СмартПульс
- держите руку на пульсе высоких технологий!
Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций
СмартПульс
- держите руку на пульсе высоких технологий!
Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций
Главная - Статьи - Теория и практика: заменяем питание от пальчиковых батареек на питание от литиевых аккумуляторов
Хорошие батарейки стоят довольно дорого, поэтому есть прямая польза от их замены на литиевые аккумуляторы. Но делать это надо с умом; то есть, с учётом важных отличий батареек от литиевых аккумуляторов того же типоразмера.
Существуют цилиндрические литий-ионные аккумуляторы, по размерам полностью взаимозаменяемые с типовыми батарейками AA (пальчиковые) и AAA (мизинчиковые), и некоторыми другими.
Но у них есть огромная разница по напряжению. Номинал напряжения обычных батареек - 1.5 В (максимальное напряжение в начале работы 1.65 В), а номинальное напряжение Li-ion аккумулятора - 3.7 В (максимальное 4.2 В). То есть, "тупо и в лоб" вставив в устройство литиевые аккумуляторы вместо батареек, мы точно так же "тупо и в лоб" сожжём питаемое устройство!
Но выход есть: мы заменим сразу несколько последовательно соединённых обычных батареек на литиевый аккумулятор! Вопрос лишь в том, сколько батареек и в каких случаях можно заменить на литиевый аккумулятор. Дополнительная проблема - как не допустить переразряда аккумуляторов: ведь в устройствах, рассчитанных на батарейки, нет защиты от переразряда источника питания; батарейки по израсходованию просто выбрасываются.
Литиевый аккумулятор 14500 (вверху) и батарейка AA
(внизу). Кликнуть для увеличения, откроется в
новом окне
Оглавление
2. Замена трёх
последовательных батареек на один литиевый аккумулятор в мультиметре
3. Замена двух батареек на
один литиевый аккумулятор в точилке для карандашей
4. Замена четырёх батареек
на один литиевый аккумулятор в велосипедном фонаре
5. Какой аккумулятор
выбрать для замены батареек?
6. Как определить, что
аккумулятор пора заряжать; и чем зарядить?
В подавляющем большинстве устройств, питающихся от стандартных цилиндрических батареек, их количество в последовательной цепи может составлять от 2-х до 4-х. Существует небольшое количество устройств, работающих всего от одной батарейки; но такие устройства мы сразу из рассмотрения отбрасываем из-за полной несовместимости, для них существует другое решение (обзор).
Критичным для техники будет напряжение в начале цикла разряда батареек или аккумулятора.
Для одиночного литиевого аккумулятора оно составляет 4.2 В (номинальное напряжение составляет 3.6 - 3.8 В, и оно соответствует примерно 50% заряда).
А для устройств, питающихся от батареек, максимальное напряжение будет зависеть от их числа в последовательном соединении, и величина его такова:
• 2 батарейки - 3.3 В;
• 3 батарейки - 4.95 В;
• 4 батарейки - 6.6 В.
Как видно из списка, лучше всего литиевый аккумулятор подходит для замены 3-х последовательно соединённых батареек. Разве что, поскольку напряжение литиевого аккумулятора всё же ниже, чем у 3-х батареек, может потребоваться его чуть более частая подзарядка, чем в типовых сценариях использования. Но это - не проблема, так как литиевые аккумуляторы не портятся от частых подзарядок.
Для замены в устройствах, где используются две батарейки, всё гораздо сложнее: напряжение аккумулятора может оказаться недопустимо-высоким; оно на 27% выше, чем у батареек. Если устройство содержит электронику, то такое повышение может быть опасным. Чипы, для которых номинальное напряжение питания составляет 3.3 В, обычно имеют предельно-допустимое напряжение 3.6 - 3.9 В, что в любом случае будет превышено аккумулятором.
Если же устройство - не электронное, а в чистом виде электромеханическое (например, от батареек питается просто электромотор), то тогда такая замена - допустима. Хотя и здесь есть нюанс: на электромоторе будет выделяться повышенная мощность с соответствующим его разогревом, поэтому необходимо будет ограничивать длительность работы таких устройств, особенно, когда в них установлен свежезаряженный аккумулятор. Кроме того, скорость вращения вала электромотора будет в этот период повышенной, что может быть полезным, вредным или безразличным (в зависимости от свойств питаемого устройства).
И, наконец, последний случай - для замены 4-х последовательных батареек.
В этом случае напряжение аккумулятора будет уже не просто ниже, а намного ниже, чем требуется для питания устройства. Оно может даже не включиться!
Если же оно всё-таки включится, то можно ожидать его пониженной производительности: мотор будет медленнее вращаться, фонарик - слабее светиться, динамик - тише играть музыку до наступления искажений, и так далее, и тому подобное.
Далее рассмотрим практическую замену батареек на
аккумулятор в трёх случаях: простом (заменяем три батарейки), сложном -
заменяем две батарейки на один аккумулятор в электромеханической точилке
карандашей и случай со снижением возможностей - заменяем четыре
батарейки на один аккумулятор.
Этот случай - лёгкий не только благодаря хорошей совместимости аккумулятора с мультиметром по напряжению (по сумме напряжения трёх батареек), но и благодаря отличной доступности батарейного отсека в мультиметре.
На следующем изображении будет показана техника замены трёх батареек на один аккумулятор. По-существу, требуется только установить перемычку для обхода двух пустых мест под батарейки:
Делаем короткую перемычку из оголённого проводника, зажимаем её между пластинами контактов для батареек, и пробрасываем от пластины, контактирующей с плюсом аккумулятора, к тому месту, где должен быть плюс третьей батарейки.
В качестве проводника была использована жила из витой пары. Её концы были вставлены в узкую щель между контактными пластинами и пластиковым обрамлением батарейного отсека; при этом за счёт упругости пластин проводник зажимался достаточно крепко и надёжно, не болтался.
Как вариант, можно эту перемычку припаять (зависит от конструкции устройства).
О том, что заряд аккумулятора подходит к концу, сигнализировал сам мультиметр характерным значком на дисплее.
Теперь перейдём к более сложному варианту: заменяем
две батарейки на один аккумулятор в электромеханическом устройстве с
ограниченной доступностью батарейного отсека.
Карандаши, хотя сейчас существуют и более совершенные устройства для письма, видимо, будут существовать вечно. Но аккуратно зачинить карандаш вручную получается далеко не у всех, и поэтому случаю были изобретены точилки для карандашей, в том числе электрические на батарейках.
Мне долго верой и правдой служила вот эта "ушастая" точилка:
Но питалась она батарейками, и это мне в конце концов разонравилось. Батарейный отсек располагался снизу, батарейки вставлялись в углубления:
Питалась точилка от двух батареек AA, а при замене на аккумулятор мотор должен начать вращаться "веселее" (его напряжение выше). Но сгореть ничего не должно, электроники здесь нет: только мотор и механика.
Сложность тут в том, что просто взять, и замкнуть место для "лишней" батарейки проволочкой не получится: для этого потребуется разборка устройства. А разборка иногда плохо кончается - что-то может сломаться или потеряться.
В связи с этим было принято другое решение - сделать из отработанной батарейки "болванку", которая просто замыкала бы пустое место накоротко.
Была взята подлинная алкалиновая батарейка Duracell (израсходованная), из неё вынуты все "потроха", а крышка отрицательного электрода просто припаяна в трёх местах к корпусу батарейки (который одновременно являлся положительным электродом).
Пожалуй, трудоёмкую операцию извлечения "потрохов" из израсходованной батарейки можно было и не выполнять, а припаять отрицательный электрод к положительному без разборки батарейки: она оказалась настолько прочной, что вряд ли из неё что-либо вытекло бы.
И, наконец, один литиевый аккумулятор и одна "болванка" (короткое замыкание) были установлены в точилку для карандашей:
После этого была закрыта крышка батарейного отсека, которая одновременно соединяет аккумулятор с "болванкой" в последовательную цепь, и проведены испытания.
Вращение мотора было лишь чуть более быстрым, чем
при работе от батареек. То есть, точилка оказалась полностью пригодной к
употреблению без каких-либо отклонений от обычного сценария.
Современные велосипедные фонари имеют аккумуляторное питание, но у многих ещё остались "древние" фонари на батарейках, в том числе один из них есть и у меня - с питанием от четырёх батареек AAA (мизинчиковых).
Внутри фонаря расположена кассета с электроникой и светодиодами, в которую устанавливаются 4 батарейки AAA. Поскольку в кассете все установочные места для батареек хорошо доступны, то поступаем точно так же, как и с мультиметром: устанавливаем аккумулятор, а "лишние" установочные места для батареек замыкаем проволочкой:
Затем собираем и испытываем фонарь:
Испытания показали, что после замены замены 4-х батареек на один аккумулятор яркость фонаря значительно упала. Если раньше фонарь можно было использовать по прямому назначению (для освещения дороги), то теперь он подходит только для обозначения присутствия велосипедиста на дороге (что, между прочим, не так уж и плохо; поскольку помогает безопасности велосипедиста даже в дневное время).
Возможен и ещё один интересный вариант: замена 4-х батареек на один аккумулятор и одну батарейку. В этом случае яркость значительно повысилась, и фонарь оказалось возможным использовать и для освещения дороги.
Но в этом случае, с одной стороны, пропадает "идейная чистота" эксперимента (полного отказа от батареек не происходит); а с другой стороны, для освещения дороги лучше всё-таки использовать более мощные и современные решения со штатным питанием от аккумуляторов.
Теперь надо осветить сопутствующие вопросы.
Начинать выбор аккумулятора для замены батареек следует с определения его типоразмера. Краткий список соответствия батареек типоразмерам аккумуляторов - далее в нескольких строчках.
Батарея AA - аккумулятор 14500 (диаметр 14 мм, длина 50 мм);
Батарея AAA - аккумулятор 10440 ( в принципе возможна замена на 10430 - на 1 мм короче);
Батарея "C" (советско-российская "Элемент 343") - аккумулятор 26500 (или 25500);
Батарея "D" (советско-российская "Элемент 373") - аккумулятор 32600 (иногда может подойти 32650 - на 5 мм длиннее. Можно также использовать 18650 с дополнительной гильзой для придания нужной толщины).
Следующий небольшой, но ключевой момент в выборе аккумулятора - это выбор аккумулятора с выступом на положительном электроде, как на следующей картинке:
Существуют также аккумуляторы с плоским "плюсом" и с контактами - лепестками. Такие аккумуляторы не везде подойдут для замены батареек из-за своей геометрии.
И последний вопрос - ёмкость аккумуляторов. С одной стороны, чем больше - тем лучше; а с другой стороны, слишком большая номинальная ёмкость может свидетельствовать о жульничестве продавца и не иметь никакого отношения к реальной.
Если для аккумулятора 14500 заявлена ёмкость выше 1100 мА*ч, то это - крайне подозрительно; лучше обходите их стороной! Иначе Вы купите не пойми что.
Аналогично - если для аккумулятора 10440 заявлена ёмкость свыше 400 мА*ч.
Лучше всего аккумуляторы покупать на Алиэкспресс в фирменных магазинах производителей: PALO, Varicore, Soshine и некоторых других.
Аккумуляторы типоразмера 14500 можно купить, например, у этого продавца (Varicore). Цена зависит от количества, от $3 за 1 шт. до $15 за десяток (внимание - цена может меняться, проверяйте!). Если ссылку не видно, то отключите, пожалуйста, блокировщик рекламы для этого сайта.
Аккумуляторы типоразмера 10440 можно купить, например, здесь (Soshine). Цена - около $3.5 за пару (обычно такие мелкие аккумуляторы по одной штуке не продаются).
Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158
Из перечисленных выше примеров применения литиевых аккумуляторов только в одном случае устройство (мультиметр) само показывает, что аккумулятор "садится".
В остальных случаях о том, что аккумулятор на исходе, судить придётся по косвенным признакам; например, по снижению яркости света фонарика или замедлению оборотов мотора точилки для карандашей.
Если пользователю не лень, и если в питаемом устройстве или на его поверхности хватает места, то можно дополнительно разместить индикатор уровня заряда (обзор) и/или внедрить маленькую плату защиты аккумулятора от переразряда (обзор).
В любом случае будет правильным по возможности чаще подзаряжать аккумулятор: для литиевых аккумуляторов действует правило "кашу маслом не испортишь".
Теперь - чем зарядить цилиндрический литиевый аккумулятор?
Существуют универсальные зарядные устройства, пригодные для зарядки литиевых аккумуляторов многих типоразмеров (благодаря "плавающему" контакту для подключения), обзор, есть и другие варианты.
Если же речь идёт о зарядном устройстве какого-то одного типоразмера, то его можно сделать самостоятельно в разных вариантах, например, на основе лампочки от карманного фонаря или отработанного вейпа с возможностью подзарядки.
Кроме того, иногда в качестве зарядного устройства
может выступать и устройство, формально не предназначенное для этого.
Например, многие фонари, работающие на цилиндрических аккумуляторах,
содержат контроллер заряда аккумулятора. В этом случае можно вставить в
фонарь и зарядить "посторонний" аккумулятор.
Итак, заменить несколько батареек на один литиевый аккумулятор - миссия выполнимая!
Но при этом следует иметь в виду снижение длительности автономной работы устройств. Несмотря на все "плюсы" литиевых аккумуляторов, они не в силах заменить по энергетической ёмкости сразу несколько батареек, намного превосходящих по массе одиночный литиевый аккумулятор. Так что пользователю придётся мириться с относительно частой подзарядкой аккумулятора. Ещё вариант - обзавестись двумя аккумуляторами для одного устройства: один работает, а другой состоит в оперативном резерве.
Ещё надо отметить, что замена батареек на литиевый аккумулятор не всегда целесообразна. Например, не имеет смысла замена в пультах дистанционного управления, которые на одном комплекте батареек могут служить долгие месяцы, а то и годы.
За сим позвольте всех поблагодарить за внимание!
Дзен-канал Smartpuls.ru - интересно о технике (подписывайтесь, будет много интересного!)
Ваш Доктор.
07 ноября 2025 г.
Вступайте в группу
SmartPuls.Ru
Контакте!
Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.
Комментарии вКонтакте:
При копировании (перепечатке) материалов или использовании
изображений ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru)
обязательна!
Доктора!
(Администрация сайта - контакты и информация)
Группа
SmartPuls.Ru
Контакте
- анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них