Mengetahui Bila Hendak Berhenti: Mencari Titik Puncak Yang Menandakan Penuh

**US 5,196,780**, David R. Pacholok, difailkan pada **10 September 1991**, diberikan pada **23 Mac 1993**, telah tamat tempoh. Rajah pada halaman ini ialah helaian 1 sendiri: FIG. 1 ialah lengkung voltan-berbanding-masa dengan puncak ditandakan, dan FIG. 2 ialah gambar rajah blok — FAST CHARGE dan SLOW CHARGE blok, rangkaian RC ke dalam pembanding, dan, di sepanjang bahagian bawah, **TH** dan **TIMER**. Tulis ketiga-tiga penamatan sebelum membina apa-apa, kerana susunannya ialah ciptaan itu, bukan mana-mana satu daripadanya: 1. **−ΔV**, dikesan oleh kapasitor yang dicas melalui perintang dari terminal bateri. Kapasitor itu ketinggalan. Apabila ia *melepasi* voltan bateri, bateri pasti telah berbalik. Tiada pembezaan, tiada masalah hingar. 2. **Pemasa**, kira-kira lapan belas minit pada cas pantas. Jika isyarat voltan tidak pernah tiba, cas tetap berakhir. 3. **Termostat**, ditetapkan antara **40 °C dan 60 °C**, pada sel itu sendiri. Jika sel menjadi panas atas apa jua sebab, cas berakhir. Kemudian perhatikan apa yang berlaku selepas penamatan: litar itu tidak dimatikan, ia turun kepada **cas perlahan** yang menggantikan nyahcas kendiri tanpa cas berlebihan. Pengecas yang hanya berhenti meninggalkan anda dengan bateri yang kosong semula menjelang Khamis. Sumber untuk perkara ini bersih dan nombornya telah disahkan. Di mana anak tangga kemudian menyatakan nombor tidak dapat dipastikan, itu ialah kenyataan tentang anak tangga tersebut, bukan tabiat.

Anda tidak boleh membina pengesan yang munasabah untuk isyarat yang belum pernah anda lihat. Log isyarat itu dahulu. Letakkan satu sel NiMH yang telah dinyahcas dalam pemegang. Tetapkan bekalan bangku kepada arus malar pada **1C** — 2 A untuk sel 2,000 mAh — dengan had voltan 1.8 V supaya sambungan yang buruk tidak menghasilkan kejutan. Lekatkan termokupel pada tin. Log voltan terminal kepada **empat digit** dan suhu tin setiap minit. Empat digit bukan cerewet: keseluruhan isyarat yang anda cari adalah kira-kira 10 mV, jadi meter tiga digit yang membaca 1.48 V langsung tidak dapat mengesannya. Jangkakan, lebih kurang sejam: - kenaikan pantas dalam beberapa minit pertama semasa sel mengalami pengutuban; - bahagian tengah yang panjang dan menaik perlahan-lahan; - **puncak**, kemudian penurunan sekitar 5–15 mV untuk satu sel; - **suhu meningkat mendadak** bermula dari kira-kira saat yang sama. Berhenti pada puncak, atau pada 45 °C, mana-mana yang terdahulu. Tandakan dalam log anda di mana puncak itu berlaku dan berapa milivolt penurunannya. Itulah nombor yang litar anda perlu leraikan, dan dalam pek dua belas sel ia adalah dua belas kali lebih besar, sebab itulah penamatan −ΔV berfungsi jauh lebih baik pada pek berbanding sel tunggal.

Sekarang bina pengesan Pacholok pada papan roti. Ia terdiri daripada empat bahagian. 1. **RC.** Perintang dari terminal bateri ke kapasitor yang disambungkan ke bumi. Pilih R dan C supaya R×C ialah pemalar masa yang anda pilih dalam langkah 4 — 470 kΩ dengan 470 µF memberikan kira-kira 220 saat, hampir empat minit. Gunakan filem atau elektrolitik kebocoran rendah; kapasitor yang bocor ialah perintang kedua yang tidak anda rancang dan ia akan menahan salinan itu rendah selamanya. 2. **Pembanding.** Sebuah LM393, voltan bateri pada satu input dan kapasitor pada input yang lain. Outputnya bertukar sebaik sahaja kapasitor menang. 3. **Sedikit histeresis.** Perintang nilai tinggi dari output kembali ke input bukan penyongsang, lebih kurang satu megohm, supaya output bertukar dengan pantas dan bukannya bergetar merentasi persilangan. Tanpa ini anda akan tercetus berulang kali oleh hingar milivolt. 4. **Suis.** Output pembanding memacu get MOSFET aras logik, yang membawa arus cas. Aras logik penting: MOSFET biasa tidak akan hidup sepenuhnya dengan get 5 V dan akan melesapkan perbezaan itu sebagai haba. Uji tanpa bateri dahulu. Letakkan penjana fungsi pada input dengan segitiga yang sangat perlahan — beberapa minit setiap kitaran, satu atau dua volt puncak ke puncak — dan semak bahawa output bertukar sejurus selepas setiap puncak dan bukan sebelumnya. Penjana isyarat yang boleh anda pusingkan sesuka hati ialah ujian yang jauh lebih baik daripada sel yang berpusing sekali sejam. Kemudian letakkan lengkung sel yang telah dilog di hadapannya untuk ujian sebenar. Pantau voltan kapasitor pada satu saluran osiloskop dan sel pada saluran yang lain; persilangan itu boleh dilihat dan itulah tujuan utama litar ini.

Pengesan −ΔV sahaja ialah litar yang boleh gagal secara senyap, dan mod kegagalannya ialah cas yang tidak pernah berhenti. Tambah dua yang lain. **Termostat.** Gunakan termistor pek anda sendiri jika anda mempunyai pin TH dari anak tangga 3, atau NTC 10 kΩ yang dilekatkan dengan pita pada sel. Letakkan dalam pembahagi dengan perintang tetap dan suapkan simpang itu ke bahagian kedua LM393; tetapkan rujukan dengan potensiometer supaya pembanding mencetus pada kira-kira **45 °C**. Kalibrasikannya, jangan andaikan: panaskan termistor dengan pistol haba pada tetapan paling rendah sambil memerhati termometer inframerah, dan laraskan sehingga pencetus berada di tempat yang anda mahukan. Wayarkan output pembanding ini supaya ia boleh memutuskan get MOSFET **tanpa mengira** apa yang dikatakan bahagian −ΔV. **Pemasa.** Pemasa 555 dalam mod monostabil dengan RC panjang memberi anda lapan belas minit Pacholok. Kira R dan C untuk kadar cas anda sendiri dan jangan salin miliknya: lapan belas minit betul untuk kadar yang digunakan oleh pengecas beliau, dan pemasa yang ditetapkan pada kadar yang salah adalah lebih teruk daripada tiada langsung kerana ia akan memotong setiap cas yang baik. Sekarang uji setiap satu **secara bersendirian**. Putuskan sambungan bahagian −ΔV dan buktikan termostat menghentikan cas. Putuskan sambungan termostat dan buktikan pemasa melakukannya. Redundansi yang tidak pernah anda uji secara individu bukanlah redundansi, ia adalah tiga litar dan satu harapan. Akhir sekali, tambah laluan cas perlahan: perintang yang membenarkan arus cas kecil mengalir selepas penamatan, pada kira-kira C/40. Ukurnya dengan meter dan semak terhadap kadar nyahcas kendiri sel itu.

**Atribusi.** US 5,196,780, David R. Pacholok, difailkan pada 10 September 1991, diluluskan pada 23 Mac 1993, telah tamat tempoh. Lukisan pada halaman ini adalah milik paten itu sendiri. **Mengapa 1991 dan bukan 1961.** Kesan −ΔV sudah difahami jauh sebelum paten ini; pembuat sel telah menerangkannya dalam nota aplikasi selama bertahun-tahun. Apa yang tiada ialah cara untuk mengesan *penurunan* beberapa milivolt pada isyarat yang berada di atas lebih daripada satu volt, cukup murah untuk dimasukkan ke dalam pengecas pengguna, tanpa mikropengawal. Helah RC-lag ialah jawapan kepada bahagian 'cukup murah', dan ia memang elegan — ia menggantikan pembezaan, yang menguatkan hingar, dengan kelewatan, yang menyekatnya. **Apa yang diubah untuk pembuat.** Sebelum penamatan yang boleh dipercayai, kadar cas yang selamat ialah C/10 semalaman, kerana kitaran penggabungan semula boleh menyerapnya selama-lamanya. Selepas itu, pengecasan pantas menjadi lumrah, dan pengecas pantas ialah apa yang menjadikan aliran kerja dua-bateri berfungsi: satu dalam alat, satu pada pengecas, dan tiada menunggu. Bateri peringkat 3 dan pengecas peringkat ini hanya masuk akal apabila digunakan bersama. **Had yang jujur.** −ΔV ialah isyarat kimia nikel dan ia tidak wujud dalam litium-ion, yang voltannya hanya sentiasa naik; sel litium ditamatkan dengan arus malar kepada voltan malar dan kemudian dengan arus yang menurun, kaedah yang sama sekali berbeza. −ΔV juga menjadi lebih sukar apabila bateri semakin tua, kerana puncaknya menjadi rata, dan ia hampir tidak boleh digunakan pada satu sel atas sebab yang diberikan oleh langkah 2. Dan keseluruhan skema dibina atas andaian bahawa sel dalam bateri mencapai penuh bersama — yang, seperti yang ditunjukkan oleh peringkat 7, tidak berlaku.