Przystosowanie ładowarki Parkside do zasilania z 24V.
Wstęp.
Parkside to popularna marka narzędzi dostępna m.in w sieciach Lidl. Elektronarzędzia akumulatorowe są "dość tanie i w miarę dobre", czyli doskonale nadają się do domowego majsterkowania. Jest kilka serii tych urządzeń, dziś na tapet trafia ładowarka i akumulatory "X12V Team". Baterie te pasują do wkrętarek, ręcznych pił do gałęzi i tym podobnych małych elektronarzędzi. Pojemność 2Ah nie powala, ale za to narzędzia są lekkie i zgrabne.
Oczywiście do baterii akumulatorów są dedykowane ładowarki sieciowe o symbolu PLGK 12 A1 (A1 to numer wersji).
Po co to w ogóle ?
To kluczowe pytanie ma dość prostą odpowiedź, no bo co można począć np. na działce, na której jeszcze nie ma zasilania sieciowego, a jest już coś do roboty ?
Można oczywiście mieć zapas baterii, ładować w domu i brać je na akcje na działce. Może dałoby się je ładować z samochodu ? A może zaprząc do tego popularną fotowoltaikę ?
Zamysłem tego projektu jest właśnie typowy "off grid", czyli brak przyłącza energetycznego, panele fotowoltaiczne, magazyn energii i to co się da zasilać z niskiego napięcia.
Nie wdając się w szczegóły, bo nie to jest tematem, mamy do dyspozycji 24V z dwóch szeregowo połączonych akumulatorów doładowywanych panelami fotowoltaicznymi.
W dyskusjach pojawia się wiele głosów, żeby użyć przetwornicy na 230V i z tego zasilić oryginalną ładowarkę. Nie chcę iść tą drogą, dla mnie przetwarzanie 24V na 230V po to żeby z tych 230V znów zejść do 13V jest totalnie bez sensu. Pomijając już straty energii, to rośnie liczba urządzeń, zwiększa się potencjalna awaryjność. Zamierzam co się da, zasilać z niskiego napięcia i basta.
Konstrukcja ładowarki.
Mam do dyspozycji model A1 i A3, konstrukcyjnie bardzo podobne. Jest to typowa przetwornica z 230V na 13,3V na stronie wtórnej, ze sprzężeniem zwrotnym.
Po stronie wtórnej jest układ kontroli prądu ładowania (ten jest różny w A1 i A3), który wyłącza przetwornicę gdy prąd ładowania spadnie do jakieś granicy.
Pisząc "do jakieś granicy" nie mam konkretnej informacji, ale z obserwacji wynika, że ładowarka kończy proces ładowania gdy prąd spadnie poniżej 500mA. Prawdopodobnie bateria przyjęłaby jeszcze trochę energii, ale to jest prosta i tania konstrukcja. Może są bardziej zaawansowane rozwiązania.
Ładowarki mają dwie diody świecące - czerwona oznacza ładowanie, zielona koniec ładowania. Co ciekawe, w wersjach A1 i A3 ta sygnalizacja działa inaczej, ale o tym dalej.
Jak to przystosować ?
Pierwszy pomysł to zasilić część wtórną ładowarki. Oryginalnie pojawia się tam 13,3V, podłączyłem więc zasilacz, złożyłem i... po włożeniu baterii faktycznie popłynął prąd około 700mA, bateria raczej się ładowała, ale diody nie świeciły. Konsultowałem temat na forum elektroda.pl, jeden z użytkowników napisał "u mnie działa". Faktycznie działa, ale na ładowarce w wersji A3 - tam diody świecą i prawidłowo sygnalizują stan urządzenia. Jako że mam do dyspozycji zarówno A1 jak i A3, postanowiłem nie drążyć dalej dlaczego starsza wersja nie sygnalizuje i przerobiłem A3. Kolega zasugerował, że należy ograniczyć prąd ładowania już na etapie dostarczania tych 13,3V.
Wyszukałem na hasło "przetwornica step-down CC" moduł, w którym jednym potencjometrem ustawia się napięcie wyjściowe, a drugim poziom ograniczenia prądowego.
Ustawiłem więc 13,3 V i około 2A maksymalnego prądu. W celu ustawienia prądu wymusiłem obciążenie kilkoma rezystorami 1ohm/10W i regulowałem do osiągnięcia 2A w obwodzie.
Zależało mi na uniwersalności rozwiązania, więc pozostawiłem całą oryginalną elektronikę, a zasilanie 13,3V podłączam przez zwykłą diodę prostowniczą. Zabezpieczam tym samym moją przetwornicę przed napięciem wstecznym, generowanym przez oryginalną elektronikę.
Montaż mechaniczny.
Postanowiłem zachować pewien standard, gdyż planuję przystosować też inne urządzenia. Wybór padł na popularne złącze zasilacza Jack 5,5 / 2,5 mm. Zdaję sobie sprawę, że da się w to gniazdko wcisnąć też zasilacz np. 12V, dodałem więc oznaczenie.
Gniazdo zasilacza zostało zamocowane w tylnej ściance ładowarki, celowo nie jest idealnie na środku, bo musiałem wbić się w lukę między elementami oryginalnej ładowarki.
Płytka przetwornicy idealnie pasuje wymiarami do płaskiej powierzchni obudowy ładowarki, przymocowałem ją zatem na dwustronną taśmę klejącą tzw. piankową.
Testy.
Po skręceniu obudowy sprawdziłem najpierw czy ładowarka nadal działa z sieci, test zakończony pozytywnie. Podłączyłem następnie zasilanie 24V. Sygnalizacja zieloną diodą działa prawidłowo. Po włożeniu baterii rozpoczął się proces ładowania, prąd pobierany z zasilacza to około 1A przy 24V, czyli do akumulatorków dostarczane są niespełna 2A przy 13,3V
Można przyjąć, że ograniczenie prądowe na module działa. Ładowanie trwało kilka minut, bateria była mało wyczerpana, więc po chwili zgasła dioda czerwona, zaświeciła się zielona i pobór prądu spadł do około 50mA - wszystko działa doskonale.
Podsumowanie.
Przystosowanie ładowarki sieciwej do pracy w typowym Off Grid, na dziko, bez prądu z gniazdka uważam za zakończone pełnym sukcesem. Całość udało się wykonać solidnie i estetycznie. W planach są kolejne przeróbki, jako pierwsza na stół pójdzie ładowarka baterii akumulatorów z serii "X20V Team".
Czy ten projekt to DIY ? Sprawa może być dyskusyjna, bo można było tą przetwornicę zaprojektować, zamówić płytki, polutować, sprawdzić, poprawić itd... Można, tylko po co, skoro moduł kosztuję dychę ? Takich dożyliśmy czasów, że nie ma co wymyślać koła od nowa, lepiej z tych kół coś zbudować
Fajne? Ranking DIY Pomogłem? Kup mi kawę.
