镍镉电池放电器制作

鎳鎘電池充放電說明與自製放電器

　　最近家裡多了一堆電動遙控模型，這些模型主要動力來源為電池，因此電池的充放電就變成非常重要，市面上有許多充放電器，我自己就有一台KO BX-212充電器，這台充電器的好處是可以看到充電的電量多寡，例如電池為7.2Ｖ1200mah電池，正常充飽電的話，應可充入1200以上的電量，單單這個功能就讓我欣賞不已，尤其是飛電動飛機的同好，若不知電池可充多少電的話，飛機上天就不知道能飛幾分鐘，這樣的不確定性很可能會使飛機失事。但是鎳鎘與鎳氫電池最怕的就是記憶效應，若電池沒放電完全，充飽電後，可使用的電量只有上次充進去的電量而已，舉例來說，若電池容量為1200，當用到1000後（還剩200ma的電量）就充電，這時理論上應可充入1000而已，拿到模型上用，說不定只能用900就沒電了，如此一直沒放電完全就充電的話，電池量就會越來越少了，因此一個好的放電器也是非常重要的工具，我以前很想買ＫＯ放電器來搭配充電器，然而他的售價也非常高昂，因此就想利用兩個簡單的公式與很少的電子零件來作簡單放電器。

　　各位應該用過燈泡或馬達來當放電器吧，這種物品應該是手上最容易製作或取得的材料，但是有沒有想過用這種方式放電，會不會有放電不完全或過度放電的現象（例如你睡覺了，但忘記還在放電），這種狀況多發生幾次的話，電池保證報銷！一般來講，鎳鎘電池單顆電壓為1.2伏特，因此直升機用的接收機、伺服機電池就是四顆串連包裝（1.2V*4=4.8V），而油車用就是五顆串連包裝。想將一顆1.2伏特的鎳鎘電池充飽電，充電器的電壓必須提高到1.4伏特以上，才能使鎳鎘電池充飽電，這時電池電壓約為1.4到1.5Ｖ左右，若充電器電壓只能輸出1.2Ｖ，保證電池的電絕對充不飽。遙控器附的充電器通常都是慢充（上面都有註明充電電壓與充電電流），慢充的意思就表示電壓只提高一些些（一顆約1.45Ｖ，因此充四顆串聯電池的話，頂多充電器輸出電壓只有5.8伏特到6伏特），若想用這種充電器去充6Ｖ（五顆串連）的鎳鎘電池，保證充不飽，各位敢拿充不飽的電池出去玩嗎？要充6Ｖ電池，充電器應在7--8Ｖ左右，如此才能將電池充飽電。建議各位花三四百元去買一組三用電表（當然有液晶螢幕的電表較好，那也就表示比較貴），玩遙控模型，三用電表也是一項很好用的工具。如果想讓機器自行運算並自行充飽電時自動斷電，建議買一台三到五千的高級充電器，一定要附可顯示充電電量的充電器，例如你的接收機電池為4.8Ｖ600mah，當充飽電時，充電電量一定要顯示超過600以上，若沒有，不是電池壞掉就是你沒放電完畢就充電，因此顯示電量的充電器是玩遙控模型必備的高級工具。我目前用ＫＯ BX-212型充電器，而放電器自製，一樣可自動斷電，以免放電過度而損壞電池。電池要好好愛護，不然空中沒電是一件很糗的事。
　　一般來說，用充電器一定要再買電池線，例如電池如果是母頭，一定要再買公頭線當充電線，因此不同電池的電池線接頭若不一樣，當要充電時，一定要自備配合的充電用接頭含線才行。
　　放電器自製很簡單，只要有ＰＣ版、繼電器、兩個電阻、兩個ＬＥＤ發光二極體，一個按鈕開關、一個水泥電阻就能做自動斷電的放電器，只是不同電壓要作成不同形式，例如我的4.8Ｖ電池用一個放電器，6--8.4Ｖ用一個放電器，如此才能互相配合。而市售品有些是充放電器一體的，有些是充電歸充電，放電歸放電，但也可以合併使用，這種形式的較好，因為充放電電流都可以自行控制，若用一體的充放電器，有時候放電電流不能控制。
　　剛剛有跟各位介紹自製放電器的零件，這些零件買回來約100元左右，我先介紹4.8Ｖ接收機用放電器的電路與零件表，這種放電器只需要兩個國中教過的公式與簡單的電子知識即可（國中有做過ＤＩＹ的電子套件吧，若有的話，就行了）。先請各位回憶一下電子公式：
一、 V=IR（其中V=伏特，I=安培(A)，R=電阻(Ω歐姆)）
二、 W=IV（其中W=瓦特，I=安培(A)，V=伏特）
當我們要自製放電器時，應該先想想它應具備何種功能，我能想到的最簡單自動放電器就是：
1. 放電（廢話）
2. 燈號指示
3. 放電完畢自動斷電（避免過度放電而損壞電池）
4. 按鈕控制放電（避免電池一接上放電器時，電池接頭產生火花）

　　再來就要考慮放電電流了，一般接收機用電池都是4.8伏特，有些是500mah，有些是600mah，有些是1000mah，有些是1100mah，有些是1400mah…等等不同大小的鎳鎘電池，那如何選擇放電電量呢？一般來說，用電池容量當放電電量應該是最恰當的事情，例如我的直升機接收機電池為4.8V 1100mah的電池，那就表示充飽電的電量為1100毫安培(ma，或1.1安培)，假使一顆全飽的電池用1.1安培來放電時，理論上應該可以放電一個小時左右（其他電池容量依此類推），所以我們就知道放電電流要設為1.1Ａ才對。
　　再來就要考慮用何種方式來放電了，我們若要便宜又簡單，就必須用水泥電阻來放電，這時兩個公式就用的上了。現已知電壓為4.8Ｖ，電流為1.1Ａ，套用第一公式4.8=1.1*R，所以R=4.36(Ω)，因此我們就要找4.36歐姆的水泥電阻了。再來就要計算水泥電阻的功率，因為1.1安培在整個電路來看，算是很大的電流了，若不考慮功率的話，電阻極有可能會燒壞，因此第二個公式就用的到了。　　W=1.1*4.8，因此W=5.28瓦（W），到此我們已經找到我們需要的放電主角-水泥電阻了，其規格為4.36Ω 5.28W，但這種規格沒人做，因此必須找最接近此規格的水泥電阻，所以我們可以找到5Ω5W的水泥電阻，這顆電阻就是放電器最主要的部份，單單用這顆電阻再加上兩條電線，直接插入電池的正負極，保證就能放電，但還不是我們想要的功能（如自動斷電與燈號顯示）。
　　接著就想想如何以燈號來顯示放電中與放電完畢的信號，用燈泡，不好，因為容易壞，我們能找到最好的燈號顯示器就是發光二極體(LED)，因為有許多顏色可選擇，我都是利用紅色表放電，綠色表完成（還有其他顏色，有興趣者自行去電子材料行看看）。一般來說，LED標準工作電壓為1.6-3伏特，而工作電流為20-50ma所以我們用的電源為4.8Ｖ就太高了，因此要加電阻來降壓，公式又用到了（各位不要忘記這兩個公式哦，很重要的公式要背起來），我們先來算算LED本身的電阻：1.6=0.02*R，R=80Ω(記得單位都是伏特、安培與歐姆，因此20毫安培等於0.02安培)。接著計算4.8Ｖ接一顆LED時，應該用多少電阻來降壓：4.8=0.02*(80+X)，所以X=160Ω，這就是我們要與LED串連的電阻。
　　再來就是自動控制的主角了，那就是繼電器，繼電器本身有五隻腳（請注意圖上標示的1到5），其中兩隻接電源（編號1與2），當有電時會產生磁力將一片金屬開關吸引而導通，沒電時就斷路，我們先假設1，2沒電時，3與4是導通的，
　　當1，2有電時，3與5是導通的，3與4是不導通的，利用繼電器這種特性，我們就能設計當4.8Ｖ電池還有電時，3與5因1、2有電而導通，所以這個電路可用來放電。當4.8Ｖ電池快沒電時，3與5因1、2沒電而斷路，所以這個電路可用來當作放電完畢後，切斷水泥電阻的電流，避免過度放電。
　　當1，2沒電時，3與4是導通的，因此還可以利用些微電流來供應綠色LED，當作放電完畢的參考依據。
繼電器接點圖

　　處理完繼電器的問題後，再來就是放電燈號顯示的製作，放電燈利用紅色LED，因此搭配一顆電阻與水泥電阻並聯即可。再來就是按鈕開關的製作，他的功能就是接上電池後，亮綠燈，但按下按鈕後形成放電（亮紅燈），一直到放電完成後，繼電器跳脫，綠燈就顯示放電完成了。
　　以下是電路圖，滿簡單的，但希望各位有冒險犯難的精神，若做壞了（最有可能的是LED燒壞，當LED變成橙燈時，那就表示LED快燒壞了，趕快斷電還有可能挽救性命）。

　　零件表：SW1（按鍵開關）Relay（6V繼電器）R1（160歐姆）R2（160歐姆）R3（5Ｗ5歐姆）D1（綠色LED）D2（紅色LED），一片空白電路板，約6*4公分即可，一些電線。