Características del cargador de batería para bicicleta

Características
1) Detector de Bajo Voltaje Bateria
2) Detector de Sobrevoltaje y corte de carga
3) Indicador de Carga
4) Indicador de Consumo

El funcionamiento es simple, en una posición el switch (SW) activa al transistor Q1 que entra en saturación y activa a su vez el transistor PNP Q3 que activa el cargador compuesto por la resistencia y los dos diodos rectificadores, el transistor NPN BC639, la resistencia de 1ohm y la batería.

Este esquema es el mismo del regulador para LED anteriormente publicado. Uno podría preguntarse por que no hacer algo mas simple como por ejemplo el generador, un rectificador mas filtro con la batería en paralelo y la carga también en paralelo?

Bueno ese fue mi primer diseño pero note que no era muy efectivo para la carga de la batería por lo siguiente:

La resistencia de la batería es un problema, y se requería muchas revoluciones del generador para lograr una corriente de unos 200 mA, además la tensión estaba limitada a 6.9V (tomando en cuenta que el generador podría entregar una corriente máxima de 350 mA para la carga).

Ahora a bajas velocidades (15/18 km/h) se logran los 200 mA, mientras que a 20 km/h la corriente sube a 250 mA y a 23/25 km/h la corriente alcanza los 300 mA. Esto se debe básicamente a que el circuito cargador descrito anteriormente fuerza una corriente mediante el manejo de la tensión, lo cual es un recurso limitado en este circuito, ya que el generador esta especificado en 6V AC y 0.4A (AC). Luego del filtro se tienen aproximadamente entre 7.5 y 9 V rectificados que varían con las revoluciones del alternador y en consecuencia con la velocidad de la bicicleta.

Resumiendo, este circuito es mas eficiente en cuanto a la corriente de carga, la cual se puede incluso limitar mediante la resistencia de emisor del NPN. Yo utilice 1 ohm para permitir toda la corriente posible, es decir no está regulada a un valor pero tranquilamente se podría limitar a una corriente máxima de carga por ejemplo 100 mA con una resistencia de 6 Ohm (0.6V/0.1A).

La otra posición del switch (SW) produce una conmutación de transistores de forma tal que el BC557 (Q3) que activaba el cargador, entra en corte desactivando el cargador y poniendo a la batería en paralelo con el alternador, por otro lado el otro transistor PNP (Q5) se activa permitiendo el paso de corriente a la carga (la cual se conectaría entre su colector y tierra) de este modo el generador alimenta la carga hasta 350/400 mA, y el consumo extra durante la marcha lo provee la batería.

Al detenerse la bicicleta la batería alimenta toda la carga. Nótese que el BD681 (Q5) que abre paso a la carga se opera a través del BC547 (Q4) el cual a su vez, si la bicicleta esta detenida, alimenta su base mediante el capacitor del filtro. Este último se descarga a través de la unión base-emisor del NPN. Cuanto el capacitor se ha descargado a tal nivel que ya no es posible alimentar la base del BC547 este entra en corte y pone en corte a su vez al BD681 que alimenta la carga. De esta forma si nos olvidáramos de las luces prendidas con la bicicleta detenida, este circuito debería  apagarse automáticamente al bajar la tensión del capacitor a menos de 0.6V (tensión mínima de unión base emisor).
 

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