoto principu
použijeme elektrolytický kondenzátor 1000 µF. Před
úpravou obvodu vyjměte akumulátor z přihrádky.
Vyjma kondenzátoru do obvodu připojte i LED a
předřadný rezistor. Díky této úpravě a diodě dojde
k regulaci směru toku proudu obvodem.
Vyzkoušejte vyjmout diodu a vsadit ji do obvodu opačnou polaritou. LED v té chvíli nebude svítit,
vzhledem k tomu, že je proud tekoucí ze solárního modulu zablokován. Blokovací diody se používají
jako prevence před vybíjením zdroje (akumulátoru).
Regulátor nabíjení
Komponenty potřebné pro experiment:
solární modul, deska spojů, červená LED,
elektrolytický kondenzátor 1000 µF, tranzistor
T1 2N3906, rezistor 2,2 kΩ, tlačítko (vyrobené
z vodiče), přihrádka pro baterie a akumulátor.
Ostrovní fotovoltaické systémy čerpají energii
ze solárního, obnovitelného zdroje. Získaná
energie se pak ukládá do akumulátorů.
Regulátory nabíjení se pak v těchto
systémech používají jako prevence před
přebíjením akumulátorů (overcharge).
Do experimentálního obvodu vložte vyrobené
tlačítko. Tranzistor T1 pak provádí řízení
nabíjecího proudu a napětí na trase kolektor
– emitor. Červená LED pak indikuje tok proudu
a bliká po stisknutí tlačítka a ukládání energie
do akumulátoru.
Obvod s regulátorem nabíjení nyní bude velmi
jednoduše demonstrovat princip sériové,
derivační regulace (longitudinální regulátor).
Tranzistor pak řídí tok proudu ze solárního
modulu do akumulátoru. V tomto obvodu
je regulace prováděna manuálním cyklem
dodávky proudu (různá délka cyklu a frekvence)
po stisknutí tlačítka S1. Tento cyklus je pak
v elektronicky řízených regulátorech prováděn
zcela automaticky. V případě menších přestávek mezi jednotlivými cykly teče více proudu. Frekvence
jednotlivých cyklů se tím pak naopak zvyšuje. Akumulátor pak během nabíjení obdrží krátké proudové
impulzy, jejichž délka závisí na velikosti napětí (PWM = Pulse Width Modulation). Regulace nabíjecího
proudu tak probíhá pomocí longitudinálního regulátoru v závislosti na nabíjecím napětí akumulátoru.
Hlavní úkol tranzistoru spočívá v tom, že brání zpětnému vybíjení (reverse discharging) akumulátoru
během noci.
Monitoring solárního nabíjení lithiových akumulátorů
Komponenty potřebné pro experiment: solární modul, deska spojů, blikající LED, červená LED,
oranžová LED, Schottkyho dioda BAT42, elektrolytický kondenzátor 1000 µF, rezistor 1 kΩ,
kabely s krokosvorkami a lithiový akumulátor.
Tento jednoduchý obvod zajišťuje monitoring solárního nabíjení lithiových akumulátorů.
Červená LED indikuje tok nabíjecího proudu a svítí během nabíjení akumulátoru.
Blikající LED uprostřed, zapojená s červenou a oranžovou diodou do série, začne svítit v případě,
že akumulátor je již alespoň z poloviny nabitý. Zatímco D1, D5 a červená LED jsou zapojeny v sérii,
blikající LED začne blikat při napětí přibližně 3,8 V.
Obvod představuje ten nejjednodušší
systém pro monitoring nabíjení, který
zároveň zahrnuje funkci měření napětí u
akumulátoru.
Nabíjecí systém
Komponenty potřebné pro experiment: solární
modul, deska spojů, USB kabel, blikající LED,
červená LED, oranžová LED, dioda 1N4001,
rezistor 1,5 Ω, rezistor 1,2 Ω, rezistor 1 kΩ,
tranzistor 2N3904, přihrádka pro baterie a NiZn
akumulátor.
Samovybíjení proces je různý pro každý druh akumulátoru. Většinu akumulátorů je nezbytné před
dlouhodobým uskladněním nejprve plně nabít. Nabíjecí obvody jsou proto sestaveny i pro rychlé
a šetrné nabíjení.
Po připojení USB kabelu ke zdroji se rozsvítí oranžová LED. Nabíjení akumulátoru probíhá za
konstantního proudu o hodnotě přibližně 70 – 70 mA. Pakliže napětí akumulátoru stoupne na hodnotu
cca 1,7 V, začne LED blikat. Tato blikající LED tím indikuje stav akumulátoru, při kterém dojde k jeho
brzkému nabití. Červená LED se rozsvítí v případě, že dochází k nabíjení akumulátoru prostřednictvím
solárního modulu, nezávisle na tom, zda je obvod připojen USB kabelem ke zdroji nebo nikoliv.
Překlad tohoto návodu zajistila společnost Conrad Electronic Česká republika, s. r. o.
Schéma tohoto obvodu naleznete také v barevném provedení na obalu experimentální stavebnice.
Noční světlo se solárním modulem
Komponenty potřebné pro experiment: solární modul, deska spojů, oranžová LED, tranzistor T1
2N3904, dioda D1 1N4001, rezistor R1 100 kΩ, elektrolytický kondenzátor 1000 µF, kabely se
svorkami, lithiový akumulátor (například ze starého mobilního telefonu).
Tento obvod zajišťuje nabíjení akumulátoru během dne. Za tmy pak energii znovu uvolňuje a to
prostřednictvím světla LED. Energie se ukládá po celou dobu, než dojde k jejímu následnému využití.
Při setmění (nebo zakrytí solárního modulu) se LED rozsvítí. Po tom co je modul znovu vystaven
světlu, LED opět zhasne. Proud, ze solárního modulu vystaveného světlu, blokuje báze tranzistoru T1.
Akumulátor se nabíjí díky diodě D1. Pakliže není solární modul vystaven světlu, báze tranzistoru
proud zablokuje a tím se otevře trasa kolektor – emitor z akumulátoru do LED, která se rozsvítí.
Pro tento experiment použijte lithiový akumulátor například ze starého a nepoužívaného mobilního
telefonu. Výsledkem tohoto zapojení je, že se akumulátor nabíjí během dne a za šera pak uvolňuje
energii prostřednictvím světla oranžové LED. V závislosti na kapacitě akumulátoru pak může LED
svítit třeba i celou noc. Vyrobit si tak můžete vlastní noční LED lucerny nebo třeba svíčky.
Vodiče je pak v takovém provedení lepší k akumulátoru napevno připájet. Experimentujte se
zakrýváním solárního modulu a aktivací nočního LED osvětlení.
Údržba akumulátorů
Oživení akumulátorů
Komponenty potřebné pro experiment: lithiový akumulátor, kabely se svorkami a zcela vybitý článek.
Akumulátory, které jsou po delší dobu uskladněny nebo připojeny k zátěži (například článek
v digitálních hodinách), po určitém čase většinou selžou. K tomu dochází z důvodů provozního
vybíjení, při kterém akumulátor sám automaticky nerozpozná, že jeho napětí klesá pod nebezpečnou
hranici hlubokého vybití. V některých případech ještě lze akumulátor oživit pomocí krátkých a silných
proudových pulzů za vysokého napětí, například z autobaterie 12 V.
U olověných akumulátorů uskladněných po velmi dlouhou dobu dochází chemickým procesem
k vytváření izolační vrstvy na povrchu vnitřních desek a tím i vysoké impedance.
Takto znehodnocené akumulátory pak již nelze znovu nabíjet. Tento stav je ještě někdy možné
napravit za použití střídavého napětí, kterým dochází díky jeho polarizaci k odstraňování izolační
vrstvy na deskách akumulátoru. Současný trh proto nabízí široký sortiment regenerátorů pro
akumulátory. Tyto regenerátory vysílají do akumulátoru krátké a silné pulzy (v řádech milisekund).
Péče o akumulátory
Komponenty potřebné pro experiment: lithiový akumulátor, který byl dlouhodobě uskladněn.
Akumulátory používané do běžných elektronických zařízení se používají jako alternativa pro obyčejné
a nenabíjecí baterie. Cena takových akumulátorů přitom příliš nepřevyšuje cenu běžných baterií.
Výkon, počet nabíjecích cyklů a tedy celková životnost akumulátorů pak vždy závisí na konkrétním
typu akumulátoru, jeho kapacitě a používané metodě nabíjení a procesu vybíjení. Různí výrobci
akumulátorů uvádějí celou řadu doporučení pro údržbu a maximální výkon akumulátorů. To co však
platí pro určitý typ akumulátoru, nemusí platit i pro ostatní typy. Akumulátory používané v rámci
experimentální sady uchovávají energii díky chemickému procesu. Současné moderní akumulátory se
skládají z různých chemických prvků a mají rozdílnou vnitřní strukturu. Spojení chemických prvků pak
poskytuje různé, speciální vlastnosti. Například NiMH akumulátory mají vlastnost vysokého (rychlého)
samovybíjení. Naproti tomu lithiové akumulátory poskytují schopnost extrémně nízkého samovybíjení.
Přesto je možné u většiny akumulátorů nalézt společné vlastnosti a pokyny pro jejich správnou
údržbu:
• Veškeré chemické reakce uvnitř akumulátorů jsou ovlivněny zejména okolní teplotou.
Příliš vysoké nebo nízké teploty pak mohou akumulátor poškodit. Nejvhodnější teplota
pro provoz akumulátoru je vždy zpravidla v rozmezí 10 – 15 ºC. Pro jejich uskladnění proto nikdy
nepoužívejte extrémně chladné nebo teplé prostory.
• Čím vyšší je napětí jednotlivého článku u uskladněného akumulátoru, tím rychlejší bude proces
jeho stárnutí (celkové snížení životnosti). Akumulátory by se proto měly uskladňovat s články
nabitými na cca ½ z celkové kapacity.
• Vysoký proud při vybíjení má výrazný vliv na životnost akumulátoru. Vybíjecí proces by proto měl
vždy probíhat za co nejnižšího proudu. Akumulátory ze starého mobilního telefonu proto můžete
bez obav použít pro dlouhodobý provoz například úsporného LED osvětlení.
• Dlouhodobé uskladnění hluboce vybitých akumulátorů představuje riziko jejich nevratného
zničení. Během skladování akumulátorů proto pravidelně monitorujte stav článků a v případě
potřeby je zčásti dobijte.
Všechna práva vyhrazena. Jakékoliv druhy kopií tohoto návodu, jako např. fotokopie, jsou předmětem souhlasu společnosti
Conrad Electronic Česká republika, s. r. o. Návod k použití odpovídá technickému stavu při tisku! Změny vyhrazeny!
© Copyright Conrad Electronic Česká republika, s. r. o. REI/2/2016
Loading...