User manual

LED se nejčastěji používají pro jednoduchou indikaci (například pro určení polarity) nebo základních
provozních funkcí (zapnuto / vypnuto nebo pro indikaci při průchodu proudu). Pro zjištění přesných
výstupních hodnot můžete zároveň použít multimetr, přepnutý na měření požadované veličiny.
Experimentální sada využívá LED indikaci.
Nabíječka s LED indikací
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, USB kabel, blikající LED, oranžová LED,
dioda 1N4001, rezistor 1 kΩ a lithiový akumulátor.
Potřebujete zjistit, zda je konkrétní akumulátor vybitý, zčásti vybitý nebo plně nabitý?
Jednoduchá indikace pak napomůže zjistit aktuální stav akumulátoru. Stav akumulátoru však závisí
na mnoha faktorech, zejména na jeho typu a celkové kapacitě. Mezi další faktory patří teplota okolního
prostředí, stáří akumulátoru a několik dalších faktorů, které mohou tento stav ovlivnit. Pro komplexní
sledování všech možných faktorů jsou v moderních nabíječkách použity obvody s mikroprocesory
a sofistikovaným software. Při sestavování obvodu nejprve umístěte všechny součástky do desky
a teprve poté připojte akumulátor například pomocí krokosvorek. V té chvíli se rozsvítí oranžová LED.
Po připojení obvodu k USB zdroji se spustí nabíjení akumulátoru proudem o hodnotě přibližně 200
mA. O něco později začne blikat LED, která indikuje stav, kdy akumulátor dosáhl napětí, blízkého
hodnotě 4 V. LED během nabíjení bliká nejprve pomalu a poté o něco rychleji. Rychle blikající LED
indikuje ukončení nabíjecího procesu. Nabíječky řízené mikroprocesory pak nabíjecí proces ukončují
automaticky (odpojí akumulátor od nabíjecího obvodu).
Jednoduchá LED indikace probíhá pomocí měření napětí u akumulátoru. Měření napětí se provádí
prostřednictvím zátěže (proud protékající z akumulátoru). Měření pak může být aktivováno například
pomocí tlačítka, které vložíte do obvodu.
Testování akumulátoru
Test (změření) akumulátoru oceníte především v případě, kdy máte k dispozici
různé akumulátory, ale neznáte jejich aktuální stav (kapacitu). Elektronický měřící
obvod však bude fungovat pouze v případě, že akumulátory mají dostatečnou
kapacitu. Měření napětí pak napoví něco málo o nabíjecí kapacitě akumulátoru.
Na obrázku je starý tester baterií AA / AAA s cívkovým měřícím ústrojím a žárovkou
(1,5 V), která v obvodu plní funkci rezistoru (zátěže).
Test malým proudem
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, červená LED, rezistor 100 Ω,
přihrádka pro baterie, NiZn akumulátor (AAA).
Experimentovat můžete s různými typy akumulátorů a navíc přitom použijte multimetr.
Test malým proudem je optimální zejména pro starší akumulátory, které byly právě plně nabity.
Spouštěcí „testovací“ tlačítko v měřícím obvodu můžete jednoduše vytvořit za použití krátkého vodiče.
Připojte do měřícího obvodu plně nabitý akumulátor. Červená LED se přitom rozsvítí.
Stiskněte testovací tlačítko. LED přitom nepatrně pohasne, což je způsobeno připojením
rezistoru 100 Ω do obvodu a snížení proudu na hodnotu přibližně 15 mA. Jedná se tak
o akumulátor s optimálním napětím.
Test vysokým proudem
Komponenty potřebné pro experiment: deska spojů, červená LED, rezistor 1,2 Ω, přihrádka
pro baterie a akumulátor.
Experimentujte s různými typy akumulátorů a použijte přitom znovu i multimetr. Testování vysokým
proudem je skutečným zátěžovým testem pro každý akumulátor. Před prováděním testu se ujistěte,
že testovaný akumulátor není hluboce vybitý (nedošlo k poklesu pod hranici minimální hodnoty
napětí). V opačném případě by mohlo dojít k jeho zničení. U lithiových akumulátorů je to obvykle
proud dvojnásobku kapacity, u NiZn akumulátorů je to napětí o hodnotě 1,2 V a ne více, než 1C.
Pro akumulátory AA to představuje maximální proud 1,5 A, pro akumulátory AAA maximální vybíjecí
proud 550 mA.
Vyměňte rezistor R1 (100 Ω) za rezistor 1,2 Ω.
Po stisknutí testovacího tlačítka pak LED zhasne.
Zátěžový proud je přibližně 1 A. Ověřte hodnotu proudu
pomocí multimetru.
R = U / I (hodnota rezistoru = napětí / proud)
Hodnoty naměřené multimetrem se mohou nepatrně lišit
od výpočtu. To je způsobeno přechodovým odporem
v obvodu a nepatrným úbytkem napětí. Po uvolnění tlačítka
bude v případě dostatečné kapacity akumulátoru LED
zřetelně svítit. V opačném případě je akumulátor vybitý.
NiZn akumulátor má obvykle napětí naprázdno o hodnotě
1,75 V a napětí pod zátěží 1,3 V.
Dobíjecí schopnost / efektivita akumulátoru
Tato charakteristika akumulátoru vypovídá o tom, nakolik z celkové kapacity je možné akumulátor
znovu nabít. Efektivita je u různých typů akumulátorů výrazně rozdílná a pohybuje se obvykle
v rozmezí 70 – 90 %.