Инструкция по использованию зарядного устройства для батареек

Честно признаться, совсем недавно, если бы меня спросили про зарядку батареек, я бы улыбнулся и ответил: «Вы имели в виду аккумуляторов?». Но, как оказалось, с 2011 года в продаже появилась уникальное автоматическое зарядное устройство ROBITON Ecocharger Ak01 позволяющее заряжать не только NiMH/NiCD аккумуляторы, но и обычные щелочные (alkaline) батарейки. Предлагаю вашему вниманию тест данной «эко-зарядки» и NiMH аккумуляторных батарей ROBITON 2850MHAA и 1100MHAAA.

Немного о торговой марке.

На российский рынок продукция ROBITON вышла в 2003 году. Сейчас ROBITON, по данным с официального сайта www.robiton.ru, занимает приблизительно 15% рынка в категории «зарядные устройства для NiMH аккумуляторов». Кроме того, ROBITON специализируется на разработке и производстве универсальных блоков питания, аккумуляторов, сетевых фильтров, таймеров, инверторов, тестеров. Вся продукция ROBITON сертифицирована в соответствии с российскими и европейскими стандартами качества.

Технические характеристики ROBITON Ecocharger Ak01.

• * Вход: 100-240 В АС 50/60 Гц
• * Выход:
• — NiCD/NiMH AA/AAA 1,2 В DC x 1-4 шт. 500± 20 мА
• — Щелочные AA/AAA 1,5 В DC x 1-4 шт. 200± 20 мА
• * Режим поддержания заряда малым током trickle charge ≤100± 20 мА
• * Энергопотребление без нагрузки: ≤2 Вт
• * Энергопотребление с полной нагрузкой: ≤7 Вт
• * Норма накопление заряда: ≥80%
• * Погрешность по току: ±20%

Распаковка

Автоматическое зарядное устройство ROBITON Ecocharger Ak01 поставляется в прозрачной блистерной упаковке, надежно защищающей от случайных повреждений. На упаковке присутствует наклейка, которая обращает внимание покупателя на уникальную функцию заряда щелочных батареек формата AA/AAA. Содержимое упаковки состоит из самого необходимого минимума — зарядное устройство и инструкция пользователя.

Внешний вид и органы управления.

Название модели Ecocharger четко указывает на экологическую нишу позиционирования данного зарядного устройства. Ну как тут обойтись без зеленого цвета в оформлении?

На корпусе зарядного устройства присутствуют 4 гнезда для батареек самых распространенных типоразмеров AA (так называемые «пальчиковые») и ААА («мизинчиковые»). Над каждым гнездом расположен двухцветный индикатор процесса зарядки. Возможные его состояния:

• * постоянно горит красным цветом — идет зарядка NiMH/NiCd аккумулятора;
• * постоянно горит зеленым цветом — процесс зарядки аккумулятора/батарейки завершен;
• * мигает попеременно красным и зеленым цветом — идет зарядка щелочной (алкалин) батарейки;
• * постоянно мигает красным цветом — установленный аккумулятор или батарейка непригодны к использованию.

Вилка для включения зарядного устройства в розетки электропитания расположена на задней части корпуса.

Работа возможна в сетях переменного тока от 100 В до 240 В, что означает работу в большинстве стран мира.

На правой грани устройства присутствует двухпозиционный переключатель режимов заряда: алкалин (щелочные) батарейки или NiMH/NiCD аккумуляторы.

Режимы работы устройства.

ROBITON Ecocharger предельно прост в использовании, фактически режим использования сводится к выбору типа заряжаемых батарей, и принципу «включил и забыл».

Режим «алкалин».

Специальная технология заряда импульсами позволяет заряжать щелочные элементы до 10 раз (как можно прочитать на упаковке), на сайте компании чуть подробнее написано, что безопасно можно перезаряжать батарейки до 5 и более раз. Нюанс состоит в том, что с каждым циклом перезаряда остаточная емкость существенно уменьшается и, как правило, составляет около 50 % от номинальной на 5 цикле заряда. После 10 цикла заряд теряет смысл из-за низкой остаточной емкости батарейки и риска взрыва.

Режим «NiMH/NiCD».

Используется микропроцессорный контроль заряда ΔV, с автоматическим отключением и защитой от перегрева. Устройство автоматически определяет типа элементов питания и уровень их заряда, поэтому можно производить дозаряд не полностью разряженных аккумуляторов. Аккумуляторы большой емкости для которых не хватит 8 часов заряда, можно заряжать в два этапа.

В обоих режимах работы зарядного устройства присутствуют:

• * защита от переполюсовки и короткого замыкания;
• * возможно заряжать 4 штуки элементов питания размера АА и ААА, причем все четыре канала зарядки независимые, можно одновременно заряжать от 1 до 4 элементов питания, в том числе различающихся типоразмеров (АА и ААА) и емкостей;
• * таймер безопасности — автоматически прекращает заряд батареек/аккумуляторов по прошествии 8 часов. В какой-то степени это может быть проблемой при зарядке полностью разряженных аккумуляторов большой емкости для которых может потребоваться больше 8 часов.

Важно! Нельзя одновременно заряжать щелочные батарейки и аккумуляторы. Это может привести к поломке устройства и взрыву элементов питания!.

Немного техно-порно.

Зачем нужно лезть внутрь зарядного устройства обычному пользователю? Правильный ответ — «незачем!». Поэтому предлагаю читателям ограничиться созерцанием фотографий внутренностей.

В первую очередь, лично мне, пришлось заглянуть внутрь из-за, пары щелочных батареек Varta Energy, потекших во время зарядки, которые своей «щелочной кровью» залили минусовые контакты зарядного устройства.

Половинки корпуса устройства держатся на трех винтах, один хорошо виден с обратной стороны устройства, два других спрятаны под декоративными зелеными накладками. Сами накладки крепятся на защелках.

На «лицевой» части платы все достаточно просто, из того, что бросается в глаза — на входе зарядного устройства стоит нормальный фильтр по питанию, преобразованием питания управляет интеллектуальная микросхема STMicroelectronics VIPer22a, температурных датчиков всего 2 (два) — по одному на два канала зарядки.

С обратной стороны «застройка» поплотнее, по группировке элементов можно не сомневаться, что управление всеми 4 каналами зарядки независимое, программа управления циклом заряда «зашита» в микроконтроллер 3F9454BZZSK94 производства Samsung.

В целом от осмотра внутренностей осталось положительное впечатление — используется современный микросхемный ряд, общее качество пайки отличное.

Небольшой осадок оставила не очень хорошая очистка платы (на заводе) от остатков паяльного флюса , на тестовом экземпляре устройства, пришлось немного потрудиться спиртом и ватной палочкой.

Тест зарядки NiMH аккумуляторов.

Для тестирования ROBITON Ecocharger использовались лучшие, по заявленной емкости, представители аккумуляторных NiMH батареек из продукции ROBITON типоразмера АА и ААА.

Методика тестирования заключалась в трех полных циклах заряд/разряд без контрольных замеров для минимизации эффекта «нераскаченного» нового аккумулятора. Далее заряженные элементы питания попарно разряжались через лампу 3 В 0,7 А, с промежуточными замерами напряжения и тока, до момента уменьшения напряжения на аккумуляторах до 0,85-0,9 В.

Аккумуляторы ROBITON 2850MHAA, типоразмер АА («пальчиковые»), заявленная производителем емкость 2850 мАч. Приятным бонусом к этим аккумуляторам идет футляр для хранения ROBITON Robibox.

В течение нескольких циклов заряда аккумуляторы стабильно показывали работу в районе 3 часов 40 минут до момента резкого падения напряжения, путем приблизительных подсчетов можно оценить их реальную емкость в районе 2500 мАч. Несомненно нужно учитывать как погрешность измерений, так и то, что первый десяток циклов зарядки, аккумуляторы могут показывать результаты чуть ниже паспортных, так как постепенно входят в рабочий режим.

Аккумуляторы ROBITON 1100MHAAA, типоразмер AАА («мизинчиковые»), заявленная производителем емкость 1100 мАч.

Также как и старшие AA братья, данные аккумуляторы показывали стабильно одинаковый результат в течение нескольких циклов заряд/разряд и работали в среднем около 1 часа 34 минут, что выводит нас на реальную емкость в районе 1050 мАч, что, фактически, учитывая погрешности измерения, соответствует паспортным 1100 мАч.

Тест зарядки щелочных батареек.

В связи с отсутствием в ассортименте ROBITON обычных батареек, для тестирования устройства использовались распространенные батарейки от сторонних производителей Duracell, Varta, Ansmann типоразмера АА.

Тестирование было разбито на 3 этапа:

* на первом использовались новые батарейки «Duracell базовые», для них делалась контрольная разрядка лампой 3 В 0,7 А с замером времени работы, затем батарейки ставились на цикл зарядка/контрольный разряд.

Первый цикл батарейки Duracell проработали 2 часа 14 минут в фонарике с лампой 0,7A, после первого заряда емкость их упала вдвое и время работы составило 1 час 8 минут. Немного не дотянули до заявленных 5-10 перезарядок, скорее всего такой результат связан с бюджетностью самой батарейки.

* на втором использовались пролежавшие около полугода сильно разряженные батарейки Varta Energy, для них было произведено пару циклов заряд/контрольный разряд с замером времени работы.

Было очень интересно посмотреть на реакцию зарядного устройства на «мертвые» батарейки. Результаты были предсказуемы — несколько батареек потекли в процессе зарядки, оставшиеся смогли проработать 17 минут, с упомянутой выше нагрузкой в виде лампы фонарика, с потребляемым током 0,7 А .

Во время зарядки, батарейки не грелись, их температура была в пределах комнатной, а вот аккумуляторы к концу заряда нагревались весьма существенно.

* на третьем использовались новые мощные батарейки Ansmann X-Power, для которых проводился замер работы «из коробки» и последующие 9 циклов заряд/разряд.

По графикам хорошо видно, что уже после первой зарядки остаточная емкость батареек составила порядка 40-45% от номинальной и в последующие несколько циклов держалась на одном уровне, после чего резко уменьшалась. На 9 цикле емкость составляла приблизительно 10% от новой батарейки. Т.е., на практике, для использования в устройствах с немалой нагрузкой пригодна 1, максимум 2 зарядки, а вот для слабомощных устройств можно «растянуть удовольствие» до 3-4 раз.

Тест заряженных батарей при разных температурах окружающей среды.

Для данного теста была использована фотовспышка Canon Speedlite 430EX II в ручном режиме, оценивалась скорость готовности вспышки к следующему «выстрелу» при комнатной температуре около 24 градусов Цельсия и при температуре порядка -12 градусов Цельсия. Цель — сравнение заряженных батареек (Duracell) и аккумуляторов (ROBITON) с мощными батарейками «из коробки» (Ansmann X-Power).

Как видно из таблицы, использование емких NiMH аккумуляторов (особенно учитывая большое кол-во возможных перезарядок), предпочтительнее мощных щелочных батареек.

Выводы.

Зарядное устройство ROBITON Ecocharger Ak01 вещь безусловно полезная благодаря функции зарядки обычных щелочных батареек и очень простая в использовании. Ведь даже за 1-2 перезарядки щелочной батарейки природа скажет вам «спасибо», «зелеными» подсчитано, что одна пальчиковая батарейка, выброшенная в мусор, может загрязнить тяжёлыми металлами до 20 квадратных метров земли!

По результатам замеров обычных батареек, можно сказать, что повторная зарядка действительно позволяет их использовать несколько раз, причем, чем качественнее батарейка изначально, тем больше циклов она выдержит без глобального снижения емкости. На практике, с хорошими батарейками, можно рассчитывать на 1 цикл нормальной работы с достаточно высокой нагрузкой (фотоаппараты, детские игрушки, брелоки автомобильных сигнализаций), после чего 1-2 цикла использовать их в устройствах с меньшей нагрузкой (например часы), ну и напоследок, отправлять их на «пенсию» в пульты дистанционного управления.

Для дешевых батареек, также как и для глубоко разряженных и залежалых батареек, на повторные зарядки рассчитывать не стоит, если только для упомянутых выше пультов дистанционного управления бытовой техникой. Но, при этом, стоит оценивать риск возможной течи в процессе зарядки.

Аккумуляторы ROBITON 2850MHAA во время тестов показали емкость чуть ниже заявленной производителем, расчетные цифры оказались приблизительно на 10-13% ниже паспортных, возможно нужно дать им некоторое время «на раскачку», ведь неделя-две тестов это не срок для аккумуляторов данного класса. В своем ценовом диапазоне они являются неплохим предложением.

Характеристики NiMH аккумуляторов ROBITON 1100MHAA соответствуют заявленным производителем и их можно смело рекомендовать к покупке для применения в «прожорливых» электронных гаджетах.

В заключение хотелось бы выразить благодарность компании ДНС и лично Дмитрию Вольневичу, а также компании «Источник Бэттэрис» www.istochnik.ru и торговой марке Robiton www.robiton.ru за представленные на тест образцы!

BONUS.

Напоследок не удержался от тестирования заряженных щелочных батареек на специализированном кото-приборе :-).

Использование обыкновенных батареек невыгодно, так как их ресурс работы очень сильно ограничен. Поэтому практичнее воспользоваться аккумуляторами. Их достоинство в неоднократном применении при условии правильного обращения с ними. Прежде всего, это связано с условиями их подзарядки. Аккумуляторы, отдавая накопленную энергию устройствам, периодически сами нуждаются в зарядке. Для этого и служат зарядные устройства для батареек.

История возникновения зарядных приборов

Открытие гальванического электричества привело к созданию первого прототипа аккумуляторных батарей. В 1798 году итальянский физик Алессандро Вольта провёл эксперимент, заключающийся в помещении последовательно подключённых пластин из меди и цинка в кислотный раствор. Он обнаружил, что при пропускании тока по пластинам после его прерывания на них сохранялся остаточный заряд. В последующее время этими экспериментами заинтересовались Готеро, Марианини, Беккерель. Но только в 1859 году Планте создал по-настоящему первый аккумулятор.

В основе его опыта использовались полоски из свинца с проложенным между ними кусочком материи. Затем он скатывал полоски и погружал их подкисленную воду. Подавая и снимая ток, он получал на них разность потенциалов, то есть накопление элементом ёмкости. Дальнейшее развитие привело к тому, что при покрытии пластин окислами свинца улучшилось формирование активного слоя.

В 1896 году американская компания National Carbon Company (NCC) первая в мире начинает выпуск батарей. Сегодня она известна под именем Energizer. Вначале 1901 года учёный Томас Эдисон запатентовал никель-кадмиевый тип батарей. В то же время Вальдмар Юнгнер разрабатывает никель-железный тип, называемый щелочным аккумулятором. Щелочные батареи находят применение в транспорте и на электростанциях. Параллельно с развитием аккумуляторов развиваются и технологии восстановления заряда.

Типы аккумуляторов и их особенности

В зависимости от технологии изготовления аккумуляторных батарей (АКБ) применяются и различные методы заряда. В первую очередь это зависит от химических процессов, проходящих внутри элементов батареек. Используя одинаковый принцип работы, аккумуляторы разделяются по материалам изготовления и химическим процессам, проходящим в них.

При этом важно для многих типов не допускать перезаряда или доводить их до состояния глубокого разряда.

Какие батарейки можно заряжать в зарядном устройстве, определить несложно по маркировке. На предназначенных для перезарядов указывается их ёмкость в Ah и номинальное напряжение. Главное отличие заключается в химической реакции: для аккумуляторов она обратима, а для обычных батареек, таких как «таблетка», нет. Аккумуляторы разделяются по следующим типам:

1. Никель-кадмиевые (Ni-Cd). Были разработаны в 1899 году. Их технология производства была далеко не идеальна, пока в 1947 году не создали элемент с возможностью аннигиляции газов, появляющихся в процессе подзаряда. Такие аккумуляторы не испытывают проблем при заряде в ускоренном режиме. Батарейки обладают высокой нагрузочной способностью, невысокой ценой, надёжностью и морозостойкостью. Хранить АКБ возможно при любой степени заряда. Из недостатков этого типа выделяют: наличие эффекта памяти, токсичность, низкую плотность энергии, скорость саморазряда. В настоящее время в бытовых целях практически не используются из-за своей токсичности.
2. Литий-ионный (Li-Ion). Первый такого типа аккумулятор был выпущен в начале 90-х годов корпорацией Sony. Характеризуются высокой энергетической ёмкостью, низким значением саморазряда. Количество циклов заряд-разряд превышает тысячу раз. Первого поколения аккумуляторы из-за применения в качестве анода металлического лития обладали способностью к воспламенению или взрыву в условиях перезаряда и не выдерживали многократные циклы подзаряда. Замена анода на графит полностью устранила проблему. Такие аккумуляторы не любят перегрева и глубокого разряда.
3. Никель-металл-гидридные (Ni-Mh). В 1984 году использование химического соединения La-Ni-Co позволило поглощать водород на протяжении более 100 циклов, что привело к возможности увеличения циклов заряд разряд до 1 тыс. раз. Устройство для восстановления энергии такого типа контролирует окончание заряда и обеспечивает плавность подзарядки.
4. Литий-полимерный (LiPol). Такого типа аккумулятор разрабатывался для замены Li-Ion первого поколения. В основе работы используется принцип перехода полимеров в полупроводниковое состояние при взаимодействии с ионами. Современные LiPol батареи выполняются произвольной формы с толщиной начиная от одного миллиметра. Эффект памяти отсутствует, поэтому не требуют предварительной разрядки перед зарядом. Для устранения перегрева при зарядке в состав элемента питания входит контроллер, контролирующий все процессы, происходящие при восстановлении ёмкости.
5. Гелиевые батареи. Имеющие малое количества циклов заряд-разряд, характеризуются низким саморазрядом. Выпускаются по технологии AMG и GEL с электролитом, находящимся в связанном виде. При восстановлении энергии требуют 10% от номинальной ёмкости АКБ. При заряде, как и для Li-Ion элементов, первостепенное значение имеет контроль нагрева. Для гелиевых батарей нагрев связан с переходом гелия в жидкое состояние и полная неработоспособность устройства, поэтому без контроля их заряжать нельзя.
6. Свинцово-кислотное устройство накопления энергии было разработано в 1859 году. Элемент энергии представляет собой решётчатую пластину из свинца, покрытую активным материалом и погруженной в электролит. Батарея практически не имеет саморазряда, но её характеристики сильно зависят от окружающей температуры. Обладает эффектом памяти, поэтому ЗУ должно перед зарядом разрядить элемент питания до минимально возможного уровня, а после зарядить. Сами батареи не любят глубокого разряда и при нём очень быстро деградируют.

Хотя на самом деле при ответе на вопрос можно ли заряжать алкалиновые батарейки, следует формально сказать, что да. Это связано с тем, что и в них тоже происходят химические процессы, пусть даже необратимые, но позволяющие накапливать ёмкость. Тут учитывается то, что заряд, накапливаясь, с большой скоростью приводит к быстрому нагреванию батарейки. Поэтому не следует их заряжать более 10−15 минут, при этом желательно контролировать поверхность на нагрев, а приложенное напряжение не должно превышать номинальное.

Таким образом, используемые зарядные устройства должны не допускать перезаряда батареек, контролировать температуру и иметь возможность бороться с так называемым эффектом памяти. Производители предлагают как универсальные приборы, подходящие для всех типов батарей, так и индивидуальные. Основное требование, предъявляемое к устройству — обеспечение безопасного и правильного процесса зарядки.

Методы зарядки

Перед тем как зарядить батарейку пальчиковую в домашних условиях, желательно знать, какой тип контроля зарядного прибора понадобится использовать. Применяют два метода контроля заряда:

• по току;
• по напряжению.

Первый способ применяется для NiCd и NiMh аккумуляторных батарей, а второй для свинцово-кислотных, LiIon и LiPol батарей. Автоматические ЗУ для аккумуляторов, использующие специализированные микроконтроллеры, позволяют правильно подзарядить любой тип элементов энергии, и контролируют этапы восстановления энергии.

ЗУ с контролем тока

Такие устройства называют гальваностатическими. Главным параметром ЗУ является значение тока батареи. Правильно перезарядить аккумулятор и не ухудшить его характеристики получится при подборе величины тока и скорости заряда. Для того чтоб определить значения тока, используется равенство I= 0,1C, где C- ёмкость батарейки. Почему не рекомендуется использовать большее значение, нетрудно понять, представляя химические процессы, проходящие в гальванических устройствах. Кроме этого, во-первых, это повышенный нагрев, а во-вторых, присутствующий эффект памяти.

Для избегания саморазряда обычно ЗУ в конце заряда переключаются на режим подзаряда малым током.

Но для щелочных аккумуляторов такой способ неприемлем, поэтому перезаряжать их в таком режиме нельзя. Для таких типов применяется способ прекращения заряда, когда ток не меняется в течение нескольких часов.

Способ контролирования напряжения

Вид работы основан на потенциостатическом режиме отключающий процесс заряда при достижении определённого напряжения. Для такого типа ЗУ используются различные скорости заряда. Для никель-кадмиевых и никель-металл-гидридных используют три скорости заряда: долгий (0,1С), быстрый (0,3С) и сверхбыстрый (1С). В процессе заряда сила тока уменьшается, а напряжение на выводах батарейки приближается к напряжению ЗУ. Считается, что таким методом невозможно полностью зарядить батарею.

Характеристики зарядных устройств

В магазинах встречаются разнообразные устройства, применяемые для заряда в различной ценовой категории. Они бывают простыми, настроенными на определённый ток заряда, или что предпочтительнее, интеллектуальными. К выбору ЗУ стоит отнестись серьёзно, так как от этого напрямую зависит срок эксплуатации аккумуляторов. Некачественные приборы заряда приводят к быстрому снижению ёмкости. При выборе зарядного устройства для пальчиковых батареек обращается внимание на следующие параметры:

1. Каналы заряда. Характеризуют возможность заряжать одновременно несколько батареек. При этом существуют устройства, позволяющие управлять процессом заряда каждой батарейки независимо.
2. Ток заряда. Хорошее зарядное позволяет регулировать ток заряда. Это может быть как в автоматическом, так и ручном режиме. При этом для уменьшения саморазряда по завершении этапов восстановления ёмкости, используется режим импульсного заряда. Такой режим ещё называется капельным.
3. Интеллектуальность устройства. Минимально, что должно выполнять ЗУ, это прекращать зарядку при достижении батарейкой своего номинального значения ёмкости. При этом для устранения эффекта памяти, присущий Ni-Cd аккумуляторам, прибор заряда должен иметь функцию разряда, перед началом цикла зарядки. Некоторые устройства, использующие сложные микропроцессоры, определяют автоматически параметры заряда и восстанавливают ёмкость путём последовательности циклов разряд/заряд.
4. Типоразмер. Приборы заряда могут быть предназначенные только для одного размера батареек, например, ААА или «Крона», или совмещать несколько размеров сразу.
5. Защита. При заряде важно контролировать весь процесс. Зарядное устройство снабжается защитой от короткого замыкания и всплесков напряжения на входе и выходе, а также датчиком контроля от перегрева аккумулятора.
6. Время заряда. В самых несложных зарядных устройствах применяются стандартные настройки, устанавливающие выключение заряда через десять часов. Но это в корне неправильно, так как время зарядки аккумуляторных батареек в первую очередь зависит от тока заряда. Например, для того чтоб рассчитать самостоятельно как долго понадобится заряжать батарейку с ёмкостью 1600 мА/ч, при токе заряда 400 мА, можно воспользоваться формулой C/Iзар. Для рассматриваемого случая время составит четыре часа.
7. Индикация. Наиболее удобными будут устройства, имеющие в своём составе графические индикаторы, отображающие наглядно все этапы работы. Но наряду с ними в устройствах используется и светодиодная индикация.

При выборе часто путается автоматическая зарядка с интеллектуальной. Разница заключается в том, что первого типа отключает процесс заряда после достижения на клеммах аккумулятора требуемого значения напряжения. А второго типа предназначена не только для непосредственного заряда, но и для восстановления ёмкости аккумуляторов. Такие устройства при включении измеряют ёмкость батарейки и пытаются, проводя циклы тренировки, привести их характеристики к начальным параметрам.

Наиболее популярные из них следующие

• Panasonic Eneloop BQ-CC17;
• Technoline BC 700;
• La-Crosse BC-1000;
• Opus BT C3100.

Эти устройства являются универсальными, позволяя заряжаться различным типам батареек, и имеют несколько независимых каналов. Весь процесс сводится к установке аккумулятора в зарядное приспособление и его включения.

Originally posted 2018-03-28 15:20:10.