ELEMTARTÓ CR-2032 ELEMEKHEZ
A szuperkondenzátorral működtetett repülőmodellekhez
nagyon hasznos segédeszköz az ellenőrzött töltőberendezés. Ez a legegyszerűbb
kiépítésben, egy elemcsomagból, nyomógombból, feszültségmérő műszerből és töltőcsatlakozóból
áll. Viszont a gyakorlati tapasztalatok rámutattak, hogy a töltés megkezdésekor
a szuperkondenzátor igen nagy áramfelvétele miatt az elemcsomag
kapocsfeszültsége leesik, és ennek következtében a digitális feszültségmérő
kikapcsol. A töltés folyamata nem kísérhető figyelemmel, igy a berendezés
nem látja el feladatát.
1.ábra.
A töltő alapkapcsolása. Ahol E1: 3 db. AA elemből álló 4,5
[Volt] kapocsfeszültségű elemcsomag; K1: töltést aktiváló nyomógomb; M1:
feszültségmérő műszer; CS1: csatlakozódugó.
A problémának két lehetséges megoldása van:
1.) Analóg feszültségmérő alkalmazása, aminek a méréstartománya 0
– 5…6[Volt] nagyságrendbe esik.
2.) A digitális feszültségmérő külön áramforrásról táplálása. (!!
csak külön tápfeszültségről táplálható,3 vezetékes kialakítású készülékkel
oldható meg! Erre a beszerzéskor figyelni kell (1) )
2.ábra.
A töltő kibővített kapcsolása a jellemző vezetékszínekkel. Ahol
E1: 3 db. AA elemből álló 4,5 [Volt]
kapocsfeszültségű elemcsomag; E2: 2 db.
CR-2032 elemből álló 6 [Volt] kapocsfeszültségű elemcsomag; K1: töltést
aktiváló nyomógomb; K2: üzemi kapcsoló;
M1: 3 vezetékes, digitális feszültségmérő
műszer; CS1: a csatlakozódugó.
A led-kijelzős, digitális feszültségmérő gyártó
által megadott működési feszültsége 4,5 és 30 Volt között van. 4,5 Volt alatt
kikapcsolt, 30 Volt felett pedig károsodik az áramkör. Mivel a
szuperkondenzátor töltéséhez 3 db. egyenként 1,5 Volt-os AA elemcellát használunk,
az elemcsomag eredő feszültsége 4,5 Volt. Ez éppen a mérőműszer működési
tartományának alsó határa. Ez a terhelés okozta feszültségesés miatt már nem
elégséges a műszer táplálására. Ezért a töltőkészülékbe be kell építeni egy
második, a terheléstől függetlenül működő, áramforrást is. A digitális
feszültségmérő áramfelvétele igen kicsiny(
I < 23 mA), így elégséges egy gombelemekből kialakított elemcsomag is. A
kereskedelemben kapható, olcsó Líthium-Mangán CR-sorozatú gombelemek 3 Volt-ot
adnak le, ami szintén túl alacsony érték, ezért két cella soros kapcsolásával
alakítjuk ki a műszer meghajtására már megfelelő 6 Volt-os elempakkot.
Nagyon sokféle CR sorozatú elem létezik, ezek
közül a CR2032 jelűt választottam ki, mivel ez általánosan elterjedt, könnyen
beszerezhető, és a gombelemek közül a
közepes kapacitásúak közé tartozik. Az elem kódolása (CR2032) egyben
megadja méreteit is, ami 20 mm átmérőt és 3,2 mm magasságot jelent. (3. ábra)
3.ábra.
A CR2032 gombelem és méretei
A két gombelemet össze is lehet forrasztani, de
ez esetben a cseréje nehézkes lesz és csak műhelyben oldható meg. Lényegesen
praktikusabb megoldás az elemtartó alkalmazása. A kereskedelmi forgalomban
kaphatóak 2 cellás gombelemtartók is( BoxBatteryHolder CR2032 ButtonCoinCell 6V
néven), de ezek általában vagy panelre forrasztható
kivitelűek, vagy az elemek elhelyezési módja miatt (sorban egymás mellé fektetve)túlságosan nagyméretűek. A
kondenzátoros repülőmodell töltőt célszerű a lehető legkisebbre, kéziműszernek
építeni, a nagyméretű elemtartó nem használható fel benne,ezért terveztem egy
nagyon könnyen elkészíthető, kisméretű elemtartó szerkezetet.
4.ábra.
A 2 darabos CR2032 elemtartó
doboz axonometrikus rajza
Az alkatrész környezetbarát PLA anyagból
nyomtatható az alábbi beállításokkal:
Alapanyag :
PLA
Fúvókaméret :
0,4 mm
Rétegvastagság
: 0,1 mm
Határolósíkok
vastagsága : 0,8 mm
Kitöltés : 50%
Support :
nincs
A kinyomtatott alkatrészen kívül szükség lesz még 2 db.
normál gemkapocsra, vezetékekre és zsugorcsőre. A gemkapcsokat egyengessük ki
egyenes drótszállá, majd laposfogóval hajlítsunk rá egy kívül mérve 6 mm
széles, szögletes „U” alakot. (5. ábra)
5.ábra.
A kinyomtatott elemtartó
dobozka és a szögletes „U” alakban meghajtott gemkapocs.
6.ábra.
Az elemtartó dobozkára feljelölt furathelyek.
A kinyomtatott elemtartó dobozkára ragasszunkpapír maszkolószalag
darabot (erre sokkal könnyebb ceruzával szerkeszteni, mint a műanyag felületre)
és mindkét végére jelöljük fel a furathelyeket a 6. ábrának megfelelően. A
furathelyeket kihegyezett szeggel, vagy karctűvel pontozzuk be. Ez nagyon
fontos, mert csak így végezhető el kellő pontosággal a fúrás. Az így
megszerkesztett és kijelölt furathelyeken fúrjuk ki az elemtartó dobozkát Ø
1mm-es fúróval.
A furatokon dugjuk át az „U” alakúra hajlított
drótokat. A kilógó végek közül a felsőt csípjük le, az alsót pedig hajtsuk fel,
ezek lesznek az elemtartó elektromos érintkezői.
7.ábra.
Az elemtartó dobozkán átfűzött „U” alakúra hajlított drót.
8.ábra.
A drótvégek eldolgozása.
A drótokat egy kis csepp pillanatragasztóval
rögzítsük a furatokban. A felhajtott drótvégekre forraszuk rá az elektromos
vezetékeket, és a kötéseket zsugorcsővel szigeteljük. Mivel a gombelemeket
fordított polaritással is be lehet helyezni a tartóba, célszerű megfelülni, az
elemtartó oldalára felírni, hogy melyik a pozitív és melyik a negatív pólusú
oldal.
9.ábra.
A kész elemtart, benne a 2 db. CR-2032 gombelemmel.
Ezzel el is készült a kisméretű 6 Volt-os elempakk, amit a
kondenzátoros repülőmodell töltőkészülékébe beépíthetünk. Akár a töltőkészülék
dobozába be is ragaszthatjuk, de külön rögzítés nélkül is elhelyezhető a
készülékházban, mivel ekkor sem esnek ki belőle az elemek. Természetesen a kis 6 Volt-os elempakk más
célokra is felhasználható.
JEGYZETEK:
1 1.) A
kereskedelmi forgalomban külsőre teljesen egyforma kivitelben kapható 2
vezetékes bekötésű ( pl. DC 2 Wires Mini
LED Display Digital Voltmeter néven) és 3 vezetékes bekötésű (pl.
ThreeWires Mini LED Display Panel Meter néven) led kijelzős, digitális
feszültségmérő. Hogy éppen melyik verziót kínálják eladásra, azt a termék
leírása tartalmazza. A 2 vezetékes készülék a mért áramkörről kapja a
tápellátást is, ezért a már ismertetett okok miatt nem alkalmas a kondenzátoros
repülőmodell töltőjéhez. A három vezetékes viszont egy külön áramforrásról is
táplálható (beköthető „2 vezetékesként” is), így a működését nem befolyásolja
az éppen mért áramkörfeszültségénekértéke. Ez utóbbi felel meg céljainknak,
ezért a vásárláskor erre oda kell figyelni.
Surman Zsolt (SRY)
Gomba, 2020.01.02.
