Розробка конструкції зарядного пристрою з таймером для АА і ААА акумуляторів

Abstract

Базалицький А.В. Розробка конструкції зарядного пристрою з таймером для АА і ААА акумуляторів: кваліфікаційна робота на здобуття освітньо-професійного ступеня фаховий молодший бакалавр за спеціальністю «172 – Електронні комунікації та радіотехніка». Тернопіль: ВСП «ТФК ТНТУ», 2026. 66 с. Кваліфікаційна робота присвячена розробці та конструюванню саморобного зарядного пристрою з таймером, який призначений для безпечного заряджання нікель-кадмієвих (Ni-Cd) та нікель-металогідридних (Ni-MH) акумуляторів типорозмірів АА та ААА. У роботі детально проаналізовано технічне завдання, згідно з яким пристрій живиться від стандартної електромережі змінного струму напругою 220 В, споживає потужність до 15 Вт та дозволяє одночасно заряджати від одного до чотирьох акумуляторів. Для забезпечення оптимального режиму заряду реалізовано ступінчасте регулювання струму: 80–120 мА для елементів ААА та 180–300 мА для елементів АА. В електронній схемі застосовано понижувальний трансформатор, діодний випрямляч та транзисторний стабілізатор струму, що гарантує стабільність зарядного струму незалежно від зовнішніх умов. Керування процесом здійснюється за допомогою таймера, побудованого на цифрових КМОП-мікросхемах: логічному елементі CD4001AN та лічильнику CD4020A. Таймер дозволяє користувачу задавати час заряджання в межах від 2 до 10 годин, після закінчення якого процес автоматично зупиняється та вмикається світлодіодна індикація стану «Заряджено». Також передбачено надійний апаратний захист від раптових перебоїв електропостачання. У спеціальній частині роботи обґрунтовано вибір сучасної елементної бази та розроблено конструкцію односторонньої друкованої плати, що виготовляється хімічним методом травлення за 3-м класом точності. Проведено точний розрахунок параметрів друкованого монтажу, згідно з яким мінімальна ширина провідника становить 0,75 мм, а діаметри монтажних отворів — 1,1 та 1,3 мм. Компонування виробу виконано в ударостійкому пластмасовому корпусі габаритами 156х127х85 мм, де трансформатор розміщено окремо від плати для забезпечення оптимального теплового режиму.

Bazalytskyi A.V. Design development of a charger with a timer for AA and AAA batteries: qualification work for the educational and professional degree of professional junior bachelor in the specialty "172 – Electronic Communications and Radio Engineering". Ternopil: VSP "TFC TNTU", 2026. 66 pages. Abstract The qualification work is devoted to the development and design of a homemade charger with a timer, which is intended for the safe charging of nickel-cadmium (Ni-Cd) and nickel-metal hydride (Ni-MH) batteries of AA and AAA sizes. The work thoroughly analyzes the technical specifications, according to which the device is powered by a standard AC mains network with a voltage of 220 V, consumes up to 15 W of power, and allows simultaneous charging of one to four batteries. To ensure an optimal charging mode, step-by-step current regulation is implemented: 80–120 mA for AAA cells and 180–300 mA for AA cells. The electronic circuit utilizes a step-down transformer, a diode rectifier, and a transistor current stabilizer, which guarantees the stability of the charging current regardless of external conditions. The process is controlled using a timer built on digital CMOS integrated circuits: the CD4001AN logic gate and the CD4020A counter. The timer allows the user to set the charging time within the range of 2 to 10 hours, after which the process automatically stops and the LED indication of the "Charged" state turns on. Reliable hardware protection against sudden power supply interruptions is also provided. In the special part of the work, the choice of modern electronic components is justified, and the design of a single-sided printed circuit board, manufactured by the chemical etching method according to the 3rd accuracy class, is developed. An accurate calculation of the printed circuit board parameters is carried out, according to which the minimum conductor width is 0.75 mm, and the diameters of the mounting holes are 1.1 and 1.3 mm. The layout of the product is made in an impact-resistant plastic case with dimensions of 156x127x85 mm, where the transformer is placed separately from the board to ensure optimal thermal conditions.