Аккумуляторы для мобильных устройств - профессиональное обслуживание

Владимир Васильев ( Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script )
Опубликовано на сайте iXBT Hardware http://www.ixbt.com 13 июня 2001 г.

Большинство отказов мобильных и портативных устройств, питающихся от аккумуляторов, напрямую связано с неспособностью последних обеспечить непрерывную и надлежащую работу в течение регламентированного промежутка времени. И, если в случае обычного пользователя с этим еще как-то можно смириться, то для ведомств, организаций и предприятий, решающих порою государственные задачи, такие отказы просто недопустимы.

За примерами далеко ходить не надо. Рассмотрим несколько возможных вариантов коммерческой и производственной деятельности предприятий.

Вариант 1. Компания "Х" - оптовый поставщик аккумуляторов на все расширяющемся рынке мобильных устройств. С одной стороны перед компанией стоит задача выбрать из большого разнообразия предлагаемых источников тока различных производителей - лучшие. А с другой - после начала поставок - периодически проводить входной контроль поставляемых аккумуляторов и при несоответствии контролируемых параметров заявленным - дать аргументированное заключение.

Вариант 2. Компания "Y" - занимается разработкой, обслуживанием или ремонтом аккумуляторов для различных мобильных и портативных устройств в массовом количестве.

Вариант 3. Организация "Z" имеет на балансе сотни и тысячи мобильных устройств (предприятия Газпрома, нефтяной и добывающей промышленности, силовые ведомства и структуры, подразделения МЧС и другие организации). Перед техническим персоналом организации стоит задача обеспечения 100 % готовности, например, устройств связи к выполнению своих функций и 100 % надежности выполнения этих функций в течение заданного времени.

Во всех трех выше рассмотренных случаях просматриваются общие черты: проверяется или обслуживается большое количество аккумуляторов, аккумуляторы различны по типу и номиналу, результаты измерения их параметров должны иметь достаточно полную количественную и достоверную оценку. Что же можно предложить таким предприятиям в качестве оборудования, позволяющего решить подобные задачи? Естественно, что с помощью обычных зарядных устройств их не решить.

В статье [1] мы коротко упомянули о профессиональных зарядных устройствах - анализаторах аккумуляторов, которые являются своего рода измерительными приборами и кроме функций заряда и разряда, имеют целый ряд уникальных возможностей для оценки и исследования состояния аккумуляторов по всем параметрам. Теперь давайте остановимся на них подробнее. Думается, что информация о них будет полезна не только профессионалам, но и рядовым потребителям.

По установившейся мировой практике, к анализаторам аккумуляторов предъявляются следующие требования. Анализатор должен:

• быстро оценивать состояние аккумулятора;
• быстро заряжать аккумулятор без его повреждения;
• одновременно обслуживать несколько аккумуляторов разного типа; - определять наличие короткозамнутых элементов в аккумуляторе;
• определять наличие "мягких" элементов в аккумуляторе (быстрый рост напряжения во время заряда);
• реализовывать различные режимы обслуживания: заряд, разряд, измерение внутреннего сопротивления, ввод в эксплуатацию, восстановление для некоторых типов аккумуляторов и другие);
• стандартный интерфейс с компьютером и принтером; - отображать информацию о степени заряда, емкости и внутреннем сопротивлении;
• иметь упрощенную сигнализацию о результатах теста для неподготовленного пользователя;
• иметь дежурный режим заряда;
• иметь защиту от несанкционированного использования.

Очевидно, что не все приборы этого класса способны в полной мере удовлетворять вышеперечисленным требованиям. Сравнительные характеристики анализаторов различных производителей, комментарии и разъяснения по поводу отдельных их параметров приведены в [2]. Здесь же я хочу остановиться только на двух типичных представителях этого класса приборов.

Первый - это анализатор Cadex C7000 (рис. 1) и его облегченный, но в то же время более продвинутый вариант, Cadex C7200 (рис. 2) канадской компании Cadex Electronics Inc., Vancouver, BC [British Columbia], Canada [3] [4]. Их отличительной особенностью является то, что они могут работать как в автономном режиме, так и в тандеме с компьютером. Если у вас небольшая фирма и объемы обслуживаемых аккумуляторов невелики - то этот прибор покроет все ваши потребности. Если же требуется обслуживание сотен и тысяч аккумуляторов, то можно приобрести специальное программное обеспечение с мощным сетевым интерфейсом и к одному компьютеру подключить до 128 анализаторов с возможностью одновременного обслуживания 512 аккумуляторных батарей.

Рис. 1 Анализатор аккумуляторов Cadex C7000

Что же умеет Cadex C7000? Достаточно многое:

• одновременное обслуживание в любой комбинации до 4-х различных аккумуляторов следующих электрохимических систем: герметичных свинцово-кислотных, никель-кадмиевых, никель-металл гидридных, литий-ионных и литий-полимерных. Возможность модернизации под вновь появляющиеся типы аккумуляторов путем приобретения нового адаптера или написания собственной программы обслуживания на простом языке;
• установку любых 4-х из 600 с лишним разновидностей адаптеров для аккумуляторов портативных радиостанций, сотовых телефонов, компьютеров, видеокамер, мощных ручных инструментов, медицинских приборов и т.д.; Так что, если возникнет необходимость обслужить, например, аккумуляторы для американского истребителя F16, то - без проблем - адаптеры есть, заказывайте.
• распознование свыше 30 ненормальных состояний (неисправностей) аккумулятора;
• автоматическое выполнение таких типовых операций как: подготовка новых или длительно хранившихся аккумуляторов к эксплуатации с одновременным проведением входного контроля на соответствие условиям поставки, восстановление потерявших емкость аккумуляторов на основе никеля, измерение внутреннего сопротивления аккумуляторов в течение 5 секунд, быстрый разряд и заряд, поддержание аккумуляторов в постоянной готовности при длительном хранении и другие. Причем надо отметить, что в процессе выполнения какой либо программы на индикацию постоянно выводятся текущие значения параметров: напряжение на аккумуляторе, ток заряда или разряда, значение внутреннего сопротивления, продолжительность времени;
• установку переменных значений для параметров аккумуляторов с клавиатуры анализатора и с компьютера.

При подключении компьютера возможности анализатора значительно расширяются. Помимо того, что протоколируются все события со всех анализаторов, подключенных к компьютеру, и результаты измерений заносятся в базу данных, программное обеспечение содержит сведения о параметрах свыше 2000 аккумуляторов, для каждого из которых созданы программы заряда, тренировки и восстановления. Поэтому непрофессиональному пользователю остается лишь задать тип аккумулятора, выбрать одну из нескольких программ обслуживания и запустить ее на выполнение. Кроме того, появляется возможность отслеживать историю поведения аккумуляторов от одного цикла к другому в процессе эксплуатации.

В отличие от своего собрата Cadex C7200 рассчитан на одновременное обслуживание в любой комбинации только 2-х аккумуляторов, но зато в нем в дополнение к быстрому тесту-измерению внутреннего сопротивления добавлен режим-программа быстрой комплексной оценки состояния (емкости) аккумулятора в течение примерно 5 минут, что делает С7200 идеальным инструментом входного контроля при проверке больших партий аккумуляторов. К сожалению, мне лично попробовать этот режим не довелось, и оценить его результаты не могу. Тут за консультацией можно обратиться в [4], или кто-нибудь из счастливых обладателей С7200 поделится своими впечатлениями, в мой адрес.

Рис. 2 Анализатор аккумуляторов Cadex C7200

Таким образом, анализаторы аккумуляторов от фирмы Cadex С7000 и С7200 представляют собой автономные универсальные приборы и предназначенные для массового обслуживания аккумуляторов неквалифицированным персоналом с высокой производительностью. Этому подчинено все - от конструкции адаптеров для подключения аккумуляторов до предельно простого управления и наглядной индикации результатов измерений. В тоже время данные анализаторы обеспечивают возможность проведения исследовательских работ по аккумуляторам на профессиональном уровне.

Другой достойный представитель семейства анализаторов - небольшой UBA4 (рис. 3) производства канадской фирмы Vencon Technologies Inc. [5]. В отличие от Cadex С7000 и С7200 данный анализатор предназначен для работы только совместно с компьютером, подключается к нему по последовательному интерфейсу и не имеет ни собственной индикации, ни органов управления. Это, безусловно, значительно удешевляет прибор, но и требует от обслуживающего персонала более высокой квалификации.

Рис. 3 Анализатор аккумуляторов UBA4

Функциональные особенности:

• кроме измерения емкости анализатор также производит измерение и внутреннего сопротивления аккумуляторов (кстати, этим могут похвастаться далеко не все анализаторы);
• все параметры программируются: ток заряда, разряда, напряжения, метод заряда. Значения параметров для конкретного аккумулятора можно задавать по своему усмотрению, а можно и из базы данных, которая видимо, поставляется вместе с программным обеспечением;
• можно задавать одиночные и многократные циклы разряда - заряда, а также циклы восстановления. К сожалению неизвестно, что подразумевается под циклами восстановления, и по какому алгоритму они производятся. Возможна разработка собственных программ для обслуживания аккумуляторов;
• результаты измерений могут быть представлены в графическом виде (что очень удобно и наглядно) и сохраняются в базе данных;
• к одному компьютеру может быть подключено до 100 анализаторов;
• имеются кабели для подключения различных типов аккумуляторов, но их перечень не приведен;
• программное обеспечение и его обновления доступны через интернет (еще одно немаловажное достоинство).

Если же более подробно обратиться к техническим характеристикам, то они следующие:

• типы обслуживаемых аккумуляторов: NiCd, NiMH, Lead Acid, Gel Cell, Li-ion;
• напряжение аккумуляторов от 0 до 24 В;
• максимальная емкость от 20 мА*час до 100 А*час;
• ток разряда от 10 мА до 2.5 А, максимальная мощность на нагрузке -18 Вт;
• ток заряда от 10 мА до 2.0 А;
• методы заряда при постоянном токе (методы фиксации момента прекращения заряда) - дельта V, по времени, по изменению температуры;
• методы заряда при постоянном напряжении (методы фиксации момента прекращения заряда) - уменьшение тока, по времени;
• вход для подключения аккумуляторов - "Banana" соединитель с кабелями;
• число независимых каналов - 2 (с возможностью параллельной работы на один аккумулятор);
• питание - постоянное напряжение от 12 до 26 В, 4.5 А максимум;
• габариты 130 x 170 x 65 мм, вес 550 г.;
• программное обеспечение под Win9X / NT4 / 2000/XP.

Словом анализатор UBA4 по своим функциональным возможностям достаточно близок к Cadex C7000, но представленные на сайте материалы не позволяют в полной мере оценить удобство работы с ним из-за отсутствия подробного описания прибора и приемов работы, а также информации по базе данных параметров широко применяемых аккумуляторов. Однако в целом, анализатор заслуживает более пристального внимания и изучения в случае необходимости принятия решения при выборе анализатора для приобретения.

А в заключение хочется отметить интересную особенность аккумуляторов для профессиональных видеокамер. В аккумуляторы некоторых производителей встроено устройство, выполняющее некоторые функции анализатора и даже более того:

• аккумулятор всегда знает свое состояние (степень заряда или разряда), причем не только состояние, но и дату изготовления, свой серийный номер, число прошедших с момента изготовления циклов заряда-разряда, а также может прогнозировать свое состояние в процессе эксплуатации. С этой целью в аккумулятор встроен микроконтроллер, работающий от собственной литиевой батареи, и энергонезависимая память, которые и обеспечивают вышеперечисленные сервисные функции;
• потребитель в любой момент может получить сведения о состоянии своего аккумулятора, вызвав их на индикацию в видоискателе камеры.

Данный подход производителей, безусловно, заслуживает внимания, особенно при использовании аккумуляторов для ответственных применений.