7812 Trickle Şarj Devresi

 

Bot, tekne, karavan kullanıcıları; hatta uzun süre aracını kullanmayan insanlar hep aynı sorunu yaşıyor: akü ölümü. Bu sayılan taşıtlar uzun süre yattıkları zaman, sahipleri araçtan sökülmüş olsa bile bir süre sonra akülerinin performansının düştüğünü, kapasite kaybı olduğunu, ya da en iyi ihtimal akülerinin deşarj olmuş olduğunu görüyorlar. 

İnternet üzerinde de birçok karavancı ve yatçı gezgin, aküsü ile ilgili yaşadığı sorunları forumlarda anlatıyor. En büyük dert, akünün sülfatlaşması. Sülfatlaşma, şarj-deşarj döngüsü sonucunda doğal olarak ortaya çıkıyor. Bir diğer neden, akünün "full şarjda" tutulmaması.

Bu sorunların üstesinden gelinebilmesi çok kolay. Ucuz bir DC adaptör ve birkaç basit elektronik parça ile aküleriniz yatarken ölmelerinin önüne geçebilirsiniz.

Bu yazımda size tampon şarj ya da bilinen diğer adıyla "trickle şarj" olayından bahsedecek, self deşarj olayını da aktaracağım.

Self-Deşarj Nedir?

Aküler, ister yeni olsunlar ister kullanılmış, herhangi bir yüke bağlı olmasalar da zamanla kendi kendilerine deşarj olma eğilimi gösterirler. Kendiliğinden gerçekleşen bu deşarj olayına teknikte "self-discharging - kendiliğinden boşalma" denir. 

Self-Deşarj, sadece kurşunlu akümülatörlerde gözlenmiyor; bir zamanlar yaygın kullanılan Nikel pillerde de gözlenen bir durumdu. Hatta bazı tip sıradan çinko karbon pillerde de bu olay gerçekleşiyor. Lityum pillerde ise bu olumsuzluğa pek rastlanmıyor; zira bu tip pillerde self-deşarj olayı çok çok yavaş gerçekleşiyor.

Ne Yapılmalı?

Birçoğunuzun bildiği gibi birkaç tip şarj vardır:

Normal Şarj: Akü kapasitesinin onda bir akım şiddeti ile yapılan şarj.

Hızlı Şarj: Normal şarj akımından daha yüksek akım şiddeti ile yapılan şarj. Bu şarjın hücre ömürlerini olumsuz etkilediği biliniyor ve bir batarya ya da pilin normal ve hızlı şarj akım değerleri etiketinin üzerinde firma tarafından belirtiliyor.

Bunların haricinde istenmeyen şarj durumları vardır:

Aşırı Şarj (Over-charge): Bir pil ya da batarya dolduğunda akımın kesilmeyip zarar verene kadar şarj etme olayıdır. Çaresi otomatik kesmeli şarj devreleridir. Lityum pillerde ayrıca BMS adı verilen şarj dengeleyici-kesici devreler de kullanılıyor.

Derin Deşarj (Deep Discharge): Bir pil ya da bataryanın, minimum V seviyesinin (kesim voltajı) çok altlarına kadar inilmesi, akü mahvolana kadar kullanılması olayıdır. Hafıza etkisi sorununa sahip nikel pillerin kendilerine getirilmeleri amacıyla bu teknik uygulanmaktadır. Ancak kurşunlu akümülatörlerde ve Lityum pil ve bataryalarda KESİNLİKLE UYGULANMAZ!

İşte bu bilgilerden hareketle, pil ve bataryalarımızı dikkatli kullanmamız gerektiğini bir kez daha anlıyoruz. Ağer akünüz uzun süre yatacaksa, o aküyü "tampon şarj" ile beslemelisiniz.

Tampon şarj, bir pil ya da bataryaya, "normal şarj akımının 1/20 ila 1/30'u" kadar akımla; ayrıca akünün dolu voltajı seviyesinde gerilim altında bekletilmesidir.

Örneğin 60Ah'lik bir akünün normal şarj akımı 60 / 10 = 6Amper ise;

6 / 20 = 0,3A (300mA)

6 / 30 = 0,2A (200mA) olur. Bu iki akım aralığında rast-gele bir değer tutturulup kullanılabilir.

Akü'ün dolu voltajı 13,5Volt olduğuna göre; aküye 13,4-13,5Volt - 250mA sabitlenmiş akım verebiliriz demektir.

Aşağıdaki devre, ucuz bir adaptör ile akünüzü aylarca tampon şarjda güvenle bekletebileceğiniz en basit devredir:

Devre son derece ucuz ve basittir. Giriş için en az 15Volt DC alabileceğiniz bir adaptör gerekiyor. Adaptör, AC olamaz ve devreye de ters bağlamamalısınız. 7812 entegresinin Adjust(2) bacağına bağlanmış seri üç adet 1N4001 görüyorsunuz. Bunlar, entegrenin çıkışının 14,1Volt'a sabitlenmesini sağlar. Bu voltaj, uzun süre cihazda bekleyecek akü için zararlıdır. Bu nedenle entegre çıkışındaki son 1N4001 diyodu, çıkış gerilimini 13,4Volt'a sabitler. Bu, tam istediğimiz şeydir. Neden 13,5V olmadığını merak ediyorsanız, yaklaşık 8 ila 10 ay boyunca akülere tampon şarj uygulanabilecektir. Bu şarj, akü'nün elektrolit kaybetmesine neden olacaktır. Dolayısıyla gerilimi full seviyesinden biraz daha aşağıda tuttuk. 0,1 Ohm olarak gösterilmiş direnç, örnektir. Duruma göre daha da büyütülmelidir. Bu modifikasyonu çıkış akımını -akü bağlıyken- ölçerek yapmalısınız. 60Ah aküler için 200mA son derece ideal bir akımdır. Çıkışa internet piyasasında uygun fiyata satılan dijital voltmetrelerden bağlarsanız, gerilimi takip edebilmek adına çok daha iyi olur. Varsa mekanik skalalı voltmetre de bağlayabilirsiniz. 

Seçeceğiniz adaptör için ise tavsiyem "transformatörlü" bir adaptör olacaktır. SMPS adaptörlerin 7/24 fişte takılı kalmaları pek güvenli olmayabilir. Ancak transformatörler görece daha güvenli olur. Bir cihazdan sökülmüş, ya da kutulu hazır bir adaptörü kullanabilirsiniz. 15Volttan daha aşağı olmasın ve 20Voltu aşmasın. Çünkü 7812'nin en yüksek voltaj tahammülü 25Volt. Ayrıca çıkış gerilimi ile giriş gerilimi arasındaki fark, daha fazla ısıya dönüşeceği için, uygun voltaj girmek daha iyi olacaktır. 

Resimdeki gibi şişmanca ve ağır adaptörler transformatörlü olur. Bu tip adaptörler amacımıza daha uygun. Resmini aldığım satış sitesinde "15V - 300mA" yazıyordu. Bu adaptör regülesizdir (trafo çıkışında sadece doğrutlma köprüsü ve kondansatör var). Dolasyısıyla boştayken ölçtüğünüzde çok daha yüksek bir değer göreceksiniz. Devremize bağlayınca ise olması gereken değere çökecektir. Amacımıza son derece uygun.

Ben devreyi hiç üşenmeyip kiCAD programında oluşturdum. Şöyle görünüyor:

Barrel jak olmayan adaptörler için klemens ile de giriş yapabiliyorsunuz. 

Çıkışa dikkat ederseniz, Akü en üstteki BATT+ ile en alttaki -BATT yazan yerlere bağlanacak. Ortadaki iki vidaya ise istiyorsanız Voltmetre bağlayacaksınız. Aman ha! Voltmetreyi üç uçlu (ayrı beslemeli) alırsanız, besleme ucunu akü çıkışına değil adaptör girişine verin. Aküyü yemesin.

Diğer Önemli Notlar:

-7812 mutlaka iyi bir soğutucuya bağlanmalıdır.

-Akü ve şarj devresi, yangın çıkma ihtimalinin olmadığı, banyo, tuvalet, ya da depo gibi, garaj gibi bir yere konmalıdır. 

-Herhangi bir sorumluluk kabul etmiyorum. Bu, teknikte bilinen ve uygulanagelen bir yöntemdir. Bu uygulamayı yaparken ya da yaptıktan sonra karşılaşacağınız olumsuz hiçbir durumdan beni sorumlu tutmayacağınızı kabul etmiş oluyorsunuz.

-Akülerle uğraşmak tehlikelidir. Koruyucu iş gözlüğü, eldiven ve maske kullanmanızı öneriyorum.

-Bu devre normal şarj için kullanılamaz. (7812'nin maksimum akım tahammülü 1,5Amper). Bu yüzden bu devreyi sadece tampon şarj yapmak için kullanabilirsiniz. 

Bir dahaki yazımda görüşmek üzere, sağlıkla ve esen kalın.

seron

basitelektronikprojeler.com