Li-ion Piller ve Şarj Modülü İle Şarj Edilmesi

Li-ion Pil Nedir?

Yakın tarihte özellikle cep telefonlarında kullanımı oldukça yaygın olan Li-ion piller, Lityum iyon, Li-iyon gibi farklı şekillerde de bilinmekte ve kullanılmaktadır. Tekrar şarj edilebilir piller olarak kullanılan elektrokimyasal hücrelerdir. Piyasada kullanılan yaygın piller içerisinde (gümüş-çinko, nikel-çinko, nikel-hidrojen gibi) çok daha fazla avantaja sahip olduğundan yaygın kullanıma sahiptir. Avantaj ve dezavantajlarını şu şekilde sıralayabiliriz.

Avantajları:

Bakım gerektirmemektedir, şarj etmek için tamamen pili boşaltmaya gerek yoktur her durumda şarj edilerek kullanılabilir, çalışma sıcaklığı aralığı geniştir, hızlı şarj olabilme özelliğine sahiptir (%80’e kadar), uzun ömürlüdür, enerji verimi yüksektir, deşarj sırasında yüksek enerji kapasitesine sahiptir.

Dezavantajları:

Şarj etmek için devre kullanılması gerekmektedir, birden fazla kullanımlarda balans durumuna yani eş zamanlı şarj değerlerine dikkat edilmesi gerekmektedir, fiyat olarak diğer pillere nazaran pahalıdır, yüksek sıcaklıklarda bozulabilir.

Çalışması ve Kullanılmasına Dair Bazı Detaylar:

Li-ion piller denildiğinde ilk akla gelen modeli 18650 olarak bilinen türüdür. 18mm genişliği ve 65mm uzunluğa sahip olmasından dolayı bu şekilde anılmaktadır.

Her bir Li-ion pil hücresi 3.7 Volt gerilimi üzerinde bulundurur. Tepe gerilimi olarak 4.2 Volta ulaşır. 4.2 V gerilim değeri ile şarj edilir ve bu değere ulaşıldığında gerilimi kesmek gerekmektedir. Kullanım sırasında gerilim değerinin 2.5 Volta düşmesi ile tekrar şarj etmemiz gerekmektedir. Yani sonuç olarak diyebilir ki; 3.7 Volt değerinde olan Li-ion pilleri 2.5 ile 4.2 V aralığında kullanmalıyız. Bu değerlerin altına veya üzerine çıktığımızda pilin kapasitesinde kayıplar oluşabilmektedir. Ayrıca 4.2 Volt üzerinde gerilim uygularsak bu durum bizim için tehlike arz edebilir.

Ortalama ömürleri 5 yıldır. Yaklaşık 1000 kez şarj edildikten sonra %20 kapasite kaybına uğrarlar.

Kullanım Alanları:

Li-ion piller özellikle cep telefonlarında ve mobil pek çok cihazda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak dikkatleri üzerine çekmesinde en büyük pay, elektrikli otomobillerde de kullanılıyor olması.  Hatta; Tesla Motors, ABD’nin Nevada eyaletinde Tahoe Reno Endüstri Merkezinde GigaFactory adında li-ion pil fabrikası inşa etmektedir. Bir Tesla aracında ortalama 7 Bin adet Li-ion pil bulunmaktadır. Tabi bahsettiğimiz bu sektörlerin dışında da çok sayıda alanda li-ion piller kullanılmaktadır.

Li-ion Pil Şarj Modülü

Piyasada hazır modül olarak bulabileceğiniz Li-ion pil şarj devresi bulunmaktadır. Bu modül ile 18650 model pilleri rahatlıkla şarj edebilirsiniz. Modülün girişinde Android cihazları şarj etmek için kullanılan micro usb soket bulunmaktadır.  Bazı modüllerin üzerinde ise mini usb soket bulunmaktadır. Aşağıda her ikisi de görülmektedir.

Klasik akıllı telefon şarj cihazları ile şarj edebilirsiniz. Şarj cihazını bağladığınızda, modüle 5 Volt uygulamış olursunuz. Modül üzerinde bulunan in+ ve in- girişleri, bizim şarj girişinden uyguladığımız gerilim değerini görebileceğimiz pinlerdir.

 

 

Yukarıda görmüş olduğunuz bağlantı şemasını adım adım uyguladım ve her aşamada çektiğim fotoğrafları incelediğinizde çalışma mantığını daha iyi anlamış olacaksınız.

Şarj girişine gerilim uyguladıktan sonra giriş geriliminin olup olmadığını kontrol ediyoruz ve yaklaşık 5 Volt gerilim değerini görüyoruz.

Daha sonra Batarya çıkışını ölçüyoruz ve girişe gerilim uyguladığımız halde herhangi bir gerilim değeri gözlemleyemiyoruz. Bunun sebebi; modül, batarya çıkışında az da olsa bir gerilim değerini görmesi gerekmektedir. Yani şarj işleminin başlaması için batarya çıkışında pilin üzerinde olan gerilim değerini kontrol etmektedir ve ona göre aktif olmaktadır.

Aynı şekilde out çıkışlarında da herhangi bir gerilim değeri yoktur.

Şimdi ise Li-ion pilimizin bağlantılarını yaparak modüle bağlayalım ve gerilim değerlerini tekrar kontrol edelim.

Elimde olan pil SANYO marka 2600mA değerinde 18650 pildir.

 

Pil bağlantılarını gerçekleştirdikten sonra OUT çıkışını ölçtüğümüzde 4.14 Volt değerini görmekteyiz.

 

Bu şekilde Li-ion pili şarj ederek Power Bank ya da herhangi bir elektronik cihazda, projeleriniz de kullanabilirsiniz.

Meraklısına:

Elektronik ile daha fazla haşır neşir olanlar için;

Şarj modülü üzerinde TP4056 entegresi kullanılmaktadır. Bu entegrenin datasheetine internetten aratıp bakabilirsiniz ancak ben küçük bir devre ekleyeyim. Devre üzerinde 2. pine bağlı olan Rprog isimli direnç akım sınırlaması için kullanılmaktadır. Şarj akım değeri buradan kontrol edilebilmektedir.

www.dudigan.com

 

 

Bir Cevap Yazın

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d blogcu bunu beğendi: