2023.05.03, utolsó módosítás: 2025.01.13

NiMH akkuk lemerítése

Írásomban AA (LR6, HR6, MN1500, ceruza) és AAA (LR03, HR03, MN2400, mikro) méretű NiMH akkuk lemerítéséről (kisütéséről) lesz szó. A továbbiakban az AA helyett a 2A, az AAA helyett a 3A rövidítést alkalmazom. Kizárólag a felsorolt NiMH akkukra vonatkoznak az itt leírtak.

Az akkuk kezelésével és töltésével kapcsolatos tudnivalókat ebben az írásban ismertettem. Nem hallgathatom azonban el, hogy a legjobban akkor járunk, ha az abban az írásban leírtak szerint olyan kijelzővel rendelkező, az akkukkal kíméletesen bánó, az akkuk lemerítésére is alkalmas intelligens töltőt vásárolunk. Ott részletesen leírtam, hogy mik a legfontosabb tulajdonságai egy nagyon jó akkutöltőnek, és írtam rosszabb töltőkről, a problémákról is. Abból az írásból minden fontos dolog megérthető. Az ott leírtakat ismertnek tételezem fel ezen írás továbbolvasásakor.

Miért van szükség a NiMH akkuk lemerítésére? A NiMH akkuknál is előfordul egy memória effektushoz hasonló jelenség, amely az akku kapacitásának átmeneti csökkenését eredményezi, és hatása a használat során hirtelen történő feszültségcsökkenésben jelentkezik. Az elveszett kapacitás jelentős része regenerálással visszanyerhető, ha az akku egyébként jó állapotú.

A regenerálás során teljesen (1 V-ra) lemerítjük, majd teljesen feltöltjük az akkukat, és ezt legalább kétszer-háromszor megismételjük.

Fontos megjegyezni, hogy a regenerálás csak a fent említett esetben hatásos, ha az akku már egyéb okból károsodott, akkor a hatástalan. Sokan azt hiszik, hogy regenerálással a rossz, károsodott akkukat lehet feltámasztani, azonban ez nem így van. A valóban károsodott akku sehogyan sem hozható helyre, azzal egyet tehetünk, bedobjuk valamely áruházban a rossz elemek gyűjtőjébe.

Ha az akkut sűrűn, nap mint nap használjuk, akkor havonta vagy kéthavonta, ha ritkábban, akkor félévente ajánlatos regenerálást végezni. A legtöbb gyári töltőnek azonban nincs regeneráló funkciója. Az akkukat a töltőkkel fel lehet tölteni, azonban az akkuk lemerítésére többségük alkalmatlan.

A hiányzó lemerítő funkciót pótolja ez az aránylag egyszerűen elkészíthető lemerítő készülék (körülbelül egy nap alatt elkészíthető). Egyszerre legfeljebb 4 db 2A vagy 3A méretű NiMH akku lemerítésére alkalmas. Az egyes akkukat egymástól teljesen függetlenül kezeli. Egy akkuhely egy 2A és egy 3A méretű akkutartóból áll, összesen négy ilyen akkuhely van. A négy akkuhely mindegyikébe vagy 2A vagy 3A méretű akkut tehetünk, de egyszerre csak az egyikbe. Ez nagyon fontos feltétel. Tehát azt nem tehetjük meg, hogy például az első akkuhely 2A és 3A tartójába is teszünk akkut, mert csak az egyikbe tehetünk. A négy helyre azonban vegyesen is tehetünk különböző méretű akkukat, például az első helyen 2A, a másodikon a 3A, a harmadikon szintén 3A, a negyediken 2A tartóba teszünk akkut, az akkuk akár eltérő gyártmányúak is lehetnek. Természetesen nem szükséges mindegyik akkuhelyre akkut tenni, akár egy darab akkut is lemeríthetünk.

Az akkuk lemerítésére szolgáló áramkör kapcsolási rajza az alábbi ábrán látható:

A képet lementve, vagy új böngészőlapon megnyitva nagy méretben is láthatjuk.

Az ábrán láthatjuk a négy akkutartó párost jelképező S1, S2, S3, S4 jelű akkuhelyeket. Mindegyik akkuhely egy 2A és egy 3A méretű akkutartóból, és a lemerítést végző egyszerű áramkörből áll,amely mind a négy akkuhelynél azonos alkatrészeket tartalmaz. Az ábrán lila színnel azonosan jelölt pontokat össze kell kötni, például az S2-B-t a másik S2-B-vel. A készülék működéséhez szükség van egy hagyományos, 5 V-os USB tápegységre (töltőre).

A készülék működése egyszerű. Az akkuk feszültségének érzékelésére LM393 típusú feszültségkomparátor (feszültség-összehasonlító) IC szolgál. Egy ilyen IC két darab komparátort tartalmaz, ezért a négy akkuhelyhez két ilyen IC-re van szükség. A készülék előállít egy úgynevezett referenciafeszültséget (Uref), amelynek értéke 1050 mV-ra, azaz 1,05 V-ra van állítva. A komparátor folyamatosan összehasonlítja az egyes akkuk feszültségét a referenciafeszültséggel, és amely akku feszültsége magasabb a referenciafeszültségnél, annál az akkunál bekapcsolja az akku lemerítését. Amennyiben az adott akku feszültsége a referenciafeszültség alá csökken, akkor a feszültségkomparátor leállítja az akku lemerítését.

A referenciafeszültség előállítására két darab nyitóirányú 1N4148 típusú diódát használtam. Szobahőmérsékleten (22-23 fokon) állítottam be a referenciafeszültséget a tápfeszültség negatív pólusához képest 1050 mV körülire. Ha a helyiség hőmérséklete legfeljebb néhány fokkal tér el a beállításkori értéktől, akkor a referenciafeszültség változása nem lesz számottevő, erre a célra bőven megfelel. A két dióda helyett egy záróirányú 2,4 V-os Zener-diódát is lehet használni.

Kék színű, érzékeny LED-eket alkalmaztam. Ez azt jelenti, hogy 10 kiloohmos ellenállással sorba kötve is elég fényesen világítanak. Beépítés előtt próbáljunk ki a tápegységgel egy LED-et sorba kötve a 10 kiloohmos ellenállással, és ha nem világít elég fényesen, alkalmazzunk kisebb értékű ellenállást.

Nézzük meg a kapcsolási rajzon is a lemerítő áramkör működését.

Az ábrán az S4 akkuhely működését nézzük meg. Az ábrán pirossal össze van kötve a két S4-A, és a két S4-B pont. Az adott akkuhelyen lévő akku feszültségét az Uakku-val jelölt ponton érzékeljük, és az 1 kΩ-os ellenálláson keresztül az akkuhelyhez tartozó feszültségkomparátor (K1) mínusz bemenetére vezetjük.

Az ábrán jobbra az 1 kΩ-os ellenállás, a 2 db 1N4148 dióda, és a 22 kΩ-os potenciométer állítja elő az 1050 mV-os referenciafeszültséget (Uref), amely mind a négy feszültségkomparátor + bemenetére csatlakozik.

Az Uref és az Uakku feszültséget hasonlítja össze folyamatosan a feszültségkomparátor.

Ha az Uakku nagyobb, mint Uref, akkor a komparátor nyitja a T1 tranzisztort, amely nyitja a T2 tranzisztort, és a 2,2 Ω-os ellenálláson keresztül elkezdi lemeríteni az AA tartóban lévő akkut, és az akkuhelyhez tartozó LED világít. Lényegében a 2,2 Ω-os ellenállást párhuzamosan kapcsolja az AA akkuval. Ha az akku az AAA tartóban van, akkor a 2,2 Ω-os ellenállással sorba kapcsolódik a 4,7 Ω-os ellenállás is, hogy az AAA akku lemerítése kisebb áramerősséggel történjen.

Amikor már csökken az akku energiája, és terheléssel a referenciafeszültség alá csökken a feszültsége, akkor a komparátor kikapcsolja a lemerítést, és a LED sem világít. Igen ám, de a terhelő ellenállás nélkül az akku feszültsége a referenciafeszültségnél magasabb lesz, mire azonnal visszakapcsolja a lemerítést, és a LED-et. Ez a gyors ki-be kapcsolás ismétlődik addig, amíg az akku üresjárási feszültsége is a referenciafeszültség alá nem csökken.

A gyakorlatban azt látjuk, hogy a fényesen folyamatosan világító LED aránylag hirtelen átmenettel jóval halványabban kezd világítani, és láthatóan vibrálhat is, és ha az akku üresjárási feszültsége is 1 V alá csökken, akkor teljesen kialszik, mert akku lemerítését teljesen megszakítja a komparátor, tovább nem merül le akkor sem, ha a készülékben hagyjuk.

2A méretű akku esetén a kisütő áram erőssége 320-500 mA, 3A-s akku esetén 100-160 mA. A kisütő áram erőssége függ az akku feszültségétől, minél jobban lemerült az akku, annál kisebb az áram.

Az elkészítendő lemerítő 5 V-os, hagyományos USB tápegységről (más néven USB töltőről, mobiltelefon töltőről) fog működni, ezért a készülék elkészítése biztonságos, kockázatmentes. A "hagyományos" azt jelenti, hogy a tápegység csak és kizárólag 5 V feszültséget képes szolgáltatni. Életünk védelméről az USB töltő gondoskodik. Csak jó minőségű töltőt használjunk, és semmiképpen se megbízhatatlan, bóvli gyártmányt. USB tápok esetében mindenképpen megbízhatónak minősülnek a mobiltelefonokhoz mellékelt 5 V-os USB töltők, vagy a Hama töltők (fenti ábra), vagy a LIDL-ben vásárolható 5 V-os USB töltők. Egyéb helyeken, pl. az Ikeaban vagy máshol árusított hasonló töltők is lehetnek jók, de nekem csak ezekkel van tapasztalatom. A régebbi, kis áramú 5 V-os USB mobiltöltők is megfelelők, mert a lemerítő készülék áramfelvétele 100 mA alatti.

Szükségünk lesz egy USB kábelre is. Bármilyen USB kábel megfelelő lehet, a lényeg az, hogy az egyik végén USB "A" csatlakozó legyen, amelyet csatlakoztatni tudunk az USB táphoz. A másik végén lévő csatlakozó fajtája mindegy, mert úgyis levágjuk.

Csak a piros és a fekete vezetékre lesz szükségünk, a többit levágtam tőben. A levágott, nem használt vezetékek ne érintkezzenek semmivel. A piros a pozitív pólus.

A készülék elkészítéséhez akkutartókra is szükségünk lesz, amelyeket egyesével lehet megvásárolni. Az akkutartók a fenti ábrán láthatók.

Az akkuk lemerítésére alkalmas készüléket úgynevezett próbapanelre építettem meg. A próbapanelből levágtam egy 127x100 mm-es darabot, és felragasztottam habosított, erős, kétoldalas ragasztószalaggal az elemtartókat a fenti ábra szerint.

A fenti ábrán a panel hátoldalát láthatjuk. Azokat a lyukakat, amelyeken az akkutartók vezetékeit a panel hátoldalára vezettem, át kellett fúrni 1,5 mm-es fúróval.

A készülék elkészítéséhez talán egy kis segítséget jelenthet a fenti ábra. Az ábra jobb oldalán ugyanúgy kell beültetni az alkatrészeket, mint a bal oldalon. Az összeköttetéseket a panel hátoldalán kell megvalósítani.

Az ábrán középen felül az is látható, hogy az USB kábelt egy zöld színű szigetelt vezetékkel a panelhez rögzítettem (a vezeték kis darabja látható). Ezen kívül ragasztópisztollyal erősen a panel aljához ragasztottam.

A referenciafeszültséget a tápegység mínusz pólusához (fekete vezeték) képest mérjük. Legegyszerűbben úgy állíthatjuk be, ha az egyik akkutartóba beleteszünk egy 1 V-ra lemerített akkut, és a potenciométerrel a lemerítés lekapcsolásának határára állítjuk, azaz éppen csak teljesen megszűnjön a LED villogása. Ezt nagyon óvatosan, finom mozdulatokkal kell végezni. Majd végezzünk egy próbamerítést, melynek végeztével mérjük meg az akku feszültségét, és ha szükséges, korrigáljunk a referenciafeszültség beállításán.

A panel hátoldalán lévő összeköttetéseket óvni kell, és el kell szigetelni a környezetétől. Egyoldalas NYÁK-lemezből vágtam egy 127x100 mm-es darabot, amelyet kb. 5-6 mm-es műanyag távtartók és ragasztó segítségével a panel aljához rögzítettem. Négy öntapadós filckorongot is ragasztottam rá.

Ha a LED már nem világít, kivehetjük az akkut a tartóból. Lemerítés után pihentessük az akkut legalább 10 percig, mielőtt elkezdjük tölteni.

A készülék semmilyen védelemmel nem rendelkezik, ezért ügyeljünk arra, hogy az akkukat mindig polaritáshelyesen tegyük bele a tartókba.


Oldal tetejére

Főoldal