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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%)
! k- I$ E. T! i, {1 M1 X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=====. }2 L4 c1 _/ e( j$ N9 P1 E
4 o f& S3 I7 {0 D; R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.
; w: [! H6 }3 Y9 o! 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) 。
3 E5 e1 G! b$ ~. g) q9 Y5 }4 o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!; C, k- z) h! c# O, u
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!0 g7 J/ ^" ` d# @9 m' }
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。# c+ L. J$ h" @$ S G+ J' n
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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." |7 _1 u' o, J2 R4 G) b) Y# D# p
抉取其要義,以下二圖說明之 (該圖轉載自南台科大)2 V" y1 ^% G; k3 c
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上圖是電瓶上電壓,下圖是電瓶之輸出電流2 f- o$ C+ s: V" O, }+ {8 e
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!1 J3 X# R) d- j1 U8 k5 R' S
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!
+ ]' P% T2 k5 R3 y- {- i) f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 R. E5 }4 Q0 @- c: @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=4.9mΩ0 e. ?& g9 T Z% {: \& [$ z) |
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( O) S1 [$ S% j$ s) j, t
盡信書,不如無書!!
0 G: h2 i- Y6 q2 d1 U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….
* Y1 _6 q% L( { |& m# D5 D6 C* s為取得確切的數據,眼見為憑.還是得要實況操作一下…..
6 |) f8 l+ U5 o; W5 Q Y) ^! n! N5 C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
' q$ q0 L; p' q- O克難的開工胡搞了…
$ ~% g+ u; p- a, W" U/ x8 A. O! r& O# Z9 q7 L! c/ A) b# z
, K0 V( Y/ f( q7 r3 L2 g$ }車體：2001年GV2.0 4X4(未更換過啟動馬達)# f7 x& r% y- N. K4 G6 l; a
電瓶：GS 全密封式75D23(新品,距量測時使用未滿一個月), |! m8 A8 q6 N" s! Q+ h! o% Y6 U
4 D3 t" w# E, O' f% o
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), Y+ b* h- Q: I
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
; ^0 s, r" k1 l# s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
$ P3 S8 P& {& g: W G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& P2 d$ p7 a" }+ p& T
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)
; k! Q4 _$ R/ R( r* `由時間軸來看,啟動至引擎運作約耗時1sec
; m. g( R* E* {4 O
1 s% U, e7 w# o5 c" Q7 K1 w$ U& E/ |7 H7 W) [0 }
有新品電瓶的啓動狀態,也要有老舊電瓶來對照一下
' h* d6 M; o' g4 f( d, V3 `車體：同上。8 Q5 y4 B( Q4 j M
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)7 V0 o9 Z' | Y1 V% i) f
" d% M5 ?4 z9 _" D! e J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)
" ]8 o* u5 A4 G1 F( A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* N1 Z! b: d8 I
(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)9 }5 \! v- ]" V4 P4 ^
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* w" q( ?4 h; j, C9 f+ w) _+ b4 z/ M: ]
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" M* h5 z3 s9 J$ @6 w' n
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) k9 I- H1 h1 O" R. u
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!
0 f& _7 {; l1 H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9 ?; N- _( H( c8 ?) y7 Z- K
( g2 S5 H% E# u
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)# Z( E4 X3 `' l6 H. ?
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.: ~0 R: ^& X2 t& a! I
下圖,即是打算要糊出來的模樣、機能………
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分成二個機能區塊顯示:
4 p; k- M& \+ W9 _3 W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)6 F# J2 G, B7 d% H9 A
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。
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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.
; u q7 L7 V( p$ I' s9 P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% h' ?" ?2 o3 ?$ }/ C" }
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！5 Q& a. J- Z' E& `; ~4 ]
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' ]9 b4 N9 W: u. t* }有了靈魂，尚需軀殼來裝飾它…..30元給它造個窩吧!!3 Q4 Q. R0 N1 h" G/ i \- ]
STEP1:
2 A, Y* j& { g5 H- S這東東應該各五金百貨行都買的到吧!!.....電話接線盒
5 Z |! f, ]' n, v30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!0 X5 m6 v, ]$ K, d* _ x2 X
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STEP2:
* v# _0 P; s: C切~切~切~只取這一小部份!!不到整體的30%7 g# R; K6 K8 T! W
這就是考慮30元買不下手的原因。
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; T( h. l: [* K; j4 J, J* YSTEP3:
% }. s$ c! e' M: N( v: M內部機構整建一下,用毒物MEK溶劑黏一黏
2 b: Y" @6 \& j+ Q1 G: ^順便面板及背蓋也切削出來2 y% X: F+ h1 H% j4 r
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STEP4:
8 \8 z8 V4 J4 h0 v) T8 k這30元的電話接線盒真是絕配…..確實省下很多工!
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$ P& @! Z* J. y: L5 B0 ]STEP5:- e8 L5 t0 c: E; p2 I
調了一下漆,跟中控台的塑料顏色一致
4 Z+ t q! j1 P3 z+ j7 X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!!
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STEP6:
5 b9 L' u2 b& F \組合後…….與原樣30塊的電話接線盒;還有像嗎??!!
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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。5 k9 s k6 }* ^6 D( q3 }
5 [. S$ n" w8 a2 ]
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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