menu

Походная зарядка для Nokia 1280

NSV

  • 23.10.2013 18:29
  • Просмотров: 4523
Наверное, каждый в походе сталкивался с проблемой заряда мобильного телефона.
Существует несколько способов решения:
 
1. Самый простой - взять к мобильнику запасной аккумулятор.
      Недостаток – вы не можете точно знать покрытие GSM связью на маршруте ( при отсутствии покрытия разряд аккумулятора возрастает). Интенсивность звонков также не предсказуема. Не исключено что даже с запасным аккумулятором придется экономить.
 
2. Преобразование солнечной, тепловой, механической энергии в электрическую. 
    Перед очередным походом, приобрел солнечную зарядку Varta solar. После похода решил никогда больше не добывать энергию таким извращенным способом. И действительно, зачем в течение трех дней заряжать два аккумулятора Varta solar емкостью 2700 мАч, когда такая же энергия продается в виде щелочных батареек АА по цене 7 грн за пару?
 
3. Использование щелочных батареек.
Существует большое разнообразие таких схем, но во всех, мне известных, существуют неоправданные  потери энергии.Предложенная схема в большей степени лишена этого недостатка.   
 
               И так обо всем по порядку
 
1. Выбор мобильника 
 
       - «Nokia» -привык к структуре меню
      -  Модель «1280»- черно-белый экран, и для того чтобы посмотреть пропущенные звонки не надо включить подсветку. 
      -  В режиме ожидания аккумулятор мобильника держит 14 суток. 
 
В принципе, предложенная схема будет работать с некоторыми  другими моделями, например Nokia 1661. С чем точно не будет работать, так это с моделями мобильников, использующих для заряда разъем USB. К тому же заряжать такие мобильники энергетически невыгодно. Мы преобразуем напряжение батареек в стабильное напряжение 5В и подаем его на разъем USB, а мобильник гасит внутри себя напряжение до нужного ему, стабилизируя ток заряда. При этом рассеивается мощность, и как следствие энергия батареек используется неэффективно. 
 
2. Выбор режима заряда аккумулятора мобильника 
 
При использовании сетевого зарядного устройства, АС-3, из комплекта, мобильник заряжает аккумулятор по классическому алгоритму состоящий из двух этапов. Вначале ( 1 этап) заряд осуществляется током, пока напряжение на аккумуляторе не достигнет 4.2 V, затем ( 2 этап) заряд осуществляется постоянным напряжением, контролируется ток заряда, и когда он станет меньше порогового – заряд прекращается. При на первом этапе заряд осуществляется током 400-500мА. Если осуществить такой режим заряда с использованием батареек, то ток разряда батареек будет составлять 700 - 800мА( с учетом КПД преобразователя и самого преобразования). При таком токе разряда емкость щелочных батареек уменьшается более чем в 2 раза, т.е. заряжать от батареек в таком режиме энергетически не выгодно. 
Рассмотрим подробнее сетевую зарядку АС-3. Прежде всего, надо отметить то, что написано на самой зарядке (входные и выходные токи и напряжения) верно лишь отчасти. На самом деле выходные параметры зарядки АС-3 следующие 
               - напряжение холостого хода ~7.8 В, 
               - выходное сопротивление  ~8 Ом.
После экспериментов с мобильником, выяснилось, что заряд можно осуществлять от источника с напряжением холостого хода ~7.8 В, выходным сопротивлением больше  23.8 Ом. При этом мобильник не переводит аккумулятор во второй этап заряда, но по окончании заряда выдает сообщение «батарея заряжена отсоедините З/У».
Для схемы, предложенной ниже, выбрано выходное сопротивление 25.8 Ом. При этом получаем следующее 
                – ток заряда аккумулятора 140-170 мА
                -  средний ток разряда батареи 300 мА
Время заряда мобильника с « нуля» до сообщения «батарея заряжена отсоедините З/У» чуть меньше 8 часов. В данном случае время заряда не критично, поскольку вы не привязаны к розетке 220В, и мобильник можете заряжать в движении или ночью. 
Дальнейшее увеличение выходного сопротивления уменьшает ток заряда аккумулятора и уменьшает ток разряда батареи, но увеличивает время заряда. Энергетическиq выигрыш незначителен, около нескольких процентов, поэтому увеличивать выходное сопротивление не целесообразно, кроме того, при выходном сопротивлении больше 41.3Ом, мобильник перестает выдавать сообщение «батарея заряжена отсоедините З/У».
 
3. Описание схемы
Реализация схемы в виде стабилизатора напряжения 7.8 В и последовательного сопротивления 25,8 Ом не имеет смысла, т. к. будут потери мощности на резисторе.
Используем лишь принцип источника напряжения с конечным выходным сопротивлением, который заключается в следующем: напряжение на выходе такого источника (U вых) зависит от тока нагрузки и определяется уравнением :
U вых= Uxx - Iнагр* Rвых.  (1)
где  
Uxx - напряжение холостого хода
Rвых – выходное сопротивление 
Iнагр- ток через нагрузку
Ток заряда аккумулятора мобильника (Iмоб) определяется уравнением
Iмоб=(Uхх-Uмоб)/Rвых      (2)
где 
Uмоб- напряжение на разъеме мобильника от 3.4V до 4.2 V (зависит от степени заряженности аккумулятора).
 
 Схема, работающая в соответствии с уравнением (1), приведена рисунке
 
Микросхема DD1 представляет обычный DC-DC преобразователь.
Элементы DA1,R4,R6,R8-R10, R12-R22 образуют преобразователь ток-напряжение.
Ток, через протекающий через аккумулятор и резисторы R12-R22, преобразуется в напряжение на выходе 
микросхемы DA1 (вывод 1). Это напряжение подается в обратную связь микросхемы DD1 через резисторы R7, R4. Таким образом, изменение тока заряда, изменяет выходное напряжение на выходе микросхемы DD1,согласно уравнению (1). Параллельное включение резисторов R12-R22 номиналом 1.2 Ом образуют эквивалентное сопротивление ~0.1 Ом. Изменением количества включенных в параллель резисторов осуществляется дискретная регулировка выходного сопротивления схемы. 11 параллельных резисторов R12-R22 (с учетом технологического разброса параметров элементов и топологии печатной платы) соответствует выходному сопротивлению 25.8 Ом. Увеличение количества параллельных резисторов уменьшает выходное сопротивление.Элементы VD1, VD2, R1- индикатор состояния батареек и по яркости свечения, косвенно можно судить о напряжении на батарейках. Светодиод гаснет при напряжении  1.8 В ( 0.9 В на батарейке). Но вся схема сохраняет работоспособность до напряжения 1.4 В ( 0.7 В на батарейке). Окончательный критерий замены батареек – мобильник начинает периодически прерывать заряд т.е напряжение на батарейках по нагрузкой меньше 1.4 В (меняются окна на индикаторе, заряд то идет то не идет).
 
4. Лабораторные испытания
Батарейки - GP Ultra Plus ( GP15AUP), щелочные, размер АА, комплект - 2шт. Энергия одной батарейки - 2.34 Wh (при разряде током 300мА до напряжения 0.7 В). Значение энергии расчитано по характеристикам, взятых с сайта производителя и из других литературных источников и является приблизительным.
 
Мобильник - Nokia 1280
Аккумулятор разряжен до напряжения 3.41 В. Мобильник находиться в выключеном состоянии и его невозможно включить по причине низкого напряжения на аккумуляторе.
Подключаем зарядку, через 15 мин на индикаторе мобильника появляется изображение заряжающейся батареи (напряжение на аккумуляторе достигло 3.6 В), включаем мобильник. Мобильник работает в штатном режиме, заряд продолжается.
После 6.8 часов заряда, напряжение на 2-х батарейках падает до 1.4 В, но мобильник еще заряжен не до конца. Энергия, выкачанная из 2-х батареек 4.864 Wh, что несколько превышает расчетную. Ставим новый комплект батареек. После одного часа заряда мобильник сообщение «батарея заряжена отсоедините З/У». Общая энергия выкачанная из батареек для заряда мобильника 5.572 Wh. При этом в мобильник закачалось энергия 4.786 Wh. Кпд преобразования  85.8 %. Общее время заряда 7.8 часа.
 
 
5. Полевые испытания
В походе, дождался, когда индикатор состояния батареи показывал одно деление, подождал еще сутки. Мобильник еще в рабочем состоянии. За время похода скопилось 4 комплекта б/у батареек от навигатора. После сообщения «замените батарею» они извлекались из навигатора. Теперь пришло их время. Вставляю в зарядку и пытаюсь зарядить мобильник. Комплекта хватает в среднем на 15 мин заряда мобильника.  Из 4-х комплектов получился один час заряда, это 12% от общего времени заряда. Ожидал несколько лучшего результата, поэтому использовать б/у батарейки можно или от большой жадности или от безысходности. Дальнейшие зарядки мобильника мало отличались от лабораторных испытаний. Если заряжать мобильник с последнего деления состояния аккумулятора, то комплекта батареек хватает на одну зарядку и еще немного остается. Время заряда не контролировал, потому что ставил зарядку на ночь, утром читал сообщение «батарея заряжена отсоедините З/У».
 
 
6.Заключение
Предложенная схема позволяет производить заряд аккумулятора мобильного телефона от щелочных батареек, за счет снижения тока заряда аккумулятора

Оцените статью:

Перепост:

Статья понравилась: radio-video,

Статья не понравилась: Таких нет


Комментарии

Комментировать в форуме...

viola

Будет ли работать эта схема с другими моделями Nokia и мобильниками других производителей?

26.01.2018 18:54
turantino

turantino

А не проще ли:

а) за 11 грн купить преобразователь 0,9-5В 5В 500 мА и не мучаться?
Тока в 0,5А зарядить Нокию 1280 хватит с головой. Питаться может такой преобразователь от 1-2 щелочных батареек ААА-АА-С-D типоразмера, от лития, от 3-х никель-металгидридных аккумов...

б) ...

в) ...

пункты б) и в) отсутствуют, по причине - а куда же еще дешевле и проще? Не все смогут повторить схему в статье.

И к тому же: AD8603 в корпусе sot23-5 стоит от 32,75 грн, LM2621 в корпусе VSSOP-8 - 56,50 грн. Остальная обвязка еще на 100 грн. + все это собрать до минимальных габаритов... Не каждый это повторит...

26.01.2018 20:41
turantino

turantino

viola, будет (скорее всего :twisted: ) если правильно подключить (это к другим мобильникам относится), но вот стоит ли оно того, если "все уже придуманно за нас"?

26.01.2018 20:43

Гость из Прошлого

Ну-у-у, господа трупокопатели!
Вы на дату статьи смотрели-то? 13 год. За 4,5 года понятно, что много электронов утекло из батареек, и народу, способного спаять простейшую схему, видимо, тоже сильно поубавилось... :(

26.01.2018 21:29
turantino

turantino

А на дату я и не посмотрел... :facepalm:

26.01.2018 22:31

NSV

Да, много электронов утекло за 4 года, но я по-прежнему пользуюсь этой зарядкой.
Альтернативы зарядке так и не нашел: все имеющие решения проигрывают либо по цене,
либо энерго -эффективности, либо массо габаритам.

turantino писал(а):
купить преобразователь 0,9-5В 5В 500 мА и не мучаться?
Тока в 0,5А зарядить Нокию 1280 хватит с головой. Питаться может такой преобразователь от 1-2 щелочных батареек

1.Таким преобразователем нельзя заряжать Nokia 1280.
2.Эти преобразователи предназначены для мобильников, которые заряжаются от стабильного напряжения +5V (по простому- заряжаются через USB разъем).
Ну что же, давайте посчитаем..
1. В мобильниках при зарядке через USB теряется 20% энергии (кпд 0.8 )
2. Кпд преобразователя напряжения 0.87
3.При зарядке через USB разъем ток заряда "прошит" в мобильнике, предположим - 500 mA. Заряжаемся от двух щелочных батареек АА через преобразователь. Напряжение на каждой батарейке 1.25V (среднее между 0.9 и 1.5 ).Тогда ток разряда батареек будет 1000 mA. При таком токе емкость батареи снижается относительно от заявленной производителем на 75% (кпд 0.25)
Перемножим
0.8*0.87*0.25= 0.174.
Таким образом до аккумулятора дойдет только 17% энергии батареек. Вообще-то, все возможные варианты (не только этот) просчитывались при разработке схемы, 4 года назад.
Хочу подчеркнуть:
В статье описан СПОСОБ зарядки мобильника от преобразователя напряжения с ЗАДАННЫМ ВЫХОДНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ. ЗАДАННОЕ ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ обеспечивается введением в преобразователь дополнительной обратной связи.Схема в статье приведена в качестве примера реализации СПОСОБА и повторять её буквально не обязательно и вообще она паялась из хлама который всегда собирается в столе электронщика.
Viola
Я Вам не скажу за все мобильники, но Вы можете самостоятельно проверить будет ли работать конкретный мобильник с данной схемой.
Этап № 1
Нужно измерить выходное напряжение сетевого зарядного устройства, которым Вы заряжаете этот мобильник. Измерение выходного напряжения необходимо произвести при отключенном (Uхх) и подключеном (Ua ) мобильнике. Безопаснее это сделать если раскрутить корпус и выходным контактам на печатной платы припаять провода и через них подключить вольтметр. Если Uхх > 6.2 V, а Ua лежит в пределах от 3.6 до 4.2 V, то переходим ко второму этапу.
Этап № 2
Вам нужен источник питания с выходным напряжением равным Uхх+-10%, резистор, кабель для подключения мобильника. Задача определить максимальное значение резистора Rвых при котором еще осуществляется штатная зарядка мобильника.(при завершении зарядки мобильник должен об этом сообщить). Резистор включается последовательно между источником питания и мобильником. Начать лучше с тока заряда 150 мА и двигаться в сторону уменьшения тока. Чем меньше ток заряда тем больше энергии из батареек будет передаваться в аккумулятор.
Этап № 3
Когда резистор R вых определен собираем эту или подобную схему с заданным выходным сопротивлением , равным R вых

29.01.2018 01:06
turantino

turantino

После:

Quote:
Таким преобразователем нельзя заряжать Nokia 1280

Я заряжал свою нок1280 от такого - нормально так заряжалось. Она у меня и от 4-х Enelop'ов включенных последовательно (без какой либо схемы) заряжалась... И от КР142ЕН5Б/LM7805 при питании от бортсети авто заряжалась.

20.02.2018 23:13