5V USB'den 12V Üretmek

Motosikletiniz var mı bilmiyorum, ama benim yok. Olsaydı, akü meselesini çok kafaya takardım herhalde çünkü çok gezen bir insan olmadığım için motorum çok yatmaktan sürekli akü öldürürdü. Her motosiklet kullanıcısının akü şarj cihazı yok. Akü şarj aletleri de el yakıyor. Aslında mesele sadece motosiklet kullanıcıları değil, herhangi bir tip 12V aküye sahip herkesi ilgilendirebilecek bir konudan bahsediyorum: tampon şarj.

Aküler uzun süre kullanılmadıklarında "self-discharging" olayına maruz kalıyorlar ve süre uzadıkça bu, sülfatlaşma ve elden çıkma ile sonuçlanıyor. Bu nedenle akümülatörler uzun süre yatacaklarsa, mümkünse yerlerinden çıkarılarak güvenli bir ortamda tampon şarjda bekletilseler iyi olur. Tampon şarj, akünün maksimum gerilimi olan 13,5Voltlara yakın seviyelerde ve normal şarj akımı'nın 1/20 ila 1/30'u kadar akım şiddetinde beklemeye alınmasıdır. Kimyevi özellikleri gereği aküler, daimi olarak full seviyesinde bekletildiklerinde ömürleri uzuyor; daha doğrusu sülfatlaşmaya uğrayarak deforme olmuyorlar.

Bu yazımda size sunacağım devre, basit bir "joule-thief oscillator" devresidir. Bu devreyle ilgili internette yığınla makale var. Genellikle 1,5Voltluk tek bir pille LED yakmak için kullanılsalar da, farklı amaçlar için yeniden dizayn edilebiliyorlar. Aşağıdaki devre, talkingelectronics sitesinin sahibi Colin Mitchell'in çizip sunduğu, "güneş enerji paneli ile akü şarj" devresidir. 

Resimdeki açıklamanın konumuzla pek ilgisi yok ama okursanız faydalı olabilir. Devreye bakarsanız bir joule-thief devresinin modifiye edilerek güçlendirildiğini görüyorsunuz. Bunu, minyatür güneş panelleri kullanılarak akü şarj edecek şekilde uyarlamış. Devrenin akü şarj edip etmeyeceğini bilemiyorum ancak mantık olarak doğru.

Ben de, aynı prensipten yola çıkarak, ucuz 5V USB adaptörler kullanılarak bir aküyü nasıl zayıf akımla şarj edebileceğimize yönelik bazı fikirler geliştirdim. 

Aşağıdaki devre, 5V adaptör ile 12V-7Ah veya daha yüksek kapasitesi olan motosiklet akülerinin, boşta yatarlarken şarj edilmelerini ve/veya tampon şarjda bekletilmelerini sağlıyor:

Devrede anlaşılmayacak birşey yok. Genellikle zayıf örneklerini gördüğünüz aynı devrenin daha da güçlendirilmiş halidir. TIP41 transistörü, 3Amperlik şotki diyodu, ve PC güç kaynaklarının çıkış katından edinilmiş kalın
ca bir toroid bobin ile bu güçlendirme sağlanmıştır. TIP41 oldokça güçlü bir transistördür, yine de aşırı ısı açığa çıkacağını tahmin ederek iyi bir soğutma plakasına bağlamanızı öneriyorum. İrice bir toroide saracağınız 15'e 30 sarım, çıkıştan yüksek gerilim eldesi sağlayacaktır. Bu gerilimin kaç olacağını denemeden söyleyemem. Ancak bir kondansatör bağlayıp dokunursanız ÇARPILIRSINIZ! O kadar yüksek.

3D görüntüsü:

Bu devrenin çıkışı boştayken transistörün yanmasına neden olabilirsiniz(emin değilim). Bu nedenle devrenin voltaj kontrollüsünü de çizdim.

Bu kez devrede bir gerilim bölücüsü ile V kontrolü yaptırıyoruz. Gerilim bölücü devresi BC337 transistörünün beyzini tetikleyerek, transistörün TIP41'in salınım dengesini bozdurarak, çıkıştaki voltajı kontrol altında tutmayı amaçlıyoruz. Gerilim bölücüdeki dirençlerden birisi çok turlu bir potansiyometredir. Böylelikle deneme-yanılma yoluyla ideal voltajımızı bulabiliyoruz. Bu bize biraz zaman kaybettirebilir ancak, istenen sonuca daha iyi ulaşmamıza yardım eder.

3D görüntüsü:

Devre kartına dikkat ederseniz, çok turlu pot'u kullanım rahatlığı bakımından tam akü şarj çıkışına koymuşum. Böylelikle rahatça V ayarı yapılabilir. TIP41'in soğutucu heatsink'e bağlanmasını kolaylaştırmak için PCB'nin kenarına koydum. Ne kadar ısınacağını bilemeyeceğim için soğutucu özellikleri veremiyorum. Giriş sol taraftaki vidalı terminalden yapılır. 5V - 1A değerlerindeki bir adaptörü buradan girerek çıkıştan bir değer okuyacaksınız. Çarpılmamaya dikkat edin; LED yakmak için yaptığım çok daha küçük bir versiyonda yanlışlıkla çarpıldım. O bile çarpıyorsa, bu da çarpar. Akü kutuplarını ters bağlamayın. Trafo nüvesinin fiziki boyutunu görüyorsunuz. Biraz daha küçük ya da biraz daha büyül olmasında bir sakınca yok; ancak ferrit nüveli olmak zorundadır. Çünkü bu trafo yüksek frekansla salınacağı için demir nüve'de kayıplar çok fazla olur. Sarılacak tel kalınlığı, güçlü trafolardan sökülen kalın sekonder telleri gibi olabilir. Burada ölçüleri size bırakıyorum. Çünkü bu iş biraz da deneme-yanılma'ya bakıyor. Ancak emin olduğum birşey varsa o da devrenin kesinlikle çalışacağı ve akünüzü yavaş şekilde şarj edeceğidir.

Size gerber veriyorum:

İNDİR

Eğer beğendiyseniz bir deneyin bakalım. Ola ki amatör şekilde güneş panelleriyle de uğraşıyorsanız, düşük voltaj veren panellerinizi bununla güçlendirebilirsiniz. Akülerinizi sadece tampon şarj etmeyip, farklı alanlarda da kullanabilirsiniz.

Bu günlük bu kadar, umarım eğlenmişsinizdir. Bir dahaki yazımda görüşmek üzere...

seron

basitelektronikprojeler.blogspot.com