充電器を新調する! 2011.5.7

DDS発振器を作って電池で動くようにしたのはいいのだが、電池の充電器がいまいち調子が良くない。
いま使っている充電器は10年前に作ったもので、構成はいたって簡単。

充電池に定電流を2時間46分流し続けるというもの。電池の容量にあわせて電流値を選ぶようにしていたので
電池によらず充電可能なのが特徴です。定電流回路は普通の回路ですが、長時間のタイマーを実現するには
松下電器(いまはPanasonic)のAN6780というものをつかいました。たぶん秋月で買って思い出したように
つかったのだと思います。
 で何が調子がいまいちかというと、10年経った今も動いているのだけど、ときどき充電が出来ていないことがあります。
というのもソケットの接触(接点が酸化?)不良なのか、電流が流れないときがあります。
この充電器では電流が流れているかどうかのチェックは出来ないので、いちいちテスターでチェックすることが
必要なのですが、それはあまりにも不便です。
ということで、DDS用に充電池を買ったこともあったので、これを機会に充電器を新調することにしました。

10年前に作った充電器。



内部はかなり乱暴(笑)。スイッチング電源に定電流回路+タイマーを組み込みましたがほとんどが電源です。

 
タイマーに使った素子。これがこの充電器の要です。

充電器を新調する!

充電器を新調するといっても、市販で安く売られていることもありあまりコストをかけるのものばからしいです。
ということで、部品箱にあるものだけで作れるように、下図のような回路にしました。
基本は適当に電流を流して、適当な時間で止めるというものです(笑)。
タイマーにはPICをつかって制御して、一応デルタピーク検出もできるようにしてみました。
でも定電流回路ではないので、デルタピークが動作するかは???です。
まあ、充電停止の条件は一定の時間が経った場合、あるいはデルタピーク(-20mV)を検知した場合に
プログラムを組めば、大丈夫でしょう。
 しかし小型の8PのPICでもアナログ入力端子が3個もあるのは便利です。この端子をつかうことで、
充電池に電流が流れているかどうかの監視もできます。


今回、新調した充電器の回路図。FETのソースにつながっている抵抗は0.22Ω

さて、このくらいの回路なのですぐに組めそうです。
使用した部品はこんな感じ。
 プリント基板  :   おまけで貰ったものを使用。
 PIC12F675  :   とりあえず買ってあったもの。@120円くらい?
 78M05     :   だいぶ前にgenpin.comで買った。安かったためか100個以上買った覚えがある。
 2SK23852   :   秋月で4個200円で売ってた。アンプ用に買ったけど、死蔵しそうなので使ってみた。
 バッテリ    :   秋月のニッケル水素。4個で790円。
 バッテリーケース: これも秋月。
 LED      :   以前に500個買った赤LEDだが、だいぶ在庫が減ってきた。また買わねば・・・・
 コンデンサ  :   あまりのチップ部品を使いました。

 抵抗       :   MPC74 デジットで10円だった。
               電流検出用2Ω抵抗(秋月で4個100円だったかな?)



電池のある側の実装の様子。


半田面の様子。抵抗の熱を逃がすために大きめの銅箔テープを貼り付けた。


動作確認用にLEDを2個とりつけました。

完成!

このくらいのハードなら30分程度で組めました。で、早速ソフトを組み込んで充電してみました。

充電中の様子。


裏面は配線に触れられないように、別の基板で蓋をしておきました。
足(ゴム?)は100円均一で買ったものです。

動作モードは?

これは完全に備忘録ですが、このような感じでつくっています。

動作状態 LED FET 説明
充電池の実装待ち 消灯 1秒間隔で短く点灯 電池が実装されるまで確認作業をつづる。
電池が実装されるのは電流が流れるかどうかを検知している。
事前充電 点灯 点灯 充電池を初期に充電する場合は電圧が不安定なことが多いので、
とりあえず約5分間は無理矢理に充電する。
本格充電 2Hzで点滅 点灯 本格充電。充電が終了する条件は下記のどちらか。
 一定時間が過ぎた場合(約2.5h:充電電流は約760mA)
 デルタピークを検出(−20mv)

なお、充電中に電池が取り外された場合は「充電池の実装待ち」
状態になるように設定。
充電完了 消灯 消灯 充電完了です。
この状態で電池が取り外された場合は「充電池の実装待ち」
状態になるように設定。次ぎに新しい充電池を受け入れる準備になります。


参考にソースバイナリーも公開。
動かなくても知りません(笑)。

<>ついでに放電器も製作! 2011.5.8

充電池も残量がバラバラのまま、再充電すると寿命を短くする(過充電になるものがでてくる)こともあり、
ついでに放電器もつくりました。回路はいたって簡単で負荷は2Ωの抵抗として、FETスイッチでON/OFF
します。そしてPICで電圧を監視して1V以下に下がったら放電をやめるというものです。
 全体で8本の電池のON/OFFと、電圧の監視、そして放電完了の表示をあわせて24本のIOがいるので、
適当に足の多いPIC16F886(28p)をつかいましたが、作っている最中(実は回路図も描かずに作業してた)に
足の数がぎりぎりなのに気付きました(笑)。
 というのもPIC16F886は28Pですが、そのうち3本が電源。そしてI/Oの1本は入力専用(AD入力できない)ので
実質使えるのは24本だけ。ということでぎりぎりでした。
  スイッチはFETに短絡検知や加熱検知などがついたICですが、ほとんどFETと同じようにつかえるもので
秋月で10個200円でした。店頭で買いましたが、通販にはないようです。
便利なのでまた行ったときにでも買い込んでおきましょう。
FETをスイッチとして使ったときのメリットは、(ON抵抗が小さいものであれば)電圧降下も小さく発熱が小さい、
ゲート電流が流れないので駆動用の抵抗が省ける(あまり推奨できないかもしれませんが・・・・。ただし
バイポーラは電流制限用に必要です)というところです。
 デメリットは少々お高いことでしょうか。、
この放電器は前々から欲しかったものですが、PICが使えるようになってようやくお気楽に作ることができるようになりました。


単三充電池の放電器。それぞれ個別に放電管理ができます。これも1個のPICで処理できるので便利です。


裏側の様子。たんに2Ωの抵抗を負荷にしてスイッチ(F5022−L−F227)でON/OFFしているだけです。

14年ぶりの備忘録 2025.3.28

PIC16F886のプログラム

LED バッテリー電圧 備考
点灯 1.2V以上
ゆっくり点滅 1.1〜1.2V
早く点滅 1.0〜1.1V
消灯 1V以下 一度1V以下になると、放電完了.
再放電する場合は、電池を差し直す。

PICのピン配置を整理

バッテリーは右から左へ1〜8番.
つかっているPIC16F886のAD入力ピンはかなり変則的です.
プログラムを書き換えるとして、PIC18F27Q43を使う場合のAD入力も併記.

16F886 接続先 PICのピン配置 接続先 16F886
1 E0 B7 28 LED8
sAN0 sAN0 BATTERY8 2 A0 B6 27 LED7
sAN1 sAN1 BATTERY7 3 A1 B5 26 LED6
sAN2 sAN2 BATTERY6 4 A2 B4 25 LED5
sAN3 sAN3 BATTERY5 5 A3 B3 24 BATTERY1 sAN9 sAN11
GATE8 6 A4 B2 23 BATTERY2 sAN8 sAN10
sAN5 sAN4 BATTERY3 7 A5 B1 22 BATTERY4 sAN10 sAN9
8 GND B0 21 GATE1
GATE7 9 A7 Vcc 20
GATE6 10 A6 GND 19
GATE5 11 C0 C7 18 LED4
GATE4 12 C1 C6 17 LED3
GATE3 13 C2 C5 16 LED2
GATE2 14 C3 C4 15 LED1




(おしまい?)