Mini Akü Şarj Devresi

Kurşunlu bir akümülatörü şarj etmek söz konusu olduğu zaman, eğer elinizde yeteri kadar malzeme varsa fellik fellik şarj devresi aramak zorunda değilsiniz. Herhangi bir pili, bir bataryayı şarj etmenin çeşitli yolları vardır. Birçok çeşit devreden faydalanılabilir. Zaten devreler ne kadar çeşitli olursa olsunlar, temel prensipleri aynıdır.

Gerek akümülatörlerin gerekse pillerin şarjında bazı temel prensipler vardır. Sizlere bu temel prensiplerden bahsederek derhal devremize geçeceğim.

Şarj, bir pil ya da bataryaya, nominal (üzerinde yazılı) gerilim değerinin üstünde bir gerilim değeri ve yine üzerinde yazılı kapasite değerinin onda biri kadar akım şiddeti sağlayarak gerçekleştirilen bir yükleme işlemidir. Biraz daha açarsak, elimizde 12Volt 7Ah(Amper-saat, akünün kapasitesi) yazan bir UPS aküsü var diyelim. Bu aküye, 16Volt gerilim 700mA(miliAmper, 7Amperin onda biri) kadar akım sunabilen bir kaynağa bağlarsak, bu akü ortalama 10 saat gibi bir sürede dolar. Bu olaya "normal şarj" denir. 

Şayet, akünün kapasiteninin onda biri kadar değil de, daha yüksek bir akımla örneğin 1000mA( 1A) kadar akım ile şarj edersek, aküyü daha kısa sürede şarj etmiş oluruz; buna da "hızlı şarj - quick charge" diyoruz. 

İşte bu kurallardan hareketle, aküleri şarj edebiliyoruz. Bu nedenle, akü ve pillere direkt güç kaynağı bağlanmaz, önce akım ve gerilimi ayarlamak durumundayız. 

Bir diğer temel prensip, akü tam dolu hale geldiğinde şarj akımının kesilmesidir. Yine yukarıdaki örnekten yola çıkacak olursak, 12Voltluk bir kurşun-jel UPS aküsü, tam dolduğunda uçlarında 14,4V görülür. Bu değeri bir voltmetre ya da multimetre ile okuduğumuzda gücü kesmemiz gerekir. Eğer bunu yapmazsak, akü gerilimi giderek tırmanır, içindeki asitli elektrolit sıvısı kaynamaya başlar, akü zarar görebilir; daha da kötüsü içerisinde gaz birikimi oluşup patlayabilir. İşte bu akü geriliminin aşırı yukarı çıkma olayına "aşırı şarj - over charge" diyoruz. Bunun olmaması için de, akü geriliminin takip edilip akımın vakti geldiğinde kesilmesi gereklidir.

Bu işi elle yapmak oldukça zordur. Hele ki yapacak başka işler varsa, bunun takibi imkansız hale gelir. Akü şarjda unutulabilir ve bu tür bir riske girilemeyeceğinden, bu işi elle yapmak mantıklı değildir.

İşte bu nedenden dolayı, bir akü şarj devresine, ya da en azından bir akü şarj kesici'ye ihtiyacımız var.

Aşağıda gördüğünüz devre, güç kaynağına bağlanmış akümülatörün voltajı doruk gerilim seviyesine eriştiğinde kendiliğinden şarj akımını kesiyor:

Devrede kırmızı ile çizilmiş yerler bana aittir. Maksadım, cihaza güç verildiğinde gücün açık olduğunu kullanıcıya kırmızı ışıkla, batarya dolduğunda da yeşil ışıkla haber vermektir. Yaptığım bu küçük modifikasyon, devreyi daha cazip hale getirdi. 

Devrenin çalışma prensibine gelecek olursak, uygun gerilime sahip (en az 15V DC) bir güç kaynağı devrenin girişine bağlanmıştır. Bu esnada kırmızı ile belirtilmiş 2k2 değerli direnç üzerinden kırmızı LED yanmaya başlar. 3,3 Ohm-1Wattlık direnç, akım sınırlaması yapar. Akü, 12V rölenin NC(Normalde Kapalı) kontakları üzerinden akım çekerek dolmaktadır. Bu esnada BC547 transistör, akü uçlarına bağlanmış bir gerilim bölücü ile beyz polarması almaktadır. Ancak polarma zayıf olduğundan henüz röleyi sürememektedir. Akü gerilimi 14V ve üzerine çıkmaya başladığında beyz, gerilim bölücü (1k pot ve 10 direnç) üzerinden yeterli polarma almaya başlayarak iletime geçer. İletime geçer geçmez 12V röleyi çektirir. Röle çekince rölenin dili (common uç) NC kontağından NO(Normalde Açık) kontağına geçer. Artı hat (+) ile akü arasındaki irtibat kopmuş, şarj kesilmiş olur. NO kontağına geçen COM., bu kez 1k5 üzerinden yeşil yanan LED'i beslediği için, kullanıcı akünün dolup akımın kesildiğini, artık aküyü devreden çekebileceğini anlamış olur.

Bu devrenin PCB'ye çizilmiş versiyonu internette yoktur. Gerek kendim için gerekse ihtiyaç duyarsanız sizin için çizimini yaptım. 

PCB'yi mümkün mertebe küçük ve düzgün çizmeye çalıştım. Çizimi KiCAD EDA yazılımı kullanarak yaptım. Sağ tarafta giriş ve akü için çıkış uçları yeralmakta. (-) yani GROUND hattı ortak olduğu için o ortak kullanılacaktır. Sol tarafta Voltaj kalibrasyonu yani kaç voltta akımın kesileceğinin ayarlanması için 5k trimpot bulunmakta. Güç LED'i ve ŞARJ TAMAM LED'i de hemen bu trimpotun yakınında. Yapımı kolay. PCB basımı için gereken masrafı saymazsak, malzeme tutarı 5-10TL arasındadır. 

Böyle ufak bir modüler tasarım, her yere sığar. Birden fazla yaparsanız yedekleyerek kullanabilirsiniz. Motosikleti olanlar varsa aküsünü şarj etmek için kullanabilir. Ufak bazı modifikasyonlarla 6V aküler için de kullanılabilir.

PCB'nin baskı PDF'lerini aşağıdan indirebilirsiniz. Umarım faydalı olur. Sayfamı takip etmeye devam edin.

İyi çalışmalar dilerim...

İNDİR