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 <<

23 thoughts on “Prosty prostownik z automatyką do akumulatorów samochodowych

  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

      • Do P1 trzeba podłączyć + z akumulatora, do Z4 to samo (+ i masę z akumulatora). Jest to napisane na 2 stronie dokumentacji.

Dodaj komentarz