Prosty prostownik z automatyką do akumulatorów samochodowych

Prostownik DIYProsty prostownik to pierwszy projekt w nowym dziale Zrób to sam – DIY. Urządzenie powstało kilka lat temu, w 2006 roku. Wykorzystałem rzeczy, które miałem pod ręką, więc koszt wykonania był znikomy. Niektóre elementy pochodzą wprost ze śmietnika :). Sezon zimowy jeszcze daleko przed nami, ale może już teraz warto gromadzić elementy niezbędne do budowy, ja wykorzystałem:

  • transformator TS70/5 z radia Amator2, poniżej opis przewinięcia uzwojeń;
  • obudowę z serii Z, którą zakupiłem z myślą o innym prostowniku, ale zbudowane urządzenie nie spełniało oczekiwać, stąd płyta czołowa z laminatu;
  • wentylator pochodzi z bardzo starego zasilacza AT, jest rewelacyjny – cichy a zarazem wydajny;
  • amperomierz również leżał w moich zapasach, pochodzi z nieudanego projektu prostownika;
  • zaciski do elektrod akumulatora to żabki nie związane z elektryką, pochodzą z lat ’80, znalazłem je w piwnicy;
  • kabel zasilający – odcięty z jakiegoś urządzenia kuchennego leżącego obok śmietnika;
  • grube kable podłączane do akumulatora pochodzą z instalacji elektrycznej Golfa I z ’78 roku;
  • pozostałe elementy zostały wylutowane z niesprawnego sprzętu RTV, który miał skończyć w śmieciach;
  • bezpośrednio do prostownika kupiłem w sklepie: mostek prostowniczy, złączki oczkowe i wsuwane.

Transformator

Budowę zacząłem od przewinięcia uzwojeń wtórnych 70 watowego transformatora. Pierwotnie dawał on napięcie 27V, więc uzwojenie zostało odwinięte, drut nawojowy wyprostowany, złożony równo w pół i z powrotem nawinięty na rdzeń transformatora, tu warto policzyć sobie zwoje. Dało to napięcie około 13V – jak się później okazało, idealne do ładowania akumulatorów.

Taką samą ilością zwojów trzeba jeszcze nawinąć pomocnicze uzwojenie, do zasilania układów: odpowiedzialnego za automatyzację ładowania, woltomierz pseudoanalogowy i termostat załączający wentylator. Ja wykorzystałem drut ze starej cewki.

Automat ładowania

Schemat układu pochodzi ze starego numeru Elektroniki dla Wszystkich. Jest to dyskryminator okienkowy, zrealizowany na dwóch wzmacniaczach operacyjnych. W skrócie – układ załączy przekaźnik (pochodzący z Forda Escorta), gdy napięcie na akumulatorze będzie wyższe niż 9V i wyłączy go, gdy osiągnie 15V (akumulator naładowany).

Układ jest sterowany przełącznikiem 3 pozycyjnym umieszczonym na płycie czołowej, jego funkcje to:

  • pozycja Ładowanie ciągłe – układ jest oszukiwany i na jego wejście zamiast napięcia akumulatora, na stałe jest podane napięcie 12V – dzięki temu na zaciski wyjściowe na stałe podawany jest prąd;
  • pozycja Ładowanie wyłączone – brak prądu ładującego – można zmierzyć rzeczywiste napięcie akumulatora;
  • pozycja Ładowanie automatyczne – układ mierzy napięcie akumulatora i na jego podstawie wyłącza ładowanie (poniżej 9V i powyżej 15V) lub włącza (napięcie akumulatora z zakresu 9-15V)

Szczegóły montażu układu jak i umiejscowienia w obudowie znajdują się na poniższych zdjęciach:

Woltomierz pseudoanalogowy

Układ woltomierza zbudowałem w oparciu o bardzo stary scalak  UAA180, zdemontowany z przepływomierza montowanego w Trabancie. Jest to typowe zastosowanie wzięte z noty aplikacyjnej. Układ mierzy napięcie akumulatora od 10V do 15,5V z krokiem 0,5V.

Termostat sterujący wentylatorem

Układ inspirowany projektem ze starego numeru Praktycznego Elektronika. Wzmacniacz operacyjny pracuje jako komparator, czujnikiem są cztery połączone szeregowo diody 1N4148 – wraz ze wzrostem temperatury maleje ich napięcie przewodzenia. Zostały one wsadzone do koszulki termokurczliwej i zamontowane na radiatorze mostka prostowniczego. Histereza wynosi kilka stopni Celsjusza. Temperaturę załączenia wiatraka ustawia się potencjometrem, ja ustaliłem wartość ok. 40°C – wiatrak załącza się bardzo rzadko. Termostat znajduje się na wspólnej płytce drukowanej z woltomierzem, szczegóły na poniższych zdjęciach:

Montaż całości

Jak wspomniałem wcześniej, obudowa jest po przejściach, stąd kilka nadmiarowych otworów. Przy pomocy kartki w kratkę zrobiłem szablon i nawierciłem dziurki wentylacyjne pod transformatorem, na tylnej ściance i na górze, gdzie przykręcony jest wentylator.

Obwód ładowania, czyli uzwojenie transformatora, mostek prostowniczy, przekaźnik, zaciski laboratoryjne na płycie czołowej i kable z krokodylkami zacisków akumulatora muszą być wykonane naprawdę solidnie – nawet niewielkie spadki napięć będą powodowały spadek prądu ładowania. Punkty zaciśnięcia konektorków z kablami warto dodatkowo zalutować dla pewniejszego połączenia. Więcej szczegółów można odnaleźć na fotkach:

Rozmieszczenie transformatora i modułów wewnątrz obudowy:

Podsumowanie

Prostownik świetnie sprawdza się w praktyce. Prąd początkowy ładowania zależy od kondycji akumulatora, jego pojemności i stopnia rozładowania. Ogólnie zawiera się w zakresie 3-6 Amper. Ładując trybem automatycznym cykliczne, coraz szybsze klikanie przekaźnika oznacza koniec ładowania, a akumulator może być podłączony do prostownika praktycznie dowolnie długo.

W przypadku bardzo mocno rozładowanych akumulatorów może okazać się niemożliwe ładowanie w trybie automatycznych, gdy napięcie będzie niższe niż 9V. Przełączenie w tryb ciągły może spowodować przeciążenie i spalenie mostka prostowniczego a nawet transformatora. Można sobie poradzić w sposób następujący – włączyć tryb ciągły, a dodatni krokodylek dołączyć za pośrednictwem (szeregowo) np. żarówki świateł mijania do dodatniego kołka akumulatora – spowoduje to ograniczenie prądu ładowania. Po godzinie można podłączyć już prostownik normalnie i ustawić tryb automatyczny.

Projekt opublikowałem również jakiś czas temu na portalu elektroda.pl. Kilka osób wykonało układ i są z niego zadowoleni – jeśli więc potrzebujecie prostownik, myślę, że warto zainteresować się tym układem. W razie pytań – służę pomocą. Na stronie można znaleźć nieco prostszy układ, również z automatycznym wyłączaniem: Automatyczny prostownik DIY.

Dodatkowy bonus: pełna dokumentacja ze szczegółowym opisem, schematami i lustrzane odbicie płytek drukowanych – idealne do metody „żelazkowej” oraz płyta czołowa zrobiona w Corelu 9:

>> POBIERZ Dokumentacja <<

>> POBIERZ Płytki drukowane <<

>> POBIERZ Płyta czołowa w Corelu <<

Wpis “Prosty prostownik z automatyką do akumulatorów samochodowych” komentowano 39 razy

  1. Czy mozna użyć zasilacza ze starego komputera? Mam ich kilka, ale dają najwyżej 12.3 volt.

    Krzysztof

  2. @KW Zasilacz komputerowy nie nadaje się do tego prostownika. Daje on napięcie stabilizowane, a tu potrzebujemy niestabilizowane i tętniące.

  3. Witam.

    Jaki inny przekaźnik można zastosować w prostowniku?
    Czy można wykorzystać do zrobienia prostownika transformator z UPS-a / za mostkiem jest napięcie ” 14,7 V ?
    Za odpowiedź z góry dziękuję.
    Janusz Panek

  4. @janusz Panek Witam. Może to być dowolny przekaźnik z cewką 12V i o obciążalności styków 10A. Napięcie cewki może być nawet niższe, konieczne będzie wtedy zastosowanie rezystora połączonego szeregowo. Trafo z UPS-a jak najbardziej się nadaje. Jeśli prąd ładowania okaże się zbyt wysoki, to można zastosować rezystor o mocy 5-10W i oporności z przedziału 0,22-1Ω (dobranej eksperymentalnie) włączonym szeregowo, przed amperomierzem, lub nawet przed mostkiem prostowniczym.

  5. Serdecznie dziękuję za odpowiedź Bardzo podoba mi się przedstawiony przez Pana prostownik. Szukam w mojej okolicy /Jedlicze k/ Krosna / kogoś kto wykona płytki.
    Proszę o podpowiedź – czy w prostowniku mogę wykorzystać woltomierz na układzie C520D / AVT-1101 / ??.

    Pozdrawiam.
    Janusz Panek

  6. Dziękuję.
    Mam 2 woltomierze na C520D, jeden wykorzystałem w zasilaczu warsztatowym, drugi chciałem wykorzystać w budowanym prostowniku. Podłączony „wariuje ” wskazując napięcie 15 – 23 V. Pytałem w serwisie AVT i powiedziano mi, że ten woltomierz nie nadaje się do prostownika, ponieważ w prostowniku jest napięcie pulsujące i wskazania nie będą prawidłowe. Jaka jest prawda ?
    Pozdrawiam.

  7. @Janusz Panek Bez obciążenia tak może być, ale po podłączeniu akumulatora wskazania powinny się ustabilizować, można do wejścia woltomierza podłączyć równolegle kondensator elektrolityczny 22uF/25V, który powienien załatwić temat. Podłączałem do prostownika woltomierz na ICL7107 i było ok z jak i bez akumulatora.

  8. Dziękuję serdecznie,
    Miałem taki zamiar z podłączeniem elektrolitu, myślałem o 100 uF, zastosuję się do Pańskiej sugestii. Mam woltomierz na ICL7107 / avt-2270 /, lecz nie pasuje do mojej obudowy.
    Czy istnieje możliwość zakupu u Pana płytek ???

    Pozdrawiam.

  9. Dzień dobry.

    Dzisiaj odebrałem płytki, po Świętach zabiorę się za zrobienie prostownika.
    Dziękuję za dotychczasowy kontakt.
    Z okazji Świąt życzę wszystkiego najlepszego, samych sukcesów w Nowym 2014 Roku.
    Pozdrawiam.

  10. Witam
    Chciałem sie dowiedzieć jaki jest opis styków przekaznika który został zastosowany w tym prostowniku.
    pozdrawiam zbyszek

  11. Chodzi mi ,co jest podłączone do poszczególnych styków przekaznika np. 85 ,86,87,30.

  12. @badian3 Sterowanie z płytki podłączasz do cewki przekaźnika, czyli 85, 86, załączenie ładowania (kabel z mostka prostowniczego i drugi idący do akumulatora) podpinasz pod styki 30 i 87.

  13. witam , zbudowałem ten prostownik jednak nie wiem gdzie podłączyć gniazdo P1 I S4 proszę o pomoc

  14. Witam dopiero teraz wziąłem się za budowę tego prostownika ponieważ niedawno kupiłem samochód i mam takie pytanie,czy można sprawdzić jego działanie bez podłączania akumulatora?Układ sterowania ładowania mam zrobiony i odnoszę takie wrażenie ,że on nie działa.

    • Do anody diody D6 podajesz napięcie, przy którym chcesz by nastąpiło odłączenie ładowania, np. 15,5V. Potencjometrem PR1 regulujesz aż przekaźnik zostanie załączony, następnie delikatnie kręcisz potencjometrem aż przekaźnik zostanie rozłączony. Po tej regulacji ustawienie przełącznika dołączonego do punktów S2 w pozycję ładowanie ciągłe musi załączyć przekaźnik.

  15. Witam, mi też układ sterowania nie działa , rozumiem że aby sprawdzić muszę do anody D6 podać +15,5V np. z zasilacza , a gdzie mam podać minus ?.

    • No minus do minusa układu. Generalnie napięcie wejściowe należy wpiąć do gniazdka Z4, a przełącznik dołączony do S2 ustawić tak, by napięcie z Z4 było podawane na anodę D6. W miejsce S1 trzeba wstawić zworkę, inaczej nie zostanie załączony przekaźnik.

  16. Witam , nie wiem co jest robiłem wszystko według opisu , układ jednak nie działa . Wymieniłem diody sprawdziłem jeszcze raz wartości rezystorów kilka razy sprawdzałem ścieżki i nic , układ nie reaguje na potencjometr . Sprawdzałem napięcia 12V gdzie powinny być i są . Wymieniłem tranzystory . Pozostał tylko układ operacyjny , jutro idę kupić nowy i jeszcze raz spróbuję . Czy może być tak że BC 548 i LM 358 to tak zwane malowanki i nie działają ? Co powinno najpierw zadziałać czy układ czy tranzystor , według mojej wiedzy to układ steruje tranzystorem . Czy jestem na dobrym tropie ? Pozdrawiam

    • Nie sądzę, żeby ktoś podrabiał tak tanie półprzewodniki. Pomierz sobie napięcia na 3 i 6 nóżce wzmacniacza względem masy. Napięcie na nóżce 2 niższe od napięcia na nóżce 3 spowoduje stan wysoki na nóżce 1 i wysterowanie tranzystora T1. Napięcie na nóżce 5 wyższe od napięcia na nóżce 6 da stan wysoki na nóżce 7 i wysterowanie T2.

  17. Dziękuję za szybką odpowiedź już załapałem,pierwszy układ udało mi się uruchomić.teraz muszę go tylko wyregulować.Jak skończę układ drugi to na czym polega regulacja?Bo szczerze powiedziawszy nie jestem biegły w elektronice,tylko tak sobie dłubie jestem bardziej pasjonatem niż zawodowcem.

    • Na P1 podajesz napięcie 10V i regulujesz za pomocą PR2 tak, by świeciła tylko dioda D1, następnie podajesz na P1 15,5V i reguloujesz PR3 by zapaliły się wszystkie diody, łącznie z D12.

  18. Nie wiem co jest grane ale jak połączyłem oba układy pierwszy układ działa bez zarzutu a drugi nie odpala.Na zasilanie płytki przychodzi 11,8 V,a na układ już tylko 2,2 V

  19. Układ odpalił miałem zimny lut czeka mnie teraz regulacja, przyznam że nie będzie łatwo bo nie mam z czego uzyskać potrzebnych napięć.

  20. Witam koledzy byłbym zainteresowany takimi układami czy chcicłąby mi ktoś pomóc i wykonać je odpłatnie ? moje gg 12626708 badz mail: jacaxx1@gmail.com prosze o kontkat dziekuje

  21. A moze Pan dodać zdjęcie zrobionego tego czujnika temp. na 1N4148 i jak jest on przymocowany do radiatora. Pozdrawiam

    • Ten czujnik to po prostu 4 diody 1N4148 połączone szeregowo, czyli tak: ->|–>|–>|–>|-. Diody wsadziłem w koszulkę termo, całość ukształtowałem w literę U i zamontowałem na radiatorze.

      • Dziękuję za odpowiedź i gratuluje pomysłu i wykonania prostownika. Pozdrawiam

Dodaj komentarz