Review Powerex Maha MH-C9000

Un articol de Chiru Ioan Alexandru

Lansat la sfarsitul anului 2006, după corectarea micilor „bug-uri” descoperite, Maha MH-C9000 este probabil unul dintre cele mai bune incarcatoare „inteligente” destinate utilizatorilor care doresc calitate și în același timp un control absolut asupra modului de încarcare al acumulatorilor.

Constructie
Partea electronică este oarecum complicată, fiind realizată in tehnologie SMD pe cablaj dublu placat cu treceri aurite. Alimentarea încărcătorului se face de la un alimentator extern capabil să furnizeze o tensiune continuă de 12 V la un curent de 2A. Acest fapt constituie un avantaj, in primul rând datorită faptului că prin mici adaptări poate fi folosit si în regim auto. Cu toate acestea, personal nu recomand alimentarea directă de la priza de brichetă a mașinii. Se gasesc pe piață regulatoare de tensiune de 12V/3A, așa că nu are sens să riscați!

Curentul consumat în gol, fără acumulatorii conectați este de 65 mA, un consum nesemnificativ. In sarcină, consumul maxim este de 2A, dar acest consum nu este inmulțit cu 4 (canale), așa cum am fi tentați să credem, ci rămâne constant, de maximum 2A, deoarece partea electronică a fiecărui canal, chiar dacă este independentă, funcționează pe principiul multiplexării.

Partea logică este realizată în jurul unui microcontroller pe 8 biti din seria SN8P1808 construit de Compania Sonix. Cu siguranță de aici i se trage si numele de „încărcător inteligent”, având în vedere faptul că arhitectura internă a microcontrollerului este destinată în special controlului procesului de încărcare pe baza unui algoritm (un mic software) implementat de către producător.

Trebuie menționat că se folosește o tehnologie modernă de încărcare/descărcare în impulsuri, foarte bine controlată de ceasul controllerului construit cu un cristal de cuartz de 12 MHz.

Pe spatele încărcătorului există o tijă metalică care în timpul funcționării trebuie să fie ridicată, tocmai în vederea dirijării fluxului de aer pentru răcire. Caldura este foarte bine controlată, chiar la curenţi de sarcină mari, tocmai datorită constructiei mecanice care permite o circulație corespunzătoare a aerului cald, nefiind necesară o ventilație mecanică.

Este bine de spus că o temperatură de peste 50 de grade Celsius in zona bornelor de conectare a acumulatorilor va deconecta acel canal de la tensiune, gratie a câte unui termistor folosit pe post de senzor de temperatură, existent lângă borna fiecărui canal. Acest lucru este foarte util deoarece previne deteriorarea, datorită temperaturii ridicate, a acumulatorului și curgerea lichidului din acesta.

Construcția fizică este foarte solidă si compactă, cu dimensiunile de 165x110x40 mm. Utilizarea acestui incarcator este intuitiva, avand în vedere faptul ca totul apare pe un LCD de 3,5 x 7,5 cm, bine luminat.

Specificații tehnice
Dintre caracteristicile tehnice cele mai importante ale acestui încărcător amintim:
– Patru canale independente, destinate acumulatorilor NiCd și NiMh de tip AA și AAA;
– Afișarea pe un LCD generos a curentului de încărcare, a curentului de descărcare, a tensiunii și a timpului scurs pentru fiecare fază;
– Cinci moduri de operare: încărcare, împrospătare-analiză, formatare, descărcare și încărcare repetată;
– Existența a 19 trepte pentru curentul de încărcare, de la 200 mA la 2000 mA, cu pas de 100 mA;
– Existența a 10 trepte pentru curentul de descarcare, de la 100 mA la 1000 mA, cu pas de 100 mA.
– Tensiune de alimentare – 12Vcc/2A.

Modul de folosire
Inainte de a trece la explicațiile practice ale modului de folosire trebuie arătat că atunci când vorbim despre curentul de încarcare, ne gândim la curentul furnizat de încarcator acumulatorului. Acesta depinde în mare masură de capacitatea acumulatorului (C). Curentul de incarcare nu va depasi în niciun caz capacitatea acumulatorului și de aceea în literatura de specialitate întâlnim expresii de genul “nu se recomandă încarcarea sub o valoare de 0,3C sau peste 1C”.

Acumulatorii pe bază de Nichel, cei pe care îi avem în vedere aici, au ca principiu de funcționare reacții chimice simple, dar acestea ne interesează mai puțin la acest moment. Pe utilizatorul obișnuit îl interează modul corect de exploatare al acestui încărcător și modalitățile de încărcare ale diferiților acumulatori.

Nu voi folosi în acest articol vreun nume de acumulator, deși probabil ați observat pe propriul buzunar că există atât diferențe de preț cât și de calitate. Și fiindcă vorbim despre calitatea acumulatorilor trebuie spus că aceasta se referă în principal la numărul ciclurilor de încărcare/descărcare garantate pentru o bună funcționare și la capacitatea acestora de a stoca energia pentru o anumită unitate de timp. Așa cum cu siguranță ați observat acești parametrii nu sunt tocmai ușor de obținut și nu de multe ori aceștia fac diferența de preț.

Utilizatorul obișnuit fie va cumpăra acumulatori noi, de o anumită capacitate (mAh), fie va refolosi alții. În ambele situații, aceștia, într-un fel sau altul trebuie încărcați!

Cele 5 moduri de operare ale încărcătorului C-9000 acoperă toate variantele de încărcare posibile pentru un acumulator și asta în primul rând datorită interfeței dintre procesor și utilizator.

Vom începe cu situația achiziționării unor acumulatori noi… Un acumulator nou va trebui formatat și de corectitudinea acestei operațiuni va depinde „viața” lui ulterioră.

De asemenea trebuie spus că noi nu vom cumpăra aproape niciodată un acumulator „nou” din toate punctele de vedere, adică tocmai ieșit de pe linia de fabricație. Acesta, datorită fluxurilor economice, va sta pe raftul magazinelor, uneori perioade mari de timp și la temperaturi improprii, înainte de a ajunge la fericitul cumpărător.

Cu această ocazie în mod invariabil structura cristalină a electrolitului se modifică, în principal prin mărirea cristalelor electrolitului. Aceasta duce la mărirea impedanței interne a acumulatorului.

Înainte de a introduce corect acumulatorii în încarcător, alimentați C-9000 cu ajutorul alimentatorului livrat odată cu acesta.

Așa cum am spus și la început, cele 4 canale se pot programa inependent, deci vom putea folosi diferite tipuri de acumulatori în acelasi timp, fie AA fie AAA, la capacitați diferite sau vom putea folosi funcții diferite pentru fiecare slot în același timp.

Norocul utilizatorului este că nu trebuie să urmărească cu ceasul în mână aceste cicluri de încărcare/răcire/descărcare. Totul se face automat de către softul cu care a fost programat controllerul. Noi trebuie sa introducem numai datele prin care softul face diferența între acumulatori. Cu toate acestea însă există valori prestabilite care se vor activa în momentul în care timp de cca 10 secunde nu fixati modul de lucru sau curentul de incărcare/descărcare sau capacitatea acumulatorului, după caz.

Principala funcție și cea mai benefică a încărcătorului C-9000 este aceea de formatare (BREAK-IN), care „sparge” acele cristale din electrolit despre care vorbeam mai sus. De fapt, aceasta este și traducerea din limba engleză a expresiei „break-in”. Cu această ocazie, prin spargerea sau ruperea cristalelor, electrolitul se dispersează, făcând astfel posibilă funcționarea la parametrii maximi și creșterea duratei de viață a acumulatorului.

Formatarea cu ajutorul încărcătorului C-9000 presupune o încărcare de 16 ore la 0,1C (o zecea parte din capacitatea acumulatorului), urmată de o „odihnă„ (REST) pentru răcire de o oră, urmată de o descărcare la un curent de 0,2C și după o nouă răcire timp de o oră urmează încărcarea finală.

Înainte de a începe formatarea și de altfel înaintea oricărui ciclu încărcătorul verifică mai întâi impedanța fiecărui acumulator. Impedanța unui acumulator ar putea fi simulată de un rezistor în paralel cu un condensator. O impedanță mare determina o cădere de tensiune mai mare la bornele acumulatorului.

Atunci cand încărcătorul măsoară o impedanță mare de intrare, pentru protecția sa iși oprește programul, afișând pe LCD indicația „HIGH”. Asta din punctul lui de vedere înseamnă că acel acumulator nu mai poate fi folosit sau nu este un acumulator ci o baterie alcalină.

Cu toate acestea, dacă avem ghinionul să apară această indicație, avem mai multe variante de a încerca resuscitarea acumulatorului respectiv. Toate variantele pe care le încercăm au menirea de a sparge acele cristale din electolit urmărind astfel să scădem impedanța acumulatorului.

Prima variantă de resuscitare este aceea de aplica șocuri de energie la bornele acumulatorului. Cel mai practic și fără riscuri este încărcarea unui condensator electrolitic de mare capacitate (cel putin 10.000 uF) la o tensiune continuă mai mică decât cea nominală (cea înscrisă pe corpul condensatorului) și descărcarea acestuia pe bornele acumulatorului, bineînțeles respectând polaritate (plus la plus și minus la minus!). Încercăm circa 10 de astfel de șocuri și acumulatorul în majoritatea cazurilor poate fi pus la formatare, fără să mai apară indicația „HIGH”.

Dacă aceasta se încăpățânează să apară în continuare, atunci mai avem o variantă. Fie folosim un încărcător obișnuit care doar încarcă și nu știe altceva și ținem acumulatorul circa 10 min, până se încălzește. Teoretic după astfel de manevre ar trebui ca C-9000 să-l primească la formatat. Se mai poate încerca următoarea variantă: se pune acumulatorul în încărcator fără a fi alimentat, se alimenteaza și imediat se setează modul de lucru „CHARGE” – încărcare apoi se fixează un curent de încarcare de 2000 mA și se ține acumulatorul circa 5 minute, după care se încearcă din nou formatarea.

Trebuie menționat că un acumulator astfel resuscitat nu va mai avea capacitatea nominală ci va fi cu mult mai mică, putând totuși fi folosiți pentru aplicații nepretențioase (telecomenzi, jucării, etc) dar în niciun caz la aparatura foto! Dacă în continuare C-9000 afișează „HIGH” pe LCD, atunci cu siguranță acel acumulator trebuie aruncat la gunoi fără regrete!

Acest mod de operare se folosește atât la acumulatorii noi cât și la cei care au stat o mare perioadă de timp descărcați.

Odată acceptat acumulatorul, pentru formatare va trebui să setăm modul de operare din săgețile ”sus” – „jos” până ce săgeata „>„ ajunge în dreptul indicației „BREAK-IN„ apoi se apasă tasta „ENTER”.

Va apărea următoarea interogare „SET BATTERY CAPACITY” și din cele două taste „sus” – „jos” setăm capacitatea acumulatorului (în mAh), cea care apare înscripționată pe corpul acumulatorului.

Din fericire, așa cum spuneam, în continuare microcontrollerul știe ce are de făcut: încărcare, răcire, descărcare, răcire și din nou încărcare.

Singurul inconvenient, care ar putea reseta tot, cu pierderea setărilor, este o pană de curent, chiar pentru o perioadă foarte scurtă de timp. Cred că producătorul trebuia să se gândească și la astfel de situații și să monteze un condensator electrolitic de back-up care ar fi eficient în căderi foarte scurte de tensiune. O altă variantă, mult mai elegantă este alimentarea printr-un UPS care ar rezolva oarecum această problemă, cu condiția ca pana de curent sa nu țină prea mult!

Un alt incident legat de alimentare poate fi și scoaterea accidentală a conectorului care vine de la alimentator. Personal cred ca era mult mai bine cu cablul conectat în încărcător și folosirea unui întreupător ON/OFF. Acest ultim incident ține doar de neatenția utilizatorului și nu poate fi reproșat aparatului.

În cazul în care pățim așa ceva primul lucru pe care trebuie să-l facem este de a descărca mai întăi acumulatorii indiferent de faza la care s-a oprit/resetat încărcătorul și apoi reluăm programul dorit.

La terminarea formatării sau a oricărei funcții, în dreptul slotului apare indicația „DONE„ care indică terminarea procesului, putând fi scos acumulatorul din încărcător.

Atunci când folosim acumulatori noi, după formatare aceștia nu vor fi la capacitatea indicată de producător. Pentru a ajunge la capacitatea inscripționata, deci la capacitatea maximă a acumulatorului, trebuie neaparat sa facem încă 3-4 cicluri de încărcare/descărcare.

Acestea se pot face fie prin folosința normală, adică prin descărcarea datorită folosinței și încărcarea prin modul „CHARGE” de 3-4 ori, fie după formatare folosind modul de lucru „CYCLE”, unde fixăm curentul de încărcare, curentul de descărcare și numărul de cicluri, pe care îl setăm la 3 sau 4.

Pentru o folosință normală, încărcarea acumulatorilor se face cu funcția „CHARGE”, funcție de încărcare. Aici trebuie să setăm numai curentul de încărcare.

Dacă dorim să descărcăm acumulatorul vom folosi funcția „DISCHG” (DISCHARGE), la care trebuie sa setăm doar valoarea curentului de descărcare.

Așa cum am văzut, am discutat mai sus despre curentul de încărcare și curentul de descărcare. Nu intru în amănunte inutile, dar pentru o bună exploatare a acumulatorilor reproduc sub forma tabelulului de mai jos curenții de încărcare și de descărcare în funcție de capacitatea acumulatorului, așa cum au fost recomandați de producătorul încărcătorului:

Este bine să nu depășiți valorile curenților pe care i-am indincat în tabelul de mai sus. Sigur că prin mărirea acestor valori timpul de încărcare/descărcare va scădea, având loc o incărcare/descărcare rapidă, dar cu siguranță viața acumulatorului se va scurta semnificativ.

Un alt mod de operare pe care ar trebui să-l folosim cât mai des este „REFRESH & ANALIZE”, funcția de împrospătare și analiză, care va oferi la final și o indicație precisă asupra capacității reale a acumulatorului. Și aici nu avem altceva de făcut decât să setăm curentul de încărcare și curentul de descărcare.

Acumulatorul va fi încărcat, lasat o oră la răcit, apoi va fi descărcat și după o nouă racire timp de o oră se va mai incărca o dată. Executarea acestei funcții este mai scurtă ca timp față de formatare, fiindcă nu există un timp fix.

În final ar mai trebui lămurite niște aspecte care au ridicat semne de întrebare unor utilizatori…

1. Capacitatea acumulatorului afișată pe LCD spre sfârșitul încărcării este întotdeauna mai mare decât capacitatea reală cu circa 50%. Diferența este transformată în căldură, iar la sfârșitul ciclului va fi afișată capacitatea reala! Așa că nu vă speriați că s-a defectat încărcătorul!

2. Dacă vom folosi curenți mai mari de încărcare decât cei indicați în tabelul de mai sus, atunci se va reduce proporțional și capacitatea de încărcare, tocmai pentru a evita supraîncălzirea acumulatorului.

3. Chiar daca după terminarea ciclului și apariția indicației „DONE” nu au fost scoși acumulatorii din încărcător, acesta va aplica un curent de încărcare de întreținere menținându-i încărcați. Deci nu trebuie să stați cu ochii pe încărcător și să-l urmăriți când a terminat vreun ciclu!

4. Chiar dacă la început apar pe LCD tensiuni mai mari, ajungând chiar și la 2V, nu vă speriați, deoarece acelea sunt tensiuni de vârf, încărcătorul lucrând în impulsuri, iar la începutul încărcării tensiunea este mai mare, aceasta reducându-se după o curbă descendentă până la final.

5. Dacă vedeți în timpul funcționării o săgeată care se mișcă sub cifrele 1…4, nu este nimic anormal, ci doar este indicat slotul căruia îi corespund indicațiile afisate pe LCD (curentul de incărcare, curentul de descărcare, capacitatea, timpul).

6. O încălzire a acumulatorilor în perioada de încărcare/descărcare este normală și este datorată energiei termice generată de acumulator. Ridicarea tijei de sub încărcător este suficientă pentru aerisirea acestuia. Deci nu este niciun pericol!

7. Dacă încărcătorul nu poate detecta acumulatorul, fie este vorba despre un contact imperfect, ceea ce este puțin probabil datorită construcției încărcătorului, fie cu siguranță acel acumulator este „întrerupt”.

8. Numărul foarte mare de cicluri de încărcare/descărcare indicate de producători, de ordinul sutelor sau miilor nu este decât o chestiune de marketing. Dacă după circa 100 de cicluri capacitatea reală a acumulatorul nu a ajuns încă la 70% din cea înscrisă pe el atunci trebuie să vă considerați norocos ca ați animerit un acumulator bun!

Sfaturi

1. Dupa folosire modului „REFRESH & ANALYZE” notați pe acumulator valoarea capacității reale a acestuia. O puteti compara în timp, în raport cu cea inscriptionată de producător pe acumulator. Pe de altă parte, când aveți mai mulți acumulatori, îi puteți „cupla” în grupuri de capacități apropiate.

Nu în ultimul rând așa vă puteți da seama de comportamentul în timp a anumitor mărci de acumulatori.

2. După experiența mea, nu încercați să mai folosiți acumulatori după 3-4 ani de folosință, oricât de bine au fost ei exploatați. Acestia au o viață finită și în timp își vor pierde ușor, ușor, capacitatea de încărcare și prin a continua să-i folosiți în nu faceți decât să vă încurcați de ei…

Decât să aveți 16 acumulatori slabi, mai bine 8 și buni!