Carregador Simples NiCad (ART2163)

As pilhas e baterias de NiCad (Níquel-Cádmio) se tornam cada vez mais populares e mesmo o alto custo do investimento na compra de um jogo é compensador se considerarmos que em uso normal elas podem ser recarregadas até 1000 vezes. Neste artigo descrevemos o ponto crítico para quem pretende adquirir estas pilhas: o recarregador.

As pilhas de NiCad e baterias, apresentam enormes vantagens em relação as pilhas comuns, principalmente se o leitor possuir muitos aparelhos eletrônicos ou brinquedos que consomem muitos jogos de pilhas comuns que não custam barato.

Investindo um pouco mais num jogo de pilhas ou bateria de NiCad, o dinheiro gasto pode em pouco tempo ser recuperado pela possibilidade quase que ilimitada, que estas oferecem.

De fato, as pilhas e baterias de NiCad possuem uma capacidade de corrente maior que as pilhas e baterias comuns e sua recarga pode ser feita simplesmente fazendo-se circular uma corrente em sentido contrário a que ela fornece normalmente.

Uma recarga dura em média 12 a 16 horas e a durabilidade da pilha na alimentação de equipamentos normais comuns é maior que a das pilhas comuns e mesmo alcalinas.

O único fator a ser considerado é que estas pilhas fornecem 1,2 V e não 1,5 V o que pode em alguns casos afetar ligeiramente o funcionamento de um aparelho.

No entanto, rádios, brinquedos, dispositivos com pequenos motores, não sentirão a diferença.

Para as baterias de 9 V a tensão na realidade é de 7,2 V existindo entretanto tipos de 8,4 V (com uma célula de 1,2 V a mais).

O carregador que descrevemos neste artigo limita a corrente a valores seguros indicados pelos fabricantes destas pilhas e que possibilitam maior durabilidade em condições normais.

As cargas rápidas com maior corrente não são recomendadas por colocarem em risco a integridade das pilhas e baterias e até reduzir sua vida útil.

 

CARACTERÍSTICAS

Tensão de entrada: 110/220 V

Corrente de carga:

Pilhas pequenas - 50 mA

Pilhas médias - 70 mA

Pilhas grandes - 100 mA

Bateria de 9 V - 11 mA

 

Os valores variam ligeiramente, e dependem da carga inicial que a pilha tenha ao ser colocada no aparelho.

Tempo de carga: 12 a 16 horas (completa)

 

COMO FUNCIONA

Nosso projeto consiste simplesmente numa fonte de alimentação que aplica uma tensão nas pilhas que devem ser carregadas de modo a circular uma corrente no sentido oposto ao normal, conforme sugere a figura 1.

 

Figura 1 – Princípio de funcionamento
Figura 1 – Princípio de funcionamento

 

Dependendo das pilhas que vamos carregar temos de colocar em série com o circuito um resistor limitador de corrente.

Os valores indicados no circuito permitem que a corrente circulante no conjunto de pilhas parta do valor máximo indicado pelo fabricante quando as pilhas se encontram completamente descarregadas.

No entanto, esta corrente cai algo em torno de 20% depois que as pilhas adquirem certa carga, obtendo-se então uma carga mais suave que garante a integridade dessas pilhas ou bateria.

Como o circuito não usa fonte de corrente constante, o valor para esta intensidade vem apenas da diferença de valores entre a tensão da fonte e a tensão dos elementos em carga.

Usando um transformador de 12 + 12 V obtemos perto de 33 V o que garante uma boa constância da tensão de carga mesmo quando as pilhas em conjunto saem de um estado de 0 V para um máximo de 4,8 V em carga total.

O LED serve apenas para indicar que o carregador está em uso. Um problema que pode ocorrer durante a recarga é o mau contato das pilhas no suporte que impede a circulação da corrente.

Uma monitoria melhor desta carga pode ser obtida ligando-se em paralelo com cada resistor limitador, um LED e um resistor conforme mostra a figura 2.

 

Figura 2 – O monitor de carga
Figura 2 – O monitor de carga

 

Este LED só acenderá se as pilhas realmente estiverem sendo percorridas pela corrente de carga, permanecendo apagados se houver mau contato das pilhas em seu suporte.

 

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do aparelho.

 

    Figura 3 – Diagrama do carregador
Figura 3 – Diagrama do carregador

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

 

Figura 4 – Placa para a montagem
Figura 4 – Placa para a montagem

 

Como se trata de montagem não crítica e com poucos componentes a montagem também pode ser realizada numa ponte de terminais e o conjunto alojado numa caixa.

Para encaixar as pilhas em carga usamos suportes apropriados e para bateria um conector devendo ser observada sua polaridade na ligação. O transformador deve ter enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 12 + 12 V (ou 24 V) com corrente de 250 a 500 mA.

O diodo pode ser o 1N4004 ou equivalentes e o eletrolítico deve ter uma tensão de trabalho de pelo menos 45 V.

Os resistores podem ser de fio de carbono conforme a dissipação e o LED é vermelho comum.

 

USO

Para usar basta colocar as pilhas em recarga (todos os suportes podem ser usados ao mesmo tempo). Ligue a unidade e aguarde pelo menos umas 6 horas para uma recarga parcial.

Para uma recarga completa espere de 12 a 16 horas.

Uma comprovação de que está havendo recarga, caso não seja usado o LED indicador em paralelo com cada resistor é o leve aquecimento dos resistores correspondentes.

Se alguma pilha não admitir recarga isso pode significar um problema com a mesma.

Uma tentativa de recuperação pode ser feita da seguinte maneira: aplique uma tensão de recarga com a pilha invertida por alguns minutos e depois reinverta-a recarregando-a em posição normal.

Este procedimento pode dar resultado apenas com pilhas que tenham problemas. Se isso não resolver a pilha deve ser jogada fora.

 

Semicondutores:

D1 - 1N4004 ou equivalente - diodo de silício

LED - LED vermelho comum

 

Resistores:

R1 - 3,3 k ohms x 1 W

R2 - 680 ohms x 1 W

R3 – 470 ohms x 2 W

R4 - 330 ohms x 2 W

R5 - 2,7 ohms x 1 W

 

Capacitores:

C1 - 470 uF x 45 V

 

Diversos:

S1 - interruptor simples

F1 - 500 mA - fusível

T1 - 12 + 12 V x 250 a 500 mA - transformador com primário de acordo com a rede local.

Caixa para montagem, suporte para pilhas pequenas, médias e grandes, conector de bateria, cabo de alimentação, fios, solda, etc.

 


Opinião

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Já estamos aprendendo a viver com a pandemia e nos preparando para os tempos em que tudo voltará ao normal, mas não o normal a que estávamos acostumados. Um novo normal, com novos hábitos, a tecnologia aplicada talvez de uma forma diferente, novas profissões e principalmente tecnologias específicas que antes não haviam sido pensadas.

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