DRIVE-IN Charger di Luigi Marchi

A inizio di quest’anno sono stato contattato da Luigi Marchi, maker, che ha realizzato molti progetti interessanti ed ha voluto presentare come primo il suo DRIVE-IN Charger.

Lascio la parola a Luigi, come faccio in questi casi, che mi ha inviato tutto il materiale per redigere questo primo articolo.

Presentazione di Luigi Marchi

Un famoso recita: chi fa sbaglia.

E’ vero, ma è vero anche il rovescio: non c’è nulla di più istruttivo degli errori: “sbagliando si impara”.

Da piccolo ho toccato un filo della trifase e ne sono uscito con un bello shock e due dita con la pelle arrostita.

Ho imparato ad essere prudente con i fili della corrente elettrica.

Per me è stata istruttivo l’hobby di riparazione di computer e oggetti elettronici.

Ho imparato che se non va è perché c’è qualcosa di sbagliato o rotto, che bisogna individuare, ragionando.

Esattamente come accade con l’informatica.

Purtroppo qualche volta, nonostante l’impegno, la nostra idea non funziona proprio. E’ irrealizzabile. Vietato ai maker arrendersi se qualche progetto non funziona al primo colpo.

Oggi è più facile, non bisogna comprare montagne di libri per conoscere a fondo un linguaggio di programmazione come è accaduto al sottoscritto.

E allora diamoci sotto. A fare i maker ( inventori )

Progetto “DRIVE-IN Charger” premessa e nascita

Il DRIVE-IN Charger è principalmente un caricabatterie realizzato con Arduino e dalle caratteristiche interessanti.

Arduino Uno, usato per il progetto Drive-In Charger,  dispone di 6 ingressi analogici utili per un caricabatterie intelligente.
Il progetto DRIVE-IN è nato per sviluppi successivi, come accade spesso ai maker, che una ne fanno e cento ne pensano.

In principio fu la presa di confidenza con le uscite PWM per la gestione dei Mosfet, poi l’utilizzo degli ingressi analogici per misure di tensione.
Il progetto “Sibilla”, assolutamente originale, fu la logica conseguenza dell’assemblaggio di queste “scoperte”.
Con Arduino puoi “sentire” gli eventi per procedere alle elaborazioni e visualizzarle sul display e questo è stato possibile con il semplice circuito che viene proposto, con poche resistenze, un Mosfet ed Arduino Uno:

Usa i tre ingressi analogici collocati nei punti individuati:

• agli estremi della batteria da caricare (controllo tensione di carica)
• ai capi di una resistenza di shunt (controllo intensità di carica).

Pioché la tensione sui pin analogici potrebbe superare i 5 volt, valore massimo di ingresso dei pin analogici su arduino uno r3, occorrono dei partitori di tensione resistivi.

Per misure fino a 10 volt è sufficiente un partitore con 2 resistenze da 1000 ohm. La formula per calcolare le due resistenze è molto semplice ed è stata spiegata nel blog.

I 3 partitori debbono essere identici ed è opportuno selezionare bene le resistenze, che dovranno avere tolleranze minime, in particolare ai capi della resistenza di shunt, che consente di misurare l’intensità della carica, per differenziale di tensione.

Il limite del progetto “Sibilla” era la definizione dei parametri all’interno dello sketch; pertanto occorreva modificare lo sketch ogni volta che si intendeva caricare una batteria con caratteristiche differenti, l’intuizione degli slider ti consente di superare questo limite.

Questa flessibilità è all’origine del nome con cui è stato battezzato il progetto.
Drive-in ha una buona elasticità di utilizzo, tuttavia è bene calcolare la resistenza di shunt in relazione alla carica e/o cariche da impostare, perché “ruba” tensione.

Sulla basetta si possono mettere 2,3, 5 anche più resistenze da 10 ohm 1 watt in parallelo, tuttavia, se la resistenza di shunt è di valore modesto, cala la precisione di calcolo della intensità della carica.

Arduino viene alimentato da un caricabatterie esterno e la stessa tensione, prelevata dal pin Vin, viene utilizzata per caricare, in modo controllato, la batteria.

Esiste quindi una relazione ottimale tra tensione della batteria da caricare e tensione di ingresso, cioè di alimentazione, di Arduino.

Il mio consiglio è che sia inutile alimentare arduino con 15 volt se vuoi caricare una batteria tipo AA da 1,2 volt al nichel cadmio, ti bastano 9 volt o anche i 5 volt della presa usb.

Di contro è impossibile caricare una batteria al piombo da 12 volt con un alimentatore da 12 volt, te ne serve uno di almeno 15 volt.

Gli estremi degli slider vanno collegati rispettivamente ai 5 volt positivi e a GND.

I pin analogici A3,A4,A5, collegati al centro di ciascun slider, leggono valori 0-1023 ( 1024 segmenti ).

Lo sketch trasforma questo valore nel dato che vuoi impostare.

Sul display appaiono in chiaro tutti i dati che servono.

Il software, piuttosto elaborato, ti consente di variare i parametri durante la carica e l’orologio è sempre in bella mostra.

Al termine della carica, programmabile con uno slider-timer, ti vengono mostrati i dati con, in particolare, la quantità di energia immagazzinata nella batteria.

Ho fatto tantissime prove con tutte le tipologie di batterie, con prototipi DRIVE-IN per piccole cariche e per cariche maggiori ottenendo sempre risultati soddisfacenti.

Ovviamente ho sempre proceduto dopo essermi documentato circa le caratteristiche della batteria sotto carica per una carica ottimale.

Ho predisposto un DRIVE-IN per la scarica controllata delle batterie, sulla base del progetto “Diana”, con cui procedere alla scarica, prima della carica. In questo modo si riesce a fare un check-up veramente indicativo dello stato di salute della batteria.

DRIVE-IN è molto utile per la verifica di batterie usate, ma il check- up vale anche per le batterie nuove, spesso vendute con etichette fraudolenti.

Ma adesso sappiamo come difenderci.

I listati Arduino sono sul mio gitHub.

I Video del progetto Drive-In Charger di Luigi

e la seconda parte

la terza

e la quarta

Grazie Luigi