Παλμικός αποθειικωτής μπαταριών

[rama]

desulfator.pdfΧρησιμοποιώ αυτοκίνητα εναλλάξ, με μεγάλα μεσοδιαστήματα στα οποία είναι σε ακινησία. Ετσι, έχω γενικά ένα θέμα με τις μπαταρίες, μιάς και δεν έχω τη δυνατότητα να αφήνω σε φόρτιση συντήρησης τις μπαταρίες. Ψάχνοντας το ζήτημα στο internet διαπίστωσα ότι το κλειδί είναι η αποφυγή της θειίκωσης των μπαταριών. Όλοι όσοι είναι στο κύκλωμα πωλήσεων μπαταριών κάνουν γαργάρα το θέμα της θειίκωσης, και με το παραμικρό πρόβλημα σπεύδουν να συστήσουν αντικατάσταση μπαταρίας. Αλλά αυτό είναι ακριβό σπόρ.
Το συμπέρασμα από την έρευνά μου είναι ότι αν κάποιος περιορίσει τη θειίκωση της μπαταρίας που μένει εκτός φόρτισης, τότε η μπαταρία μπορεί να παραμείνει λειτουργική για πολλά χρόνια χωρίς πρόβλημα, αρκεί να φορτίζεται / χρησιμοποιείται περιστασιακά και να μην μείνει σε μόνιμη αχρηστία.
Το 2000 είχε δημοσιευτεί ένα άρθρο του Alastair Couper στο τεύχος 77 (June / July 2000) του Αμερικανικού περιοδικού Home Power [συνημμένο αρχείο] Ο Couper πρότεινε ένα απλό κύκλωμα για τη δημιουργία παλμών σχετικά υψηλού voltage και amperage με τροφοδοσία από την ίδια την μπαταρία.
Η διαδικασία είναι αργή προφανώς, καθώς οι παλμοί πρέπει να αποδομήσουν σιγά-σιγά το θείο που προσκολλάται στις πλάκες και να το κάνουν να επιστρέψει στο υγρό διάλυμμα οξέων της μπαταρίας. Δεν επιδιώκουμε να ξεκολλήσει το θείο και να πέσει στον πάτο της μπαταρίας, όπως γίνεται με την προσθήκη ειδικών αλάτων ή την συνηθισμένη σύσταση των ειδημόνων για πολύωρη φόρτιση με υψηλή ένταση ρεύματος (όπου κοχλάζουν τα υγρά). Αν το θείο ξεκολλήσει με βίαιο τρόπο και καταλήξει ως στερεό υλικό στον πάτο αντί να διαλυθεί στα υγρά, τότε μπορεί να σχηματίσει βραχυκύκλωμα μεταξύ των πλακών αχρηστεύοντας την μπαταρία.
Με πολύ μικρό κόστος αγόρασα τα υλικά του κυκλώματος του Couper, και χωρίς να έχω πρότερη εμπειρία, έφτιαξα σε πλακέτα το κυκλωματάκι το οποίο δουλεύει πολύ καλά, και τραβάει κάπου 0.03Α (δεν έχω μεγαλύτερη ακρίβεια μέτρησης). Δεν έβαλα ακριβώς τον τύπο του MOSFET και της γρήγορης διόδου που ορίζει το κύκλωμα, αλλά κάποια ισοδύναμα. Ούτως ή άλλως, ορισμένα υλικά δεν χρειάζεται να είναι στο ακριβώς, όπως πχ στα πηνία. Ο Φανός στα Εξάρχεια πάντως έχει μέχρι και τα σωστά πηνιάκια. Το κύκλωμα χωρά άνετα σε μία πλακετίτσα περίπου 4 x 6 cm, και αν θέλει κάποιος μπορεί να το κάνει ακόμα μικρότερο. Εγώ ως πρωτάρης δεν έκανα βέλτιστη χρήση της πλακέτας.
Το εντυπωσιακό είναι ότι η μπαταρία στην οποία κάνω δοκιμές με τον αποθειικωτή παρουσίασε άμεσα ελαφρά αύξηση του voltage (παρά την κατανάλωση ενέργειας), ενώ σε περιοδικές φορτίσεις με ένα απλό float charger δείχνει να αντιδρά όλο και καλύτερα κρατώντας υψηλότερο βαθμό φόρτισης.
Το κύκλωμα κάνει το εξής: ένας πυκνωτής φορτίζεται από την μπαταρία στο 95% του χρόνου, και στο υπόλοιπο 5% το κύκλωμα εκφορτίζει τον πυκνωτή μέσω ενός πηνίου επιστρέφοντας ένα παλμό με σχετικά υψηλό voltage και κάποια ένταση στην μπαταρία. Και όλα αυτά 1000 φορές το δευτερόλεπτο. [Βάζοντας το αυτί κοντά στο MOSFET που ανοιγοκλείνει το κύκλωμα, μπορεί να ακούσει κανείς τον οξύ ήχο του 1 KHz με την οποία έχει ρυθμιστεί να οδηγείται το MOSFET από το ολοκληρωμένο 555].
Με παλμογράφο ή πολύμετρο με ένδειξη peak voltage έχουν μετρηθεί μέχρι 55V και 6Α από άλλους ιδιοκατασκευαστές, αλλά εγώ δεν έχω τέτοια εργαλεία. Αντίθετα, πρόσθεσα ένα μικρό κυκλωματάκι με έναν ακόμα πυκνωτή+αντίσταση και δίοδο, μήπως και πάρω κάποια ένδειξη του voltage του παλμού. Κάπως μάταια βέβαια, αφού το απλό πολύμετρό μου δεν προλαβαίνει να αρπάξει την ένδειξη της μέγιστης διαφοράς δυναμικού, και το πολύ δείχνει 18V. Ένα αναλογικό βολτόμετρο που δοκίμασα δείχνει ακόμα χαμηλότερα, αφού τρώει περισσότερη ενέργεια από τον πυκνωτή για να κρατήσει την ένδειξή του.
Εστω κι έτσι όμως, αυτό το voltage είναι μία χρήσιμη ένδειξη. Όσο προχωράει η διαδικασία της απο-θειίκωσης και πέφτει η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας, τόσο μειώνεται το peak voltage. Αρκεί λοιπόν να παρακολουθεί κανείς την εξέλιξη της ένδειξης αυτής, χωρίς απαραίτητα να έχει την πραγματική τιμή, για να καταλάβει την πορεία της αποθείκωσης. Αν βέβαια υπάρχει το κατάλληλο όργανο μέτρησης, ακόμα καλύτερα. Σε μία πλήρως αποθειικωμένη μπαταρία οι παλμοί δεν ξεπερνάνε τα 20V.
Από όσο έχω διαβάσει, πολλοί αφήνουν το κύκλωμα μόνιμα σε σύνδεση πάνω στη μπαταρία και κατά τη διάρκεια χρήσης του αμαξιού, καθώς δεν υπάρχει επίδραση στα ηλεκτρονικά (η μπαταρία απορροφά όλο τον παλμό). Εγώ δε ρισκάρω κάτι τέτοιο, και έχω αφήσει τον αποθειικωτή να δουλεύει μόνο όσο κάθεται το αμάξι (και μάλιστα με αποσυνδεδεμένο τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας από το σασί για να μην υπάρχει καμμία επαφή του κυκλώματος με τα συστήματα στο υπόλοιπο αμάξι. Ισως υπερβάλλω, αλλά φοβάμαι.
Πάντως, καλό είναι όσο διαρκεί η αποθείκωση να υπάρχει συνεχής ή περιστασιακή φόρτιση χαμηλής ισχύος με κάποιο trickle charger ώστε να μην εκφορτίζεται πολύ η μπαταρία και αντιστρέφουμε αυτό που θέλουμε να πετύχουμε. Είπαμε, είναι αργή διαδικασία που μπορεί να διαρκέσει κάμποσες βδομάδες.
Για όσους ενδιαφέρονται περισσότερο, ας ψάξουν στο google με τις λέξεις desulfator (έτσι το γράφουν όλοι οι Αμερικανοί, αν και το σωστό είναι το desulphator) και Alastair Couper. Μερικοί έχουν κάνει μικροεπεμβάσεις στο κύκλωμα, όπως η εταιρεία Frontier Springs (βάλτε κι αυτό στο google αν θέλετε), αλλά κατά βάση το αρχικό σχέδιο είναι μια χαρά.
Από όσα έχουν αναφέρει παλιότεροι χρήστες, εφόσον μία μπαταρία

• δεν έχει δομικά προβλήματα (να έχουν ραγίσει οι πλάκες, να έχει βραχυκυκλώσει κλπ),
• κρατά τουλάχιστον 11,7V μετά από φόρτιση

τότε μπορεί να επανέλθει σε καλή κατάσταση με τον αποθειικωτή.
Χρήστες αναφέρουν ότι κρατάνε τις μπαταρίες τους άνετα για τουλάχιστον 5, έως και 8-10 χρόνια έναντι 2 ετών πριν τη χρήση αποθειικωτή. Σημειωτέον, ότι η αποθείκωση δουλεύει και στις κλειστές μπαταρίες (τύπου «συναγερμού»), αλλά και στις παλιές μπαταρίες NiCd.
Θα προσπαθήσω να ανεβάσω και κάποια φωτογραφία, αν και δεν είναι τίποτα σπουδαίο κύκλωμα / κατασκευή. Αφού το έφτιαξα εγώ (με τη μία!), όλοι μπορούν.
Αγγελος