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- 2020-12-29
 
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這個冬天不像冬天，時序入春了才冷吱吱的！天冷電瓶效能降低，這幾天履見社區有車刁在車庫發不動(NOTE: 概略上當氣溫80℉時電瓶放電效能為100%, 32℉時約65%, 0℉時約40%)) Y% l" z" N+ ~5 H. S) y/ k
想起七八年前，眼未花手未抖時曾糊了個勞作，當年分享在車友論壇也自用。至今，它仍忠實的預警電瓶效能，讓獨自常跑荒郊野的我們，未曾再遇沒電刁車的囧況。挖出舊文.....也分享給有需要的芳鄰！
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=====以下為當年舊文複貼=====# F$ R9 R6 z4 F' [( X4 p
* J( u. ^! r3 G6 b理想電壓源,其內阻趨近於0;隨負載可依歐姆定律:電位不變下;供給無窮的電流." Y+ _. b4 Q) d+ l2 i
但,現實中卻不然,實務上使用的各類電壓源都是有限的,當超過其供給電流額限時,即拉低了電源電位;以平衡歐姆定律,此即負載效應(Loading Effect) 。
- y# V4 Y3 b" X6 {6 o3 a9 j汽車內之電瓶亦然,縱使電解液比重正常、空載時電壓正常,但隨使用的長久;其極板間硫化程度;而使內阻漸升;換言之即儲放電效能衰退,而終致無法供給起動馬達足額的龐大電流,而告壽終!
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傳統的電瓶效能(放電)測試,即是一咖大鐵箱(下圖左),內置有高功率的大負載,藉待測電瓶對負載放電時量測其電位降,以判斷其放電實力亦謂之效能！這種測試儀器缺點是笨拙,且因屬耗能測試,故時間不可過長(測試電流很大). 但不失是個簡單又可靠的方法!目前新穎的專業電瓶測試儀(下圖右),LCD液晶面板顯示:壽命、CCA、內阻…..看似好神, 實則它只是量測電瓶的內阻,得知內阻後,再藉由使用者輸入的電瓶規格,”推論”出CCA、壽命等數據!但這類儀器並非以開爾文四線連接，故內阻量測也不是非常準，且其它輸據又屬推論值，故參考就好，勿盡信之。
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前陣子看到阿本仔這產品的動畫,覺的這點子真不錯!$ v' E2 q8 M. r5 }$ X
藉啟動時，判讀起動馬達負荷下(如同電瓶放電測試機內負載)的電瓶電位降,來評估電瓶的壽命!這不就如同傳統的電瓶測試機一樣. 簡單卻又不失可靠!
+ K9 z4 ?7 q8 y雖然,電瓶有大有小,車款也百百種,但每顆電瓶的主要天命不就是侍奉自身車上啟動馬達的嗎!所以,這樣的評判條件,極具實用性.也適用於各大小不一的車款，而啟動時的耗能，又是必要之惡，藉此時機來判讀電瓶放電實力，真是巧思。( J: d. Q8 [8 ~ u$ k# {
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上面日文聽瞴??!!、看瞴??!!…….me too, 但單看圖也大致能意會其訴求的重點了.3 H. Q2 t- d" B/ m" w, S
抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)4 F* `! Q; y- S8 `7 J
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$ U. q4 R: G( k1 p上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流
% T; V/ i$ ?, j$ y8 L( V標示1.處為啟動瞬間,因馬達處於靜止狀態.此時暫態電流最大;故電瓶電位被拉到最低!, o1 \$ c4 u& ]/ A8 {" C( @+ ^2 y
標示2.處為馬達開始轉動且有了慣性;電流為馬達常態工作電流,但電流頗高,還是對電瓶產生電位降!
# _& n& {* K; s) F+ K. d! C標示3.處為順利啟動後;此時電流為負值(發電機流入電瓶),因為發電機開始作動(電位高於電瓶),除了供給車上必要電力外,且對電瓶充電!
0 V+ ~% Z' m3 c# {. @% O從這2張電流、電壓圖,我們也可算出這枚電瓶內阻=(12.4-10.4)/408=4.9mΩ
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盡信書,不如無書!!
2 Y2 N8 _' o% [3 O書上寫的,產品說的,老輸講的…..往往為了僝述理念,而將之理想化、簡易化、或極端化….
3 i& a/ r& q8 Y1 e6 F3 Y2 m$ v為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
. x p. f. W% e h4 D$ N從垃圾堆翻出台可裝電池,又有簡易儲存功能的示波器,便於擺置在車上
( o S0 y. p o0 F3 B c克難的開工胡搞了…7 c# Q! q# c% l- Y' G2 Z
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; f% j5 f/ V3 `8 E. M2 z' Y車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)
, m! g. o# x( l% o7 v7 M電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月)- w, w g. \" ~5 r1 w+ ~
' k3 l! \$ ?2 T3 [0 x$ ^+ w/ g5 d3 ^標示A段: 電瓶在微負載下的輸出電位12.4V(KEY已在ON位置;故汽油幫浦等電器已作動,但對電瓶不是很大的負荷)* I8 M2 Y& S& i3 G
標示B點: 啟動的瞬間,馬達尚處靜置狀態;最大靜摩擦;此時暫態的耗電最劇,故電瓶電位被狂拉到9.2V' X& ]5 Y, l: P$ s7 M2 W
標示C段: 當馬達開始轉動;耗電流由最大的剛起動暫態直慢慢減低至正常運轉的常態值,電瓶電位也因負荷的減緩而斜斜的上昇中' E; Z# e1 x( Y5 f
標示D段: 當馬達正常且等速的運轉下,其常態的耗電流驅於恆定,這時對電瓶的負荷將電瓶電位拉到11.2V
3 Z* Z, L; m U! W標示E段: 順利啟動引擎後,發電機也隨之作動.此時發電機的產生電位13.6V高於電瓶,車上電系由發電機供電外,電瓶也是發電機的負載之一(充電中)
; v" U5 j7 x, h+ k7 A由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
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2 ]! ` H1 F7 W& Y3 C' @+ x有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下 ]1 M2 @ t; h3 R3 C* `
車體：同上。
7 V x9 D! }4 N7 h' r7 c電瓶：不知品牌密封式46B24(二手,但接手後已被我用了4年以上;於露營時使用)
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標示A段: 電瓶在微負載下的輸出電位12V(KEY已在ON位置;故汽油幫浦等電器已作動,但對電瓶不是很大的負荷)
% {$ I' n, g% q6 j- w標示B點: 啟動的瞬間,很離譜的被拉至4V,已遠低於CCA測試規範中的最低7.2V
" L. ?/ S7 q- c# ~7 s7 j% r9 q& r(NOTE: CCA為電瓶在氣溫0℉時;放電30sec,電位尚在7.2V時的最大電流)* j% T* y* Q, U" l
標示C段: 很神奇的這頻死的電瓶竟也使馬達開始轉動;由這段上升的電位波形中,可知道它努力的喘了幾下,如果天冷,電瓶效率較差時;可能就沒這麼幸運了" l1 z8 h9 z8 G+ {: j- h
標示D段: 當馬達正常且等速的運轉下,其常態的耗電流驅於恆定,這時馬達對電瓶的負荷下將電瓶電位拉到8V
( ?" e& B' I5 w& C標示E段: 順利啟動引擎後,發電機也隨之作動.此時發電機的產生電位14V" b P; Q& W% O* \6 k2 k% z
對照於新電瓶的13.6V有可能是引擎轉速、發電機效率…..但也有可能是因;此枚電瓶內阻較高;發電機的負荷較輕;故發電機電位得以升高些,所以行駛中車上電壓都正常的高,有時不見得是好事;而是警訊!
: ^# S5 M7 S8 U! C2 k2 [由時間軸來看,約耗時1.4X sec這枚瀕死的電瓶還是幸運的把車發動了) y3 H$ z7 l8 l/ b# g
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上述阿本仔P牌產品點子雖不錯,但產品規劃卻不合我的菜!(也無處可購得)* p) ~/ l$ p& j
退休烙鐵匠只好自個兒糊ㄧ個玩玩,有了上述的親測數據,對於要怎麼搞就大概有了譜.
+ J) c; x( K) d5 d7 G( ]; |+ @下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能……… c" l, ]8 w& U- A# d( h/ R
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分成二個機能區塊顯示:- p) A' Q, t. b/ _. z! j
下層4節方型LED，顯示啟動瞬間，電瓶對起動馬達供電時的電位降，即表達電瓶的放電能力，亦可延訴為效能。每當啟動時,即作偵測與顯示,並將燈號LATCH顯示約15秒(每次啟動即更新判讀當下電瓶狀態;故無須亮着長顯)
2 c/ L2 m/ L: y, ~5 W上層6枚圓點LED，則常態顯示系統電力。未發動前為電瓶電壓，故電壓較低，在中線以左。啟動後，發電機作動，電壓較高，在中線以右。此燈號亦可顯示電瓶與發電機之狀況。7 e! z+ O- z# b3 _" ~! N$ u# m
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立論條件及功能設定既訂,剩下的就是把它糊出來.2 b3 N- J$ x; m3 H r, I
撇開商業思維，電路～對退休的烙鐵匠是興趣也是種藝術，雖然可找顆俱A/D C的uP寫出來，但我的要求是…..極易至簡!每一顆零件不在於它的成本價值,而是它有否存在的必要# h8 [) f7 H @$ d9 s$ g6 W
就這樣,少喝二罐台啤的費用,糊出這玩意兒！電路就不多做累述，看的懂的自行演析，看不懂的就照著糊吧！
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有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!" I% m5 Q- M) D' M2 a4 ^9 @
STEP1:9 y3 T* Q& x7 p. B
這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒" P! L, q. f: ~+ O
30元…..考慮了好久!說實在的有點買不下手,本想ABS板溫習一下手模的技藝,但懶~懶~懶~30塊還是花了吧!' N4 o# z4 A1 [1 C$ c' b0 Y1 \
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8 i" v7 j3 v* N. VSTEP2:& r7 V( J) q8 A- F" ]( z
切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%
( `9 g' b% N. o$ s這就是考慮30元買不下手的原因。: X- r' e6 j8 K4 o1 V$ Q
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STEP3:: u4 B' P; f+ P I/ S1 j0 j0 Y
內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
% S o2 B( L/ d# j順便面板及背蓋也切削出來
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* N; ~. @9 A3 ?& H' ?' @6 hSTEP4:
0 o/ g; S& J- z; T4 o: h' }這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!. `3 Y$ q3 l- P+ ]
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$ I1 M* o* F# j+ eSTEP5:% d& z- V* ^( b6 [
調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致8 ]; I% }9 g% O% r6 b
塗裝,順便用噴塗的技法模擬塑料射出模具的咬花, 讓它跟中控台更一致!!( y" ^9 d6 V: W
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STEP6:
- S) D1 i) |* ?$ e9 K# K- v組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!8 `& A w+ `% G: r
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9 G2 ]) q2 r( ~- E& n3 M; H6 [5 g( w5 h
下面影片，是車上實際使用記錄。完全體現我構思的機能，亦忠實的為我解析電瓶狀態，與行駛時發電機對電瓶充電效能之監測。& n9 z" g( E) n1 l9 z% d ]
8 z; ^+ K! I# D/ c3 E- Q
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發表於 2017-3-2 17:03:49
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發表於 2017-3-3 15:13:17