Poate înlocui bateria ionistor

Până în prezent, tehnologia acumulatorului au făcut progrese și s-au îmbunătățit comparativ cu ultimul deceniu. Cu toate acestea, până în acel baterii sunt un element consumabil, deoarece are o resursă mică.

Ideea de a utiliza, de stocare și condensator de stocare a energiei nu este nou, iar primele experimente au fost realizate cu condensatori electrolitici. Capacitatea în condensatoare electrolitice este mare - sute de mii de microfarazi, dar încă nu este suficient pentru a alimenta o lungă perioadă de timp, deși nu o sarcină grea, în plus, există o scurgere de curent semnificativ ca urmare a proiecta caracteristici.

Tehnologia modernă nu este încă în picioare, și a fost inventat ionistor, acest condensator are capacitati masive - de la unitățile Farad și până la zeci de mii de farazi. Ionistory farazi unitate de capacitate sunt utilizate în electronice portabile, pentru a asigura o aprovizionare neîntreruptă de circuite de joasă tensiune, cum ar fi microcontroler. A zeci de mii de ionistory farazi capacitate sunt utilizate cu baterii diferite pentru alimentarea motoarelor. În această combinație ionistor reduce sarcina pe baterii, care crește în mod semnificativ durata de viață a bateriei și, în același timp, crește curentul de pornire, care este în măsură să ofere un sistem hibrid de alimentare cu energie a motorului.

Există necesitatea de a alimenta senzorul, astfel încât să nu se schimba bateria. Senzorul este alimentat de baterii de tip AA și activat pentru a trimite date la stația meteo o dată la fiecare 40 de secunde. La momentul trimiterii senzorului are o medie de 6 mA timp de 2 secunde.

Ideea de a folosi celulele bateriei solare și supercondensatorilor. Pe baza caracteristicilor identificate ale consumului senzorului, au fost obținute următoarele elemente:
1. energie solară 5 volți și un curent de aproximativ 50 mA (producția de celule solare de varsta sovietice aproximativ 15 ani)
2. Supercapacitor: Panasonic 5.5 volți și o capacitate de 1 Farad.
3. ionistory 2 bucăți: DMF 5,5 volți și o capacitate totală de 1 Farad.
4. diode Schottky cu o cădere de tensiune înainte la curent redus de 0,3 V.
diodă Schottky este necesară pentru a preveni descărcarea rezervorului prin panoul solar.
condensatoare electrice dublu strat conectate în paralel, și capacitatea totală de 2 farazi.

Experiment №1 - microcontroler conectat cu un ecran monocrom LCD și un consum total de curent de 500 mA. Deși microcontroler cu afișare și a câștigat, dar am observat că vechile celule solare nu este foarte eficient, curentul de încărcare în umbră a fost suficientă pentru a se asigura că orice modalitate de a încărca electrice condensatori dublu strat, tensiunea de pe baterie solară de 5 volți la umbra a fost mai mică de 2 volți. (În unele circumstanțe microcontroler cu afișaj în fotografie nu apare pe site).

№2 experiment
Pentru a îmbunătăți șansele de succes la radio am cumpărat un nou denominații celule solare de 2, un curent de 40 mA și 100 mA, producția chineză scăldată rășină optică. Pentru comparație, în umbra acestor baterii a emis deja 1,8 volți, în timp ce nu mare curent de încărcare, dar încă mult mai bine decât de încărcare ionistor.
Structura de joncțiune cu o baterie nouă, dioda Schottky și condensatori l-am pus pe pervazul ferestrei pentru a încărca condensator.
În plus, lumina solară nu este direct incident pe baterie în 10 minute condensator de încărcare la 1,95 V. Took Senzor de temperatură, îndepărtat din acesta și conectat baterie ionistor cu o baterie solară la bornele compartimentului pentru baterii.

Senzorul de temperatură imediat câștigat și transferat la o stație meteo, la temperatura camerei. Asigurându-vă că senzorul funcționează, fixat un condensator cu o baterie solară, și a închis în loc.
Ce sa întâmplat mai departe?
Tot senzorul de zi a lucrat în mod corespunzător, dar cu debutul timpului întunecat al zilei, o oră mai târziu, senzorul nu mai transmite date. Evident, taxa stocate nu este suficient chiar și pentru o oră de senzor, iar apoi a aflat de ce ...

№3 experiment
Am decis să modifice structura de biți, astfel încât ionistor (spate de asamblare farazi supercondensatorilor 2) a fost încărcat complet. baterie Asamblate a trei elemente, transformat 6 volți și un curent de 40 mA (lumină plin soare). Această baterie este în umbra deja cedat 3,7 V în loc de precedente 1.8 (fotografia 1) și curentul de încărcare de până la 2 mA. Prin urmare ionistor încărcat până la 3,7 V și au avut deja semnificativ mai mare de energie stocată în comparație cu experimentul №2.

Totul ar fi bine, dar acum avem ieșire la 5,5 V, iar senzorul este alimentat de un convertor 1.5V DCDC este necesară, care, la rândul său, aduce pierderi suplimentare. Convertorul că am avut la dispoziție, consumă aproximativ 30 mA și de ieșire a dat 4.2 V. Deși nu am fost în stare să găsească convertorul potrivit pentru a alimenta senzorul de proiectare deja modernizat. (Veți avea nevoie pentru a ridica emițător și se repetă experiența).

Despre pierderile de energie:
A fost menționat mai sus că electrice condensatori dublu strat au curent auto-descărcare, în acest caz, ansamblul 2 farad a fost de 50 mA, de asemenea, aici se adaugă Convertor DCDC într-o pierdere de aproximativ 4% (randament declarat 96%) și la ralanti sale 30 microamps. Dacă nu iau în considerare pierderile de conversie, avem deja un consum de aproximativ 80 mA.
Se tratează energia necesară mai ales cu atenție, deoarece experimental a constatat că ionistor 2 farazi capacitanță încărcat la 5,5 V și evacuate la 2,5 V este ca să spunem așa „baterie“ container 1 mA pe oră. Cu alte cuvinte - consumând 1mA cu supercapacitors timp de o oră, am descărcarea de la 5,5 V la 2,5 V.

La lumina directă a soarelui viteza de încărcare:
Curentul produs de baterie solară este mai mare, cu atât mai bine bateria este iluminat de lumina directă a soarelui. În consecință crește viteza de încărcare ionistory în mod semnificativ.

Din citirile contoarelor observate (0,192 V, lecturi inițiale), după 2 minute de încărcare condensator până la 1161 V, la 5 minute la 3132 V și un alt 10 minute 5029 V. In ionistor timp de 17 minute, a fost încărcat 90%. Trebuie remarcat faptul că iluminatul solar a fost neuniformă în timpul tot timpul și se trece printr-un panou dublu de sticlă și un baterii de film de protecție.

Raport tehnic privind Experimentul №3
Caracteristici tehnice ale aspectului:
- 12 solare Elementele baterie 6 V, curent de 40 mA (iluminare plin soare), (la umbră, în vreme noros 3.7 și 1 mA, sarcina pe ionistor).
- condensatoarele electrice dublu strat, conectate în paralel, capacitatea totală de 2 Farazi, tensiunea admisibilă de 5,5 V, auto-descărcare de curent de 50 mA;
- Schottky Barrier Diode cu o cădere de tensiune mai departe de 0,3 V este utilizat pentru alimentarea cu energie de decuplare celule baterii solare și supercapacitors.
- Aspect Dimensiuni 55 x 85 mm (carduri VISA plastice).
Din acest aspect ar putea fi alimentat:
Microcontrolerul LCD (curent consum de 500 mA la 5,5 V, timpul de funcționare fără baterii solare de aproximativ 1,8 ore);
senzor de temperatură, în timp ce lumina zi cu o baterie solară, consumul de 6 mA timp de 2 secunde la fiecare 40 de secunde;
LED-ul de lumină de 60 de secunde cu un curent mediu de 60 mA, fără baterie solară;
Doar a fost încercat Convertor DCDC de tensiune (pentru aprovizionare stabilă), care a reușit să ia 60 mA și 4, timp de 60 de secunde (la o taxă Supercapacitor la 5,5V, fără panou solar).
Aceste date sugerează că electrice condensatori dublu strat în proiectarea au capacitatea aproximativă de 1 mAh (fără aport de baterie solară descărcării la 2,5 V).

concluzii:
Acest design face posibil pentru a stoca energie în condensatoare pentru alimentare neîntreruptă dispozitive mikropotreblyayuschih. Capacitatea cumulată de 1 mA pe oră și la 2 farazi capacitate condensator ar trebui să fie suficient pentru a asigura performanța microprocesorului cu consum redus de energie în întuneric timp de 10 ore. Mai mult decât atât, consumul total de curent al sarcinii și pierderile nu trebuie să depășească 100 mA. Ziua ionistor reîncărcat de baterie solară, chiar și în umbră și este în măsură să furnizeze curentul de sarcină într-un mod de impulsuri, de până la 100 mA.

Răspunsul la întrebarea din titlul articolului - pentru a înlocui bateria poate ionistor?
- poate fi înlocuit, dar încă cu limitări semnificative de consum și de sarcină curente moduri.

• capacitate mică de stocare a energiei (aproximativ 1 mA per 2 Farad Supercapacitor capacitate)
• curent semnificativ de auto-descărcare a condensatoarelor (aproximativ 20% pierdere a capacității pe zi)
• Dimensiunile de proiectare sunt determinate de baterie solară și capacitatea totală a supercapacitorilor.

• nici o uzură a elementelor chimice (celule)
• Domeniul de temperatură de la -40 la +60 grade Celsius
• structură simplă
• fără costul ridicat

După ce toate experimentele au avut ideea de a moderniza structura după cum urmează

Pe de o parte a plăcii sunt plasate baterie solară, pe de altă parte supercondensatorilor de asamblare și convertor DCDC.

• Elementele de celule solare 12, 6 V, curent de 60 mA (iluminare plin soare);
• Capacitatea totală Ionistory de 4; 6 sau 16 Farad, tensiunea admisibilă de 5,5 V, curentul total de autodescărcare, respectiv 120 140 (nu sunt încă cunoscute) pA;
• diode Schottky dublă cu o cădere de tensiune inainte de 0,15 V este utilizat pentru alimentarea cu energie decuplare baterii solare și supercapacitors;
• Dimensiuni dispunere: 55 x 85 mm (carduri VISA plastic);
• Capacitatea estimată fără reîncărcare de la panouri solare atunci când instalați condensatoare 4; 6 sau 16 Farad, este de aproximativ 2 mA 8 martie pe oră.

P. S. Dacă la fața locului o greșeală de scriere, eroare sau inexactitate în calcul - picătură ne un mesaj personal, și vom repara repede totul.