Start_RU - система быстрого подзаряда аккумулятора.

Начать, наверное, надо все-таки со "старта Жени" (Start genie). Этот приборчик наделал много шума в свое время и до сих пор активно обсуждается в и-нете.
Я, когда впервые увидел рекламу этого прибора, подумал: а ведь найдутся простодушные люди, которые в это поверят.
Кто не видел рекламу, можно посмотреть :

И, что удивительно, чудаков нашлось немало. И даже после того, как пытливые автовладельцы
вскрыли Женю и показали ее содержимое - россыпь пальчиковых одноразовых батареек
с парой резисторов (см. например, http://experts.people.zr.ru/2012/12/20/cel-akkumulyator-kupite-start-zheni/),
даже после этого находились "оптимисты", которые утверждали, что у них мотор не заводился,
а они подключили Женю и удачно завелись. Это, кстати, может быть и правда. Или аккумулятор прогрелся после первой попытки и стал лучше тянуть, или небольшой заряд от пальчиковых батареек оказался той последней "соломинкой, которая переломила спину верблюда".
Сейчас это неважно . Мы не будем здесь анализировать реальные события, послужившие причиной возникновения легенд и пути их распространения в народе. В народе живет мечта. Мечта о быстрой подзарядке полудохлого аккумулятора.
Близится зима. Моему аккумулятору 4 года.Пока он неплохо тянет. Но уже был случай позапрошлой зимой, когда я несколько недель не ездил на моем FF-2, и были сильные морозы, и аккумулятор отказался крутить стартер. В моих старых жигулях, да и позже в мерсике не было проблем снять аккумулятор. Но в Форде я проклял все на свете, пока снимал его. А потом тащил сотню метров до дома, а потом лежал с радикулитом почти неделю.. В общем, во мне тоже есть мечта о приборчике, который мог бы подзарядить мой аккум без его снятия с машины. Из этой моей мечты и родилась данная ветка форума.
Давайте вместе подумаем, что в этой мечте реально, а что утопично.
И затем сделаем вывод о том, какой прибор мы хотели бы иметь.
А мое дело - его сделать и предложить вашему вниманию.
1) Мгновенная зарядка аккумулятора - очевидная утопия. По многим причинам.
И то, что прикуриватель подключен через предохранитель, который не даст вдуть в аккумулятор слишком большой ток. Очевидно, что и сам приборчик через свои тонкие проводки не сможет прокачать 300А - пусковой ток стартера. Можно еще много чего говорить о том, что прибор, подобный Жене, не сможет сделать. Но давайте посмотрим на эту проблему с другой стороны.
А что подобный приборчик СМОЖЕТ?
2) Ответ очевиден - по возможности быстро подзарядить аккумулятор относительно большим током.
Что значит "быстро" и что значит "относительно большим"?
Мне и самому было интересно найти ответы на эти вопросы, поэтому далее представляю вашему вниманию результаты своих опытов и поисков в и-нете.
3) Самая первая "детская" мысль, которая возникла в моей голове, заключалась в следующем.
У меня есть аккумулятор на 12в емкостью 12Ач. Его вес - 4 кг еще вполне подъемен для моего радикулита. Да и цена небольшая (около 1 тыс.р., если небольшой опт - то до 500-600руб)
Мысль заключалась в том, чтобы зарядить дома этот мелкий аккумулятор и затем донести
до машины, подключить его к основному аккумулятору для подзарядки оного.
Проблема была только в одном - в данный момент у меня в машине аккумулятор вполне неплохо себя чувствует, и мне не хотелось сажать его "в ноль" ради своих опытов. Поэтому я пошел по другому пути. Я взял второй аккумулятор 12Ач , разрядил его "в ноль" с помощью
лампочки 40вт (ток чуть больше 3А). Разрядил почти в ноль, т.к. с лампочкой этот аккум показывал 7.5V, без лампочки - быстро подрастал до 8-9вольт.



А дальше соединил полностью заряженный аккумулятор с почти полностью разряженным через амперметр.
Наблюдал такую картину.
1) В первые секунды ток заряда скакнул выше 4А. Но уже через 5 сек стал 3.5А, еще через 5сек стал около 3А.
2) Через 5 минут ток стал 2А, через 10 минут 1.5А, через 20 минут от начала опыта - около 1А.
3) Зарядка шла всего час, в конце которого ток заряда был 0.85А
По грубым прикидкам за время 1(один) час полностью заряженный аккумулятор смог отдать примерно 1Ач своему полностью разряженному собрату. Причем, скорость отдачи быстро падала со временем. Этот результат был несколько неожиданным для меня. Я надеялся на бОльшую отдачу. Тогда я решил проверить накопленный заряд обоих аккумуляторов. Подключил уже упомянутую выше лампочку сначала к аккумулятору-акцептору, а затем к аккумулятору - донору. И тот и другой разряжал до напряжения под нагрузкой - 10V.
Получил время первой разрядки - 13мин, время второй разрядки 1час 25 мин.
Т.е. (грубо) оставшаяся емкость соотносится к отданной, как 7:1. Или, другими словами, из этого расчета следует , что за час аккумулятор смог отдать только примерно 11% своей емкости,
причем скорость отдачи стремительно уменьшалась со временем. Причина понятна. Обычный режим заряда аккумулятора - 14.5-14-9 вольта (виден на фото). А здесь мы пытаемся зарядить аккумулятор напряжением чуть больше 12вольт.
Вот он так и заряжается - в час по чайной ложке
Самое время подумать, а сколько нам вообще нужно заряда "для полного счастья"?
Поиски в инете дали такую цифру: чтобы крутануть стартер 3-5 секунд надо 0.9Ач.
Думаю, это среднепотолочная цифра, т.к. требуемый заряд должен сильно зависеть от температуры, марки стартера, мощности двигателя, его износа, и еще от чего-нибудь, о чем мы и не подозреваем.
Давайте в качестве "полного счастья" будем рассматривать цифру 2Ач.
Тогда можно надеяться, что если бы я оставил на ночь мою пару аккумуляторов, закороченных друг на друга, то в результате мог бы получить нужный заряд.
Если бы я подключал свой 12-амперный аккумулятор с автомобильному (типичная емкость - 50-60Ач), то заряд шел бы чуть интенсивнее, но все равно нужно было бы несколько часов, чтобы передать хотя бы 20% заряда маленького аккумулятора.
Это долго. Нужно ставить какой-то повышатель напряжения, чтобы он увеличил скорость/ток заряда.
Давайте считать.
При зарядном токе 1А нам понадобится 2 часа для вливания 2Ач в автомобильный аккумулятор.
При зарядном токе 4А нам понадобится 30 мин.
При зарядном токе 8А нам понадобится 15 мин.
Дальше увеличивать ток уже проблематично. Дело в том, что рекомендуемый ток заряда - 10% от емкости.
Это не значит, что при токе 15%от емкости аккумулятору станет плохо, но доводить эту цифру
до более высоких значений я бы не стал.
Итак, 8А и 15 минут ожидания - мне подходит.
А вам?

Дисклаймер. Друзья, все мои устройства, которые вы ставите в свой автомобиль, вы ставите на свой собственный страх и риск.
Если прибор вдруг взорвется, спалит вам машину, а от машины загорится гараж, а от гаража - ваша дача, а дача сожжет весь
дачный поселок, то все это - исключительно ваша личная ответственность.
Надеюсь, ничего этого не случится

 

Очень интересный прибор! Было бы совсем здОрово узнать, какая там стоит батарея.
Сложно посмотреть?

 

Не думаю, что для ИБП выпускают какой-то особый вид батарей. Батарея по вашей ссылке не очень похожа на вашу в приборе, а самое главное, что по ссылке нет главной характеристики батареи - способности отдавать в импульсе большой ток. Я провел небольшой поиск характеристик подобных батарей (на 17Ач - как в вашем случае и на 12Ач - как в моем первом посте). Получилась интересная картинка.
В характеристиках есть заметный разброс. И я не уверен, что он связан с разницей в конструкции - скорее всего разные производители по разному измеряют эту характеристику.
Например, здесь пишут, что максимальный ток разряда - не более 170А в теч. 5 сек.
http://vision-batt.cz/specifikace/6fm17-x.pdf
Это может быть маловато для уверенного пуска движка. Если , конечно, основной аккумулятор чуток не поможет
А вот здесь уже цифра 225А за 5 сек. Это уже ближе к нужным величинам.
http://newagesolartechnologies.com/pdf/Datasheets/Vision 17.pdf
А вот тут вообще 255А ! http://atri.sven.ru/download/svensv12170.htm
Это уже серьезно!
Для 12Ач результааты чуть скромнее.
180Ач: http://files.sotmarket.ru/instr/akb/csb/manual-akb-csb-gp-12120.pdf
Надо отметить, что стоимость аккумулятора на 17Ач лежит в районе 1200-1700руб.
Стоимость аккумулятора на 12Ач лежит в районе 700-1200руб.
Весь ваш прибор стоит в районе от 2500 до 3000 руб.
Это значит, что за пластиковый корпус с удобной ручкой вы платите примерно 1500руб.
да, там еще зарядка , ну пусть 500руб. Значит, переплата по сравнению с минималистическим вариантом, состоящим из аккумулятора 17Ач и проводов для прикуривания составляет всего 1000руб. Не так и много.
Но если взять аккумулятор на 12Ач, то вполне возможно, что он тоже справится с подобной задачей, тогда переплата будет вдвое как минимум.
Но, в принципе, хороший дизайн и удобство стоит этих денег.
Правда, тяжеловат приборчик (5.8кг). Любимой девушке уже не подаришь.
А вот 4-х килограммовый аккумулятор на 12Ач в полтора раза легче - еще вполне по женским силам
А в целом, мне ваш прибор понравился. Он в некоторой части пересекается
с моей разработкой, но не полностью. Он именно для прикуривания. Для профилактического подзаряда к нему надо еще приделывать примочку.
Согласитесь, что проще поставить на подзарядку через прикуриватель на несколько часов или на ночь, чем утром на морозе открывать капот и возиться с крокодилами прикуривателя, когда пальцы прилипают к стылому металлу, а рукава курточки от какого-нибудь известного кутюрье оказываются измазаны по локоть в машинной смазке.

 

Это так же типично, как внезапный инфаркт на фоне полного благополучия в здоровье.
Бывает. Но редко. ИМХО, конечно.

Он будет активно разряжаться (и слегка нагреваться), заряжая большой аккумулятор и пока не зарядит, не остынет. А потом уже замерзнет

Согласен.

Ну, до такого состояния доводить аккумулятор автомобиля
можно только имея в запасе ваш прибор

 

Разработка прибора вошла в финальную стадию.
Решил, что в этой разработке я изменю своим привычкам и не буду гнаться за минимализмом во всем.
Это значит, что в приборе планируется установить ЖКИ индикатор (2*8 ),
на котором будет отображаться следующие параметры:
1) Входное напряжение
2) Входной ток
3) Выходное напряжение
4) Выходной ток
5) "Залитые" в аккумулятор к данному моменту ампер-часы.
6) Будет отображаться программируемые значения параметров
в процессе задания режима зарядки.
Современная элементная база позволила сделать очень экономичный приборчик
(без дополнительных радиаторов),
который легко держит выходной ток 8А , (а если честно, то и все 10А.)
Сильно горячих элементов в приборчике нет, выпрямитель сделан синхронный, так что руки погреть будет не на чем.
Размер платы - чуть больше пачки Беломора.
В процессе проектирования придумались некоторые дополнительные "фишки" для этого прибора.
1) Например, можно будет включить режим "18 вольт" для питания ноутбука от аккумулятора.
2) Предусмотрено подключения в качестве источника 12 вольт блока питания от компьютера
(установлен разъем 4-х штырьковый), который подключается к шнурам из компьютерного БП.
Таким образом, Start_RU совместно с компьютерным БП может служить и просто интеллектуальным
штатным зарядником с током до 8-10А.
3) Будет иметься выход 5V @ 2А для питания и зарядки всевозможных пятивольтовых гаджетов.

Желающие зарезервировать место в первых рядах на получение и тестирование этого приборчика,
просьба отписаться на s-kov {собачка} yandex.ru
В первой партии предусмотрены скидки в обмен на отзывы о работе прибора.
Примерное время готовности прибора - от двух до трех недель.

 

Процесс отладки программного обеспечения первого варианта Start_RU в самом разгаре. Уже несколько мелких (непринципиальных) огрехов печати отловлено. Они будут поправлены в следующих выпусках. Сейчас главное определить границы возможного для данного прибора и написать по возможности удобный и безглючный софт.
LEONавто, спасибо за приглашение на ваш сайт.

 

Пока о корпусе не думал. Дело в том, что из платы во все стороны в разных местах торчат разные разъемы для подключения возможных источников питания (клеммники, ножевые автомобильные разъемы, компьютерные разъемы для питания процессора и разъемы для винчестеров-дисководов, выходные разъемы ножевые и клеммники) Чтобы иметь к ним доступ, надо иметь открытой всю верхнюю часть платы . Так что я пока ограничился резиновыми ножками на обратной стороне платы, чтобы она не скользила по поверхности и не коротила контакты на обратной стороне платы..

 

Тестирование опытного образца в целом закончено.
Остались еще небольшие недоделки, особенно в части сервисной части софта, но главный вывод -
данное устройство способно выполнять быструю зарядку аккумулятора от другого аккумулятора
или от любого другого источника напряжения 12 вольт (в частности - от компьютерных БП)
Для испытания Start_RU была собрана батарея резисторов общим сопротивлением 1.5ом.
Напряжение на выходе было установлено на уровне 14 вольт,что давало ток чуть больше 9А.
Контроль тепловых характеристих элементов схемы показал, что даже в таком перенапряженном
режиме схема работает вполне стабильно. Пришлось повозиться с защитой от переплюсовок по входу
и выходу и особенно от перегрузки по выходу. В результате сейчас подключение разряженного конденсатора емкостью 2000мкф
к выходу прибора не приводит к срабатыванию защиты. А короткое замыкание на выходе вызывает такое
срабатывание без негативных последствий для устройства. Через 30 сек прибор пытается перезапуститься и
так будет делать, пока не перезапустится.
Кратковременно прибор держит до 15 ампер, но на таких токах через десяток секунд срабатывает
самовосстанавливающийся предохранитель, встроенный в Start_RU.
Таким образом, на заявленных токах 6-8А или менее прибор работает без всяких перегрузок.
КПД прибора в таком режиме в районе 95%, что достигается за счет современной элементной базы
и синхронного выпрямителя импульсного напряжения.
На фотках: батарея резисторов:



Тестирование проводилось на аккумуляторе 12а-ч 12 вольт.



Вообще, количество подключений разных вариантов источников достаточно велико.
Это и обычный клеммник, и ножевые разъемы, и два типа разъемов, используемых в компьютерном блоке питания.



Варианты выходного подключения представлены более скромно: это клеммник и ножевые разъемы.



Основной силовой элемент схемы - ферритовый дроссель. Размеры дросселя выбраны
с большим запасом, чтобы обеспечить надежную работу прибора в режиме непродолжительных
перегрузок.



Индикатор (две строки по 8 символов) отображает три величины.: Входное напряжение,
выходное напряжение и выходной ток. Также в дальнейшем на индикаторе будут отображаться
программируемые пользователем параметры зарядки аккумулятора:
максимальный допустимый ток выхода , максимальное допустимое напряжение выхода,
минимальное допустимое входное напряжение, время зарядки.



На последней фотке показан общий вид прибора. На фотке видно, что печатная платы не свободна
от погрешностей. Несколько проводников пришлось прокинуть внешним проводом.
Плата такого уровня сложности обычно никогда не получается идеальной с первой попытки.
В следующих версиях все огрехи монтажа будут убраны.



И, наконец, для тех, кому лучше один раз увидеть, чем 10 раз прочесть - видеоролик

 

Сейчас стратегия поведения прибора находится в процессе формирования. Самое трудное было сделать правильный "хард", а сейчас можно делать "софт" практически без ограничений на сложность. Хард сделан и получился очень приличный. Теперь софт. Потенциальные пользователи имеют реальную возможность повлиять на конечную конфигурацию возможностей прибора. Относительно вашего вопроса - планирую добавить периодически появляющееся сообщение о количестве залитых ампер-часов. В принципе после 1-1.5 амперчасов можно запускать движок. А после 2-амперчасов уже почти наверняка все закрутится, хотя , конечно, все зависит от состояния системы зажигания, температуры окружающей среды, вязкости масла и т.д.
Есть две кнопки. Пока они задают напряжение выхода (при зарядке) и максимальный ток. Можно нагрузить их еще какими-то функциями. После (автоматического) отключения прибора от заряжаемого аккумулятора, мы будем видеть на ЖКИ напряжение на этом аккумуляторе. Автоматическое отключение возможно либо по таймеру либо по достижению низкого порога напряжения на входном источнике (как в Magic_RU).
Если есть еще идеи по расширению сервисных возможностей прибора - пишите, буду благодарен за полезные советы.
На эти выходные планирую натурные испытания на аккумуляторе автомобиля. Зарядка через прикуриватель.

 

Да, конечно это сделано.
Вводится три параметра:
максимальный ток выхода - от 0.2А до 12А с шагом 0.1,
максимальное напряжение выхода от 13.3 вольт до 18 вольт с шагом 0.1,
время заряда от 10мин до 24 часов с шагом 10 мин.
В процессе перекачки заряда происходит постоянная проверка непревышения указанных параметров. И еще проверяется напряжение аккумулятора - донора. При напряжении 11 вольт на доноре процесс завершается.
При каждой установке параметров они запоминаются в энергонезависимой памяти. И при включении прибора по умолчанию берутся последние введенные значения.
Две кнопки (+) и (-) позволяют при желании уменьшить или увеличить параметр. Если нет активности пользователя (на кнопках) в течение 6 секунд, прибор переходит к след. параметру. Ну, в общем, все очень просто. Но лучше это все посмотреть на видео. К сожалению, новогодние праздники с непрерывными гостями не дают возможности добить все до 100% готовности и выложить финальный ролик. Потерпите два-три дня.