Estas baterías deben ser cargadas al 10% de su corriente nominal durante un periodo de 10 o 12 horas. Esto significa que si tuvieramos una batería de 1000 mAh (1 Ah) deberíamos cargarla con una corriente de 100 mA (0.1 A) durante ese tiempo.
En el mercado se pueden conseguir baterías de 1.2 V y 2500 mAh, o lo que es lo mismo que son capaces de entregar una tensión de 1.2 volts con una corriente de 2,5 amperes durante 1 hora.
La tensión será costante hasta que la batería se comience a descargar pero la corriente será variable dependiendo el consumo, si el consumo es menor que 2,5 A, la carga de la batería durará mas de 1 hora y si es mayor de 2,5 A, y si la batería lo soporta, durará menos.
Bueno, hasta aquí un poco de teoría, y seguro que muchísimos de ustedes ya lo sabrán, pero otros no y para el que le sirva, ahí queda... ahora bien, vamos a lo que prometí: La fuente con el cargador y para explicarlo nada mejor que el circuito:
Como pueden ver, es muy sencillo, y contiene componentes muy comunes que son los siguientes:
D1,D2,D3: Diodo 1N4007
C1,C2,C3: Capacitor cerámico o plástico de .1 uF
IC1: LM317
IC2:LM7805
R1: Resistor cuyo valor depende de la capacidad de la batería (ver mas abajo)
El funcionamiento del circuito es muy fácil de entender y se puede separar en dos etapas:
Primer etapa (etapa verde): es la que se encarga de filtrar y regular la tensión. El diodo D2 se encarga de evitar la inversión de polaridad en la batería, el IC2 regula la tensión en 5V y los capacitores (C1 y C2) se encargan hacer el filtrado. Con esta etapa obtenemos 2 tensiones Vcc de 5V y Vss con la misma tensión que la batería (B1) - 0,7V debido a la caída de tensión del diodo.
Segunda etapa (etapa amarilla): Se encarga de cargar la batería y alimentar la etapa amarilla cuando está presente una fuente de alimentación externa, si no hay una fuente externa esta etapa no funciona. El IC1 y la resistencia R1 proporcionan la tensión y corriente necesarias para cargar la batería, mientras que D1 se encarga de evitar que la tensión de la batería regrese al IC. D3 hace que la tensión de la batería no salga por el conector del transformador cuando este no esté conectado, pero a su vez hace que la etapa verde se alimente de la fuente de alimentación externa mientras la batería se carga. Y por último en modo carga el diodo D2 se encarga de que la tensión de la fuente de alimentación externa no ingrese directamente a la batería.
Bien hasta ahi todo claro, ¿no? pero nos queda algo en el aire: ¿y R1 que valor tiene? bueno, eso depende de la batería, en el ejemplo a continuación se supone que la batería tiene una capacidad de 2500mAh.
Para saber el valor del resistor primero debemos saber como funciona el integrado LM317, y para esto nada mejor que la hoja de datos del fabricante (Datasheet), pero como algunos no la entenderán, aquí les dejo una explicación menos técnica.
El integrado en cuestión, al igual que los de la familia LM78xx y LM79xx, es un regulador de tensión, pero la principal diferencia entre uno y otro es que el 317 es variable, obteniendo tensiones de salida desde los 1.2V hasta los 37V, pero por suerte para nosotros esta no es la única aplicación que tiene ya que a nosotros no nos interesa tanto, en este caso, regular la tensión sino regular la corriente y para eso el circuito recomendado por el fabricante es el que aparece en la siguiente figura.
Si observamos la formula dice que la corriente de salida es igual a VRef/R1, Sabemos (gracias a la hoja de datos) que VRef es 1.25 V(típico), pero el dato que nosotros necesitamos es el valor de R1 para eso debemos hacer una transposición de términos ( y es en este momento cuando nos preguntamos "¿por qué no habré prestado mas atención en la escuela primaria?") bueno desempolvando los libros de 5to grado nos enteramos como se hace. Pero ahora tenemos que trabajar con valores.
Io está expresado en amperes y nosotros estamos hablando de miliamperes. Sabemos que 1 A es igual a 1000 mA entonces para 250 mA el valor sería 0,25 A, sabiendo esto tenemos:
Io = 0.25 A
0.25 A = VRef / R1
0.25 A = 1.25 V / R1
0.25 A * R1 = 1.25 V
R1 = 1.25 V /0.25 A
Entonces ya sabemos que R1= 1.25 V/0.25 A que nos da como resultado 5, perfecto, pero... 5 ¿que? bueno son 5 ohm, hay que tener especial cuidado con esto y tener bien claro que valores estamos utilizando, en resumen la formula a usar es:
R = 1.25V / A = Ohm
En conclusión, siempre obtendremos ohmios ingresando amperes, si son 100 miliamperes debemos ingresar 0,1 A y si son 2 Mohm el resultado será 2.000.000 Ohm.
Por último está la cuestión de la asignación de pines, ya que difiere bastante con la de los clasicos LM78xx. En la siguiente figura se observa el pinout.
Hasta aquí esta explicación, y bueno, espero que sea útil, por mi parte este mismo circuito esta alimentando mi robot SiLMuP.Cualquier duda, crítica o sugerencia será bienvenida y los invito a participar...
NOTA: este artículo se ha corregido debido a un error en los datos obtenidos de este datasheet de ST. Como se observa en la siguiente figura, está apuntado el pin 2 como entrada y el pin 3 como salida siendo, en ralidad, al revés.
