Korisna elektronika DIY: reanimacija pametnih baterija
Kako je u danasnjem svijetu tehnika jako razvijena, do te mjere da se mnogi el. uredjaji mogu mobilno koristiti, znacaj znanja o bateriji, nacinu funkcioniranja i raznim kvakama proizvodjaca moze doprinijeti njezinom duzem zivotnom vijeku, ili povratku u isti. S druge strane, proizvodnja baterija a time i njihovo "zbrinjavanje" je veliki "ekoloski, ekonomski i drustveni" problem (ili biznis), pa je svakako valja iskoristiti do kraja tamo gdje se moze. Baterije se licemjerno prezentiraju kao da doprinose ocuvanju prirode, jer prilikom koristenja vidno ne ispustaju mirise i zvukove, ali je to samo propaganda industrije po pitanju danasnjeg trenda koristenja takve vrste energije. Jasno, i baterije jako zagadjuju prirodu zbog samih upotrebljenih kemikalija i postupaka prilikom same proizvodnje, posredno prilikom punjenja i prilikom "zbrinjavanja" losih ili jos dobrih clanaka. Ne kazem da ih se treba odreci, vec racionalnije koristiti. Moja baterija u laptopu je stara 15 godina i drzi preko pola sata, sto znaci da bi se sa danasnjom tehnologijom to vrijeme trebalo moci samo produziti, sto nije slucaj. Danasnje baterije od laptopa naprosto naprave "samoubojstvo" nakon par godina. Poznate su vam i one windows poruke "Razmislite o zamjeni baterije" koje u prijasnjie vrijeme nije bilo... vjerujete li da je tehnologija toliko losa da baterija odjednom rapidno postane neupotrebljiva? Danas je sve pametno. Pametni auti, pametni televizori, mobiteli, baterije, politicari... pa i mi sami smo pametni. Kako uopce u ovom svijetu okruzenim samo pametnim stvarima se moze doci do necega iole glupog? Idemo vidjeti.
Pod pojmom "pametna baterija", u ovom clanku mislim na sve one litijeve baterije koje imaju u sebi neku vrstu elektronike, ne nuzno i "pametnu komunikaciju" prema drugim uredjajima (npr laptop). Dakle ona baterija koja "nije cisti clanak", vec ima elektroniku koja je moze blokirati da postane neupotrebljiva.
Litijeve baterije su se u povjesti pokazale kao potencijalno opasnima, jer je proizvodnja bila od necistih materijala i bez popratne elektronike (u samoj bateriji) koja doprinosi sigurnosti pri brzom nacinu punjenja jakom strujom. Danas to nije slucaj i gotovo svaka litijeva baterija ima neku od elektronickih zastita, a stari podaci i dalje sluze proizvodjacima kao alib za "stalno i odrzivo povecanje sigurnosti".
Zapravo to je samo biznis i nista vise od toga.
Posto znamo da velike firme zapravo pisu zakone koji su im u interesima (tj daju "naloge" vladi u obliku tzv. prijedloga i strucnog misljenja), postoji i neki zakon da se "stare" baterije moraju "zbrinjavati" nakon (mislim) max 6 godina. U ovisnosti o kojem tipu baterija se radi, nerijetko na smecu zavrse i sasvim dobre, vrlo skupe baterije, koje imaju odlicni kapacitet, ali zakon je zakon kazu, pa ga i proizvodjac i korisnik moraju postovati. Baterije su vrlo skupi dio opreme o kojoj ovisi neki drugi uredjaj ili usluga, pa je time i odlican biznis osiguran, i proizvodjac s radosti definira u samoj elektronici pametne baterija kada i pod kojim uvjetima ce ona prestati raditi. Pa na primjer, ako je napon punjenja previsok, ako je napon baterije prenizak, ako je struja punjenja prevelika, premalena, ako je temperatura previsoka, preniska, ako je broj punjenja premasen, ako je vrijeme koristenja prekoraceno, ako dugo nije punjena... ako je krivo pogledate, i razne druge kreativne kombinacije.
Ovdje cu uvesti novi termin - postoje dvije vrste zastite, one "casne" i "necasne". Casne su one koje rade u korist korisnika i koje su fleksibilnije i svoje stanje mjenjaju analogno datim okolnostima, sto ce reci da ukoliko se dogodi kakav uzrok zbog kojeg bi baterija trebala prestati raditi (da ocuva stupanj sigurnosti), da ce ista proraditi opet kada on nestane (npr punjenje baterije na previsokoj temperaturi). Necasne su sve one, koje namjerno fizicki pregore osigurac i elektronicki se blokiraju (postave "flagove" u svoju memoriju) kada prvi put detektiraju uzrok (op. ili interes) za prekid rada, cime zapravo u neku ruku kaznjavaju korisnika i promicu konzumaciju. Takve baterije su danas uobicajene u laptopima.
Opcenito, baterija na vanjskom konektoru treba imati voltazu ako je ispravna, te putem istog omogucavati punjenje. Konektor nije direktno povezan s clancima, vec preko prekidaca (mosfet) i osiguraca kojeg kontrolira elektronika, tako da se moze ciniti da je mrtva (0.0V). Ako je baterija casna, taj prekidac se moze lako povratiti u prijasnje stanje, npr kod vecine mobitela s 3 ili 4 pina na konektoru, cak i kod nekih baterija za laptop, pogotovo zamjenskih. Procedura se zove "jump start", gdje se u sustini taj prekidac moze ponovno ukljuciti kada se ispune predodredjeni radni uvjeti.
Ukratko, treba imati neko napajanje (na brzinu slozeno s LM317 ili LM350 uz svega par elemenata) na kojem se fino moze regulirati voltaza, od 2.7v pa do 4.4V, voltmetar i ampermetar za kontrolu.
Prvo treba ustanoviti i jasno obiljeziti koji pin na konektoru je + a koji -, te ima li voltaze izmedju njih. Ako ima tada se moze pristupiti punjenju, jer nije blokirana.
Ako je blokirana, odnosno ima 0.0V, tada ju je potrebno otvoriti ili na neki drugi nacin doci do samih clanaka i vidjeti u kakvom su stanju, te prije svega razumjeti kako su medjusobno spojeni da postignu deklariranu voltazu. Deklarirana voltaza (npr 14.4V) je ona koja je prisutna u ispraznjenom stanju - na konektoru mjereno uvijek mora biti visa. Ovisno o obliku kucista baterije, celije mogu biti i nelogicno razbacane bez slijeda orijentacije. Obicno se baterija blokira radi nekoristenja, posto joj napon padne ispod definiranog. Takav clanak valja punuti vrlo slabom strujom do recimo 4.1V, i to ukoliko baterija ima vise clanaka da svaki bude podjednako napunjen. Kada se to postigne da su svi clanci na radnoj voltazi, pustiti preko noci da se napon ustali a clanci temperiraju, spojiti voltmetar direktno izmedju prve i zadnje celije da prikazuje deklariranu voltazu***, te potom se na konektor nakratko (1 sekunda) dovede nesto visi napon od deklariranog (moze preko 56R otpornika), pa provjeri da li sada na konektoru ima prisutne voltaze. Ako ima (dakle casna) ide se na postupak standardnog dopunjivanja preko konektora, odnosno njezine kontrolne elektronike preko uredaja kojem pripada. Ako i dalje ostaje 0.0V, treba prekontrolirati osigurac i eventualno ga premostiti. Ako tada proradi, bilo bi dobro osigurac zamijeniti drugim takvim, jer to znaci da je casno pregorio.
(***)Ukoliko prilikom spajanja napona na vanjski konektor baterije, dodje do pada napona na celijama, to upucuje da je elektronika baterije poslala signal da pregori osigurac (otpora od 10R do 60R). To mozemo potvrditi ukoliko na konektoru i dalje nema napona i ako prilikom ponovnog "jump starta" ne dodje do ponovnog pada napona na celijama.
Poznato je da litijeve baterije znacajno gube na kapacitetu i opcenito na kvaliteti ukoliko napon clanka padne ispod 2.5V, tako da ukoliko je to slucaj kod vas, i odlucite se za punjenje, punite vrlo pazljivo uz stalnu kontrolu temperature. Ako se clanak i malo zagrijava, struja punjenja je prevelika ili je baterija defektna. Pri punjenju takvih clanaka svakako ne bi trebalo prelaziti pocetnu struju punjenja od 500mA, a ni zavrsni napon od 4.1V. Provjerite nekoliko dana iza, da li clanci zadrzavaju voltazu, ukoliko se sami prazne, baterija je neispravna.
Preporuke proizvodjaca litijevih baterija su da se clanci nikada ne pune do maksimalnih 4.2V, niti nikada ne prazne ispod 3.6V - ukoliko se zeli produziti vijek trajanja baterije punjenje bi trebalo zapoceti na 20% i zaustaviti na 80%. Neki proizvodjaci laptopa nude i svoj softver u kojem se takve zahtjeve moze proizvoljno podesiti.
Primjer faza punjenja pojedinog clanka 18650/2P sa slike, pocetno i zavrsno stanje
napon punjenja* (V) pocetno stanje (A) zavrsni uvijet (A)
------------------------------------------------------------------
2.7V >1.0A (kratko) 0.03A
3.0V 0.30 0.1A
3.3V 0.45 0.2A
3.5V 0.45 0.2A
3.7V 0.45 0.3A
3.9V 0.55 0.35A
4.1V 0.70 (dugo) 0.4A
* napon punjenja pri "opterecenju", dakle kada je baterija spojena
Po zavrsetku, voltaza na clanku bi trebala biti oko 3.85V kada se ustali.
Na slici sam prilozio primjer kako sam dosao do kontakta svake celije - od jednog debljeg (fi=5mm) starog ispisanog
Rexpen metalnog uloska za kemijsku olovku sam napravio vrh za lemilicu. Potrebno je podesiti pravilnu temperaturu i posao se obavi lako i bez opasnosti za celije. Danas je malo teze naci te metalne uloske, pogotovo prazne, ali moze posluziti bilo koja druga metalna cijevcica koja ima tanke stjenke, npr ispucana patrona malog kalibra, i slicno. Busenje svrdlom mi se cini neprikladno zbog vrlo lako moguceg ostecenja celije.
Ova baterija iz primjera sa slika, uopce nije zahtjevala "jump start", dakle cim su clanci dosli na radnu voltazu, ona ih je povezala s konektorom! Kako je glupa
EDIT: 16.2.2020.
https://www.youtube.com/channel/UCQg6mI8VC4Bcm3aNK09EDvANa yt kanalu sa gornjeg linka moze se pronaci mnogo tipova rastavljenih baterija, sto znacajno moze pomoci prilikom popravka da unaprijed znadete gdje koja zica ide tako da odmah na pravom mjestu mozete otvoriti rupu ili uciniti zahvat.
Tema: Korisna elektronika DIY: reanimacija pametnih baterija (Pročitano: 24506 puta)
