PICCOLE UTILITA - SCARICABATTERIE NICD - SPINOTTI SUPPLEMENTARI IN AUTO SCARICABATTERIE NICD

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1 PICCOLE UTILITA - SCARICABATTERIE NICD - SPINOTTI SUPPLEMENTARI IN AUTO SCARICABATTERIE NICD Le Batterie al Nichel Cadmio, già conosciute e robuste ormai superate da quelle agli ioni di litio, hanno una densità di energia piuttosto bassa. Per ciò che concerne la durata in termini di cicli carica/scarica è piuttosto lunga. Tra i particolari più significativi, soffrono l effetto denominato Memoria, che consiste nel ricordare quanta energia si chiede alla batteria e riduce la propria capacità durante il suo utilizzo. Queste batterie hanno un tempo di carica che può essere anche molto basso circa un ora rispetto al tempo massimo di 16 ore, richiedono però maggiore manutenzione ossia devono essere scaricate periodicamente. Per ciò che concerne i periodi di inutilizzo, in tali batterie avviene l autoscarica che è un fenomeno naturale in funzione diretta della temperatura esterna; all aumento della temperatura aumenta anche l autoscarica. Nell arco della ore le batterie al NICD perdono circa il 10% della loro capacità aumentando al 30% nell arco del mese. Il loro utilizzo è molteplice, dal semplice telecomando alla macchina fotografica, alle memorie delle radio ricetrasmittenti ed inoltre come bacco batterie nei trasmettitori portatili radioamatoriali oppure i portatili LPD, PMR e quant altro. Uno dei vantaggi significativi è la elevata possibilità di conservazione nel tempo anche in condizioni scariche senza rovinarsi. Sono economiche perché hanno un costo molto basso per ciclo di carica ed attualmente hanno una buona capacità di corrente, basti pensare che fino a qualche anno or sono raggiungevano le stilo la capacità massima di ma, mentre oggi ci sono in commercio elementi anche da 2500 ma o superiori. Il processo di scarica delle batterie deve essere fatto in modo da non portare completamente a zero la tensione della stessa. In molti casi si collega una lampadina di discreta potenza lasciandola collegata per lungo tempo dimenticando di scollegarla e quindi danneggiando la batteria. Diverse opinioni a riguardo lasciano anche questo metodo quasi utile calcolando il tempo di scarica in base alla potenza in watt della lampadina e scollegandola al termine dello stesso. Durante la fase della scarica la tensione di ogni elemento, considerando quella nominale di 1,2 volt non dovrebbe scendere al di sotto di 0,7 volt ( condizione di batteria scarica ). Dunque con l aiuto di una resistenza che funge da carico e dei diodi 1N4007 si può costruire un circuito di scarica con tensione di soglia precalcolata.

2 SCHEMA ELETTRICO: Il primo caso utilizzato è quello di scaricare contemporaneamente quattro batterie stilo o ministilo da 1,2 volt ma considerando una corrente di scarica di circa 250 ma/ora. Tensione del pacco batterie 4,8 Volt nominali; Potenza del pacco batterie 800 ma. Considerando che per ogni elemento la tensione in fase di scarica non deve scendere al di sotto dei 0,7 volt, quindi una caduta di 0,5 Volt per elemento, dobbiamo considerare una perdita di tensione in fase di scarica di 2,0 Volt con una riduzione totale del pacco batterie da 4,8 volt a 2,8 Volt ( tensione di scarica finale ). Riassumendo: Tensione del pacco batterie 4,8 Volt nominali; Perdita di tensione in fase di scarica 0,5 Volt x 4 el. = 2,0 Volt; Tensione finale di soglia del pacco batterie scarico 2,8 Volt. I diodi da 1N4001 a 1N4007 di cui quest ultimo lavora fino ad una tensione di circa 1000 Volt fanno al caso nostro in quanto hanno una tensione di taglio di 0,7 volt cadauno. Significa che quando la tensione scende al di sotto dei 0,7 volt quest ultimo non lascia più passare corrente e quindi interrompe il processo di scarica della batteria. Nello schema riportato qui di seguito in Fig. 1 vengono riportati quattro diodi in serie al positivo del pacco batterie al fine di raggiungere la soglia del 2,8 volt finali. Il loro unico scopo è quello di lasciar passare la corrente di scarica fino al raggiungimento della tensione minima di cui sopra dopodichè interrompono la scarica!!! Al termine del circuito viene inserito un diodo led che durante la fase di scarica si illumina e man mano che procede l intensità della luce si affievolisce fino a spegnersi; processo di scarica concluso. Fig. 1

3 L elemento importante è la resistenza di carico semplicemente posizionata in parallelo al pacco batterie. Per il calcolo del suo valore e della sua potenza ho utilizzato la legge di Ohm. Da premettere che, come priorità iniziale, bisogna considerare la corrente di scarica che si vuole utilizzare. Se calcoliamo il valore della resistenza sulla corrente totale del pacco batterie abbiamo: R = V/I quindi R = 4,8 / 0,8(A) = 6 OHM, vale a dire un processo di scarica da 800 ma/ora, si rischia di stressare le batterie. Consideriamo, invece, una corrente di scarica di circa 250 ma ed avremo quindi: R = 4,8 / 0,25 = 19,2 OHM; in commercio ci avviciniamo al valore di 18 OHM. Per la potenza espressa in watt ho utilizzato la seguente formula: Watt = (A x A) / R = (0,8 x 0,8) / 6 = 3,84 watt; in commercio ci avviciniamo al valore tra 4 o 5 watt. NB.: per il calcolo della potenza ho considerato il valore nominale del pacco batterie di 800 ma ed il valore della resistenza di scarica totale. Dunque mi sono procurato i componenti per contenere le batterie e su di una piccola basettina millefiori ho assemblato il tutto, come si può vedere dalla foto 1 e foto 2. Durante il processo di scarica la temperatura della resistenza si avvicinava ai 40 C ed il processo di scarica durava all incirca 4 ore ( considerando le batterie completamente cariche ). Foto 1

4 Foto 2 - Il successivo kit è calcolato su di un pacco batterie di 8 elementi da 1,2 volt da 800 ma. Tensione del pacco batterie 9,6 Volt nominali; Perdita di tensione in fase di scarica 0,5 Volt x 8 el. = 4,0 Volt; Tensione finale di soglia del pacco batterie scarico 5,6 Volt. NB. il numero dei diodi 1N4007 deve essere di 8 elementi. (Vedi Fig. 1) Calcolo della resistenza di carico: R = V/I quindi R = 9,6 / 0,8(A) = 12 OHM, valore di scarica totale con 800 ma. Consideriamo, la corrente di scarica di circa 250mA ed avremo quindi: R = 9,6 / 0,25 = 38,4 OHM; in commercio ci avviciniamo al valore di 39 OHM. Calcolo della potenza in watt: Watt = (A x A) / R = (0,8 x 0,8) / 12 = 7,68 watt; in commercio ci avviciniamo al valore dei 10 watt. Su questo circuito non ho trovato la resistenza da 10 watt ma quella di 5 watt. Tutto sommato va quasi bene, considerando che durante la fase di scarica la temperatura raggiungeva i 60 C, il tutto visibile nella foto 3.

5 Foto 3 - Ed infine, un altro kit per scaricare contemporaneamente 9 elementi da 1,2 volt da 800 ma. Tensione del pacco batterie 10,8 Volt nominali; Perdita di tensione in fase di scarica 0,5 Volt x 9 el. = 4,5 Volt; Tensione finale di soglia del pacco batterie scarico 6,3 Volt. NB. il numero dei diodi 1N4007 deve essere di 9 elementi. (Vedi Fig. 1) Calcolo della resistenza di carico: R = V/I quindi R = 10,8 / 0,8(A) = 13,5 OHM valore di scarica totale ad 800 ma. Consideriamo, la corrente di scarica di circa 250mA ed avremo quindi: R = 10,8 / 0,25 = 43,2 OHM; in commercio ci avviciniamo al valore di 47 OHM. Calcolo della potenza in watt: Watt = (A x A) / R = (0,8 x 0,8) / 13,5 = 8,64 watt; in commercio ci avviciniamo al valore dei 10 watt. Su questo kit ho trovato dei porta batterie del tipo orizzontale facilmente assemblabili su di un piano di legno il tutto visibile nella foto 4.

6 ANALISI COSTI / BENEFICI: Foto 4 Si tratta di un circuito che già esiste in commercio acquistando qualsiasi caricabatteria universale. Non tutti hanno il processo di scarica o se lo hanno viene effettuato su di una tensione a soglia fissa ed una corrente di base, quindi utili ma non troppo. Questo esempio è la base per costruire vari circuiti di ogni tipo,

7 certamente più consoni per l attività che si vuol fare. Per ciò che concerne i costi, per acquistare tutto siamo a circa 3 euro o poco più, batterie escluse. Volendo si riescono a recuperare quasi tutti i componenti ad eccezione delle resistenze riducendo il costo all incirca di 1 euro. Un sicuro beneficio è quello di allungare la vita delle nostre batterie garantendo anche una buona carica successiva senza l effetto memoria con conseguente perdita di potenza. SPINOTTI SUPPLEMENTARI IN AUTO Questa applicazione, non ha nulla di nuovo, poichè si tratta di semplici spinotti per avere vari punti di alimentazione per le nostre apparecchiature o qualsiasi altra cosa, occorre quasi sicuramente in quanto nelle autovetture di ultima generazione il classico spinotto accendisigari eroga tensione solo in fase di quadro inserito. Un piccolo problema, in quanto se l automobile è in moto non desta di alcuna preoccupazione, se non è in moto bisogna lasciare il quadro inserito lasciando tensione sulla centralina di alimentazione e di conseguenza sulla bobina ad induzione, con conseguente riscaldamento della stessa. Con un semplice cablaggio, utilizzando l uscita dell autoradio oppure si può prelevare la tensione sul quadro generale dei fusibili, si ottiene alimentazione diretta senza inserire il quadro o addirittura passare cavi fastidiosi dalla batteria. I sistemi a dir poco bizzarri qui di seguito riportati sono stati montati sulla Fiat Brava e sulla Fiat 600. In particolare, come si può vedere dalla Foto 1 usando dei semplici spinotti banana del tipo da pannello, con un po di inventiva li abbiamo posizionati nel posacenere.

8 Foto 1 (FIAT BRAVA) In questo modo si viene a creare un uscita supplementare a scomparsa molto utile per ogni tipo di applicazione. Beh l unico problema, forse, lo è il fatto che se si è un fumatore, probabilmente dovrà astenersi!!!!! Non me ne voglia!!!! Altra applicazione è quella di sistemare uno spinotto accendisigari volante, sempre collegato autonomamente ed a scomparsa nel vano portaoggetti come si può vedere nella Foto. 2. Foto 2 (FIAT BRAVA vano portaoggetti)

9 Analogo sistema, come sopra descritto, è stata montato sulla Fiat 600 sempre nel posacenere e nel vano portaoggetti a scomparsa, come si può vedere nelle foto 4 foto 5 foto 6 e foto 7. Foto 4 (FIAT 600) Foto 5 (FIAT 600)

10 Foto 6 (FIAT 600) Foto 7 (FIAT vano portaoggetti)

11 Nota tecnica: Non si tratta di prese di tensione di elevata potenza, siamo a circa 4 o 5 ampère massimi. Però, per quanto riguarda la loro utilità, ci si può sbizzarrire in ogni campo. Per ciò che concerne i costi come sempre siamo a poco meno di 5 euro ed anche in questo caso se si riesce a recuperare il materiale da qualche alimentatore in disuso siamo a costo zero. Quello che occorre è solo molta buona volontà e tanta voglia di realizzare. Desidero ringraziare IZ8XND Gianni per avermi concesso di modificare la propria autovettura. P.S. La Fiat 600 è la mia.. Grazie per l attenzione. IZ8XQY Nello Mastrobuoni.