لینک کوتاه مطلب : https://hsgar.com/?p=5652

جمع آوری سلول های لیتیوم رایگان در خیابان و ایمن ساختن آنها برای استفاده

همانطور که در اطراف شهر تعجب می کنید، به ناودان ها نگاهی بیندازید (یا اگر احساس می کنید شجاعانه در زیرسیگاری میخانه ها گشت و گذار می کنید)، متوجه روند بسیار بدی خواهید شد. اکنون تعداد زیادی دستگاه ویپ یکبار مصرف وجود دارد که بازیافت نمی شوند.

این برای محیط زیست وحشتناک است، اما منبع عالی از سلول های لیتیوم رایگان برای پروژه های ما است.

تا به حال، من فقط موفق به گلزنی یک زوج شده ام، اما افرادی را می شناسم که به نظر می رسد نمی توانند آنها را پیدا کنند. حدس می‌زنم این همان افرادی هستند که به نظر می‌رسد همیشه وقتی در حال قدم زدن هستند، سکه‌هایی پیدا می‌کنند.

اولین باتری که پیدا کردم هنوز داخل یک ظرف بسیار نازک قرار داشت. قسمت بالا قبلا گم شده بود و من توانستم پایه را با چند انبردست بکشم.

محتویات را با یک پیچ گوشتی بلند بیرون کشیدم و مراقب بودم که باتری را مستقیماً فشار ندهم.

این بسیار منزجر کننده است و در مایع جادویی خاص پوشانده شده است. من واقعا پشیمان شدم که برای این روش دستکش لاستیکی نپوشیدم و در آینده بسیار مراقب خواهم بود.

باتری اول

اگر تماشا کنید ویدیو در بالا، لحظه‌ای کمی ترسناک را مشاهده خواهید کرد که من داشتم از دستگاه اتمایزر جدا می‌شدم و دود آخر را بیرون می‌زدم. من به طور خلاصه فکر کردم باتری در حال انفجار است!

باتری دوم انگار تمام شده بود و من در ابتدا فکر کردم سلول له شده است، اما در واقع همان شکل باتری اول است و وقتی ولتاژ آن را تست کردم هنوز 3.7 ولت باقی مانده بود.

باتری دوم

با هر دو باتری، چند سیم را چسباندم و با استفاده از یک برد مبتنی بر TP4056 آنها را شارژ کردم. این بردها بسیار زیبا هستند و دارای محافظ باتری داخلی هستند – که خوب است زیرا این سلول های رایگان هیچ PCB محافظی ندارند.

برد TP4056

هر سلول در عرض یک ساعت یا بیشتر به 4.2 ولت شارژ می شود.

باتری اول ادعا می کند که ظرفیت آن 500 میلی آمپر ساعت است و به طور قابل توجهی اتصال آن به یک بررسی کننده ظرفیت باتری این مقدار دقیق را نشان می دهد.

ظرفیت 500 میلی آمپر ساعت

باتری دوم ادعا می کند ظرفیت 550 میلی آمپر ساعتی دارد و تستر باتری ما 566 میلی آمپر ساعت به ما می دهد.

ظرفیت 566 میلی آمپر ساعت

اکنون این تستر باتری بسیار ساده است و دقت خاصی ندارد. می توان آن را برای بهبود دقت کالیبره کرد، اما حتی با آن هم خیلی خوب نیست. هر چند به ما یک تخمین معقول می دهد.

بنابراین تصمیم گرفتم از این تستر شلوار فانتزی استفاده کنم زیرا قصد دارم سلول های بیشتری را پیدا کنم.

تستر جدید

برای اولین باتری 500mAh من 440mAh گرفتم.

تستر باتری

و برای باتری دوم 550mAh من 567mAh گرفتم.

تستر باتری

بنابراین ما هنوز نتایج بسیار خوبی دریافت می کنیم و ممکن است قبل از آزمایش اولین باتری را تخلیه کرده باشم.

بازی با تستر باتری ارزان قیمت مرا به فکر فرو برد. هیچ کار هوشمندانه‌ای انجام نمی‌دهد – باید بتوان آن را با قطعاتی که در اطراف آن دراز کشیده‌ام بازسازی کرد.

یک مقاومت شنت 0.02 اهم به همراه یک آپ امپ برای سنجش جریان وجود دارد. و یک ماسفت برای تعویض بار در مدار وجود دارد.

در زیر نمایشگر یک درایور هفت بخش و یک MCU وجود دارد. یک ویدیوی تخریب عالی وجود دارد اینجا این دستگاه همراه با برخی جزئیات در مورد اینکه چرا آن را بسیار دقیق نیست.

تمام کاری که برد واقعاً انجام می دهد اندازه گیری جریان و سپس یکپارچه سازی آن در طول زمان است تا زمانی که ولتاژ باتری به زیر یک آستانه کاهش یابد. این به ما ظرفیت Ah باتری را می دهد.

من یک دسته کامل از ESP32 در اطراف دارم، از جمله این یکی با صفحه نمایش رنگی زیبا، بنابراین چیزی دارم که بتوانیم از آن برای نشان دادن نتایج استفاده کنیم.

نمایشگر TTGO

ESP32 همچنین دارای یک مبدل آنالوگ به دیجیتال داخلی است تا بتوانیم ولتاژ باتری را به راحتی اندازه گیری کنیم.

اگر مقاومتی را که باتری را از طریق آن تخلیه می کنیم بدانیم، می توانیم جریان را محاسبه کرده و آن را در طول زمان جمع کنیم تا مقدار Ah را بدست آوریم.

من این مدار بسیار ساده را ترسیم کرده ام – ESP32 فقط تا 3.3 ولت می رود، بنابراین من یک تقسیم کننده ولتاژ ساده از دو مقاومت 10K دارم که حداکثر 4.2 ولت خروجی باتری را به 2.1 ولت نصف می کند.

برای تخلیه باتری، من یک مقاومت 5 واتی 7.5 اهم دارم و با استفاده از یک ماسفت برق، آن را در مدار قرار می دهم. این به ما این امکان را می دهد که وقتی ولتاژ خیلی کم می شود، تخلیه باتری را خاموش کنیم.

شارژ باتری از طریق تقسیم کننده 20K ادامه می یابد، اما ما آن را برای همیشه متصل نمی کنیم، بنابراین نباید مشکلی ایجاد شود.

من همچنین یک LED نشانگر کوچک به دروازه ماسفت اضافه کرده ام تا بتوانیم ببینیم چه زمانی روشن است.

مدار مانیتور باتری

هنگامی که ماسفت روشن می شود، کل مقاومتی که باتری به آن وصل می شود 8.6 اهم است – بنابراین ما از آن برای محاسبه جریان جاری استفاده می کنیم.

مقاومت تخلیه

من همچنین دو مقاومت تقسیم کننده پتانسیل را اندازه گیری کرده ام تا مطمئن شوم محاسبات ولتاژ من درست است.

با این حال، ADC در ESP32 بسیار نادرست است، بنابراین ما فقط می‌توانیم مقادیر تقریبی را بدون انجام برخی کالیبراسیون به دست آوریم. همچنین بسیار پر سر و صدا است، بنابراین چندین اندازه گیری می کنم و سپس میانگین نتیجه را می گیرم.

عدم دقت ADC

نرم افزار بسیار ساده است. ما در حالت بیکار و با خاموش بودن ماسفت شروع به کار می کنیم.

وقتی باتری را وصل می کنیم، می بینیم که ولتاژ به بالای 4 ولت رفته و به حالت اندازه گیری سوئیچ می شود. ما MOSFET را روشن می کنیم، هر گونه محاسبات را بازنشانی می کنیم. و سپس شروع به جمع آوری جریانی که اندازه گیری می کنیم در طول زمان می کنیم.

وقتی ولتاژ به کمتر از 3 ولت می‌رسد، به حالت بیکار برمی‌گردیم و ماسفت را خاموش می‌کنیم.

سپس ظرفیت باتری را می توان از روی صفحه نمایش خواند.

ماشین حالت

این بسیار خوب کار می کند – ما در همان جایگاه تست باتری دیگر هستیم. اگرچه هم آن و هم نسخه DIY ما بسیار نادرست هستند.

اندازه گیری من از مقاومت کل زمانی که ماسفت روشن است احتمالاً خیلی دقیق نیست، مولتی متر من بسیار ارزان است. و ما با ADC بسیار نادرست ESP32 سر و کار داریم.

من همچنین ولتاژ باتری را در مانیتور سریال در هر ثانیه ثبت کرده ام تا بتوانیم منحنی تخلیه سلول های خود را ترسیم کنیم. این سلول 500 میلی آمپر ساعتی است.

منحنی تخلیه 500 میلی آمپر

و این سلول 550 میلی آمپر ساعتی است.

منحنی تخلیه 550 میلی آمپر ساعت

به نظر می رسد اینها با منحنی هایی که من در اینترنت برای باتری ها می بینم مطابقت دارند، بنابراین نتیجه بسیار خوبی است!

ما همچنین می توانیم برآوردی برای مقاومت DC داخلی باتری ها بدست آوریم. می بینیم که ولتاژ باتری تحت بار 4.078 ولت بوده است، با فرض اینکه باتری به طور کامل تا 4.2 ولت شارژ شده باشد، 0.122 ولت در باتری کاهش می یابد.

با توجه به جریان 0.474A می توانیم مقاومت داخلی را تقریباً 0.26 اهم محاسبه کنیم.

بدیهی است که با توجه به تمام خطاهای موجود در سیستم ما، این یک محاسبه بسیار تقریبی است.

بنابراین ما چند باتری سالم داریم، فکر می‌کنید می‌توانیم جلو برویم و از آنها در پروژه‌هایمان استفاده کنیم – خوب، بتمن خیلی سریع نیست.

اما یک مشکل وجود دارد – هیچ برد محافظ باتری وجود ندارد.

اگر همیشه از برد شارژ خود با محافظ باتری داخلی استفاده کنیم، خوب است، اما واقعاً نباید از این باتری‌های خالی در جای دیگری استفاده کنیم. ما باید آنها را ایمن کنیم.

بنابراین من تعدادی برد محافظ باتری خریدم، این بردها دارای تراشه حفاظتی DW01 به همراه ماسفت دوگانه هستند. این دقیقا همان مداری است که ما روی برد شارژر خود داریم.

برد محافظ باتری

من چند سیم را روی پدهای خروجی چسبانده ام. و زبانه ها را به زبانه های باتری لحیم کرده ام.

اکنون همه چیز در نوار کاپتون پیچیده شده است و ما چند باتری 500 میلی آمپر ساعتی رایگان داریم!

باتری های محافظت شده

ما می‌توانیم این را در نمودار تخلیه ببینیم – من کد را طوری تغییر داده‌ام که ماسفت را خاموش می‌کند مگر اینکه ولتاژ کمتر از 2.5 ولت شود. اما همانطور که می بینید وقتی به 3 ولت کاهش می دهیم، حفاظت باتری کاهش می یابد و ما به 0 ولت کاهش می دهیم، این باعث می شود کد ما MOSFET را خاموش کند.

قطع 3 ولت

همچنین می توانید اثر مقاومت داخلی باتری ها را مشاهده کنید – به محض اینکه بار را برداریم، ولتاژ به بالای 3.0 ولت برمی گردد.

بنابراین، چشمان خود را بپوشانید و با بازیافت این باتری‌ها، دنیا را کمی تمیزتر کنید.

دو تستر باتری که من استفاده می کنم در اینجا موجود است:

و می توانید برد ESP32 را با نمایشگر از اینجا تهیه کنید:

می توانید نسخه ویدیویی این پست وبلاگ را در اینجا مشاهده کنید:

لینک منبع

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.