Li-Ion piller için deşarj istasyonu

Projenin temel gereksinimleri ve çıkış noktası

Lityum iyon pillerin test süreci: Test süreci birkaç aşamadan oluşur: iç direncin ölçülmesi, yük altında gerilim düşümünün değerlendirilmesi ve pil kapasitesinin belirlenmesi. Pil tamamen şarj edilir; 24 saat sonra 1A akımla yük testi yapılır. Bu projede 1500-4000mAh kapasiteli piller için şu ölçütü kullanıyorum: 1A yük altında gerilim hemen 4V altına düşmemelidir. Düşerse pil elenir. Bu aşamayı geçen piller, kapasite ölçümü için elektronik yükle 3V değerine kadar deşarj edilir. İç direnç ölçümü de şarj/deşarj döngülerinden önce arızalı pilleri belirlemeye yardımcı olur.
Elenen pillerin güvenli şekilde kullanılması: Elenen pillerde hâlâ enerji bulunur. Hasar görmeleri veya kısa devre olmaları aşırı ısınmaya ve yangına yol açabilir. Özel bir toplama veya geri dönüşüm noktasına teslim etmeden önce terminaller iletken olmayan bantla yalıtılmalı ya da her pil ayrı bir torbaya konup hasara karşı korunmalıdır. Bu projede artık enerji ayrıca kontrollü deşarjla boşaltılır.
Deşarj istasyonunun amacı:
- Pillerde kalan enerjiyi toplamak ve kullanmak.
- Özel geri dönüşüme teslim etmeden önce artık enerjiyi azaltmak için pilleri kontrollü biçimde derin deşarj etmek.

Deşarj istasyonu, gövdenin karşılıklı taraflarında ayrı terminalleri bulunan iki bağımsız bölmeden oluşur.

Enerji geri kazanım bölmesi: Bu bölme pili kontrollü biçimde deşarj ederek kalan enerjinin kullanılmasını sağlar. İdeal diyot temelli ters kutup bağlantısı koruması vardır; pil gerilimi bir voltmetreyle izlenebilir.
Derin deşarj bölmesi: Elenen pillerin geri dönüşüme teslim edilmeden önce kontrollü biçimde derin deşarj edilmesi için tasarlanmıştır. Yük olarak paralel bağlı altı direnç kullanılır; LED, deşarj işleminin sürdüğünü gösterir.

Yukarıdaki ilk fotoğrafta şu temel bileşenler gösterilmiş ve numaralandırılmıştır:

Kilitlemesiz 12mm metal basmalı düğme - voltmetreyi açmak için kullanılır.
BMS 1S 10A - enerji geri kazanım bölmesindeki pilin aşırı deşarj olmasını önleyerek sağlam hücreleri aşırı deşarja karşı korur.
XL74610 modülü - ideal diyot işlevi görür ve cihazın bileşenlerini ters kutup bağlantısına karşı korur. Modül için 12V ve 25°C koşullarında yapılan 30 dakikalık testte soğutucu olmadan 15A değerine kadar çalıştığı belirtilir. Sıradan silikon diyotlar ve Schottky diyotlar, daha yüksek gerilim düşümü nedeniyle burada daha az uygundur. İdeal diyoda alternatif olarak burada açıklanan koruma devresi kullanılabilir.
2-wire 0.28in voltmetre - pil gerilimini gösterir ve düğmeye basıldığında açılır.
USB boost module TPS61088 (input 2.8-4.5V) - QC 2.0/3.0, FCP ve AFC protokollerini destekler; DCP olarak da algılanır. Maksimum çıkış gücü 24W (5V/3A, 9V/2A, 12V/2A) değerine kadardır. Soğutmayı iyileştirmek için modüle soğutucular takılmıştır.
3mm yeşil LED - pilin derin deşarj sürecini gösterir.
100Ohm 0.25W direnç (Amazon) (AliExpress) - LED bileşenini korur ve parlaklığını sınırlar. Parlaklığı değiştirmek için farklı değerde bir direnç seçilebilir.
Paralel bağlı 6 adet 51Ohm 10W direnç - nominal eşdeğer direnç 8.5Ohm değerindedir. Yaklaşık 3.4V gerilimde akım yaklaşık 400mA olur; pil deşarj oldukça akım azalır.

Cihaz, genellikle kırtasiye malzemeleri için kullanılan şeffaf bir plastik kutuya yerleştirilmiştir.

USB çıkışındaki gücü, gerilimi ve akımı izlemek için ayrıca bir USB wattmetre de kullanılabilir, örneğin HiDANCE HDC-085C.