Spis treści:
Bez elektryczności nie byłoby elektroniki. Każde urządzenie jakie znamy potrzebuje zasilania, aby spełniać swoje funkcje. Wiele urządzeń prąd i napięcie czerpie z sieci 230 V, a jedynym zmartwieniem użytkownika pozostaje długość kabla do gniazdka w ścianie, czy ilość wolnych gniazdek w listwie zasilającej. Co jednak z urządzeniami mobilnymi lub takimi, których „uwiązanie” kablem zasilającym przeczyłoby ich funkcjonalności, jak np. mobilne roboty? Niech ten prosty poradnik rozwieje Wasze wątpliwości!
Napięcie to podstawa
Najbardziej podstawowe i powszechne źródła zasilania to zwykłe baterie alkaliczne AA wraz ze swoim mniejszym odpowiednikiem AAA. Charakteryzuje je wartość napięcia, która wynosi 1,5 V, jednak jeśli chodzi o jakiekolwiek projekty, taka wartość napięcia na niewiele się zda – zasili jedynie najprostsze obwody elektryczne jak pojedyncza dioda LED, choć i to nie jest do końca takie oczywiste, ponieważ nie będzie ona nawet świeciła z pełną mocą. Na całe szczęście, napięcie posiada pewne właściwości, które są niezwykle przydatne. Co to znaczy?
Urządzenia elektroniczne wymagają najczęściej precyzyjnie określonej wartości napięcia zasilającego. Aby ją osiągnąć dla układu z własnym zasilaniem możemy posłużyć się charakterystyką układu ogniw zasilających, czyli baterii lub akumulatorów, łącząc ich bieguny w odpowiedni sposób. A te są dwa – równolegle oraz szeregowo. Typ połączenia prowadzi do różnych skutków – w zależności od potrzeby i przeznaczenia danego układu możemy zwiększać wartość napięcia, lub zwiększać sumaryczną pojemność – czyli ilość ładunku, którym bateria zasila dany układ prądem o określonym natężeniu przez określony czas – wyrażoną w Amperogodzinach [Ah], np. żeby zasilania wystarczyło na dłużej.
Połączenie szeregowe
Połączenie szeregowe baterii lub akumulatorów polega na złączeniu ogniw odwrotnymi biegunami, tj. dodatni z ujemnym. Utworzenie łańcucha ogniw w ten sposób powoduje sumowanie się wartości napięcia każdego pojedynczego elementu. Stąd właśnie nazwa tego rodzaju połączenia, gdyż ogniwa są tym samym ustawione po kolei, czyli w szereg. W praktyce oznacza to, że po połączeniu np. dwóch baterii AA o napięciu 1,5 V osiągamy napięcie 3V, przy trzech ogniwach – 4,5 V i tak dalej w miarę dokładania kolejnych źródeł zasilania do obwodu. Należy przy tym pamiętać, że aby użyć tak przygotowanego, „mocnego” źródła napięcia, do obwodu łączymy pozostawiony biegun pierwszego ogniwa i drugi biegun ostatniego ogniwa w szeregu.
A co z pojemnością? W tym przypadku – nic. Połączenie szeregowe wpływa tylko na wartość napięcia, a pojemność każdej baterii włączonej w szereg pozostaje niezmienna, niezależnie od tego ile segmentów ze sobą połączymy. Jeśli jednak posiadamy większe akumulatory – o wyższej wartości napięcia i nie chcemy już zwiększać jego wartości, natomiast zależy nam na dłuższej pracy urządzenia należy zmienić taktykę, i zastosować połączenie równoległe.
Połączenie równoległe
Połączenie równoległe ogniw zasilających polega na złączeniu baterii, czy akumulatorów tymi samymi biegunami, tj. dodatnich z dodatnimi oraz ujemnych z ujemnymi. Takie połączenie skutkuje sumowaniem się pojemności pojedynczych ogniw. W tym przypadku można to zobrazować tak, jakby baterie były umieszczone „obok siebie” i podłączone w ten sam sposób do wspólnych końcówek obwodu i z tym samym zwrotem biegunów.
Stąd mowa o równoległości tego typu połączenia. Zespalając pojedyncze ogniwa w ten sposób otrzymujemy jedno „duże” źródło zasilania (o zwiększonej pojemności), które wystarczy na dłuższy czas zasilania obwodu. W tym przypadku jednak wartość napięcia nie ulega zmianie – łącząc równolegle baterie 1,5 V, nadal na końcówkach mamy 1,5 V, jednak tak przygotowane ogniwa po prostu wystarczą nam na dłużej.
Dwie drogi, różne zastosowania
Przydatne, prawda? Posiadając taką wiedzę możemy z powodzeniem sporządzać silne, szeregowe źródła napięcia do zasilania zdalnie sterowanych samochodów elektrycznych, robotów, lub po prostu dobierać ogniwa, tak aby regulować prędkość obrotową prostych wiatraczków lub mini silników czy źródeł światła, jak diody LED łącząc je w odpowiednio długi szereg.
Z drugiej strony, jeżeli znajdziemy źródła zasilania o odpowiedniej wartości napięcia i zależy nam na jak najdłuższym czasie utrzymywania jakiegoś urządzenia w działaniu, jak na przykład mini alarm oparty na prostym fotorezystorze lub bardziej zaawansowany, mały nadajnik, lub mobilny czujnik temperatury – śmiało dokładajmy kolejne ogniwa równolegle.
W elektronice mówi się, że jeśli coś ma dobrze działać, to musi dobrze wyglądać – odpowiednie zaprojektowane układu, przejrzyście poprowadzone przewody i równomiernie położenie elementów sprzyja m.in serwisowi i diagnostyce. Bałagan i niestaranność nie wróżą niczego dobrego, tym bardziej jeżeli mamy do czynienia z zasilaniem – zadbajmy o to, żeby połączenie było trwałe, bezpieczne i praktyczne. Szczególnie znajduje to zastosowanie w przypadku baterii, których za jakiś czas będzie konieczna wymiana. W ofercie Botland znajdują się również tak proste elementy jak koszyki na baterie. Jeśli nie chcecie kłopotać się samodzielnym lutowaniem połączeń, warto skorzystać z gotowych rozwiązań, połączonych w zależności od potrzeb szeregowo lub równolegle.
Jedna odpowiedź
A czy można jednocześnie łaczyć akumulatory szeregowo i równolegle. Np 4 szt. 12v 200ah, tak żeby dały 24v i 400ah?