Opinione su progetto caricabatteria automatico

[sebasera]

Ciao a tutti!
Premetto che ho realizzato il circuito per un sistema antifurto e ora sto progettando anche il suo circuito di alimentazione (costituito da un alimentatore 14V e da una batteria al piombo 12V 7Ah) in modo da fornire alimentazione al sistema anche in assenza della tensione di rete per un periodo temporaneo.

A riguardo della carica della batteria, all'inizio ho pensato di utilizzarla come "tampone" (batteria che rimane sempre in carica), ma essendomi informato meglio a riguardo, ho scartato l'ipotesi dato che una batteria mantenuta carica in questo modo ha una vita breve ed è proprio quello che vorrei evitare, la sostituzione frequente della stessa.

Perciò la mia intenzione è utilizzare la batteria in modo ciclico, in modo da metterla in carica solo quando sta per scaricarsi, ma non del tutto, dato che se serve alimentazione all'antifurto dalla batteria proprio in quel momento che è quasi scarica...azz

Per questo ho progettato il circuito sottostante, che rileva quando la tensione della batteria si abbassa oltre la soglia di circa 11,9V (valore impostatasto dai 2 diodi zener in serie: 2*5,6V = 11,2V, che sommato alla tensione di soglia del BJT di circa 0,7V, viene fuori circa 11,9V).
Ciò manda in conduzione il BJT che collega il condensatore del timer a massa (quello collegato al piedino 2 dell'integrato 555), portando per un breve intervallo di tempo tale piedino a livello basso, consentendo l'attivazione del timer.
Questo comporta l'eccitazione del relè che collega la batteria all'uscita dell'integrato LM317 usato come regolatore di corrente, caricandola per di 10h alla corrente pari a 1/10 della capacità della batteria (quindi 7Ah/10h = 0,7A).

Ditemi voi che ne pensate

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Per il momento (non avendo a disposizione la batteria al piombo da 12V), ho testato questo circuito sperimentale collegandoci una batteria Ni-Cd 9V con una soglia impostata a circa 8,7V e sembra funzionare correttamente.

[Candy]

Vedo due errori:
- il transistor che dovrebbe rilevare la tensione di carica della batteria si trova a lavorare in amplificazione. Difficile dire realmente a quale tensione di batteria il trigger sul pin 2 del 555 sarà raggiunto. Quello che ti occorre è un comparatore di tensione più serio o, quantomeno, triggerato anche questo, di modo che l'uscita sia ON/OFF certa.

- Pur non avendo letto il DS del 555, dubito che al transistor del pin 7 piaccia quel condensatore da 1000 uF; come dubito anche che la resistenza da 33M gli permetta di caricarsi. Che angolo di perdita avrebbe il condensatore da te scelto?

[sebasera]

- Quello che ti occorre è un comparatore di tensione più serio o, quantomeno, triggerato anche questo, di modo che l'uscita sia ON/OFF certa.

Grazie del consiglio, in effetti provando il mio circuito con una scarica molto lenta della batteria ho appena notato che il BJT va in conduzione solo parziale quando la tensione della batteria diminuisce lentamente intorno alla soglia, comportando una carica del condensatore lenta con una tensione sul collettore molto maggiore rispetto a quella riconosciuta come livello basso dal piedino 2, senza mai far partire il timer.

All'inizio avevo già pensato ad utilizzare un comparatore realizzato con un amplificatore operazionale, ma non saprei come generare la tensione di riferimento senza collegarci una batteria esterna.

Sennò se sostituissi il mio BJT con una coppia darlington in modo da avere un guadagno molto maggiore (al quadrato rispetto al solo BJT), potrebbe andare?

Altrimenti c'è qualche altro modo per triggerare il mio segnale? Andrebbe bene un integrato trigger di schmitt?

- Pur non avendo letto il DS del 555, dubito che al transistor del pin 7 piaccia quel condensatore da 1000 uF; come dubito anche che la resistenza da 33M gli permetta di caricarsi.

A questo non ci avevo pensato vedrò di diminuire la resistenza aumentando la capacità

[simo85]

Non mi è chiaro perché vuoi usare il 555, ma anche io sono dell'idea di usare un comparatore (non operazionale) possibilmente con resistori da 1% di tolleranza per maggior precisione come tensione di riferimento. Farei a meno degli zener.

Forse sarebbe opportuno usare un circuito bistabile se non ho pensato male, ma sono in aeroporto, chissà che in attesa di validi consigli, durante il viaggio mi schiarisco le idee.. :)

[Candy]

sebasera, di quel circuito non c'è nulla che vada. Non si usa un 555 per temporizzare 10 ore. Non si caricano le batteria in modo temporizzato a tempo costante, e non si fanno in quel modo i rilevatori di soglia.
Ma noto con dispiacere che non hai nemmeno raccolto quello che ti avevo detto quando chiedevi lumi sul circuito di rilevamento presenza... Insomma, alla fin fine vuoi fare come vuoi.

[sebasera]

Tempo fa con il 555 ho realizzato un timer di 10h utilizzando una resistenza di 10M e un condensatore da 3300uF che funziona senza problemi
Altrimenti cosa dovrei usare?

Invece a riguardo delle batterie utilizzate in maniera ciclica, ho sempre letto che per avere una lunga vita, la carica deve durare almeno 10h con una corrente costante di valore pari a 1/10 della capacità.
Quindi nel caso di una batteria da 7Ah, per caricarla devo fornirgli una corrente pari a 0,7A per 10h (dato che 0,7A*10h=7Ah). Sbaglio qualcosa?

Per il "rilevatore di soglia", all'inizio avevo pensato a questo comparatore fatto con un amplificatore operazionale:

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In questo modo quando la tensione della batteria scende al di sotto della soglia, l'uscita out commuta da livello basso a livello alto in maniera off/on. Giusto?
In tal caso come fornisco in ingresso la tensione di soglia? va bene un accumulatore esterno con un partitore?
Altrimenti ci sono metodi migliori?

E comunque, Candy, non è affatto vero che non ho accolto ciò che mi hai detto, mi sono iscritto a questo forum apposta per chiedere e soprattutto accogliere consigli da gente che se ne intende a riguardo di argomenti in cui non sono sicuro di quello che faccio, appunto per evitare di fare tutto di testa mia con la conseguenza di commettere errori stupidi , ma se sono sembrato egoista o testardo, in tal caso chiedo scusa

[marco438]

Se hai un po' di tempo, poi, leggiti questo articolo; ti aiutera' a capire come meglio ricaricare le batterie al piombo.

[Candy]

sebasera, per ora rispondo velocemente, ma se mi ricordo, voglio tornarci sopra.
Non si fanno contatempo in genere, per un periodo così lungo, basandosi su una rete RC. Ti ho già detto che il 555 non ammette una capacità tanto grande, hai detto che non ci avevi fatto caso, ed effettivamente ci sei poi volato sopra, tornando nell'errore.
Mi viene in mente di citare IsidoroKZ e le sue sensitiv... qualcosa.

PEr tempi così lungi si fanno oscillatori più veloci, precisi, e poi si usano in generlae dei divisori di frequenza.
Ma non è qui che devi guardare. Devi cambiare completamente tecnica per la ricarica della batteria. Il tempo non è una costante. Comandano le grandezze elettrochimiche che gli permettono di funzionare.

[simo85]

Io non baserei la carica su di una temporizzazione, ma bensì sulla tensione di riferimento sui comparatori di tensione. Continuo a pensare he ti serve un circuito bistabile.

[sebasera]

Intanto ringrazio tutti per i consigli

Ti ho già detto che il 555 non ammette una capacità tanto grande, hai detto che non ci avevi fatto caso, ed effettivamente ci sei poi volato sopra, tornando nell'errore

Ok ma questo perché mi sono focalizzato di più sul valore di resistenza che su quello del condensatore, infatti mi sono reso conto che 33MΩ può essere eccessiva per la carica del condensatore a causa delle sue possibili perdite (dato che non si tratta di un condensatore ideale e quindi è come se avesse una sua resistenza in parallelo).
Quindi scarto l'idea del temporizzatore per questa applicazione, ma purtroppo pensavo che per caricare una qualunque batteria andasse bene il solito metodo adottato per quelle Ni-Cd (carica a corrente stabile per un tempo definito), ma evidentemente mi sbagliavo !

Cercando in internet a riguardo della carica delle batterie al piombo mi sono imbattuto più di una volta in questo schema:

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Potrebbe funzionare oppure lo scarto?
Altrimenti che soluzioni proporreste voi per la realizzazione di un caricabatteria automatico?