Ho un pacco batteria che vorrei utilizzare come fonte per tutti i miei componenti alimentati a batteria su una bicicletta da viaggio.
Il mio pacchetto include (10) celle da 1,2 V cablate in serie:
{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}
| |
└--------------------- 12 V -----------------------┘
Il problema è che alcuni dei miei dispositivi funzionano con (2) batterie AA, alcuni prendono (4) e altri richiedono 12V. Quello che vorrei fare è:
- collegare tutti i dispositivi a un unico pacchetto comune, eliminando la necessità di batterie singole e semplificando la ricarica
- utilizzare un design robusto, resistente alle vibrazioni e agli agenti atmosferici
- utilizzare un design appropriato per componenti a basso amperaggio
- fornire tutti i componenti con un'efficienza praticamente del 100%
- facile manutenzione (ad es. identificare e sostituire periodicamente le celle danneggiate)
Da tutte le ricerche che posso trovare, sembrano esserci due soluzioni comuni:
1) aggiungere convertitori cc-cc elettronici standard per ridurre la tensione rispettivamente a 6 V e 3 V e accettare l'inefficienza della conversione.
2) giuntare la serie in punti specifici per creare tre circuiti.
{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}
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└- 2.4 V -┘ | |
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└-------- 6 V -----------┘ |
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└--------------------- 12 V -----------------------┘
3) una terza opzione è quella di vivere con il peso extra. Alimentare ciascun componente separatamente e indipendentemente e ricaricare / sostituire le batterie secondo necessità.
Ognuna di queste opzioni ha i suoi svantaggi. Ma il n. 2 sembra essere il più promettente. Il problema più ovvio è che il carico è distribuito in modo non uniforme tra le celle del pacchetto. Se potessi superarlo, penso che avremmo una soluzione vincente.
Quindi la mia domanda è questa:
È possibile - utilizzando un cablaggio intelligente e un'elettronica minima - fornire tre diverse tensioni dallo stesso pacco di batterie ricaricabili NiMH?
Commenti, suggerimenti e idee sono tutti apprezzati.
La mia ipotesi migliore finora è la seguente:
- combinando un timer e relè per rendere essenzialmente un interruttore a cinque poli bipolare che passerà attraverso ogni coppia di celle ogni minuto o giù di lì, fornendo un flusso costante di 2,4 v
- combinando un timer e relè per creare essenzialmente un interruttore bipolare a doppio lancio che passerà attraverso la metà delle celle ogni minuto circa, fornendo un flusso costante di 6v
- collegando tutti i dispositivi 12v al pacchetto come al solito
Sfortunatamente, sono bloccato sui relè e su come collegare il timer per far scattare i relè, il tutto mantenendo tre circuiti indipendenti. Vorrei anche mantenere le cose compatte. Non è pratico avere un circuito stampato delle dimensioni di una scatola da scarpe oltre al pacco batteria. Idealmente, vorrei mettere tutto in una custodia impermeabile Pelican 1010 .
All'inizio pensavo di poter semplicemente usare i diodi e collegare tutto in un'unica grande massa, ma ho abbandonato questa opzione dopo alcuni test precedenti. Sembrava che i diodi stessero diventando terribilmente caldi, il che ovviamente significa che stavano dissipando molta energia che avrebbe dovuto andare ai componenti.
Un'altra alternativa che ho considerato è un regolatore di tensione a diodi Zener. Ciò si abbinerebbe bene con un'applicazione a basso amperaggio e un'elettronica minima, ma sfortunatamente soffre anche dell'inefficienza della conversione.
Per la cronaca, i miei componenti sono:
+---------------------------+---------+--------------+-------+
| component | voltage | usage | draw |
+---------------------------+---------+--------------+-------+
| tail light | 3V | night time | 25mA |
| headlight | 6V | night time | 250mA |
| cycling computer | 3V | always | 1mA |
| turn signals (automotive) | 12V | intermittent | 55mA |
+---------------------------+---------+--------------+-------+
La buona notizia è che poiché tutti questi dispositivi funzionano a batteria, tollerano le normali fluttuazioni di tensione della chimica della batteria.
Piani futuri:
sistema di ricarica 6v hub-dynamo
