Lityum-Polimer Piller için Şarj ve Dengeleyici Devre Tasarımı

Abstract

Telefon, tablet, bilgisayar, insansız hava aracı vb. yaşamımızın birçok alanında kullandığımız cihazlarda enerji depolamak ve bu enerjiden faydalanmak için lityum temelli (lityum-iyon, lityum-polimer vb.) piller kullanılmaktadır. Kullanılan bu pillerin kendi yapılarına, özelliklerine ve ihtiyaçlarına göre şarj edilmeleri, yapılan işlemlerin belli bir standart ve uygunlukta olması gerekmektedir. Bu standartlar sağlandığı zaman pillerden alınan verim ve kullanım süreleri artmaktadır. Bu çalışmada; lityum-polimer (LiPo) pilleri ihtiyaçları doğrultusunda verimli bir şekilde şarj edecek devre ve dengeleyici tasarımı sunulmuştur. Piyasada bulunan ticarileşmiş, belli sertifikalara sahip, LiPo pil şarj cihazları incelenmiş ve eksik özellikleri tespit edilmiştir. Bu doğrultuda yapılan şarj devresi tasarımından sonra gerekli yazılım ve kontrol sistemi geliştirilmiştir. Geliştirilen yazılım ile kullanıcı dostu bir arayüz ve denemeler sonucu elde edilen verilerin depolanabileceği bir veri havuzu oluşturulmuştur. Bu veri havuzu sayesinde analiz ve yorumlar yapılabilmektedir. Tasarım aşamasında devre çizim programı, Qt Creator open source arayüz tasarım programı, deney aşamasında ise elektronik donanım tasarımı, mikroişlemci yazılım ortamı, haberleşme protokolü olarak da Zigbee kullanılmıştır. Tasarlanan şarj istasyonu sayesinde pillerden elde edilen verimin artmasını ve kullanılan teknolojik cihazların kullanım sürelerinin uzaması hedeflenmiştir. Ayrıca prototipi yapılan cihazın kablosuz haberleşme alt yapısına sahip olması ile uzaktan erişim özelliği ve mevcut ticari ürünlere göre daha fazla özelliklere sahip olması en önemli yenilik unsurlarıdır.