Caricabatterie NiMh con LM317

[elfo]

In che senso?
Un termometro per misurare quelle temperature no, ma è importante la temperatura precisa?
Se non mi scotto dovrei essere ben dentro i limiti di lavoro dell'LM, o sbaglio?
Lo scopo è fare prove, non progettare un circuito perfetto da mettere in produzione, quindi non essendo in grado di fare i calcoli precisi, mi tengo ben sotto i limiti.

E' un modo di lavorare che non condivido.

Con che criterio hai scelto 0.2 A?
90 C di Tj (che ho proposto io) sono un dato "standard" tra affidabilita' e prestazioni

Si, vero che il termometro costa poco ma ci vuole marco polo per farlo arrivare, circa 2 mesi di carovana

Se lo ordini oggi ti arriva 2 (due) mesi prima del lavoro che dovrai fare tra 4 (quattro) mesi

Ho cercato tra gli schemi dei datasheet e le ricerche da nabbo in internet.
.

Regola #1
Tutto quello che trovi su internet sull'elettronica in italiano e' sh.t o bullsh.t (scegli a tuo piacere) - compreso quello che scrivo io

La ricerca deve esere fatta con parole chiave in inglese

current source paralleling

https://www.electronics-tutorials.ws/dc ... ource.html

https://filebox.ece.vt.edu/~LiaB/Lectur ... ources.pdf

https://electronics.stackexchange.com/q ... nt-sources
in quest'ultimo link leggi attentamente quanto segue:

One issue to watch out for is the compliance range of each current source. That is the voltage over which a current source still works like a current source. The voltage the two current sources settle at must be within the compliance range of both sources. If it's not, then at least one of them isn't a current source anymore.

dovrebbe regolarsi tutto all'indietro per tenere conto delle differenze sui singoli component
E potrebbe funzionare anche senza i diodi, mi sa.

Togli immediatamente quei diodi!!!
'un servono a nulla!!!

Puoi tranquillamente parallelare current source con valori di corrente anche moooolto diversi.
La corrente totale e' la somma delle correnti dei singoli generatori (vedi link precedenti).

Non "potrebbe funzionare" ma:

Funziona, garantito al limone!!!!

[maubarzi]

E' un modo di lavorare che non condivido.

Capisco che possa sembrare un po' casuale... essendolo
Ma al momento non ho le competenze per procedere in modo più professionale, per cui cerco di arrangiarmi con gli strumenti che ho.

Con che criterio hai scelto 0.2 A?
90 C di Tj (che ho proposto io) sono un dato "standard" tra affidabilita' e prestazioni

I 200mA derivano dalla corrente di carica consigliata per alcune batterie in mio possesso che sono da 1900mAh. Ho arrotondato un po'.
Se volessi caricarle rapidamente potrei aumentare la corrente, diciamo al doppio, di più non mi fiderei se non per prove specifiche con il forte rischio di riduzione della durata delle batterie, alcune sono già messe male per cui potrebbero essere le migliori candidate per quel tipo di esperimenti, se alla fine deciderò di farli.
Al momento mi basta esplorare la carica a C/10 o più"rapida", al doppio di tale corrente.

Ne ho anche di più "capienti", da qui la necessità di poter aumentare la corrente, però non voglio farlo sul singolo dispositivo, che già così, scalda più di quello che vorrei.
Tra la temperatura sopportata dal dispositivo e quella sopportata dall'ambiente in cui faccio le prove, quella minore è sicuramente la seconda e quindi mi preme principalmente stare in sicurezza li e basta il dito finché non si copre di cerotti.
Qualche giorno fa mi sono studiato un po' gli aspetti di dissipazione termica e avevo fatto un po' di conti per capire le temperature in gioco, ma poi per i dissipatori che ho in casa non ho i dati di dissipazione per cui non sono riusciti a fare i conti corretti, quindi vado un po' a occhio.
Anche perché, finché non mi scotto un po' le dita, non riesco a capire fino in fondo tutti gli aspetti teorici.

L'idea di base è di parallelizzare per tenere le potenze più basse in modo da essere tolleranti anche a tutti i miei errori di inesperienza e di ignoranza.

Se lo ordini oggi ti arriva 2 (due) mesi prima del lavoro che dovrai fare tra 4 (quattro) mesi

Vero, e se supero il primo scoglio, cioè quello di dare alla luce circuiti teoricamente funzionanti, poi passerò ad approfondire tutti gli altri aspetti, tra cui anche i calcoli effettivi sui dissipatori che ora ho fatto a scotadeo, ma ho intenzione di curare meglio man mano che imparo, quindi fra due mesi saprò che strumenti mi servono per essere in anticipo sui progetti che farò tra 6

Regola #1
Tutto quello che trovi su internet sull'elettronica in italiano e' sh.t o bullsh.t (scegli a tuo piacere) - compreso quello che scrivo io

La ricerca deve essere fatta con parole chiave in inglese

I know
per questo ho chiesto qui, per avere aiuto proprio su questo.
Ho cercato sia in italiano che in inglese ma ho trovato ben poco, cioè un sacco di roba ma il 99% era per regolazione in tensione.
Avevo cercato per varianti di "parallel constant current Lm317"
Se non mettevo constant uscivano solo le regolazioni in tensione che scalavano la corrente erogata con il parallelo.

https://www.electronics-tutorials.ws/dc ... ource.html
https://filebox.ece.vt.edu/~LiaB/Lectur ... ources.pdf
https://electronics.stackexchange.com/q ... nt-sources

E potrebbe funzionare anche senza i diodi, mi sa.

Ok, ammetto che se avessi fatto un ragionamento teorico avrei evitato tutti sti casini.
Ci sono cascato come un pero.
Sono partito prevenuto ipotizzando potenziali interferenze sul circuito regolatore che potevano rendere necessario un circuito più complesso e non ho pensato minimamente ad isolare i vari pezzi considerandoli atomicamente e applicando dritta dritta la teoria ricordata dai link che hai postato.

Togli immediatamente quei diodi!!!
'un servono a nulla!!!

Puoi tranquillamente parallelare current source con valori di corrente anche moooolto diversi.
La corrente totale e' la somma delle correnti dei singoli generatori (vedi link precedenti).

Non "potrebbe funzionare" ma:

Funziona, garantito al limone!!!!

Alla fine, costretto a ragionare nel modo giusto, ci stavo arrivando. Azz. chi no ga testa ga gambe!!!
Alla fine ho dovuto vedere l'immagine dell'ultima ricerca che ho fatto per iniziare a rendermene veramente conto.

Che dire... grazie per avermi aiutato a tornare sulla retta via.

[maubarzi]

Ho fatto un circuito di prova con 4 LM317 in parallelo.
Ho messo una resistenza da 10ohm per avere circa 1,25V / 10ohm = 125mA.
Con 4 in parallelo fornisce poco meno di mezzo ampere.
Le potenze in gioco sono basse, e quindi anche la temperatura degli LM con il dissipatore che ho montato.
Scaldano quasi di più le resistenze da 10 ohm che ho dimensionato per stare mooolto largo.
Dai calcoli sarebbero bastate da 1/4W, visto che P = V*I = 1,25V * 125mA = 0,16W però ho messo quelle più grosse che avevo in casa che sono da 2W.

Era il risultato che volevo ottenere.

Ora da qui, parto per migliorare tutti i conti potendo sperimentare senza rischiare di fare danni.

Sarebbe bello nascere già imparati e fare tutto bene fin dall'inizio, ma ...
Grazie @elfo per il supporto e il sopporto

[richiurci]

Scusa se intervengo in ritardo ma ti do altri spunti per sperimentare...

Se il parallelo lo fai solo per smaltire il calore...ci sono tanti altri modi!

Poiché la dissipazione è data da corrente x deltaV sul regolatore puoi ridurre questa deltaV in vari modi, per esempio:
- semplice R di potenza (o più R) messa a monte del regolatore
- un secondo regolatore ma di tensione, messo in serie a valle del regolatore di corrente e impostato per avere in uscita la tensione massima per le NiMH (circa 1,4-1,5V)

Il secondo metodo oltre a limitare la corrente massa ( a volte inutile perché vlimitata dall'alimentatore) limita la tensione finale ed evita danni alle batterie ..e cambiando la tensione finale (es con uno switch) potresti usare il circuito per caricare anche altre chimiche

[maubarzi]

Scusa se intervengo in ritardo...

Ma che scherzi? ogni suggerimento è ben accetto a prescindere da quando arriva.

Poiché la dissipazione è data da corrente x deltaV sul regolatore puoi ridurre questa deltaV in vari modi, per esempio:
- semplice R di potenza (o più R) messa a monte del regolatore
- un secondo regolatore ma di tensione, messo in serie a valle del regolatore di corrente e impostato per avere in uscita la tensione massima per le NiMH (circa 1,4-1,5V)

Si, questo è vero, infatti sto tenendo monitorato il tutto per vedere questa tensione a quanto arriva.
Vado a memoria, ma per la regolazione l'LM317 dovrebbe avere una differenza tra Vi e Vo di almeno 3V, quindi potrei calcolare la R, che suggerisci come prima soluzione, per avere i 3V quando questa differenza è minima.
Appena ho un po' di dati provo sicuramente questa soluzione.

La seconda, invece, mi convince meno, perché è vero che diminuirei il delta sui regolatori a corrente costante, ma ho paura che ridurrei anche la corrente finale aumentando i tempi di ricarica.
Con questa configurazione volevo esplorare la carica a corrente costante cercando di identificare la carica completa con l'abbassamento di tensione finale e/o l'aumento di temperatura sulla batteria.
Comunque, ci voglio ragionare bene con più calma.

Da quel che vedo, la tensione sulla batteria, per caricare alla corrente costante di quasi mezzo ampere, è di circa 1,8V.
Aggiungendo la caduta su un diodo che ho messo comunque perché poi vorrei interrompere la carica con un comando digitale o un circuito alternativo impedendo la scarica sui regolatori, di circa 0,8V misurati e 3V per garantire la regolabilità, e alimentando a monte con 9V avrei potenzialmente 9V-5,6V = 3,4V da smaltire sulla resistenza di cui sopra. Una per ogni regolatore per distribuire la potenza da dissipare, avrei 3,4V * 125mA => 1/2W o poco meno con resistenze da 27ohm.

Il secondo metodo oltre a limitare la corrente massa ( a volte inutile perché vlimitata dall'alimentatore) limita la tensione finale ed evita danni alle batterie ..e cambiando la tensione finale (es con uno switch) potresti usare il circuito per caricare anche altre chimiche

Ci devo ragionare con calma per capire bene bene questo suggerimento, devo fare bene i conti per fugare i dubbi a pelle di cui sopra.
Anche perché, con la regolazione in tensione a valle, mi chiedo se abbia ancora senso la regolazione a corrente costante fatta a monte o in cascata si passi a rivedere anche questo aspetto...

Spunti decisamente interessanti, però, grazie

P.S.
Magari al posto della resistenza ci potrebbe stare uno step-down regolabile, che dovrebbe essere decisamente più efficiente e potrebbe essere unico per tutti i regolatori. Ne dovrei avere in casa per questo range di tensione.

[richiurci]

se ci pensi...valuterai la proposta.

I regolatori sono affascinanti, ovvio che ci sono soluzioni più eleganti, moderne ed efficienti (basate su PWM) ma i regolatori lineari avranno lunga vita, spesso sono usati in uscita dei PWM per "pulirli"...

Quello che ti sfugge è che un regolatore "limita" gradualmente, quindi la corrente erogata non sarà ridotta dal regolatore di tensione a valle se non a fine carica.

Viceversa una limitazione alla tensione è importante, se verifichi scoprirai che anche con piccole correnti andare oltre 1,4-1,5V provoca un surriscaldamento delle batterie...e ne riduci la vita.

Le NiMH sono robuste e molti caricabatterie le fanno scaldare, ma visto che stai sperimentando impara ad arrivare vicino alla carica totale ma senza andare oltre...

Fermare la carica leggendo temperatura o il deltaV finale è molto più complicato, non lo fanno neanche la maggior parte dei caricabatterie in commercio

[maubarzi]

se ci pensi...valuterai la proposta.

Questo è poco ma sicuro.
In questi giorni sto cercando di riprodurre il grafico di carica con l'abbassamento finale, e quindi mi serve la corrente costante, ma poi, passerò ad esplorare le altre modalità emerse in tutta questa discussione.
Al momento vorrei capire di che abbassamento di tensione si tratta, e anche se riesco a rilevare correttamente l'aumento di temperatura.
Ho il tempo di carica dividendo la capacità della batteria in mAh per la corrente fornita per fermare comunque la carica anche se non rilevo nulla.

Le soluzioni più sofisticate, al momento, non sono alla mia portata, cioè le posso usare facendo totale atto di fede, invece quella attuale con l'LM317, la sto capendo bene un pezzo per volta, prima ci arrivo capendo il principio di funzionamento ad intuito e poi ci arrivo anche con i calcoli.

[maubarzi]

Per scollegare un regolatore digitalmente ad avvenuta ricarica, ho provato a mettere un transistor 2SC6082 come interruttore, per ora lo polarizzo a mano, ma poi lo dovrò comandare in automatico in qualche modo ancora da decidere.
Ha una caduta Vce di 0,8V che mi riduce il delta V sui regolatori quando ON.
Ho fatto una castroneria oppure è un sistema accettabile per interrompere la carica?
L'2SC6082 è l'unico che avevo in casa non TO-92 per questo l'ho scelto in questo test specifico.

Ha un Hfe min a 330mA di Ic pari a 200 quindi per 125mA posso pilotare con una corrente in base di 1mA per mandarlo in saturazione senza problemi.

In realtà, forse, la configurazione migliore sarebbe quella di usare un PNP a sua volta polarizzato mediante un NPN che a sua volta può essere polarizzato a partire da un'uscita di un microcontrollore.

[maubarzi]

Sono arrivato a fine carica e ho visto la flessione cercata e l'aumento di temperatura con sensore digitale, cioè il mio dito che semplicemente mi ha confermato che ero a fine carica.
E' abbastanza impercettibile, pochi millivolt, è più identificabile il fatto che la curva della tensione smette di salire e diventa abbastanza costante.
A fine carica, a vuoto, la batteria misurava 1,49V
Ora mi organizzo per migliorare le rilevazioni e per fare delle misure più sistematiche e precise, però ho almeno una base di partenza da usare come riferimento per il futuro.

[maubarzi]

Ho fatto un test di scarica e mi sorge spontanea una domanda da 1M$:
La batteria da 1,2V nominali, viene considerata scarica quando arriva a 1V, ma come va misurato questo valore?
Dipende fortemente dal carico applicato.
E' un valore ralativo? cioè carico per carico si considera scarica sotto quel valore di tensione a prescindere dalla reale carica residua?
Cioè, è il fatto di scendere sotto 1V che rischia di rovinare, o meglio accelerare il deperimento della batteria?
Facendo delle prove, ho usato un carico che faceva erogare circa 300mA.
La tensione è scesa gradualmente fino a 1V, a questo punto ho sostituito il carico e ne ho messo uno che mi faceva erogare 10mA. Rimisurando la tensione della batteria, questa è tornata quasi a 1,2V.
La domanda ora è: se continuo ad usarla con il primo carico sono a rischio, mentre se la sposto sul secondo posso farla lavorare ancora?
E' questo il concetto di fondo da tenere presente per valutare quando sostituire una batteria per mantenerla in un regime ottimale per la sua durata?
Anche perché sarebbe anche l'unico modo di misurare a caldo la sua tensione...