Циклическое зу для акб своими руками: схемы на самодельное зарядное устройство для АКБ

схемы на самодельное зарядное устройство для АКБ

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы 2017 и 2018 года, как собрать принципиальную схему за час.

ТЕСТ:

Чтобы понять, обладаете ли вы необходимой информацией об аккумуляторах и зарядных устройствах для них, следует пройти небольшой тест:

1. По каким основным причинам происходит разрядка автомобильного аккумулятора на дороге?

А) Автомобилист вышел из транспорта и забыл выключить фары.

Б) Аккумуляторная батарея слишком нагрелась под воздействием солнечных лучей.

2. Может ли аккумулятор выйти из строя, если автомобилем не пользуются долгое время (стоит в гараже без запуска)?

А) При долгом простое аккумуляторная батарея выйдет из строя.

Б) Нет, батарея не испортится, ее потребуется только зарядить и она снова будет функционировать.

3. Какой источник тока используется для подзарядки АКБ?

А) Есть только один вариант — сеть с напряжением в 220 вольт.

Б) Сеть на 180 Вольт.

4. Обязательно снимать аккумуляторную батарею при подключении самодельного устройства?

А) Желательно производить демонтаж батареи с установленного места, иначе возникнет риск повредить электронику поступлением большого напряжения.

Б) Необязательно снимать АКБ с установленного места.

5. Если перепутать «минус» и «плюс» при подключении ЗУ, то аккумуляторная батарея выйдет из строя?

А) Да, при неправильном подключении, аппаратура сгорит.

Б) Зарядное устройство просто не включится, потребуется переместить на положенные места необходимые контакты.

Ответы:

1. А) Не выключенные фары при остановке и минусовая температура – наиболее распространенные причины разряда АКБ на дороге.
2. А) АКБ выходит из строя, если долго не подзаряжать ее при простое автомобиля.
3. А) Для подзарядки применяется напряжение сети в 220 В.
4. А) Не желательно производить зарядку батареи самодельным устройством, если она не снята с автомобиля.
5. А) Не следует путать клеммы, иначе самодельный аппарат перегорит.

Аккумулятор на автотранспорте требуют периодической зарядки. Причины разряжения могут быть разные — начиная от фар, что хозяин забыл выключить, и до отрицательных температур в зимний период на улице. Для подпитки

АКБ потребуется хорошее зарядное устройство. Такое приспособление в больших разновидностях представлено в магазинах автозапчастей. Но если нет возможности или желания покупки, то ЗУ можно сделать своими руками в домашних условиях. Имеется также большое количество схем — их желательно все изучить, чтобы выбрать наиболее подходящий вариант.

Определение: Зарядное устройство для автомобиля предназначается для передачи электрического тока с заданным напряжением напрямую в АКБ.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов

1. Потребуется ли производить какие-то дополнительные меры, перед тем как приступать к зарядке аккумуляторной батареи на своём автомобиле? – Да, потребуется почистить клеммы, поскольку во время работы на них появляются кислотные отложения. Контакты очень хорошо нужно почистить, чтобы ток без трудностей поступал к батарее. Иногда автомобилисты используют смазку для обработки клемм, ее тоже следует убрать.
2. Чем протереть клеммы зарядных устройств? — Специализированное средство можно купить в магазине или приготовить самостоятельно. В качестве самостоятельно изготовленного раствора используют воду и соду. Компоненты смешиваются и перемешиваются. Это отличный вариант для обработки всех поверхностей. Когда кислота соприкоснется с содой, то произойдет реакция и автомобилист обязательно ее заметит. Это место и потребуется тщательно протереть, чтобы избавиться от всей кислоты. Если клеммы ранее обрабатывались смазкой, то она убирается любой чистой тряпкой.
3. Если на аккумуляторе стоят крышки, то их нужно вскрывать перед началом зарядки? — Если крышки имеются на корпусе, то их обязательно снимают.
4. По какой причине необходимо откручивать крышечки с аккумуляторной батареи? — Это нужно, чтобы газы, образующиеся в процессе зарядки, беспрепятственно выходили из корпуса.
5. Есть необходимость обращать внимание на уровень электролита в аккумуляторной батарее? – Это делается в обязательном порядке. Если уровень ниже требуемого, то необходимо добавить дистиллированную воду внутрь аккумулятора. Уровень определить не составит труда – пластины должны быть полностью покрыты жидкостью.

Ещё важно знать: 3 нюанса об эксплуатации

Самоделка по способу эксплуатации несколько отличается от заводского варианта. Это объясняется тем, что у покупного агрегата имеются встроенные функции, помогающие в работе. Их сложно установить на аппарате, собранном дома, а потому придется придерживаться нескольких правил при эксплуатации.

1. Зарядное устройство, собранное своими руками не будет отключаться при полной зарядке аккумулятора. Именно поэтому необходимо периодически следить за оборудованием и подключать к нему мультиметр – для контроля заряда.
2. Нужно быть очень аккуратным, не путать «плюс» и «минус», иначе
   зарядное устройство сгорит.
3. Оборудование должна быть выключено, когда происходит соединение с зарядным устройством.

Выполняя эти простые правила, получится правильно произвести подпитку АКБ и не допустить неприятных последствий.

Топ-3 производителей зарядных устройств

Если нет желания или возможности своими руками собрать ЗУ, то обратите внимание на следующих производителей:

1. Стек.
2. Сонар.
3. Hyundai.

Фирмы хорошо зарекомендовали себя на рынке, а потому о надежности и функциональности переживать при покупке не следует.

Как избежать 2-х ошибок при зарядке аккумуляторной батареи

Необходимо соблюдать основные правила, чтобы правильно подпитать

батарею на автомобиле.

1. Напрямую к электросети аккумуляторную батарею запрещено подключать. Для этой цели и предназначается зарядные устройства.
2. Даже если устройство изготавливается качественно и из хороших материалов, всё равно потребуется периодически наблюдать за процессом зарядки, чтобы не произошли неприятности.

Выполнение простых правил обеспечит надежную работу самостоятельно сделанного оборудования. Гораздо проще следить за агрегатом, чем после тратиться на составляющие для ремонта.

Самое простое зарядное устройство для АКБ

Схема 100% рабочего ЗУ на 12 вольт

ЗУ на 12 вольт

Посмотрите на картинке на схему ЗУ на 12 В.  Оборудование предназначается для зарядки автомобильных аккумуляторов с напряжением 14,5 Вольт. Максимальный ток, получаемый при заряде составляет 6 А. Но аппарат также подходит и для других аккумуляторов – литий-ионных, поскольку напряжение и выходной ток можно отрегулировать. Все основные компоненты для сборки устройства можно найти на сайте Aliexpress.

Необходимые компоненты:

1. dc-dc понижающий преобразователь.
2. Амперметр.
3. Диодный мост КВРС 5010.
4. Концентраторы 2200 мкФ на 50 вольт.
5. трансформатор ТС 180-2.
6. Предохранители.
7. Вилка для подключения к сети.
8. «Крокодилы» для подключения клемм.
9. Радиатор для диодного моста.

Трансформатор используется любой, по собственному усмотрению Главное, чтобы его мощность была не ниже 150 Вт (при зарядном токе в 6 А). Необходимо установить на оборудование толстые и короткие провода. Диодный мост фиксируется на большом радиаторе.

Схема ЗУ Рассвет 2

Схема ЗУ Рассвет 2

Посмотрите на картинке на схему зарядного устройства Рассвет 2. Она составлена по оригинальному ЗУ. Если освоить эту схему, то самостоятельно получится создать качественную копию, ничем не отличающуюся от оригинального образца. Конструктивно устройство представляет собой отдельный блок, закрывающийся корпусом, чтобы защитить электронику от влаги и воздействия плохих погодных условий. На основание корпуса необходимо подсоединить трансформатор и тиристоры на радиаторах. Потребуется плата, что будет стабилизировать заряд тока и управлять тиристорами и клеммы.

1 схема умного ЗУ

Умное ЗУ

Посмотрите на картинке принципиальную схему умного зарядного устройства. Приспособление необходимо для подключения к свинцово-кислотным аккумуляторам, имеющим емкость — 45 ампер в час или больше. Подключают такой вид аппарата не только к аккумуляторам, что ежедневно используются, но также к дежурным или находящимся в резерве. Это довольно бюджетная версия оборудования. В ней не предусмотрен индикатор, а микроконтроллер можно купить самый дешевый.

Если имеется необходимый опыт, то трансформатор собирается своими руками. Нет необходимости устанавливать также и звуковые сигналы оповещения — если

аккумулятор подключится неправильно, то загоревшаяся лампочка разряда будет уведомлять об ошибке. На оборудование необходимо поставить импульсный блок питания  на 12 вольт — 10 ампер.

1 схема промышленного ЗУ

Посмотрите на схему промышленного зарядного устройства от оборудования Барс 8А. Трансформаторы используются с одной силовой обмоткой на 16 Вольт, добавляется несколько диодов vd-7 и vd-8. Это необходимо для того, чтобы обеспечить мостовую схему выпрямителя от одной обмотки.

1 схема инверторного устройства

Инверторный вид

Посмотрите на картинке схему инверторного зарядного устройства. Это приспособление перед началом зарядки разряжает аккумуляторную батарею до 10,5 Вольт. Ток используется с величиной С/20:  «C» обозначает ёмкость установленного аккумулятора. После этого процесса напряжение повышается до 14,5 Вольт, при помощи разрядно-зарядного цикла. Соотношение величины заряда и разряда составляет десять к одному.

1 электросхема ЗУ электроника

Схема Электроника

1 схема мощного ЗУ

Мощное ЗУ

Посмотрите на картинке на схему мощного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Приспособление применяется для кислотных АКБ, имеющих высокую емкость. Устройство с легкостью заряжает автомобильный аккумулятор, имеющий емкость в 120 А. Выходное напряжение устройство регулируется самостоятельно. Оно составляет от 0 до 24 вольт. Схема примечательна тем, что в ней установлено мало компонентов, но дополнительные настройки при работе она не требует.

2 схемы советского ЗУ

Советское ЗУ

Многие уже могли видеть советское зарядное устройство. Оно похоже на небольшую коробку из металла, и может показаться совсем ненадежной. Но это вовсе не так. Главное отличие советского образца от современных моделей — надежность. Оборудование обладает конструктивной мощностью. В том случае, если к старому устройству подсоединить электронный контроллер, то зарядник получится оживить. Но если под рукой такого уже нет, но есть желание его собрать, необходимо изучить схему.

К особенностям их оборудования относят мощный трансформатор и выпрямитель, с помощью которых получается быстро зарядить даже сильно разряженную батарею. Многие современные аппараты не смогут повторить этот эффект.

Электрон 3М

Схема Электрон 3М

За час: 2 принципиальные схемы зарядки своими руками

Простые схемы

1 самая простая схема на автоматическое ЗУ для авто АКБ

Простая схема

Топ 4 схем импульсных ЗУ

Импульсные ЗУ

1 схема на тиристорное ЗУ

Схема

1 упрощенная схема с сайта Паяльник

Схема

1 схема на интеллектуальное ЗУ

Интеллектуальное ЗУ

4 подробные схемы защиты для ЗУ

Защита

Новые схемы 2017 и 2018 года

Новые схемы

1 схема на китайское ЗУ

Схема

1 простая схема — как собрать ЗУ

Схема

Как сделать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками

Зарядное устройство для аккумулятора – это необходимый девайс каждого автолюбителя. Но в силу высокой стоимости и частых поломок, позволить себе купить новое ЗУ может далеко не каждый. Но выход есть.

Если вы имеете определенные навыки и умеете держать в руках инструменты, в том числе и паяльник, то сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками – не составит труда. Ниже более подробно изучим этот вопрос.

Немного полезной информации

Аккумулятором называется накопитель электрического заряда. Во время подачи на него электрического напряжения, происходит накопление энергии, что объясняется химическими изменениями внутри батареи. При подключении источника потребления можно наблюдать обратный процесс, который обусловлен обратным химическим изменением, создающим напряжение в области клеммов устройства. Через нагрузку происходит прохождение тока. То есть, чтобы получить напряжение от аккумуляторной батареи, следует сначала ее зарядить.

Сам процесс заряда батареи происходит по определенным правилам и зависит от вида аккумулятора. Из-за нарушения данных правил возможно уменьшение срока эксплуатации батареи, а также ее емкости.

Именно поэтому параметры для зарядного устройства к автомобильному аккумулятору должны подбираться строго индивидуально, для определенного носителя энергии.

Это возможно в случае со сложными зарядными устройствами, имеющими регулируемые параметры, а также приобретая отдельное ЗУ специально под определенную батарею. Но есть более универсальный и практичный вариант – сделать зарядное устройство своими руками.

Виды зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

В процессе заряда батареи происходит восстановление израсходованной в емкости энергии. С этой целью на клеммы аккумуляторной емкости происходит подача напряжения, которая слегка выше, нежели основные рабочие показатели аккумуляторной батареи. В зависимости от вида зарядного устройства, подаваться может:

1. Постоянный ток. Средняя длительность такого заряда составляет около 10 часов и более, при этом на протяжении всего времени происходит подача фиксированного тока. Напряжение может изменяться в пределах от 13,8 до 14,4 В в самом начале зарядки, а в конце она может снизиться до отметки в 12,8 В. То есть это постепенный метод накопления емкости батареи, который в ходе эксплуатации держится дольше. Но среди минусов можно выделить необходимость в контроле над процессом, так как важно вовремя выключить ЗУ. В случае перезаряда возможно закипание электролита, что снизит функциональность батареи.
2. Постоянное напряжение. При таком типе заряда устройство все время подает напряжение в 14,4 В, при этом происходит изменение значений от больших в начале зарядки, до меньших – в конце. Поэтому перезаряд невозможен, разве что в случае если вы оставите ЗУ на несколько дней. Достоинством является меньшее время для заряда (7-8 часов), и возможность оставить ЗУ без присмотра. Но при частом использовании данного метода возможно более быстрое выхождение батареи из строя, в процессе эксплуатации она будет быстрее разряжаться.

Поэтому, если нет необходимости в быстром заряде батареи, лучше отдать предпочтение первому варианту – с постоянным током. А в случае, когда нужно быстро восстановить работоспособность АБ подойдет постоянное напряжение, но не для многоразового пользования.

Если же задаетесь вопросом, какое лучше зарядное устройство сделать своими руками, то здесь однозначно стоит выбрать вариант с подачей постоянного тока. По схеме этот прибор достаточно прост, и состоит из доступных элементов.

Как узнать состояние батареи?

Необходимость в зарядке аккумулятора автомобиля зависит от уровня заряда. И метод проверки, именуемый в народе как «крутит/не крутит» является не самым удачным методом. Если же батарея «не крутит», например, перед выездом, то вы вообще не сможете завести машину, состояние «не крутит»– критическое и может предполагать крайне негативные последствия для самого аккумулятора.

Самым эффективным и безопасным методом является измерение напряжение при помощи самого простого тестера. Так, при температуре воздуха приблизительно около 20 градусов, зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключенного от нагрузки аккумулятора такова:

• 12,6-12,7 – батарея полностью заряжена;
• 12,3-12,4 – уровень заряда составляет около 75%;
• 12,0-12,1 – приблизительно 50%;
• 11,8-11,9 – 25%;
• 11,6-11,7 – батарея находится в разряженном состоянии;
• если же показатель находится ниже отметки в 11,6 В, то это означает глубокий разряд.

Все вышеперечисленные показатели измеряются в вольтах.

Показатель в 10,6 Вольт является критическим, и если уровень еще больше снизится, то аккумуляторная батарея, особенно которая давно обслуживалась, просто выйдет из строя.

Нужные параметры при зарядке постоянным током

Уже доказано, что производить заряд автомобильных свинцовых кислотных аккумуляторных батарей (в основном в автомобилях присутствуют именно такие) необходимо при помощи тока, не превышающего показателя в 10% от емкости всей батареи.

Так, в случае емкости АБ в 55 A/ч, максимальная подача тока заряда должна быть 5,5 А. По такому принципу высчитывается максимальный ток для любой батареи. Можно даже немного снизить подачу тока, но в таком случае процесс заряда будет идти немного медленнее. Накопление заряда будет происходить даже в случае, если ток заряда будет ближе к отметке 0,1 А. Но в таком случае для восстановления емкости необходимо будет очень много времени.

Минимальное время заряда АБ при уровне тока в 10% от заряда составляет 10 часов, но это в случае полного разряда батареи, которого допускать недопустимо. Поэтому на фактическое время до полного заряда влияет глубина разряда.

Чтобы произвести расчет примерного времени до полного заряда, следует выяснить разницу между максимальным зарядом (12,8 вольт) и вольтажом на данный момент. Если эту цифру умножить на 10, то можно получить приблизительно время в часах.

Схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Обычно с целью пополнения емкости электрического накопителя, необходима бытовая сеть в 220 вольт, преобразовывающаяся в пониженное напряжение с помощью преобразователя. Сделать ЗУ своими руками вполне возможно, скорее, это даже не вызовет никаких проблем. Для этого достаточно будет минимальных знаний в области электротехники и умение пользоваться паяльником, и другими инструментами.

Простые схемы

Самый простой и действенный метод заключается в использовании понижающего трансформатора. С его помощью снижается напряжение в 220 В до необходимых для заряда 13-15 вольт.

Найти трансформаторы такого типа можно в старых ламповых телевизорах или же в блоках питания для компьютера, которые продаются на блошиных рынках. Однако имеется нюанс – на выходе трансформатора переменное напряжение. Поэтому появляется необходимость в его выпрямлении.

Это можно сделать с помощью таких методов:

• Одного выпрямляющего диода, установленного после трансформатора, при этом на выходе подобного зарядного устройства будет наблюдаться пульсирующий ток с сильными ударами, так как срезана только одна полуволна. Ниже представлена самая простая схема с одним диодом.

• Второй метод – это использование диодного моста, благодаря которому отрицательная волна будет заворачиваться вверх. Зарядное устройство тоже будет обладать пульсирующим током, но биение уже будут менее выраженными. Чаще всего в домашних условиях реализовывают именно эту схему, хотя она является далеко не самым лучшим вариантом. Диодный мост можно собрать самостоятельно на любых выпрямляющих диодах. Или же можно не заморачиваться, и приобрести уже готовую сборку.

• Третий вариант – это диодный мост со сглаживающим конденсатором (4000-5000 мкФ, 25 вольт). На выходе данной схемы мы получается постоянный ток, что очень даже подходит для изготовления зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками.

Все вышеперечисленные схемы имеют в своем составе также предохранители типа 1А и приборы для измерения. С их помощью возможно контролировать процесс заряда аккумуляторной батареи. Однако можно исключить их из данных схем, но в таком случае для периодических измерений и контроля над функциональностью прибора необходимо будет использовать мультиметр.

И если в случае с контролем напряжения подобный вариант возможен (просто нужно будет приставлять щупы к клеммам), то вот проконтролировать ток будет достаточно сложно. В таком случае для измерения необходимо будет включать прибор в разрыв цепи. Это означает, что каждый раз для проверки тока потребуется выключать питание, после проводить проверку мультиметром в режиме измерения тока, а потом опять включать питание. Придется разбирать измерительную цепь в обратном направлении. В связи с этим необходимо заранее подумать о применении амперметра хотя бы на 10 А.

Среди недостатков данных схем можно выделить отсутствие возможности регулировки параметров заряда. Поэтому выбирая элементную базу, отдавайте предпочтение таким вариантам, чтобы на выходе сила тока соответствовала тем самым 10% или немного меньше от емкости батареи. Напряжение должно наблюдаться в пределах от 13,2 до 14,4 вольт.

Но что делать в случае, когда ток больше необходимой отметки? Для этого в схему ЗУ следует добавить резистор, который размещают на плюсовом выходе диодного моста непосредственно перед амперметром. По месту необходимо подобрать сопротивление, основной ориентир – ток. При этом мощность резистора должна быть немного больше, так как на него будет рассеиваться лишний заряд, приблизительно 10-20 ВТ.

Еще один нюанс – скорее всего зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, сделанное своими руками по вышеперечисленным схемам будет сильно нагреваться. Чтобы избежать перегорания, можно в схему добавить куллер, который должен располагаться после диодного моста.

Схемы с регулировкой

Недостатком всех данных схем является отсутствие возможности производить регулировку подачи тока. И единственный вариант изменить это – менять сопротивления. Можно поставить переменный подстроечный резистор, что является наиболее простым и эффективным вариантом. Однако более надежно будет произвести ручную регулировку тока в схеме с использованием двух транзисторов и подстроечным резистором.

Ниже предоставлена схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками, в которой имеется возможность производить ручную регулировку тока заряда.

Изменение тока заряда происходит при помощи переменного резистора, который необходимо разместить после составного транзистора VT1-VT2, поэтому через него проходит небольшой ток. В связи с этим мощность будет в среднем около 0,5-1 Вт.

Трансформатор с мощностью в 250-500 Вт и вторичная обмотка 15-17 В, при которой диодный мост должен быть собран на диодах с рабочим током в 5% и более.

Следует выбирать транзистор VT1 — П210, так как VT2 можно выбрать из нескольких вариантов. Это германиевые П13-П17 или же кремниевые КТ814, КТ 816. Чтобы отводить тепло и не провоцировать перегрев, следует на металлической пластине или же в области радиатора установить отвод не менее 300 см кв.

Зарядное устройство из блока питания

Для сбора простого зарядного устройства своими руками, необходим самый обыкновенный блок питания от старого компьютера и немного знаний в области радиотехники. При этом характеристики прибора будут очень даже неплохими. С помощью подобного устройства можно заряжать аккумуляторные батареи током не более 10 А, при этом имеется возможность регулировки тока и напряжения заряда.

Основным условием является блок питания с контроллером TL494. Чтобы создать автомобильную зарядку своими руками из блока питания компьютера, необходимо собрать схему, которая представлена ниже на картинке.

Далее представим алгоритм для доработки операции:

1. Откусить провода шин питания, кроме желтый и черных.
2. Произвести соединение желтых проводов между собой и отдельно черных, с учетом полюса «+» и «-» (отталкиваясь от данных на схеме).
3. Перерезать все дорожки, которые ведут к выводам контроллера 1, 14, 15 и 16.
4. Произвести установку на кожух блока питания переменных резисторов, номинал которых будет соответствовать 10 и 4,4 кОм, что необходимо для регулировки напряжения и тока зарядки.
5. При помощи навесного монтажа собрать схему, показанную на картинке выше.

В случае правильного монтажа, на этом доработку можно считать завершенной. Останется только добавить вольтметр, амперметр и провода с крокодильчиками для подключения к батарее.

Имея небольшие знания и умения в области электрики и радиотехнологии, можно с легкостью разобраться с задачей создания зарядного устройства в домашних условиях. Важно соблюдать нюансы, и обращать внимания на мелочи, так как даже банальное несовпадение проводов или же путаница в полюсах может привести устройство в негодность.

Видео «Пошаговая инструкция по сборке зарядного устройства»

Схемы зарядных устройств для автомобильного аккумулятора: сборка своими руками

Зарядное устройство (ЗУ) для аккумулятора необходимо каждому автолюбителю, но стоит оно немало, а регулярные профилактические поездки в автосервис не выход. Обслуживание батареи в СТО требует времени и денег. Кроме того, на разряженном аккумуляторе до сервиса ещё нужно доехать. Собрать своими руками работоспособное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками сможет каждый, кто умеет пользоваться паяльником.

Немного теории об аккумуляторах

Любой аккумулятор (АКБ) — накопитель электрической энергии. При подаче на него напряжения энергия накапливается, благодаря химическим изменениям внутри батареи. При подключении потребителя происходит противоположный процесс: обратное химическое изменение создаёт напряжение на клеммах устройства, через нагрузку течёт ток. Таким образом, чтобы получить от батареи напряжение, его сначала нужно «положить», т. е. зарядить аккумулятор.

Практически любой автомобиль имеет собственный генератор, который при запущенном двигателе обеспечивает электроснабжение бортового оборудования и заряжает аккумулятор, пополняя энергию, потраченную на пуск мотора. Но в некоторых случаях (частый или тяжёлый запуск двигателя, короткие поездки и пр.) энергия аккумулятора не успевает восстанавливаться, батарея постепенно разряжается. Выход из создавшегося положения один — зарядка внешним зарядным устройством.

Как узнать состояние батареи

Чтобы принимать решение о необходимости зарядки, нужно определить, в каком состоянии находится АКБ. Самый простой вариант — «крутит/не крутит» — в то же время является и неудачным. Если батарея «не крутит», к примеру, утром в гараже, то вы вообще никуда не поедете. Состояние «не крутит» является критическим, а последствия для аккумулятора могут быть печальными.

Оптимальный и надёжный метод проверки состояния аккумуляторной батареи — измерение напряжения на ней обычным тестером. При температуре воздуха около 20 градусов зависимость степени зарядки от напряжения на клеммах отключённой от нагрузки (!) батареи следующая:

• 12.6…12.7 В — полностью заряжена;
• 12.3…12.4 В — 75%;
• 12.0…12.1 В — 50%;
• 11.8…11.9 В — 25%;
• 11.6…11.7 В — разряжена;
• ниже 11.6 В — глубокий разряд.

Нужно отметить, что напряжение 10.6 вольт — критическое. Если оно опустится ниже, то «автомобильная батарейка» (особенно необслуживаемая) выйдет из строя.

Правильная зарядка

Существует два метода зарядки автомобильной батареи — постоянным напряжением и постоянным током. У каждого свои особенности и недостатки:

• Зарядка постоянным напряжением — годится для восстановления заряда не полностью разряженных батарей, напряжение на клеммах которых не ниже 12.3 В. Процесс заключается в следующем: к клеммам батареи подключают источник постоянного тока напряжением 14.2–14.7 В. Окончание процесса контролируют по току потребления: когда он упадёт до нуля, зарядка считается оконченной. Недостаток такого способа — возможно большой начальный зарядный ток; чем сильнее батарея разряжена, тем выше ток. Преимущества метода очевидны — вам не нужно постоянно регулировать ток зарядки, аккумулятору не грозит перезарядка, если вы про него забудете.
• Зарядка постоянным током — самый распространённый и надёжный способ. В этом режиме ЗУ выдаёт постоянный ток, равный 1/10 ёмкости батареи. Окончание процесса зарядки определяется по напряжению на батарее — когда оно достигнет 14.7 В, заряжать батарею прекращают. Недостаток такого метода — батарею можно испортить, не сняв вовремя с зарядки.

Самодельные зарядки для АКБ

Собрать своими руками зарядное устройство для автомобильного аккумулятора реально и не особо сложно. Для этого нужно иметь начальные знания по электротехнике и уметь держать в руках паяльник.

Простое устройство на 6 и 12 В

Такая схема самая элементарная и бюджетная. При помощи этого ЗУ вы сможете качественно зарядить любой свинцовый аккумулятор с рабочим напряжением 12 или 6 В и электрической ёмкостью от 10 до 120 А/ч.

Устройство состоит из понижающего трансформатора Т1 и мощного выпрямителя, собранного на диодах VD2-VD5. Установка зарядного тока производится переключателями S2-S5, при помощи которых в цепь питания первичной обмотки трансформатора подключаются гасящие конденсаторы C1-C4. Благодаря кратному «весу» каждого переключателя, различные комбинации позволяют ступенчато регулировать ток зарядки в пределах 1–15 А с шагом 1 А. Этого достаточно для выбора оптимального тока зарядки.

К примеру, если необходим ток в 5 А, то понадобится включить тумблеры S4 и S2. Замкнутые S5, S3 и S2 дадут в сумме 11 А. Для контроля напряжения на АКБ служит вольтметр PU1, за зарядным током следят при помощи амперметра PА1.

В конструкции можно использовать любой силовой трансформатор мощностью около 300 Вт, в том числе и самодельный. Он должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 22–24 В при токе до 10–15 А. На месте VD2-VD5 подойдут любые выпрямительные диоды, выдерживающие прямой ток не менее 10 А и обратное напряжение не ниже 40 В. Подойдут Д214 или Д242. Их следует установить через изолирующие прокладки на радиатор с площадью рассеяния не менее 300 см. кв.

Конденсаторы С2-С5 обязательно должны быть неполярные бумажные с рабочим напряжением не ниже 300 В. Подойдут, к примеру, МБЧГ, КБГ-МН, МБГО, МБГП, МБМ, МБГЧ. Подобные конденсаторы, имеющие форму кубиков, широко использовались как фазосдвигающие для электромоторов бытовой техники. В качестве PU1 использован вольтметр постоянного тока типа М5−2 с пределом измерения 30 В. PA1 — амперметр того же типа с пределом измерения 30 А.

Схема проста, если собрать её из исправных деталей, то в налаживании не нуждается. Это устройство подойдёт и для зарядки шестивольтовых батарей, но «вес» каждого из переключателей S2-S5 будет иным. Поэтому ориентироваться в зарядных токах придётся по амперметру.

С плавной регулировкой тока

По этой схеме собрать зарядник для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.

Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.

Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А. Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.

Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.

Налаживание устройства сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру.

Из компьютерного блока питания

Чтобы собрать это простое зарядное устройство своими руками, понадобится обычный блок питания от старого компьютера АТХ и знания по радиотехнике. Но зато и характеристики прибора получатся приличными. С его помощью заряжают батареи током до 10 А, регулируя ток и напряжение заряда. Единственное условие — БП желателен на контроллере TL494.

Для создания автомобильной зарядки своими руками из блока питания компьютера придётся собрать схему, приведённую на рисунке.

Пошагово необходимые для доработки операции будут выглядеть следующим образом:

1. Откусить все провода шин питания, за исключением жёлтых и чёрных.
2. Соединить между собой жёлтые и отдельно чёрные провода — это будут соответственно «+» и «-» ЗУ (см. схему).
3. Перерезать все дорожки, ведущие к выводам 1, 14, 15 и 16 контроллера TL494.
4. Установить на кожух БП переменные резисторы номиналом 10 и 4,4 кОм — это органы регулировки напряжения и тока зарядки соответственно.
5. Навесным монтажом собрать схему, приведённую на рисунке выше.

Если монтаж выполнен правильно, то доработку закончена. Осталось оснастить новое ЗУ вольтметром, амперметром и проводами с «крокодилами» для подключения к АКБ.

В конструкции возможно использовать любые переменные и постоянные резисторы, кроме токового (нижний по схеме номиналом 0.1 Ом). Его рассеиваемая мощность — не менее 10 Вт. Сделать такой резистор можно самостоятельно из нихромового или медного провода соответствующей длины, но реально найти и готовый, к примеру, шунт от китайского цифрового тестера на 10 А или резистор С5−16МВ. Ещё один вариант — два резистора 5WR2J, включённые параллельно. Такие резисторы есть в импульсных блоках питаниях ПК или телевизоров.

Что необходимо знать при зарядке АКБ

Заряжая автомобильный аккумулятор, важно соблюдать ряд правил. Это поможет вам продлить срок службы аккумулятора и сохранить своё здоровье:

1. Все свинцовые аккумуляторы заряжают током не выше одной десятой от ёмкости батареи. Если у вас в авто стоит АКБ ёмкостью 60 А/ч, то расчёт зарядного тока выглядит так: 60/10=6 А.
2. В процессе зарядки могут выделяться взрывоопасные газы. Особенно это касается обслуживаемых аккумуляторов. Достаточно одной искры, чтобы скопившийся в гараже или другом помещении водород взорвался. Поэтому заряжать аккумуляторы нужно в хорошо проветриваемом помещении или на балконе.
3. Зарядка батареи сопровождается выделением тепла, поэтому постоянно контролируйте температуру корпуса АКБ на ощупь. Если батарея заметно нагрелась, то немедленно уменьшите зарядный ток или вообще прекратите зарядку.
4. Если батарея обслуживаемая, постоянно контролируйте уровень электролита в банках и его плотность. В процессе заряда электролит «выкипает», а плотность повышается. Если пластины в банке оголились или плотность поднялась выше 1.29, а зарядка ещё не закончена, добавьте в электролит дистиллированной воды.
5. Не допускайте перезарядки батареи. Максимальное напряжение на ней при подключённом ЗУ — 14.7 В.
6. Не допускайте глубокой разрядки батареи, подзаряжайте её периодически. Если напряжение на батарее при отключённой нагрузке опустится ниже 10.7, АКБ придётся выбросить.

Вопрос о создании простого зарядного устройство для аккумулятора своими руками выяснен. Все достаточно просто, осталось запастись необходимым инструментом и можно смело приступать к работе.

Зарядное устройство для автомобильного АКБ. Схемы.

По этой схеме собрать зарядное устройство для аккумулятора автомобиля своими руками сложнее, но она возможна в повторении и тоже не содержит дефицитных деталей. С её помощью допустимо заряжать 12-вольтовые аккумуляторы ёмкостью до 120 А/ч, ток заряда плавно регулируется.

Нажмите на изображение чтобы увеличить

Зарядка батареи производится импульсным током, в качестве регулирующего элемента используется тиристор. Помимо ручки плавной регулировки тока, эта конструкция имеет и переключатель режима, при включении которого зарядный ток увеличивается вдвое.

Режим зарядки контролируется визуально по стрелочному прибору RA1. Резистор R1 самодельный, выполненный из нихромовой или медной проволоки диаметром не менее 0.8 мм. Он служит ограничителем тока. Лампа EL1 — индикаторная. На её месте подойдёт любая малогабаритная индикаторная лампа с напряжением 24–36 В.

Понижающий трансформатор можно применить готовый с выходным напряжением по вторичной обмотке 18–24 В при токе до 15 А (размеры трансформатора внушительные, примерно 15х15х15 см. и выше). Если подходящего прибора под рукой не оказалось, то можно сделать самому из любого сетевого трансформатора мощностью 250–300 Вт. Для этого с трансформатора сматывают все обмотки, кроме сетевой, и наматывают одну вторичную обмотку любым изолированным проводом с сечением 6 мм. кв. Количество витков в обмотке — 42.

Тиристор VD2 может быть любым из серии КУ202 с буквами В-Н. Его устанавливают на радиатор с площадью рассеивания не менее 200 см. кв. Силовой монтаж устройства делают проводами минимальной длины и с сечением не менее 4 мм. кв. На месте VD1 будет работать любой выпрямительный диод с обратным напряжением не ниже 20 В и выдерживающий ток не менее 200 мА.

Настройка прибора сводится к калибровке амперметра RA1. Сделать это можно, подключив вместо аккумулятора несколько 12-вольтовых ламп общей мощностью до 250 Вт, контролируя ток по заведомо исправному эталонному амперметру (мультиметру, авометру).

---

Совсем элементарная схема простейшего зарядного устройства АКБ автомобилей

Диоды Д 242, Д 242А, конденсатор электролитический 2200 мкф 25 В

Трансформатор силовой

1 обмотка на 220 В, 2 обмотка 15 В от 6 А и можно до 15 А, ТС 180-2 от старого лампового ЧБ телевизора вполне подойдёт.

Данная схема ЗУ имеет большие пульсации на выходе.

---

Схема ЗУ с автоматическим отключением АКБ

---

Пусковое устройство

Применение пускового устройства будет особенно полезно автолюбителям, занимающимся эксплуатацией автомобиля в зимнее время года, так как оно продлевает срок службы аккумулятора, а также позволяет без проблем заводить холодный автомобиль зимой, даже при не полностью заряженном аккумуляторе. Из опыта известно, что при минусовой температуре аккумулятор снижает свою отдачу на 25…40%. А если он еще не полностью заряжен, то не сможет обеспечить требуемый для пуска двигателя начальный ток 200 А. Этот ток потребляет стартер в начальный момент раскрутки вала двигателя (номинальный ток потребления стартером около 80 А, но в момент пуска он значительно больше).

Простейшие расчеты показывают, что, для того чтобы пусковое устройство эффективно работало при подключении его параллельно с аккумулятором, оно должно обеспечивать ток не менее 100А при напряжении 10…14В. При этом номинальная мощность используемого сетевого трансформатора Т1 (рис.1) должна быть не менее 800 Вт. Как известно, номинальная рабочая мощность трансформатора зависит от площади сечения магнитопровода (железа) в месте расположения обмоток.

Рис.1.

Сама схема пускового устройства довольно проста, но требует правильного изготовления сетевого трансформатора. Для него удобно использовать тороидальное железо от любого ЛАТРА — при этом получаются минимальные габариты и вес устройства. Периметр сечения железа может быть от 230 до 280 мм (у разных типов автотрансформаторов он отличается). Перед намоткой обмоток необходимо закруглить напильником острые края на гранях магнитопровода, после чего его обматываем лакотканью или стеклотканью.

Первичная обмотка трансформатора содержит примерно 260…290 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,5…2,0 мм (провод может быть любого типа с лаковой изоляцией). Намотка распределяется равномерно в три слоя, с межслойной изоляцией. После выполнения первичной обмотки, трансформатор необходимо включить в сеть и замерить ток холостого хода. Он должен составлять 200…380 мА. При этом будут оптимальные условия трансформации мощности во вторичную цепь.

Если ток будет меньше, часть витков надо отмотать, если больше — домотать до получения указанной величины. При этом следует учитывать, что зависимость между индуктивным сопротивлением (а значит и током в первичной обмотке) и числом витков является квадратичной — даже незначительное изменение числа витков будет приводить к существенному изменению тока первичной обмотки.

При работе трансформатора в режиме холостого хода не должно быть нагрева. Нагрев обмотки говорит о наличии межвитковых замыканий или же продавливании и замыкании части обмотки через магнитопровод. В этом случае намотку придется выполнять заново.

Вторичная обмотка наматывается изолированным многожильным медным проводом сечением не менее 6 кв. мм (например типа ПВКВ с резиновой изоляцией) и содержит две обмотки по 15… 18 витков. Наматываются вторичные обмотки одновременно (двумя проводами), что позволяет легко получить их симметричность — одинаковые напряжения в обоих обмотках, которое должно находиться в интервале 12…13,8В при номинальном сетевом напряжении 220В. Измерять напряжение во вторичной обмотке лучше на временно подключенном к клеммам Х2, Х3 нагрузочном резисторе сопротивлением 5…10 Ом.

Показанное на схеме соединение выпрямительных диодов позволяет использовать металлические элементы корпуса пускового устройства не только для крепления диодов, но и в качестве теплоотвода без диэлектрических прокладок («плюс» диода соединен с крепежной гайкой).

Для подключения пускового устройства параллельно аккумулятору, соединительные провода должны быть изолированными и многожильными (лучше, если медные), с сечением не менее 10 кв. мм (не путать с диаметром). На концах провода, после облуживания, припаиваются соединительные наконечники. Контакты включателя S1 должны быть рассчитаны на ток не менее 5А, например типа Т3.

---

Зарядно-пусковое устройство Старт УПЗУ-У3 — схема, описание

Устройство предназначено для зарядки аккумулятора током не более 30А, также для пуска стартера дополнительным током 50А при наличии заряженного аккумулятора. 

Инструкция к ЗПУ Старт УПЗУ-У3 — Скачать

причины и признаки заряда, принцип действия, основные требования

Емкость АКБ при эксплуатации уменьшается, и для ее восстановления батарею подключают к специальному аппарату. Он не всегда есть у водителя, или характеристики не отвечают требованиям. В таком случае выручит зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Что такое автомобильное зарядное устройство

Зарядное устройство для автомобиля — это электронный прибор, при помощи которого восстанавливают работоспособность аккумулятора, подавая электроэнергию от сети 220 В. При этом напряжение понижается специальным трансформатором или импульсным блоком питания. Выпрямителем ток преобразуется из переменного в постоянный, стабилизируется. Чтобы контролировать процесс, большинство устройств оборудуют стрелочными или диодными вольтметрами.

Параметры ЗУ рассчитывают исходя из типа батареи и ее характеристик. Часто отдельные узлы в разной степени схематически объединяют. Для предотвращения внештатных ситуаций используются защитные элементы: от сетевого предохранителя до сложной электроники.

Устройство подключают к сети через стандартный штепсельный разъем. На выходе — 2 зажима типа «крокодил», которые подсоединяют к клеммам АКБ.

Для чего нужна автозарядка

Все аккумуляторы накапливают электрическую энергию в результате химических процессов, которые происходят в них после подачи напряжения. При подключении потребителя происходит обратный процесс — энергия расходуется. Чтобы ее восстановить, батареи заряжают. На машинах устройством, обеспечивающим заряд при поездках, является генератор. Его энергии не всегда хватает для поддержания работоспособности, особенно в условиях частых и трудных пусков двигателя, коротких поездок. Тогда помогает только внешнее зарядное устройство.

На автотранспорте используются стартовые кислотно-свинцовые батареи с хорошей выносливостью, способностью долго сохранять эксплуатационные характеристики. Чтобы контролировать состояние, ориентируются в основном на общее напряжение без детализации по отдельным банкам. Для АКБ опасен перезаряд: закипает электролит, отчего источники питания быстро выходят из строя. Поэтому бортсеть рассчитана так, что генератор постоянно недозаряжает аккумулятор.

В этом таится опасность: пластины преждевременно сульфатируются, снижается ресурс. При минусовых температурах на улице даже в отапливаемом гараже такие процессы ускоряются. Если батарею постоянно подпитывать с помощью внешнего ЗУ, то она прослужит долго.

Хорошее зарядное устройство при правильном использовании способно частично десульфататировать пластины. Опытные водители после поездки зимой снимают аккумулятор, ставят на дозарядку. Это способствует тому, что он выдерживает количество зарядов-разрядов до 2 раз большее, чем предусмотрено заводскими характеристиками. С помощью ЗУ спасают и полностью посаженные АКБ.

Для батарей характерно такое явление, как саморазряд. Если автоаккумулятор не используется, емкость в течение месяца падает до 30%. Чтобы этого не происходило, его ставят на постоянный заряд малым током. Тогда АКБ все время остается работоспособным. Поддержание на зарядке еще и уменьшает сульфатацию.

Причины и признаки заряда АКБ

Автомобильная батарея при работающем моторе постоянно подзаряжается от генератора. В этом можно убедиться, проверив напряжение на клеммах при включенном двигателе. Вольтметр должен показать 13,5-14,5 В. Полная зарядка от генератора обеспечивается после поездки на расстояние 30 км по трассе или 30 минут передвижения в городе без остановки двигателя.

Понять, нужна ли аккумулятору зарядка, можно после определения его состояния. Во многих случаях это выясняют по тому, крутит ли он стартер. Это простой способ, но неудачный. Если такое обнаружится перед самой поездкой, она окажется под угрозой. Кроме того, подобное состояние АКБ, особенно если это повторяется часто, плохо отражается на сроке службы.

Простой, но надежный способ проверить батарею — измерить напряжение на клеммах дешевым китайским тестером, работающим от пальчиковых батареек или «Кроны».

По показаниям вольтметра судят о заряде аккумулятора:

• 12,6-12,7 В — полный;
• 12,3-12,4 — 75%;
• 12,0-12,1 — наполовину;
• 11,8-11,9 — 25%;
• меньше 11,6 В — глубоко разряжен.

Если показатели меньше 10,6 В, существует большой риск выхода батареи из строя. Особенно это касается необслуживаемой АКБ.

Причин разряда немало:

• старый изношенный аккумулятор, прослуживший много лет;
• сульфатация вследствие неправильной эксплуатации;
• АКБ долго не пользовались, особенно зимой;
• движение по городу, частые остановки;
• на стоянке не выключили приборы;
• повреждена проводка, неисправно электрооборудование.

Если лампочки на приборах тускло светят или гаснут после поворота ключа в замке зажигания, слышны щелчки втягивающего реле — это чаще всего признаки разряженности источника питания. Если нет возможности проверить состояние вольтметром, пробуют почистить контакты, поджать. Иногда АКБ не работает из-за окисленных или недостаточно затянутых клемм.

Как работает

Минимальное количество узлов зарядного устройства — понижающий трансформатор и выпрямитель. На выходе получают постоянный ток 14,4 В. Хотя аккумулятор имеет напряжение 12 В, для заряда требуется создать более высокое. Если пустить такое же напряжение, как на батарее, заряд невозможен — через пластины не пройдет ток.

Зарядка, в зависимости от типа ЗУ, происходит постоянным или импульсным током. Его рекомендуемая величина составляет 10% емкости аккумулятора. На полный заряд при таких условиях уходит 10 часов. В это время постоянно растет внутреннее сопротивление АКБ, а величина зарядного тока уменьшается.

Для аккумулятора опасен перегрев, от которого может закипеть электролит, отчего осыпаются пластины. К таким последствиям приводит превышение допустимого напряжения.

В норме при окончании зарядки от внешнего ЗУ оно должно составлять:

• 6,8 В для 6-вольтовых АКБ;
• 14,4 — 12 В;
• 24 В — для 24-вольтовых.

При этом будет небольшой 5% недозаряд, но сульфатация исключается. Полную зарядку проводят током содержания, составляющим 0,5-1% емкости батареи. Требуется постоянный контроль над процессом с помощью измерительных приборов или система защиты от перенапряжения. Автоматику выставляют на показатели 7,8 В, 15,6 В, 26 В для АКБ на 6, 12, 24 В соответственно. Ее срабатывание означает, что величина заряда достигла 100%.

Если нет желания ждать 10 часов, возможен ускоренный заряд повышенным током, при этом время сокращается. В этом случае необходим постоянный контроль температуры электролита. Если она поднимается выше +45°С, ток срочно понижают. Способ применяют редко, только если другие не подходят. Метод сильно сокращает аккумулятору жизнь.

Чтобы уменьшить риск сульфатации, АКБ заряжают малым током, при этом времени потребуется намного больше. Некоторые импульсные ЗУ производятся со встроенным режимом десульфатации, при подключении которого восстанавливается работоспособность батареи. Процесс происходит по специальному алгоритму с чередованием импульсов заряда и разряда.

Основные требования

Самодельные устройства, в отличие от заводских, требуют несколько другого подхода к эксплуатации. У большинства из них отсутствуют многие узлы, помогающие при зарядке и повышающие безопасность. Происходит так преимущественно потому, что мастера, не имея опыта монтажа сложных электронных схем, стремятся упростить конструкцию.

Если приборы автоматического контроля и аварийного отключения отсутствуют, требуется постоянно наблюдать за процессом. Оставлять работающее устройство без присмотра опасно: есть риск повреждения аккумулятора и даже пожара. Поэтому в зарядном устройстве, сделанном самостоятельно, желательно предусмотреть узлы для безопасной автономной работы.

Они должны обеспечить:

• стабильность вольтажа на выходе;
• отключение от аккумулятора при превышении зарядного тока или напряжения;
• самоблокировку — после аварийного отключения устройство самостоятельно запуститься не может;
• защиту от неправильного подключения полюсов.

Зарядка для автомобильного аккумулятора в домашних условиях

Если батарея не может провернуть стартер, а ЗУ нет, быстро собрать его нереально. В этом случае выручают простые приспособления. Они дают АКБ небольшой заряд, которого хватает, чтобы восполнить оставшуюся емкость.

Зарядка от блока питания ноутбука

Характеристики БП ноутбука (напряжение 19 В и сила тока 10 А) позволяют использовать его для подзарядки аккумулятора. Параметры даже чуть больше требуемых, поэтому прямое подключение не используют. В цепь последовательно включают сопротивление, роль которого исполняет автомобильная лампочка салонного освещения.

Ее подсоединяют к среднему плюсовому контакту блока питания. Второй контакт лампочки подключают к положительной клемме АКБ. Отрицательный выход на штекере БП соединяют с минусом батареи. Через несколько часов двигатель можно запускать.

От бытовой сети

Метод экстремальный, требует максимального соблюдения мер безопасности. Используют электрическую лампочку накаливания на 100 Вт, диод 1N4007. Подходящие характеристики у полупроводника от сгоревшей энергосберегающей лампочки. Подачу электричества в квартиру на время подключения самодельного устройства лучше прекратить.

В разрыв одного провода, идущего от розетки, последовательно включают лампочку, диод. Затем подключают к положительной клемме аккумулятора. Второй провод соединяют с отрицательным контактом.

Зарядный ток небольшой, всего 0,5 А, но его хватит, чтобы за 10 часов подзарядить АКБ. Можно параллельно подключить 2-3 лампочки, величина зарядного тока при этом возрастет, и процесс пойдет быстрее.

Вместо лампочки иногда используют электроплитку: для этого нужно включить ее на самую малую мощность. На заряд уходит меньше времени, но применять такой метод опасно: может пробить диод и замкнуть батарею.

Самодельная зарядка для АКБ

Существует много схем автомобильных зарядных устройств. Для реализации большинства подойдут детали, трансформаторы, выпаянные из старой радиоаппаратуры, блоки питания компьютеров.

Простое устройство на 6 и 12 вольт

Устройство подойдет для зарядки аккумуляторов напряжением 6 и 12 В, емкостью 10-120 А∙ч. Наладка после сборки не требуется, прибор сразу готов к работе.

Основные детали:

1. Понижающий трансформатор Т1: от старого лампового телевизора или самодельный. Требуется мощность 300 Вт, ток 10-15 А, на выходе не менее 15 В.
2. Выпрямитель из 4 диодов VD2-VD5, которые выдерживают ток от 10 А, обратное напряжение не менее 40 В. Такие характеристики у полупроводников типа Д2124, Д242, Д305. Их устанавливают через изоляторы на радиатор площадью 300 см² и более.
3. Конденсаторы С1-С4 бумажные, рассчитанные не меньше, чем на 300 В. Такие используются в бытовой технике, имеют форму кубика.
4. Переключатели S2-S5 для регулировки тока.
5. Вольтметр PU1 на 30 В, амперметр PA1 на 30 А.

Величина зарядного тока устанавливается с помощью переключателей S2-S5. Через них в первичную обмотку трансформатора подключают конденсаторы С1-С4, гасящие колебания напряжения. Различными комбинациями включения тумблеров регулируют зарядный ток от 1 до 15 А с шагом 1 А. Например, чтобы установить 5 А, задействуют второй и четвертый переключатели. Комбинация S2 и S5 дает 10 А.

Зарядка с плавной регулировкой тока

Схема немного сложнее, но все детали доступны. Прибором заряжают 12-вольтовые АКБ, емкость которых — до 120 А∙ч. Вид зарядного тока — импульсный, используется тиристор. Регулятором плавно изменяют величину зарядного тока, но одновременно предусмотрен ступенчатый переключатель. Контролируют режим при помощи стрелочного амперметра на 30 А.

Самодельный резистор R1 нужен для ограничения тока. Для его изготовления подойдет медный или нихромовый провод диаметром 0,8 мм. Нужна будет небольшая индикаторная лампа Е1, рассчитанная на 24-36 В.

Выходное напряжение на понижающем трансформаторе 16-18 В, ток — 15 А. Ищут прибор с такими характеристиками или делают своими руками из подходящего устройства мощностью 300 Вт. Оставляют только первичную обмотку, вторичную из 42 витков наматывают проводом с изоляцией, сечение 6 мм².

Для схемы нужен тиристор КУ202 с буквенным индексом В-Н. Для охлаждения используют радиатор, площадь рассеивания которого от 200 см². А также понадобится диод VD1 любого типа с характеристиками обратного напряжения 20 В, тока — 200 мА.

Настраивают устройство калибровкой амперметра, подключив в качестве контрольного заведомо исправный. Для нагрузки вместо АКБ подключают автомобильные лампочки, общая мощность которых составляет 250 Вт.

Зарядка из компьютерного блока питания

Из старого блока питания ПК с контроллером TL 494 получается зарядное устройство с хорошими характеристиками. У него регулируемое напряжение и возможность подстройки тока до 10 А.

В демонтированный из компьютера БП вносят согласно схеме некоторые изменения:

1. На шинах питания откусывают все провода, оставив только желтые и черные.
2. Проводники одного цвета соединяют между собой. Жгут из черных — это минусовый контакт ЗУ, из желтых — плюсовой.
3. Печатные дорожки к ножкам 1, 14, 15, 16 микросхемы перерезают.
4. Для регулировки напряжения устанавливают переменный резистор 10 кОм, зарядного тока — 4,4 кОм.

Собирают способом навесного монтажа, используют провода с минимальным сечением 4 мм². Устанавливают вольтметр, амперметр, подключают провода с зажимами.

Расположенный внизу схемы резистор на 0,1 Ом мощностью 10 Вт и больше делают из меди или нихрома: подбирают нужную длину провода, замеряя сопротивление. Подойдут также резисторы С5-16МВ или 2 подключенных параллельно 5WR2J. Остальные — любого типа.

Основные ошибки конструирования самодельных зарядных устройств

Ошибки в конструировании связаны с тем, что мастера стремятся сделать схему проще. Приборы нередко состоят только из понижающего трансформатора и выпрямителя без устройств контроля и защиты.

Поэтому в работе с такими упрощенными самодельными ЗУ необходимо придерживаться следующих правил:

1. Постоянно контролировать процесс, не допускать перезаряда. Если нет возможности установить измерительные приборы в устройство, пользуются отдельным мультиметром.
2. Не оставлять без присмотра. Мастера нередко отказываются от установки устройств, которые при превышении допустимых параметров автоматически отключают зарядку. Это иногда оборачивается большими неприятностями при бесконтрольном процессе.
3. Правильно подсоединять минус и плюс, чтобы не повредить пластины АКБ. У заводских приборов есть встроенная защита от такой ошибки.
4. Подсоединять к аккумулятору только что выключенное устройство.
5. Сборку прибора следует проводить аккуратно: на входе опасные для жизни 220 В. Кроме того, ошибки в монтаже способны при включении вывести АКБ из строя.

Если придерживаться этих рекомендаций, можно делать подзарядку даже самым простым прибором, не опасаясь неприятностей.

Советы и рекомендации

Автозарядку рекомендуется делать универсальной, со многими функциями, чтобы использовать ее для разных аккумуляторов.

Схема преобразования 220 В до 16-18 В в зависимости от применяемых устройств бывает:

• с электромеханическим трансформатором;
• с использованием электронного трансформатора;
• без них.

Если подавать на зарядку переменное напряжение, даже пониженное — взрывается электролит. Поэтому диодный мост для выпрямителя в любом ЗУ — обязательный элемент. Его параметры для самодельного устройства рассчитывают, умножая зарядный ток для батареи на 1,33, затем на 1,25. Например, для заряда АКБ 6СТ-60 нужен ток 6 А (10% емкости). Узнают требуемые характеристики полупроводников по формуле: 6×1,33×1,25=9,975 (10 А).

Конденсаторы в большинстве случаев выпаивают из старых приборов. Обращают внимание на полярность: минусовый контакт обозначен на корпусе. Старые электролитические конденсаторы из советских радиоприборов не годятся. Они пересохли и не работают. Прошло слишком много времени, а конденсаторы сохраняют работоспособность до 25 лет.

У большинства трансформаторов, взятых из старых приборов, на выходе 24 В. Это много для АКБ на 12 В — требуется 16-18 В, при таком напряжении даже оставленная без присмотра батарея не закипит.

Самая простая защита от перезаряда — диоды Шоттки. Когда аккумулятор приближается к полной зарядке, они плавно закрываются, ток постепенно падает. Это также защита от переполюсовки. Полупроводники при этом сгорают, но купить новые дешевле, чем АКБ.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Как часто автовладельцы не могут завести четырехколесного любимца из-за отсутствия заряда в аккумуляторе? Конечно, если этот казус приключился в гараже возле зарядного агрегата или поблизости есть друг с автомобилем, готовый помочь запустить стартер, особых проблем не предвидится.

Куда хуже обстоят дела, если ни первый, ни второй вариант вы реализовать не можете, особенно от этого страдают автомобилисты, не имеющие возможности приобрести дорогостоящее зарядное заводского производства. Но и в этом случае можно найти решение, если сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Преимущества и недостатки самодельного устройства

Главным преимуществом самодельного зарядного устройства является его дешевизна, даже если вы не имеете всех необходимых деталей, экономия будет ощутимой. Также значительным плюсом является возможность использования ненужных приборов и устройств в качестве источника материалов для самодельного ЗУ.

К недостаткам самодельной зарядки аккумуляторов следует отнести несовершенство в эксплуатации. Увы, но модель не может самостоятельно отключаться при достижении максимального заряда, поэтому вам придется контролировать этот процесс или дополнить изобретение самодельной автоматикой, что под силу опытным радиолюбителям.

Параметры устройства

Как вам хорошо известно, вся сеть в авто питается низким напряжением 12В постоянного тока, но уровень зарядки автомобильного аккумулятора должен находиться в диапазоне от 13 до 15В. Ток заряда на выходе устройства должен составлять порядка 10% от емкости источника питания. Если ток окажется меньше, заряд все равно будет происходить, но процедура продлиться гораздо дольше. Поэтому выбор элементов для зарядного устройства должен отталкиваться от рабочих параметров конкретной модели свинцовых АКБ и сети, к которой оно будет подключаться.

Что нужно для ЗУ?

Конструктивно зарядное устройство включает в себя такие элементы:

• Главным элементом является двухобмоточный трансформатор, если у вас имеется агрегат с большим числом обмоток, можно использовать и его, но остальные катушки окажутся незадействованными. Помимо классических вполне подойдут и импульсные трансформаторы, взятые из китайской электроники.
• Так как напряжение на выходе из трансформатора получится переменным, а для подзарядки аккумулятора требуется постоянное, вам понадобится выпрямитель. В данном примере мы соберем его самостоятельно из четырех диодов, но если у вас имеется подходящая модель, можете установить ее.
• В зависимости от расстояния и величины вторичного напряжения, вам могут пригодиться соединительные провода, а для самостоятельной намотки еще и медный проводник в лаковой изоляции.
• Амперметр и вольтметр для контроля основных величин на выходе, их можно проверять и обычным мультиметром, но это потребует излишних затрат времени, поэтому куда проще установить стационарные приборы. Рис. 1: измерение с помощью мультиметра
• Автоматика отключения может выполняться посредством реле напряжения или тока. Реагирует на заполнение емкости батареи и отключает автоматическое ЗУ. Вместе с реле можно установить автомобильную лампочку или светодиод для регистрации окончания заряда.
• Переменный резистор или переключатель для регулировки тока во вторичной цепи зарядного агрегата. Необходим, если вы собираетесь использовать зарядное устройство для аккумуляторов разного типа или если вам сложно рассчитать рабочие параметры и их придется подстраивать.

Рис. 2: Пример установки регулировочного резистора

Если вы собираетесь зарядить аккумулятор  одни раз, можно использовать только первые три элемента, для постоянного использования будет удобнее иметь, хотя бы контрольные приборы.   Но, прежде чем собрать все это в единую конструкцию, вам необходимо убедиться, что параметры зарядного устройства после сборки будут соответствовать вашим потребностям. Первым, что должно соответствовать, является трансформатор зарядного приспособления.

Если трансформатор не подходит

Далеко не всегда в гараже или дома вы встретите именно такой трансформатор, который будет питаться от 220В и выдавать на выходных клеммах 13 – 15В. Большинство моделей, используемых в обиходе, действительно имеют первичную катушку на 220В, но на выходе может быть любой  номинал. Чтобы это исправить вам потребуется изготовить новую вторичку.

Для начала пересчитайте коэффициент трансформации по формуле: U₁/U₂ = N₁/N₂ ,

где U₁ и U₂ – напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно;

 N₁ и N₂ – количество витков в первичке и вторичке соответственно.

К примеру, электрическая машина используется в качестве блока питания на 42В, а вы хотите получить для зарядного устройства 14В. Следовательно, вам необходимо при 480 витках в первичке, сделать 31 виток на вторичке зарядного. Этого можно добиться как путем сокращения числа витков, удалив лишние, так и путем намотки новой. Но первый вариант не  всегда подходит, так как сечение обмотки трансформатора может не выдержать силу тока с меньшим числом витков.

U₁*I₁ = U₂*I_{2 ,} 

Где U₁ и U₂ – напряжение на первичной и вторичной обмотке, I ₁ и I ₂ – ток, протекающий  в первичке и вторичке.

Как видите, с понижением числа витков и напряжения на вторичной обмотке сила тока в ней пропорционально возрастет. Как правило, запаса по сечению не хватает, поэтому после определения силы тока под нее подбирают новый проводник из данных таблицы:

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Медный проводник		Алюминиевый проводник
Сечение  жил. мм2	Ток, А	Сечение  жил. мм2	Ток, А
0,5	11	—	—
0,75	15	—	—
1	17	—	—
1.5	19	2,5	22
2.5	27	4	28
4	38	6	36
6	46	10	50
10	70	16	60
16	80	25	85

Если расчетная величина тока на выходе зарядного устройства превышает нужные 10% от емкости аккумулятора, в цепь обязательно включается токоограничивающий резистор, величина которого подбирается пропорционально излишку тока.

Порядок сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

В зависимости от имеющихся у вас компонентов и параметров аккумулятора, сборка ЗУ будет значительно отличаться. В данном примере технология изготовления включает в себя такие этапы:

• Составьте или возьмите готовую схему зарядного устройства для кислотных аккумуляторов. В данном примере используется такой довольно простой вариант: Рис. 3: схема зарядного устройства
• Здесь применяется трансформатор с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, которые нужно соединить последовательно для получения нужного уровня напряжения. Рис. 4: Трансформатор ТС — 180 — 2

Но вы должны отталкиваться от параметров вашей электрической машины. Поэтому при необходимости уберите лишние обмотки или заизолируйте их выводы (если они есть), намотайте вторичку (если существующая не дает нужный уровень напряжения в ЗУ).

Рис. 5: перемотайте обмотки

• В рассматриваемом примере для этого на первичных обмотках соединяются перемычкой выводы 1 и 1′ Рис. 6: соедините выводы 1

а на вторичной выводы 9 и 9′.

Рис. 7: соедините выводы 9

Для защиты зарядного устройства, как со стороны сети, так и со стороны свинцовой батареи нужно установить два предохранителя. В рассматриваемом примере с высокой стороны зарядного устройства применяется предохранитель на 0,5А, а в цепи зарядки свинцового аккумулятора 10А.

При наличии регулятора тока зарядного устройства, начинать зарядку следует с минимального значения на амперметре и плавно повышать его до требуемой величины. При накоплении в аккумуляторе достаточного количества заряда, амперметр будет показывать около 1А, после чего можете смело отключать зарядное от сети и использовать аккумулятор по назначению.

Рис. 14: зависимость величин от времени заряда

Видео по теме

Схема простого зарядного устройства для АКБ

Привет всем, я за свою практику делал множество схем зарядных устройств для самых разных аккумуляторов, но в последнее время заметил, что несмотря на огромную базу схем в интернете, люди хотят видеть простую схему зарядного устройства для

автомобильных аккумуляторов из очень доступных компонентов, поэтому я решил воплотить эту идею в жизнь.

Эта схема была снята из радиожурнала, которая стала очень популярной в последнее время, по сути это тиристорный регулятор напряжения, многие наверное будут осуждать мое решение об использовании именно этой схемы, ведь она не имеет узла контроля тока, защиты и многих других плюшек, которыми снабжены современные зарядные устройства.

Вы конечно правы, но именно эта схема была повторена радиолюбителями, в том числе и мною множество раз и зарекомендовала себя с лучшей стороны.

Итак, о схеме; она отличается от обычных линейных схем, обратите внимание на транзисторы Q1 и Q2, на их базе собран генератор импульсов, то есть аккумулятор по сути заряжается импульсами тока, в этом можно убедиться подключив осциллограф, такой режим работы имеет множество плюсов.

Первый из них заключается в том, что силовой элемент схемы работает не в линейном, а в ключевом режиме, следовательно, нагреваться будет меньше, и ещё импульсная зарядка может быть полезной для десульфатации аккумулятора, а значит такая зарядка в теории может восстанавливать АКБ.

Генератор импульсов собран на маломощной комплементарной паре, можно использовать буквально любые маломощные транзисторы, например наши КТ 361 и КТ 315. Выходной ток может доходить до 10 ампер, следовательно с ее помощью можно эффективно заряжать аккумуляторы с ёмкостью до 100 ампер\часов.

Диодный мост нужен с запасом, советую использовать диоды ампер на 15-20, я ставил готовую сборку на 30 ампер. Сетевой понижающий трансформатор должен обеспечивать выходное напряжение не менее 15 или 16 вольт и соответствующий ток.

Тут важно запомнить — эффективный ток заряда для автомобильных свинцово-кислотных аккумуляторов составляет десятую часть от ёмкости аккумулятора,  например аккумулятор на 60 ампер\часов эффективный ток заряда должен быть в районе 6 ампер и т.д.

В моем варианте был использован готовый трансформатор от источника бесперебойного питания, по мне это хороший вариант. Мне повезло и обмотки трансформатора оказались медными, а не алюминиевыми как это бывает с бюджетными бесперебойниками.

Порывшись в старом хламе мне удалось найти только один тиристор, но к сожалению и тот оказался нерабочим, по идее можно собрать аналог тиристора, но я решил использовать обычный транзистор типа империи MJE13009 и всё прекрасно заработало.

переделал на транзистор

Печатная плата получилась довольно компактной, кстати исходный файл платы доступен для скачивания в конце статьи. Транзисторы и диодный мост устанавливают на радиатор, конструкцию также желательно дополнить кулером.  Индикаторы поставил стрелочные, амперметр на 1 ампер, но после замены шунта он стал отображать ток до 10 ампер, вольтметр на 15 вольт.

Хотел всё это дело собрать в корпусе от блока питания компьютера но на данный момент работаю над несколькими проектами и времени попросту нет, но в дальнейшем обязательно займусь изготовлением корпуса.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Выходное напряжение регулируется от чистого ноля. Процесс зарядки автомобильных аккумуляторов происходит следующим образом, включаем зарядное устройство в сеть и вращением переменного резистора добиваемся на выходе 14 и 14.4 вольт выходного напряжения.

Это напряжение полностью заряженного автомобильного аккумулятора, дальше подключаем зарядку к аккумулятору не забывая соблюдать полярность, то есть плюс к плюсу, а минус к минусу.

По мере заряда аккумуляторной батареи ток будет снижаться и в конце процесса значение будет близким к нулю, этим заряд можно считать завершенным.

Плохо то, что схема лишена защиты от коротких замыканий, может спасти только предохранитель, также отсутствует функция защиты от переполюсовки питания, но все это можно дополнить и позже, было бы желание))).

Плата в формате .lay; скачать…

Автор; АКА КАСЬЯН

Использование плавающего режима в сравнении с циклическим использованием

Батарея — это устройство, которое хранит химическую энергию, которая может быть преобразована в электрическую. Существуют разные типы аккумуляторов, одна из которых — свинцово-кислотная. Свинцово-кислотные батареи можно перезаряжать. Есть два типа зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов: плавающая и циклическая.

Использование с плавающей запятой

Использование плавающего режима также известно как «резервное использование» батареи. Эта батарея используется в качестве альтернативного источника питания; он используется во время аварийных ситуаций, когда основной источник питания вышел из строя.Рекомендуется полностью зарядить и использовать в любое время. Напряжение для этой батареи ниже; это примерно 13,2-13,7 вольт. Срок службы этой батареи составляет пять лет.

Этот аккумулятор имеет большее количество пластин с тонкими ячейками. Это увеличивает площадь поверхности и создает максимальный выходной ток. Однако эта конструкция не могла поддерживать повторяющийся разряд. Повторяющийся разряд вызовет поломку электродов и, следовательно, выход из строя батареи. Кроме того, эта батарея легче по сравнению с батареей циклического использования того же размера.Батарейный отсек наполовину заполнен пластинами ячеек (пластины ячеек не доходят до дна). Такая конструкция продлевает срок службы батареи, собирая и предотвращая соприкосновение разложившегося мусора с пластинами элементов.

Эта батарея обычно используется в системах аварийного освещения.

Циклическое использование

Циклическое использование также известно как аккумулятор «глубокого разряда». В отличие от первого, при циклическом использовании можно повторно разряжать и заряжать. Однако этот аккумулятор не следует заряжать чрезмерно, иначе это может повредить его.По сравнению с предыдущим, этот аккумулятор имеет напряжение до 14,7 вольт. В среднем срок службы этой батареи составляет до 1000 зарядов и разрядов. Индикация того, что батарею следует заменить, — это уменьшение емкости батареи в режиме ожидания.

По сравнению с предыдущим, эта батарея имеет более толстые пластины элементов, которые могут выдерживать постоянный разряд. Он также предназначен для предотвращения разрушения электродов во время разряда.

Циклическая батарея может использоваться в устройствах, которые обычно разряжают заряд, например, водяные насосы, фонари, троллинговые двигатели и электромобили.

Похожие сообщения

Герметичные свинцово-кислотные батареи

Что происходит в цикле разрядки аккумулятора?

5 причин отказа батареи

,

Сборка мусора в Python: вещи, которые вам необходимо знать

В этой статье описывается сборка мусора (GC) в Python 3.6.

Обычно вам не нужно беспокоиться об управлении памятью. Когда объекты больше не нужны, Python автоматически освобождает от них память. Однако понимание того, как работает сборщик мусора, может помочь вам писать лучше и быстрее программы Python.

Управление памятью

В отличие от многих других языков Python не обязательно освобождает память обратно в операционную систему.Вместо этого у него есть специальный распределитель объектов для объектов размером менее 512 байт, который сохраняет некоторые фрагменты уже выделенной памяти для дальнейшего использования в будущем. Объем памяти, который занимает Python, зависит от моделей использования. В некоторых случаях вся выделенная память может быть освобождена только после завершения процесса Python.

Если длительный процесс Python со временем занимает больше памяти, это не обязательно означает, что у вас есть утечки памяти. Если вас интересует модель памяти Python, вы можете прочитать мою статью об управлении памятью.

Алгоритмы сборки мусора

Стандартный сборщик мусора CPython состоит из двух компонентов: сборщика подсчета ссылок и сборщика мусора поколения , известного как модуль gc.

Алгоритм подсчета ссылок невероятно эффективен и прост, но он не может обнаруживать циклы ссылок. Вот почему в Python есть дополнительный алгоритм, называемый циклическим циклическим сборщиком мусора поколений, который специально работает с ссылочными циклами.

Модуль подсчета ссылок является фундаментальным для Python и не может быть отключен, тогда как циклический сборщик мусора является необязательным и может быть вызван вручную.

Подсчет ссылок

Подсчет ссылок — это простой метод, при котором объекты освобождаются, когда на них нет ссылки в программе.

Каждая переменная в Python является ссылкой (указателем) на объект, а не фактическим значением. Например, оператор присваивания просто добавляет новую ссылку в правую часть.

Для отслеживания ссылок каждый объект (даже целое число) имеет дополнительное поле, называемое счетчиком ссылок, которое увеличивается или уменьшается при создании или удалении указателя на объект.См. Подробное объяснение в разделе «Объекты, типы и количество ссылок».

Примеры, в которых количество ссылок увеличивается:

• оператор присваивания
• аргумент, передающий
• добавление объекта в список (количество ссылок на объект будет увеличено).

Если поле подсчета ссылок достигает нуля, CPython автоматически вызывает объектно-зависимую функцию освобождения памяти. Если объект содержит ссылки на другие объекты, их счетчик ссылок также автоматически уменьшается.Таким образом, другие объекты могут быть освобождены по очереди. Например, при удалении списка количество ссылок для всех его элементов уменьшается. Если другая переменная ссылается на элемент в списке, этот элемент не будет освобожден.

Переменные, объявленные вне функций, классов и блоков, называются глобальными. Обычно такие переменные живут до конца процесса Python. Таким образом, счетчик ссылок на объекты, на которые ссылаются глобальные переменные, никогда не падает до нуля.

Переменные, которые определены внутри блоков (например,g., в функции или классе) имеют локальную область видимости (т.е. они локальны для своего блока). Когда интерпретатор Python выходит из блока, он уничтожает локальные переменные и их ссылки, которые были созданы внутри блока.

Важно понимать, что, пока ваша программа не остается в блоке, интерпретатор Python предполагает, что все переменные внутри него используются. Чтобы удалить что-то из памяти, вам нужно либо присвоить новое значение переменной, либо выйти из блока кода. В Python самый популярный блок кода — это функция; именно здесь происходит большая часть сборки мусора.Это еще одна причина, по которой функции должны быть небольшими и простыми.

Вы всегда можете проверить количество текущих ссылок с помощью функции sys.getrefcount .

Вот простой пример:

 import sys

foo = []

# 2 ссылки, 1 из foo var и 1 из getrefcount
печать (sys.getrefcount (Foo))


def bar (a):
    # 4 ссылки
    # из foo var, аргумента функции, getrefcount и стека функций Python
    печать (sys.getrefcount (а))


бар (Foo)
# 2 ссылки, область действия функции уничтожена
печать (SYS.getrefcount (Foo))
 

В приведенном выше примере вы можете видеть, что ссылки на функции уничтожаются после выхода Python из нее.

Иногда необходимо преждевременно удалить глобальную или локальную переменную. Для этого вы можете использовать оператор del , который удаляет переменную и ее ссылку (но не сам объект). Это часто бывает полезно при работе в записных книжках Jupyter, потому что все переменные ячейки используют глобальную область видимости.

Основная причина, по которой CPython использует подсчет ссылок, — историческая.В настоящее время ведется много споров о недостатках такой техники. Некоторые люди утверждают, что современные алгоритмы сборки мусора могут быть более эффективными без подсчета ссылок вообще. Алгоритм подсчета ссылок имеет множество проблем, таких как циклические ссылки, блокировка потоков и накладные расходы на память и производительность.

Основным преимуществом такого подхода является то, что объекты могут быть немедленно и легко уничтожены, когда они больше не нужны.

Поколение сборщика мусора

Зачем нам нужен дополнительный сборщик мусора, когда у нас есть подсчет ссылок?

К сожалению, классический подсчет ссылок имеет фундаментальную проблему — он не может определять циклы ссылок.Цикл ссылок происходит, когда один или несколько объектов ссылаются друг на друга.

Вот два примера:

Как мы видим, «lst» объект указывает на себя, более того, объект 1 и объект 2 указывают друг на друга. Счетчик ссылок для таких объектов всегда составляет не менее 1.

Чтобы получить лучшее представление, вы можете поиграть с простым примером Python:

 import gc

# Мы используем ctypes moule для доступа к нашим недостижимым объектам по адресу памяти.класс PyObject (ctypes.Structure):
    _fields_ = [("refcnt", ctypes.c_long)]


gc.disable () # Отключить генерационный gc

lst = []
lst.append (ЛСТ)

# Сохранить адрес списка
lst_address = идентификатор (lst)

# Уничтожить первую ссылку
del lst

объект_1 = {}
объект_2 = {}
объект_1 ['obj2'] = объект_2
объект_2 ['obj1'] = объект_1

obj_address = id (объект_1)

# Уничтожить ссылки
дель объект_1, объект_2

# Раскомментируйте, если вы хотите запустить процесс сборки мусора вручную
# gc.collect ()

# Проверить счетчик ссылок
печать (PyObject.FROM_ADDRESS (obj_address) .refcnt)
печать (PyObject.from_address (lst_address) .refcnt)
 

В приведенном выше примере оператор del удаляет ссылки на наши объекты (т.е. уменьшает количество ссылок на 1). После того, как Python выполнит инструкцию del , наши объекты больше не будут доступны из кода Python. Однако такие объекты все еще находятся в памяти, потому что они все еще ссылаются друг на друга, а счетчик ссылок каждого объекта равен 1. Вы можете визуально исследовать такие отношения с помощью модуля objgraph.

Чтобы решить эту проблему, в Python 1.5 был введен дополнительный алгоритм обнаружения цикла. За это отвечает модуль gc, который существует только для решения такой проблемы.

Циклы ссылок могут возникать только в объектах-контейнерах (т. Е. В объектах, которые могут содержать другие объекты), таких как списки, словари, классы, кортежи. Сборщик мусора не отслеживает все неизменяемые типы, кроме кортежа. Кортежи и словари, содержащие только неизменяемые объекты, также можно не отслеживать в зависимости от определенных условий.Таким образом, метод подсчета ссылок обрабатывает все некруглые ссылки.

Когда срабатывает триггер поколения GC

В отличие от подсчета ссылок, циклический GC не работает в реальном времени и запускается периодически. Для уменьшения частоты вызовов GC и пауз CPython использует различные эвристики.

GC классифицирует объекты-контейнеры на три поколения. Каждый новый объект начинается с первого поколения. Если объект переживает раунд сборки мусора, он переходит к более старому (более высокому) поколению.Младшие поколения собираются чаще, чем высшие. Поскольку большинство вновь созданных объектов умирают молодыми, это улучшает производительность сборки мусора и сокращает время паузы сборки мусора.

Чтобы решить, когда запускать, каждое поколение имеет индивидуальный счетчик и порог. Счетчик хранит количество выделенных объектов за вычетом освобождений с момента последнего сбора. Каждый раз, когда вы выделяете новый объект-контейнер, CPython проверяет, когда счетчик первого поколения превышает пороговое значение.В таком случае Python инициирует процесс сбора.

Если у нас есть два или более поколений, которые в настоящее время превышают пороговое значение, GC выбирает самое старое. Это потому, что старшие поколения также собирают все предыдущие (младшие) поколения. Чтобы уменьшить снижение производительности для долгоживущих объектов, третье поколение предъявляет дополнительные требования к выбору.

Стандартные пороговые значения установлены на (700, 10, 10) соответственно, но вы всегда можете проверить их с помощью gc.get_threshold функция. Вы также можете настроить их для своей конкретной рабочей нагрузки с помощью функции gc.get_threshold .

Как найти опорные циклы

Трудно объяснить алгоритм обнаружения опорных циклов в нескольких параграфах. Но в основном GC выполняет итерацию по каждому объекту контейнера и временно удаляет все ссылки на все объекты контейнера, на которые он ссылается. После полной итерации все объекты, количество ссылок которых меньше двух, недоступны для кода Python и, следовательно, могут быть собраны.

Чтобы полностью понять алгоритм поиска цикла, я рекомендую вам прочитать исходное предложение Нила Шеменауэра и собрать функцию из исходного кода CPython. Также могут быть полезны ответы Quora и сообщение в блоге о сборщике мусора.

Обратите внимание, что проблема с финализаторами, описанная в исходном предложении, была исправлена ​​начиная с Python 3.4. Вы можете прочитать об этом в PEP 442.

Советы по производительности

Циклы могут легко возникнуть в реальной жизни.Обычно вы встречаете их в графиках, связанных списках или в структурах, в которых вам нужно отслеживать отношения между объектами. Если ваша программа имеет интенсивную рабочую нагрузку и требует малой задержки, вам нужно по возможности избегать ссылочных циклов.

Чтобы избежать циклических ссылок в вашем коде, вы можете использовать слабые ссылки, которые реализованы в модуле weakref . В отличие от обычных ссылок, weakref.ref не увеличивает счетчик ссылок и возвращает None , если объект был уничтожен.

В некоторых случаях полезно отключить сборщик мусора и использовать его вручную. Автоматический сбор можно отключить, вызвав gc.disable () . Чтобы вручную запустить процесс сбора, вам необходимо использовать gc.collect () .

Как найти и отладить эталонные циклы

Отладка эталонных циклов может быть очень неприятной, особенно при использовании большого количества сторонних библиотек.

Стандартный модуль gc предоставляет множество полезных помощников, которые могут помочь в отладке.Если вы установите флаги отладки на DEBUG_SAVEALL , все найденные недостижимые объекты будут добавлены в список gc.garbage .

 импорт gc

gc.set_debug (gc.DEBUG_SAVEALL)

печать (gc.get_count ())
lst = []
lst.append (ЛСТ)
list_id = идентификатор (lst)
del lst
GC.Collect ()
для элемента в gc.garbage:
    печать (пункт)
    assert list_id == id (элемент)
 

После того, как вы определили проблемное место в вашем коде, вы можете визуально исследовать отношения между объектами с помощью objgraph.

Заключение

Большая часть сборки мусора выполняется с помощью алгоритма подсчета ссылок, который мы вообще не можем настроить.Так что помните об особенностях реализации, но не беспокойтесь о потенциальных проблемах с GC преждевременно.

Надеюсь, вы узнали что-то новое. Если у вас остались вопросы, я буду рад ответить на них в комментариях ниже.

.

Заряд в секундах, в последние месяцы

(Pocket-lint). Хотя смартфоны, умные дома и даже умные носимые устройства становятся все более совершенными, они все еще ограничены мощностью. Аккумулятор не совершенствовался десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов.Несмотря на то, что чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще рассматриваем только один или два дня использования смартфона перед подзарядкой.

Хотя может пройти некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

Литий-ионная батарея без коболта

Исследователи из Техасского университета разработали литий-ионную батарею, в которой в качестве катода не используется кобальт.Вместо этого он переключился на высокий процент никеля (89 процентов), используя марганец и алюминий в качестве других ингредиентов. «Кобальт — наименее распространенный и самый дорогой компонент в катодах аккумуляторных батарей», — сказал профессор Арумугам Мантирам, профессор кафедры машиностроения Уолкера и директор Техасского института материалов. «И мы полностью устраняем это». Команда утверждает, что с помощью этого решения они преодолели типичные проблемы, обеспечив длительный срок службы батареи и равномерное распределение ионов.

SVOLT представляет аккумуляторные батареи без коболта для электромобилей

Несмотря на то, что свойства электромобилей по снижению выбросов являются широко признанными, все еще существуют разногласия по поводу аккумуляторов, особенно по поводу использования таких металлов, как коболт.Компания SVOLT, штаб-квартира которой находится в Чанчжоу, Китай, объявила, что она производит аккумуляторные батареи без коболта, предназначенные для рынка электромобилей. Помимо сокращения содержания редкоземельных металлов, компания заявляет, что они обладают более высокой плотностью энергии, что может привести к дальности действия до 800 км (500 миль) для электромобилей, а также продлить срок службы батареи и повысить безопасность. Мы не знаем, где именно мы увидим эти аккумуляторы, но компания подтвердила, что работает с крупным европейским производителем.

Тимо Иконен, Университет Восточной Финляндии

На шаг ближе к литий-ионным батареям с кремниевым анодом

Стремясь решить проблему нестабильного кремния в литий-ионных батареях, исследователи из Университета Восточной Финляндии разработали метод производства гибридного анода. , используя микрочастицы мезопористого кремния и углеродные нанотрубки. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы заменить графит в качестве анода в батареях и использовать кремний, емкость которого в десять раз больше. Использование этого гибридного материала улучшает характеристики батареи, в то время как силиконовый материал устойчиво производится из золы шелухи ячменя.

Университет Монаша

Литий-серные аккумуляторы могут превзойти литий-ионные, снизить воздействие на окружающую среду

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серные аккумуляторы, способные питать смартфон в течение 5 дней, превосходя литий-ионные. Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и интерес производителей. У группы есть финансирование для дальнейших исследований в 2020 году, заявив, что дальнейшие исследования автомобилей и использования сетей будут продолжены.

Утверждается, что новая аккумуляторная технология оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем литий-ионные, и снижает производственные затраты, при этом предлагая потенциал для питания автомобиля на расстоянии 1000 км (620 миль) или смартфона в течение 5 дней.

Аккумулятор IBM получен из морской воды и превосходит по своим характеристикам литий-ионный

IBM Research сообщает, что они обнаружили новый химический состав аккумуляторов, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально может превзойти литий-ионные. IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в комбинации в батареях и что материалы можно извлекать из морской воды.

Производительность батареи многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что она может превзойти литий-ионную в ряде различных областей — она ​​дешевле в производстве, она может заряжаться быстрее, чем литий-ионная, и может иметь как более высокую мощность. и плотности энергии.Все это доступно в аккумуляторах с низкой горючестью электролитов.

IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, среди прочих, компания работает над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic

Система управления батареями Panasonic

Хотя литий-ионные батареи повсюду и их количество растет, управление этими батареями, включая определение того, когда у них закончился срок службы, затруднено.Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит отслеживание батарей и определение остаточной стоимости литий-ионных в них.

Panasonic заявляет, что ее новую технологию можно легко применить с изменением системы управления батареями, что упростит мониторинг и оценку батарей с несколькими составными ячейками, которые вы можете найти в электромобиле. Panasonic сообщает, что эта система поможет продвинуться в направлении устойчивого развития, поскольку сможет лучше управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных батарей.

Асимметричная модуляция температуры

Исследования продемонстрировали метод зарядки, который приближает нас на шаг ближе к сверхбыстрой зарядке — XFC — который направлен на пробег 200 миль электромобиля примерно за 10 минут с зарядкой 400 кВт. Одна из проблем с зарядкой — это литиевая гальваника в батареях, поэтому метод асимметричной температурной модуляции заряжает при более высокой температуре, чтобы уменьшить гальваническое покрытие, но ограничивает это 10-минутными циклами, избегая роста межфазной границы твердого электролита, что может сократить срок службы батареи.Сообщается, что этот метод уменьшает деградацию батареи, позволяя заряжать XFC.

Pocket-lint

Песочная батарея увеличивает время автономной работы в три раза

В этом альтернативном типе литий-ионной батареи используется кремний для достижения в три раза большей производительности, чем у современных графитовых литий-ионных батарей. Батарея по-прежнему литий-ионная, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний вместо графита.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде какое-то время занимались нанокремнием, но он слишком быстро разрушается, и его трудно производить в больших количествах.С помощью песка его можно очистить, измельчить, затем измельчить с солью и магнием перед нагреванием для удаления кислорода, что приведет к получению чистого кремния. Он пористый и трехмерный, что помогает повысить производительность и, возможно, продлить срок службы батарей. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano — стартап по производству аккумуляторных батарей, который выводит эту технологию на рынок и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение может быть применено к существующему производству литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности аккумулятора на 20% сейчас или на 40% в ближайшем будущем.

Захват энергии от Wi-Fi

Хотя беспроводная индуктивная зарядка является обычным явлением, возможность захвата энергии от Wi-Fi или других электромагнитных волн остается проблемой. Однако группа исследователей разработала ректенну (антенну, собирающую радиоволны), которая представляет собой всего лишь несколько атомов, что делает ее невероятно гибкой.

Идея состоит в том, что устройства могут включать в себя эту ректенну на основе дисульфида молибдена, чтобы энергия переменного тока могла быть получена от Wi-Fi в воздухе и преобразована в постоянный ток либо для подзарядки батареи, либо для непосредственного питания устройства.Это может привести к появлению медицинских таблеток с питанием без необходимости во внутренней батарее (более безопасно для пациента) или мобильных устройств, которые не нужно подключать к источнику питания для подзарядки.

Энергия, полученная от владельца устройства

Вы можете стать источником энергии для своего следующего устройства, если исследования TENG принесут свои плоды. TENG или трибоэлектрический наногенератор — это технология сбора энергии, которая улавливает электрический ток, генерируемый при контакте двух материалов.

Исследовательская группа из Суррейского института передовых технологий и Университета Суррея дала представление о том, как эта технология может быть использована для питания таких вещей, как носимые устройства. Хотя мы еще далеки от того, чтобы увидеть это в действии, исследование должно дать дизайнерам инструменты, необходимые для эффективного понимания и оптимизации будущей реализации TENG.

Золотые нанопроволочные батареи

Великие умы Калифорнийского университета в Ирвине создали треснувшие нанопроволочные батареи, способные выдержать много перезарядок.В результате в будущем батареи могут не разрядиться.

Нанопроволока, в тысячу раз тоньше человеческого волоса, открывает большие возможности для батарей будущего. Но они всегда ломались при подзарядке. Это открытие использует золотые нанопровода в гелевом электролите, чтобы избежать этого. Фактически, эти батареи были проверены на перезарядку более 200 000 раз за три месяца и не показали никаких повреждений.

Твердотельные литий-ионные

Твердотельные батареи традиционно обеспечивают стабильность, но за счет передачи электролита.В статье, опубликованной учеными Toyota, рассказывается об их испытаниях твердотельной батареи, в которой используются сульфидные суперионные проводники. Все это означает превосходный аккумулятор.

В результате получился аккумулятор, способный работать на уровне суперконденсатора и полностью заряжаться или разряжаться всего за семь минут, что делает его идеальным для автомобилей. Поскольку он твердотельный, это также означает, что он намного стабильнее и безопаснее, чем существующие батареи. Твердотельный блок также должен работать при температурах от минус 30 до ста градусов Цельсия.

Электролитные материалы по-прежнему создают проблемы, поэтому не ожидайте увидеть их в ближайшее время в автомобилях, но это шаг в правильном направлении к более безопасным и быстро заряжаемым аккумуляторам.

Графеновые батареи Grabat

Графеновые батареи потенциально могут быть одними из самых лучших среди имеющихся. Grabat разработал графеновые батареи, которые могут обеспечить электромобилям запас хода до 500 миль без подзарядки.

Graphenano, компания, стоящая за разработкой, заявляет, что аккумуляторы можно полностью зарядить всего за несколько минут и они могут заряжаться и разряжаться в 33 раза быстрее, чем литий-ионные.Разряд также важен для таких вещей, как автомобили, которым требуется огромное количество энергии для быстрого трогания с места.

Нет информации о том, используются ли аккумуляторы Grabat в настоящее время в каких-либо продуктах, но у компании есть аккумуляторы для автомобилей, дронов, мотоциклов и даже для дома.

Микро-суперконденсаторы лазерного производства

Rice Univeristy

Ученые из Университета Райса совершили прорыв в создании микроконденсаторов. В настоящее время их производство дорогое, но с использованием лазеров, которые вскоре могут измениться.

При использовании лазеров для выжигания электродов на листах пластика затраты на производство и усилия значительно снижаются. В результате получается аккумулятор, который может заряжаться в 50 раз быстрее, чем нынешние аккумуляторы, и разряжаться даже медленнее, чем современные суперконденсаторы. Они даже прочные, способны работать после более чем 10 000 сгибаний во время испытаний.

Пенные батареи

Прието верит, что будущее аккумуляторов — за 3D. Компании удалось решить эту проблему с помощью своей батареи, в которой используется вспененная медь.

Это означает, что эти батареи будут не только более безопасными благодаря отсутствию горючего электролита, но и будут обеспечивать более длительный срок службы, более быструю зарядку, в пять раз более высокую плотность, будут дешевле в производстве и будут меньше, чем существующие предложения.

Prieto стремится в первую очередь размещать свои батареи в небольших предметах, например, в носимых устройствах. Но в нем говорится, что аккумуляторы можно масштабировать, чтобы мы могли видеть их в телефонах и, возможно, даже в автомобилях в будущем.

Carphone Warehouse

Складной аккумулятор похож на бумагу, но прочный

Jenax J.Аккумулятор Flex был разработан, чтобы сделать гаджеты возможными. Батарея, похожая на бумагу, складывается и является водонепроницаемой, что означает, что ее можно интегрировать в одежду и носимые устройства.

Батарея уже создана и даже прошла испытания на безопасность, включая ее сложение более 200 000 раз без потери производительности.

Ник Билтон / The New York Times

uBeam по воздуху зарядка

uBeam использует ультразвук для передачи электричества. Энергия преобразуется в звуковые волны, неслышимые для людей и животных, которые передаются, а затем снова преобразуются в энергию при достижении устройства.

С концепцией uBeam наткнулась 25-летняя выпускница астробиологии Мередит Перри. Она основала компанию, которая позволит заряжать гаджеты по воздуху с помощью пластины толщиной 5 мм. Эти передатчики можно прикрепить к стенам или сделать предметами декоративного искусства, чтобы передавать энергию на смартфоны и ноутбуки. Гаджетам просто нужен тонкий приемник, чтобы принимать заряд.

StoreDot

StoreDot заряжает мобильные телефоны за 30 секунд

StoreDot, стартап, созданный на базе кафедры нанотехнологий Тель-Авивского университета, разработал зарядное устройство StoreDot.Он работает с современными смартфонами и использует биологические полупроводники, изготовленные из природных органических соединений, известных как пептиды — короткие цепочки аминокислот, которые являются строительными блоками белков.

В результате получилось зарядное устройство, способное заряжать смартфон за 60 секунд. Батарея состоит из «негорючих органических соединений, заключенных в многослойную защитную структуру, предотвращающую перенапряжение и нагрев», поэтому проблем с ее взрывом быть не должно.

Компания также объявила о планах создать аккумулятор для электромобилей, который заряжается за пять минут и обеспечивает запас хода до 300 миль.

Пока неизвестно, когда аккумуляторы StoreDot будут доступны в глобальном масштабе — мы ожидали, что они появятся в 2017 году, — но когда они появятся, мы ожидаем, что они станут невероятно популярными.

Pocket-lint

Прозрачное солнечное зарядное устройство

Alcatel продемонстрировал мобильный телефон с прозрачной солнечной панелью над экраном, которая позволит пользователям заряжать свой телефон, просто поместив его на солнце.

Хотя вряд ли он появится в продаже в течение некоторого времени, компания надеется, что он каким-то образом решит повседневные проблемы, связанные с постоянным отсутствием заряда батареи.Телефон будет работать как с прямыми солнечными лучами, так и со стандартным освещением, так же, как и обычные солнечные батареи.

Phienergy

Алюминиево-воздушная батарея обеспечивает пробег на 1100 миль без подзарядки

Автомобиль сумел проехать 1100 миль на одной зарядке аккумулятора. Секрет этого супердиапазона заключается в технологии батареи, называемой «алюминий-воздух», которая использует кислород из воздуха для заполнения своего катода. Это делает его намного легче, чем литий-ионные аккумуляторы, заполненные жидкостью, что дает автомобилю гораздо больший запас хода.

Бристольская лаборатория робототехники

Батареи с питанием от мочи

Фонд Билла Гейтса финансирует дальнейшие исследования Бристольской робототехнической лаборатории, которая обнаружила батареи, которые могут питаться от мочи. Этого достаточно для зарядки смартфона, который ученые уже продемонстрировали. Но как это работает?

Используя микробный топливный элемент, микроорганизмы собирают мочу, расщепляют ее и выделяют электричество.

Питание от звука

Исследователи из Великобритании создали телефон, который может заряжаться, используя окружающий звук в окружающей атмосфере.

Смартфон построен по принципу пьезоэлектрического эффекта. Были созданы наногенераторы, улавливающие окружающий шум и преобразующие его в электрический ток.

Наностержни даже реагируют на человеческий голос, что означает, что болтливые мобильные пользователи могут подключать свой собственный телефон, пока разговаривают.

Двойная угольная батарея Ryden заряжается в 20 раз быстрее.

Power Japan Plus уже анонсировала новую технологию аккумуляторов под названием Ryden dual carbon. Он не только прослужит дольше и будет заряжаться быстрее, чем литиевая, но его можно будет производить на тех же заводах, где производятся литиевые батареи.

В аккумуляторах используются углеродные материалы, что означает, что они более устойчивы и экологически безопасны, чем существующие альтернативы. Это также означает, что батареи будут заряжаться в двадцать раз быстрее, чем литий-ионные. Они также будут более долговечными, способными выдержать до 3000 циклов зарядки, а также более безопасными с меньшей вероятностью возгорания или взрыва.

Натрий-ионные аккумуляторы

Ученые из Японии работают над новыми типами аккумуляторов, которые не нуждаются в литии, таких как аккумулятор вашего смартфона.В этих новых батареях будет использоваться натрий, один из самых распространенных материалов на планете, а не редкий литий, и они будут в семь раз эффективнее обычных батарей.

Исследования натриево-ионных аккумуляторов продолжаются с восьмидесятых годов в попытке найти более дешевую альтернативу литию. Используя соль, шестой по распространенности элемент на планете, можно сделать батареи намного дешевле. Ожидается, что коммерциализация аккумуляторов для смартфонов, автомобилей и прочего оборудования начнется в ближайшие 5-10 лет.

Upp

Зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp

Переносное зарядное устройство для водородных топливных элементов Upp уже доступно. Он использует водород для питания вашего телефона, чтобы вы не беспокоились и оставались экологически чистыми.

Одна водородная ячейка обеспечит пять полных зарядов мобильного телефона (емкость 25 Втч на ячейку). И единственный побочный продукт — водяной пар. Разъем USB типа A означает, что он будет заряжать большинство USB-устройств с выходом 5 В, 5 Вт, 1000 мА.

Батареи со встроенным огнетушителем

Литий-ионные батареи нередко перегреваются, загораются и даже могут взорваться.Аккумулятор в Samsung Galaxy Note 7 — яркий тому пример. Исследователи из Стэнфордского университета придумали литий-ионные аккумуляторы со встроенными огнетушителями.

В батарее есть компонент, называемый трифенилфосфатом, который обычно используется в качестве антипирена в электронике, добавленный к пластиковым волокнам, чтобы помочь разделить положительный и отрицательный электроды. Если температура батареи поднимается выше 150 градусов C, пластмассовые волокна плавятся и выделяется трифенилфосфат.Исследования показывают, что этот новый метод может предотвратить возгорание аккумуляторов за 0,4 секунды.

Майк Циммерман

Батареи, защищенные от взрыва

Литий-ионные батареи имеют довольно летучий слой пористого материала жидкого электролита, расположенный между анодным и катодным слоями. Майк Циммерман, исследователь из Университета Тафтса в Массачусетсе, разработал батарею, которая имеет вдвое большую емкость, чем литий-ионные, но без присущих ей опасностей.

Батарея Циммермана невероятно тонкая, немного толще двух кредитных карт, и заменяет жидкий электролит пластиковой пленкой, имеющей аналогичные свойства.Он может выдерживать прокалывание, измельчение и нагревание, так как он негорючий. Еще предстоит провести много исследований, прежде чем технология сможет выйти на рынок, но хорошо знать, что существуют более безопасные варианты.

Батареи Liquid Flow

Гарвардские ученые разработали батарею, которая накапливает свою энергию в органических молекулах, растворенных в воде с нейтральным pH. Исследователи говорят, что этот новый метод позволит батарее Flow работать исключительно долгое время по сравнению с нынешними литий-ионными батареями.

Маловероятно, что мы увидим эту технологию в смартфонах и т.п., поскольку жидкий раствор, связанный с батареями Flow, хранится в больших резервуарах, чем больше, тем лучше. Считается, что они могут быть идеальным способом хранения энергии, создаваемой решениями в области возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце.

Действительно, исследование Стэнфордского университета использовало жидкий металл в проточной батарее с потенциально отличными результатами, заявляя, что напряжение вдвое выше, чем у обычных проточных батарей. Команда предположила, что это может быть отличным способом хранения прерывистых источников энергии, таких как ветер или солнечная энергия, для быстрой передачи в сеть по запросу.

IBM и ETH Zurich и разработали жидкостную проточную батарею гораздо меньшего размера, которая потенциально может быть использована в мобильных устройствах. Эта новая батарея утверждает, что может не только обеспечивать питание компонентов, но и одновременно охлаждать их. Обе компании обнаружили две жидкости, которые подходят для этой задачи, и будут использоваться в системе, которая может производить 1,4 Вт мощности на квадратный см, при этом 1 Вт мощности зарезервирован для питания батареи.

Zap & Go Карбон-ионный аккумулятор

Оксфордская компания ZapGo разработала и произвела первую угольно-ионную аккумуляторную батарею, которая уже готова к использованию потребителями.Углеродно-ионный аккумулятор сочетает в себе сверхбыструю зарядку суперконденсатора с характеристиками литий-ионного аккумулятора, при этом полностью пригодный для вторичной переработки.

Компания предлагает зарядное устройство powerbank, которое полностью заряжается за пять минут, а затем полностью заряжает смартфон за два часа.

Цинково-воздушные батареи

Ученые из Сиднейского университета считают, что они придумали способ производства воздушно-цинковых батарей, намного более дешевый, чем существующие методы.Воздушно-цинковые батареи можно считать более совершенными, чем литий-ионные, поскольку они не загораются. Единственная проблема в том, что они полагаются на дорогие компоненты.

Sydney Uni удалось создать воздушно-цинковую батарею без необходимости использования дорогих компонентов, а, скорее, с некоторыми более дешевыми альтернативами. Возможно, появятся более безопасные и дешевые батареи!

Умная одежда

Исследователи из Университета Суррея разрабатывают способ, позволяющий использовать одежду в качестве источника энергии.Батарея называется трибоэлектрическим наногенератором (TENG), которая преобразует движение в накопленную энергию. Накопленное электричество затем можно использовать для питания мобильных телефонов или устройств, таких как фитнес-трекеры Fitbit.

Эта технология может быть применена не только к одежде, она может быть интегрирована в тротуар, поэтому, когда люди постоянно ходят по ней, она может накапливать электричество, которое затем может использоваться для питания ламп или в шинах автомобиля, чтобы может привести машину в действие.

Растягиваемые батареи

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали растягиваемый биотопливный элемент, который может вырабатывать электричество из пота.Говорят, что генерируемой энергии достаточно для питания светодиодов и радиомодулей Bluetooth, а это означает, что однажды он сможет питать носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-трекеры.

Графеновая батарея Samsung

Компания Samsung сумела разработать «графеновые шары», которые способны увеличивать емкость существующих литий-ионных аккумуляторов на 45 процентов и заряжаться в пять раз быстрее, чем существующие аккумуляторы. Чтобы представить это в контексте, Samsung заявляет, что его новый аккумулятор на основе графена может быть полностью заряжен за 12 минут по сравнению с примерно часом для текущего устройства.

Samsung также заявляет, что его можно использовать не только в смартфонах, но и в электромобилях, поскольку он может выдерживать температуру до 60 градусов Цельсия.

Более безопасная и быстрая зарядка существующих литий-ионных аккумуляторов

Ученые из WMG из Университета Уорика разработали новую технологию, которая позволяет заряжать существующие литий-ионные аккумуляторы в пять раз быстрее, чем рекомендуемые пределы. Технология постоянно измеряет температуру батареи гораздо точнее, чем существующие методы.

Ученые обнаружили, что нынешние батареи действительно могут выходить за пределы рекомендуемых пределов, не влияя на производительность или перегрев. Может быть, нам вообще не нужны другие упомянутые новые батареи!

Написано Крисом Холлом.

,

Сборка мусора Python

Введение в управление памятью Python

Python использует автоматический метод выделения и освобождения памяти. Пользователю не нужно предварительно выделять или освобождать память вручную, как это необходимо при использовании динамического распределения памяти в таких языках, как C или C ++. Python использует две стратегии выделения памяти с подсчетом ссылок и сборкой мусора .

До версии Python 2.0 интерпретатор Python использовал только подсчет ссылок для управления памятью. Подсчет ссылок работает, подсчитывая, сколько раз на объект ссылаются другие объекты в системе. Когда ссылки на объект удаляются, счетчик ссылок для объекта уменьшается. Когда счетчик ссылок становится равным нулю, объект освобождается.

Подсчет ссылок чрезвычайно эффективен, но у него есть некоторые недостатки. Одно из таких предупреждений заключается в том, что он не может обрабатывать ссылочные циклы.Цикл ссылок — это когда нет возможности достичь объекта, но его счетчик ссылок по-прежнему больше нуля. Самый простой способ создать ссылочный цикл — создать объект, который ссылается на себя, как в примере ниже:

 def make_cycle ():
    1 = []
    1.append (л)

make_cycle () 

Поскольку make_cycle () создает объект 1, который ссылается на себя, объект 1 не будет автоматически освобожден при возврате функции. Это приведет к тому, что память, которую использует 1, будет удерживаться до тех пор, пока не будет вызван сборщик мусора Python.

Автоматическая сборка мусора циклов

Поскольку для обнаружения ссылочных циклов требуется вычислительная работа, сборка мусора должна быть запланированной деятельностью. Python планирует сборку мусора на основе пороговых значений выделения и освобождения объектов. Когда количество выделений минус количество освобожденных превышает пороговое значение, запускается сборщик мусора. Можно проверить порог для новых объектов (объекты в Python, известные как поколения 0, объекты ), загрузив модуль gc и запросив пороги сборки мусора:

 import gc
print "Пороги сборки мусора:% r"% gc.get_threshold ()

Пороги сборки мусора: (700, 10, 10) 

Здесь мы видим, что порог по умолчанию в вышеупомянутой системе составляет 700. Это означает, что, когда количество выделений по сравнению с количеством освобожденных больше 700, будет запускаться автоматический сборщик мусора.

Автоматическая сборка мусора не будет запущена, если вашему устройству Python не хватает памяти ; вместо этого ваше приложение будет генерировать исключения, которые необходимо обработать, иначе ваше приложение выйдет из строя.Это усугубляется тем фактом, что автоматическая сборка мусора придает большое значение ЧИСЛО свободных объектов, а не их размер. Таким образом, любая часть вашего кода, которая освобождает большие блоки памяти, является хорошим кандидатом для запуска ручной сборки мусора.

Сборка мусора вручную

Для некоторых программ, особенно долго работающих серверных приложений или встроенных приложений, работающих на устройстве Digi, может оказаться недостаточно автоматической сборки мусора.Несмотря на то, что приложение должно быть написано как можно более свободным от циклов обращения, рекомендуется иметь стратегию, как с ними справляться. Вызов сборщика мусора вручную в подходящее время для выполнения программы может быть хорошей идеей для обработки памяти, потребляемой ссылочными циклами.

Сборку мусора можно запустить вручную следующим образом:

 import gc
gc.collect () 

gc.collect () возвращает количество собранных и освобожденных объектов.Вы можете распечатать эту информацию следующим образом:

 import gc
собрано = gc.collect ()
print "Сборщик мусора: собрано% d объектов." % (собрано) 

Если мы создадим несколько циклов, мы увидим ручную работу по сбору:

 import sys, gc

def make_cycle ():
1 = {}
1 [0] = 1

def main ():
собрано = gc.collect ()
print "Сборщик мусора: собрано% d объектов." % (собрано)
печать "Создание циклов ..«.
для i в диапазоне (10):
make_cycle ()
собрано = gc.collect ()
print "Сборщик мусора: собрано% d объектов." % (собрано)

если __name__ == "__main__":
ret = main ()
sys.exit (возврат) 

Как правило, есть две рекомендуемые стратегии для выполнения сборки мусора вручную: сборка мусора на основе времени и сборка мусора на основе событий. Сборка мусора на основе времени проста: сборщик мусора вызывается через фиксированный интервал времени. Сборка мусора на основе событий вызывает сборщик мусора для события.Например, когда пользователь отключается от приложения или когда известно, что приложение переходит в состояние ожидания.

Рекомендации

Какой метод сборки мусора подходит для приложения? Это зависит. Сборщик мусора следует вызывать по мере необходимости для сбора циклических ссылок, не влияя на производительность жизненно важных приложений. Сборка мусора должна быть частью процесса разработки приложения Python.

• Не запускайте сборку мусора слишком свободно, так как оценка каждого объекта памяти в большой системе может занять много времени.Например, одна команда, у которой возникли проблемы с памятью, пыталась вызвать gc.collect () между каждым этапом сложного процесса запуска, увеличив время загрузки в 20 раз (2000%). Запускать его чаще, чем несколько раз в день — без особых конструктивных причин — вероятно, будет напрасной тратой ресурсов устройства.
• Запустить сборку мусора вручную после того, как приложение завершит запуск и перейдет в устойчивый режим. Это освобождает потенциально огромные блоки памяти, используемые для открытия и анализа файла, для построения и изменения списков объектов и даже модулей кода, которые больше никогда не будут использоваться.Например, одно приложение, читающее файлы конфигурации XML, в процессе занимало около 1,5 МБ временной памяти. Без ручной сборки мусора невозможно предсказать, когда эти 1,5 МБ памяти будут возвращены в пулы памяти Python для повторного использования.
• Запустить сборку мусора вручную после нечасто выполняемых участков кода, которые используют, а затем освобождают большие блоки памяти. Например, рассмотрите возможность запуска сборки мусора после ежедневной задачи, которая оценивает тысячи точек данных, создает «отчет» XML, а затем отправляет этот отчет в центральный офис через FTP или SMTP / электронную почту.Одно приложение, выполняющее такие ежедневные отчеты, создавало более 800 тыс. Временных отсортированных списков исторических данных. Использование gc.collect () для таких повседневных дел имеет приятный побочный эффект — запускать его один раз в день «бесплатно».
• Рассмотрите возможность запуска сборки мусора вручную до или после критических по времени участков кода, чтобы сборщик мусора не нарушал синхронизацию. Например, приложение для полива может бездействовать в течение 10 минут, а затем оценивать состояние всех полевых устройств и вносить изменения.Поскольку задержки во время настройки системы могут повлиять на срок службы батареи полевого устройства, имеет смысл запускать сборку мусора вручную, поскольку шлюз входит в период простоя ПОСЛЕ процесса настройки — или запускать его каждые шестой или десятый период простоя. Это гарантирует, что сборка мусора не будет запускаться автоматически в течение следующего чувствительного ко времени периода.

Дополнительные ссылки и литература

,