จะเรียกโครงงานนี้ว่าเป็นภาคสองของการทดลองเรื่องถ่านลิเธียมของผมเมื่อปีที่แล้วก็ได้ (ดูเรื่องเดิมในโครงงานเครื่องบินรถกระป๋องรุ่นที่ 7 คอมแพค)

เมื่อได้ถ่านมาแล้วขั้นแรกต้องแกะกล่องพลาสติกสีดำที่หุ้มถ่านออกโดยการใช้ปลายคัตเตอร์กรีดและแงะตรงรอยประกบของกล่องดังกล่าว แกะออกมาได้แล้วจะเห็นถ่านก้อนสีเงินและมีแผงวงจรเล็ก ๆ อยู่ด้านบน

ค่อย ๆ ใช้กรรไกรตัดแผ่นเหล็กที่เชื่อมระหว่างขั้วถ่านกับแผงวงจรออก เอาแผงวงจรออกมาดูกันหน่อย อ้อ ตัวถังของถ่านจะเป็นขั้วลบนะครับ ระวังอย่าให้กรรไกรส่วนที่เป็นโลหะไปโดนเข้าตอนตัดขั้วบวกด้วย ถ่านชอร์ตกันนะครับ เดี๋ยวระเบิดไม่รู้ด้วย

ดูจากแผงวงจรนี้แล้วเข้าใจว่าเป็นวงจร cc/cv ที่ใช้สำหรับชาร์จถ่านลิเธียมนั่นเอง ดังนั้นเราสามารถเอาแผงวงจรนี้มาใช้ประกอบกับอแดปเตอร์ทั่ว ๆ ไป เพื่อดัดแปลงเป็นเครื่องชาร์จถ่านลิเธียมได้ โดยไม่จำเป็นต้องซื้ออุปกรณ์มาสร้างวงจรชาร์จอีก

มาลองทำกันเลยครับ ขั้นแรก หาอแดปเตอร์ที่มีแรงดันไฟออกประมาณ 4.5 ถึง 6 โวลต์ มาก่อน ผมใช้ที่ชาร์จมือถือของโมโตโรล่า v8088 ที่ซื้อมาตั้งแต่ทดลองลิเธียมปีที่แล้ว มีแรงดันออก 5.25 โวลต์ ครับ

จากนั้นต่อสายบวก และ ลบ ของอแดปเตอร์เข้ากับแผงวงจรตามรูป สังเกต ว่าไฟขาเข้าแผงวงจรมี 3 ขา คือ บวกขาหนึ่ง และลบสองขา ให้ต่อไฟลบเข้ากับขาด้านนอก ส่วนขาลบด้านในที่ใกล้กับขาบวก เว้นเอาไว้ครับ

ส่วนแผงวงจรด้านที่ต่อกับขั้วถ่าน ก็เอาคอนเนคเตอร์ที่จะใช้ชาร์จถ่านมาต่อเข้าไป ระวังอย่าให้สับขั้วนะ

ส่วนขาไฟอื่น ๆ อีกหลายขาที่ต่อจากแผงวงจร เราไม่ต้องไปยุ่งกับมันครับ เพราะเป็นขาที่ใช้ส่งสัญญาณติดต่อกับเครื่องโทรศัพท์มือถือ

ต่อเสร็จก็เสร็จครับ ได้เครื่องชาร์จถ่านลิเธียมขนาด 1 ก้อน แล้ว หมูมาก ๆ

เพื่อความแน่ใจทดลองชาร์จแล้ววัดแรงดันไฟขาออกดูว่ามีคุณสมบัติ cc/cv หรือไม่

จากการทดลองชาร์จได้ผลดังนี้ครับ

ถ่านคุณเก๋มีแรงดันขณะที่ยังไม่ได้ชาร์จ 3.7 โวลต์ เมื่อชาร์จไฟเข้าไปแรงดันจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนครบ 1 ชั่วโมง จะมีแรงดันไฟ 4.10 ถึง 4.15 โวลต์ จากนั้นแรงดันจะคงที่อยู่ประมาณนี้จนกระทั่งถ่านเต็มใช้เวลาประมาณ ไม่เกิน 2 ชั่วโมงครับ จากการสังเกตอุณหภูมิของถ่านแทบไม่มีความร้อนเลยครับ แสดงว่าแผงวงจรนี้มีคุณสมบัติ cc/cv แน่นอน สามารถทำเครื่องชาร์จได้ไม่มีปัญหาครับ

อย่างไรก็ดี ยังมีคุณสมบัติอีกข้อหนึ่งของเครื่องชาร์จลิเธียม คือถ้าถ่านอ่อนจนไฟตกลงต่ำกว่า 3 โวลต์ ต่อก้อน เครื่องชาร์จจะต้องชาร์จแบบ trickle charge คือจ่ายกระแสน้อย ๆ ประมาณ 1/10 c ไปก่อน จนกระทั่งแรงดันถ่านสูงเกิน 3 โวลต์ จึงจะใช้ cc/cv ผมไม่แน่ใจว่าแผงวงจรนี้จะมีคุณสมบัติที่ว่านี้หรือไม่ ดังนั้นเวลานำถ่านไปใช้งานอย่าใช้จนถ่านแรงดันตกลงต่ำกว่า 3 โวลต์ เพื่อความปลอดภัยครับ

ผมจะเอาถ่านลิเธียมไปใช้กับมอเตอร์ฟอลคอน จึงต้องใช้ถ่าน 2 ก้อน กับทำ Y connector ต่อถ่านอนุกรมกันก่อนเอาไปใช้งานครับ

เมื่อทำเสร็จแล้วก็เอากล่องถ่านที่แงะออกมาตอนแรกมาประกบใส่แผงวงจรเข้าไปเพื่อให้เรียบร้อยสวยงาม แค่นี้ก็จะได้เครื่องชาร์จลิเธียมคนยาก ที่แทบไม่ต้องลงทุนอะไรเลยครับ

ขอให้สนุกครับ

14 สิงหาคม 2546

ตอนแรกต้องทดลองต่อแล้ววัดไฟขาออกดูก่อน ได้ 5.4 โวลต์ สามารถนำไปใช้กับวงจรลิเธียมได้แน่นอน ผมก็เลยเอาแผงวงจรที่แกะจากถ่านลิเธียมอีกก้อนหนึ่งมาต่อแบบเดียวกับที่เคยทำครับ แค่นี้ก็ได้เครื่องชาร์จลิเธียมแบบพกพาชาร์จในรถยนต์ระหว่างเดินทางได้สบาย โดยสามารถเสียบทิ้งไว้ได้ตลอดเวลา ไม่ร้อน ไม่ระเบิดครับ

ขอให้สนุกครับ

18 สิงหาคม 2546

การสร้างเครื่องชาร์จลิเธียมจากวงจรในถ่านลิเธียมมีข้อจำกัดคือชาร์จได้ทีละก้อน แต่ส่วนใหญ่ผมจะใช้ถ่านลิเธียม 2 ก้อน ต่ออนุกรมกันเพื่อใช้กับมอเตอร์ฟอลคอน ผมจึงหาวงจรที่สร้างได้ง่าย ๆ ลงทุนไม่มาก เอามาดัดแปลงครับ

วงจรแบ่งเป็น 3 ส่วน

ส่วนแรกทางซ้ายเป็นวงจรทวีแรงดันสำหรับใช้กับการชาร์จถ่านลิเธียมตั้งแต่ 3 ก้อน ขึ้นไป ผมต้องการชาร์จแค่ 2 ก้อน ก็ตัดวงจรส่วนนี้ทิ้งไปได้

ส่วนที่สองตรงกลาง เป็นวงจรจำกัดกระแสไฟฟ้า โดยใช้หลอดไฟต่ออนุกรมกับวงจรเพื่อจำกัดไม่ให้กระแสไฟฟ้าไหลเกินความจุของถ่านลิเธียม แต่ผมตั้งใจจะใช้แหล่งจ่ายไฟเป็นอแดปเตอร์ขนาด 12 โวลต์ 500 mA ซึ่งกระแสไหลไม่เกินความจุของถ่านลิเธียม (700 mAH) อยู่แล้ว ดังนั้นวงจรส่วนนี้ก็ตัดทิ้งไปได้

ส่วนที่สามด้านขวาสุด เป็นวงจรจำกัดแรงดัน ซึ่งใช้ IC LM317T เป็นวงจรปรับแรงดันให้คงที่ ผมต้องการใช้ชาร์จถ่านลิเธียม 2 ก้อน จึงต้องใช้ R1 ขนาด 1K

สรุปอุปกรณ์ที่ผมใช้มีดังนี้

LM317T ราคา 12.50 บาท

R 1K, 220 โอห์ม และ VR เกือกม้า 500 โอห์ม รวมราคา 2.50 บาท

คิดค่าอุปกรณ์แล้ว ไม่ถึง 15 บาท ครับ

จัดการเอาลงแผ่นปริ๊นต์เอนกประสงค์ ระวังเรื่องขาของ LM317T ด้วยนะครับ ขาซ้ายเป็นขา adj ขากลางเป็น ขา Vout ขาขวาเป็นขา Vin

ด้านบนวางอุปกรณ์ IC, และรีซิสเตอร์

ส่วน VR เกือกม้า ใช้เป็นตัวปรับแรงดันขาออกให้ได้ 8.4 โวลต์ ติดตั้งด้านใต้ เพื่อประหยัดเนื้อที่

อุปกรณ์ที่ต่อเสร็จเรียบร้อยแล้วครับ

เมื่อเริ่มชาร์จ กระแสจะไหลเต็มที่ ไม่เกิน 500 mA ตามความสามารถในการจ่ายกระแสของอแดปเตอร์ เมื่อเวลาผ่านไปประมาณ 1 ชั่วโมง กระแสจะไหลน้อยลงเรื่อย ๆ และเมื่อครบ 2 ชั่วโมงถ่านลิเธียมก็จะเต็ม และมีกระแสไหลประมาณ 30 มิลลิแอมป์ เท่านั้นครับ ในขณะที่แรงดันคงที่ 8.4 โวลต์ตลอดการชาร์จ

IC LM317T มีความร้อนค่อนข้างสูงขณะทำงาน เพราะฉะนั้นต้องหาแผ่นระบายความร้อนมาติดตั้งด้วยนะครับ

ขอให้สนุกครับ

19 สิงหาคม 2546

ผมลองวัดค่าแรงดันและกระแสในการชาร์จถ่านลิเธียม 2 ก้อน จากเครื่องชาร์จที่ใช้ LM317T ได้ผลดังนี้ครับ

เมื่อนำมาพลอตกราฟค่าแรงดันและกระแส โดยแนวตั้งเป็นค่าแรงดันและกระแส แนวนอนเป็นเวลาที่ใช้ หน่วยเป็นนาที ได้ผลดังนี้

ขอให้สนุกครับ

21 สิงหาคม 2546

จากวงจรชาร์จถ่านลิเธียมแบบสองก้อนโดยใช้ไอซี LM317T เป็นตัวควบคุมแรงดัน และใช้อแดปเตอร์ขนาด 500mA เป็นตัวจำกัดกระแส ซึ่งใช้งานได้เป็นอย่างดี แต่ผมอยากทดลองเพิ่มวงจรจำกัดกระแสอัตโนมัติ เผื่อว่าจะนำไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายกระแสมาก เช่น ใช้กับแบตเตอรี่รถยนต์ หรืออแดปเตอร์ที่มีแอมป์สูงกว่าความจุของถ่าน ทำให้สามารถใช้แหล่งจ่ายไฟได้หลากหลายขึ้นอีกครับ

วงจรนี้ผมดัดแปลงโดยเพิ่มทรานซิสเตอร์เบอร์ 2n2222A 1 ตัว รีซิสเตอร์ขนาด 1 โอห์ม 1 W 1 ตัว และคาปาซิเตอร์ขนาด 0.1 mF อีก 1 ตัวครับ วงจรต้นแบบนำมาจากวงจรของ Scott Henion ในเวป SHDesigns ครับ โดยมีหลักการทำงานคือ เมื่อมีกระแสไหลผ่านรีซิสเตอร์ถึง 650mA จะทำให้แรงดันตกคร่อมเท่ากับ 0.65 โวลต์ ที่ขา B,E ทรานซิสเตอร์จึงเริ่มทำงานและดึงกระแสจากขา adj ของไอซี LM317T ทำให้ไอซีต้องปรับลดแรงดันลงมาจนกระทั่งกระแสไหลไม่เกิน 650mA ทรานซิสเตอร์ก็จะหยุดการทำงาน ทำให้สามารถควบคุมกระแสที่ไหลเข้าไปชาร์จถ่านลิเธียมไม่ให้เกิน 650mA ตลอดการชาร์จครับ

ผมขี้เกียจทำแผ่นวงจรใหม่ ก็เลยเอาอุปกรณ์ที่เพิ่มเติมบัดกรีลอยไว้แผงวงจรเดิมครับ แต่ก็สามารถใช้การได้เป็นอย่างดี

ผมทดลองชาร์จโดยใช้อแดปเตอร์ขนาด 1A ปรากฏว่ากระแสถูกจำกัดไว้ที่ประมาณ 500-550 mA ไม่เกินนี้ครับ ซึ่งการชาร์จในชั่วโมงแรกไอซีจะมีความร้อนค่อนข้างมากเพราะมีกระแสไหลผ่านมาก แต่เมื่อเข้าชั่วโมงที่สองกระแสลดลงความร้อนของไอซีก็แค่อุ่น ๆ ทดลองเสียบชาร์จทิ้งไว้ 4-5 ชั่วโมงก็ไม่มีปัญหาอะไรครับ นอกจากนี้ผมยังทำขั้วต่อสำหรับเสียบชาร์จจากที่จุดบุหรี่รถยนต์อีกชุดหนึ่งด้วย ยังขาดอยู่ก็แค่หากล่องใส่เท่านั้นเองครับ

ขอให้สนุกครับ

7 กันยายน 2546

เครื่องชาร์จลิเธียมโดยใช้ ic LM317t สามารถใช้การได้อย่างดีครับ แต่เนื่องจากถ่านที่ผมใช้มีทั้ง แบบ lithium และ Nicd ซึ่งเครื่องชาร์จลิเธียมไม่สามารถใช้ชาร์จ Nicd ขนาด 7-8 ก้อน ได้เพราะแรงดันถูกจำกัดไว้ที่ 8.4 โวลต์ ในขณะที่ถ่าน Nicd ขนาด 7-8 ก้อน ต้องการแรงดันในการชาร์จประมาณ 10-12 โวลต์ ผมจึงหาวิธีดัดแปลงเครื่องชาร์จลิเธียมเดิมให้สามารถชาร์จ Nicd ได้ด้วย จะได้สะดวกในการใช้งานครับ

แนวความคิดก็คือ เครื่องชาร์จลิเธียมแบบที่ผมทำนี้ เป็นแบบ cc/cv คือจำกัดกระแสไม่ให้เกิน 650mA และจำกัดแรงดันไม่ให้เกิน 8.4 โวลต์ตลอดการชาร์จ การดัดแปลงให้ชาร์จ Nicd ได้ก็คือการตัดฟังก์ชั่นของ cv ออกไป จะเหลือเพียงการจำกัดเฉพาะกระแส แต่ไม่ต้องจำกัดแรงดัน ให้แรงดันสามารถปรับขึ้นลงได้โดยอัตโนมัติ โดยใช้กระแสเป็นเกณฑ์อ้างอิง

วิธีการง่ายมาก ๆ ครับ เพียงแต่ต่อสวิตช์ตัวหนึ่ง ตัดวงจรการทำงานของส่วนจำกัดแรงดัน cv ออกไป คือต่อสวิตช์ระหว่าง R1k กับ VR500 ohm หากต้องการชาร์จ ลิเธียม ก็เลื่อนสวิตช์เชื่อมต่อวงจรตามปกติ แต่หากต้องการชาร์จ Nicd ก็เลื่อนสวิตช์ให้วงจรแยกจากกัน แรงดันก็จะไม่ถูกจำกัด โดยแรงดันไฟชาร์จจะมีค่าประมาณ Vin-1.25v. เช่น แรงดันไฟขาเข้า Vin=12 โวลต์ แรงดันไฟชาร์จจะประมาณ 10.75 โวลต์ ครับ ส่วนการจำกัดกระแสจะขึ้นกับการทำงานของ tr เบอร์ 2n2222A โดยหากกระแสชาร์จเกิน 650mA 2n2222A จะทำงานและลดแรงดันไฟชาร์จลง ทำให้กระแสลดลงไปด้วยโดยอัตโนมัติ

อย่างไรก็ดี วงจรนี้ไม่ใช่ระบบเต็มแล้วตัด เพียงแต่จำกัดกระแสชาร์จไม่ให้สูงเกินไปเท่านั้น จึงควรใช้กับเครื่องตั้งเวลาตัดการทำงาน หรือคอยจับถ่าน Nicd ดูถ้าเริ่มร้อนแสดงว่าชาร์จเต็มแล้ว ส่วนการชาร์จถ่านลิเธียมสามารถเสียบทิ้งไว้ได้เลยไม่มีปัญหาครับ

ทำเสร็จก็เอาใส่กล่องเล็ก ๆ เป็นกล่องถ้วยใส่น้ำดื่มที่แจกบนเครื่องบินครับ เจาะรูที่ก้นกระป๋องเพื่อระบายความร้อนจาก heat sink ต่อสายชาร์จออกมามีทั้งขั้วใหญ่สำหรับชาร์จ Nicd และขั้วเล็กสำหรับชาร์จลิเธียม ทำสวิตช์เลื่อนเลือกชาร์จลิเธียมหรือ Nicd ส่วนขั้วไฟเข้าก็ทำสายห้อยไว้ สำหรับเอาปากคีบชาร์จไฟมาหนีบ สามารถใช้อแดปเตอร์ทั่วไปที่มีแรงดันขาออก 12V. หรือไม่ก็ชาร์จจากที่จุดบุหรี่ในรถยนต์ก็ได้ครับ

ขอให้สนุกครับ

6 มิถุนายน 2547

หลังจากเผยแพร่ข้อมูลขึ้นเวปใน weekendhobby คุณ TD กรุณาตั้งข้อสังเกตเรื่องความปลอดภัย เกรงว่าหากเลื่อนสวิตช์ผิดแล้วเอาไปชาร์จถ่านลิเธียมอาจเกิดอันตรายได้ ผมจึงปรับปรุงวงจรโดยใช้สวิตช์ 2 คอนแทค เพื่อตัดต่อสายที่ชาร์จด้วย เพื่อป้องกันความผิดพลาดครับ รายละเอียดตามวงจรครับ

ขอให้สนุกครับ

8 มิถุนายน 2547