Sylvania Sun Gun SG65EXFA

Danas je nabavljen Ni-Cd baterijski paket 30V sa punjačom koji se koristio za pogon ručnih halogenih lampi za osvjetljenje prostora prilikom snimanja kamerom. Uređaj je proizvod američke tvrtke Sylvania iz 1970-tih godina.

Tvrtka prvotnog naziva Hygrade Sylvania Corporation formirana je 1931. godine spajanjem triju tvrtki sa poslovanjem iz područja elektrike: NILCO, Sylvania i Hygrade Lamp Company. Novonastala tvrtka bavila se istraživanjem, razvojem i proizvodnjom fluorescentnih rasvjetnih cijevi, vakuumskih elektronskih cijevi i tranzistora. Tijekom 1942. godine tvrtka je promijenila ime u Sylvania Electric Products Inc., a tijekom 1959. godine spojila se sa tvrtkom General Telephone formirajući General Telephone and Electronics (GTE). Sylvania je prva razvila jednokratne četverostruke bljeskalice za fotoaparate (u obliku kockica), a kasnije je tu tehnologiju prodala Kodaku. Također je razvila i sistem od 10 bljeskalica naziva FlipFlash te liniju kućanskih električnih žarulja. Tijekom 1964. Sylvania je predstavila televizijsku cijev u boji sa fosforom koji je davao svjetliji i vjerniji prikaz crvene boje nego dotadašnje CRT cijevi.

Spajanjem i akvizicijama tvrtka GTE je postala značajan ali nikad dominirajući dobavljač opreme za električne distribucijske mreže. Oprema za veća (visokonaponska) električna distribucijska postrojenja prodavala se pod robnom markom GTE Sylvania, a električna oprema za manje objekte i kućanstva pod nazivom Challenger. Glede ove opreme tvrtka GTE Sylvania uvela je inovacije i poboljšanja u proizvodnji transformatora i 3-faznih razvodnih ploča koje su mogle preživjeti kratki spoj i na dvije faze.

Početkom 1980-ih GTE Sylvania je prodao prava na ime Sylvania i Philco za proizvode potrošačke elektronike nizozemskom NV Philipsu. Godinu dana kasnije GTE prestaje s proizvodnjom električne distribucijske opreme i počinje rasprodavati svoje proizvodne linije i pogone. Linija Challenger prodana je bivšem službeniku GTE-a, koji je ime Challenger nastavio koristiti kao ime svoje nove tvrtke. Challenger se oporavio no na kraju je prodan Westinghouseu, a kasnije Eaton korporaciji. Godine 1993. GTE rasprodaje i svoje preostale proizvodne linije za rasvjetu. Europski, azijski i latinoamerički pogoni sada su u vlasništvu Havells Sylvanija, a sjevernoamerički odjel je kupila američka podružnica njemačke tvrtke Osram GmbH te je osnovana je Osram Sylvania Inc.

Pronašli smo neke Sylvania kataloge iz druge polovice 1960-tih godina u kojima se nalaze i Sylvania Sun Gun 30 V sistemi, između ostalog spominje se i naš SG65EXFA. Očito je postojalo više inačica SG65EXFA paketa tako da su prvi modeli iz druge polovice 1960-tih godina imali nešto drugačiji mjerni instrument i raspored kontrola od onih kasnijih s prve polovice 1970-tih godina. Naša inačica SG65EXFA je s početka 1970-tih godina što smo zaključili prema datumskom kodu na Motorolinom mosnom ispravljaču ugrađenom u uređaj.

Može se zaključiti da se baterijski paket sastojao od 25 serijski povezanih Ni-Cd baterija što daje nazivni napon 1,2 x 25 = 30 V. Halogene svjetiljke bile su dostupne u tri razine snage: 150, 250 i 350 W. Sa svjetiljkom od 150 W baterija je trajala 50 minuta (potrošnja struje 5 A) što bi odgovaralo kapacitetu baterijskog paka od oko 4 Ah.

Početkom 1970-tih godina široko su bile dostupne samo dvije vrste punjivih baterija: olovni akumulatori i Ni-Cd baterije. Ni-Cd baterije su imale niz prednosti pred olovnim akumulatorima, kao što su duži vijek trajanja i veći broj ciklusa punjenja/pražnjenja te veća gustoća pohrane energije uz manje dimenzije i masu. Osim toga Ni-Cd baterije se brzo pune, mogu izdržati velika strujna opterećenja te nepovoljne uvjete okoline (niske temperature, vibracije), nisu jako osjetljive na prekomjerno punjenje i mogu se skladištiti prazne do 5 godina. Kako vidimo na Sylvania katalogu, ovisno o korištenom baterijskom paketu, Standard ili Deluxe, vrijeme punjenja baterija je 6 ili 1 sat. Skraćeno vrijeme trajanja punjenja sa Deluxe kompletom može se zahvaliti punjaču koji može isporučiti veću struju punjenja ali svakako i boljem tipu Ni-Cd baterija koje je dozvoljeno brže puniti jačim strujama. Danas su Ni-Cd baterije povučene iz proizvodnje uglavnom zbog štetnog utjecaja na okoliš (otrovni kadmij), ali i zbog nekih nedostataka koje imaju pred novijim tipovima punjivih baterija, najviše tzv. memorijski efekt (gubitak kapaciteta ako se pune baterije koje se nisu do kraja ispraznile).

Izračunali smo da je kapacitet našeg baterijskog paka oko 4 Ah, a to znači da bi za brzo punjenje u trajanju od cca 1 sat punjač morao biti sposoban dati struju od barem 4 A (punjenje u praksi traje nešto duže nego pražnjenje zbog gubitaka na unutarnjem otporu baterija). Napon punjenja Ni-Cd baterija treba biti u rasponu 1,2 – 1,45 V po ćeliji, dakle u rasponu od 30 – 36 V za naš baterijski paket. Dozvoljeni napon pražnjenja jedne Ni-Cd ćelije je do 1 V dok potpuno napunjena baterija daje napon od 1,5 – 1,8 V ovisno o stanju i kvaliteti baterije. To znači da bi naš baterijski pak funkcionirao u naponskom rasponu 25 – 45 V, a upravo taj naponski opseg je označen crnom bojom na mjernom instrumentu (OPERATE). Baterijski pak bi svakako trebalo početi ponovno puniti na naponu od 25 V (±0,2 V), dakle ni prije ni poslije, kako bi se baterije sačuvale od gubitka kapaciteta uslijed nedovoljne ili prevelike ispražnjenosti. Dok olovni akumulatori trpe velike razlike u naponima i strujama punjenja, kod Ni-Cd baterija treba imati punjač sa konstantnom strujom i uskim tolerancijama glede napona punjenja.

Izračunate brojke potvrdili smo i prilikom mjerenja na našem punjaču. Radi se o vrlo jednostavnom punjaču koji sadrži samo punovalni diodni ispravljač bez ikakvih drugih filtarskih ili stabilizatorskih elemenata čija srednja vrijednost napona iznosi 33,6 V. Kako vidimo iz prospekta radi se o ne baš jeftinom baterijskom paketu, a ovakav jednostavan punjač vjerojatno i nije mogao očuvati baterije da daju maksimum tijekom svog životnog vijeka. U kasnijim godinama, naglim razvojem proizvodnje poluvodiča, radili su se i sve bolji punjači Ni-Cd baterija sa stabiliziranim naponima i strujama te složenim krugovima koji detektiraju uvjete prepunjenja i na vrijeme isključuju daljnje punjenje kako bi se baterije sačuvale od mogućih oštećenja.

Na našem punjaču je istaknuto kako će se punjenje automatski isključiti kad se baterije napune do kraja. Nacrtali smo shemu punjača kako bi otkrili kako funkcionira ovaj krug. Vidimo da ispravljeni istosmjerni napon za punjenje baterija nema neki potpuni prekidni element. Međutim, na baterijski paket osim istosmjernog napona punjenja dolaze još tri žice koje služe za detekciju stanja napunjenosti baterija. S obzirom da nemamo kompletnu bateriju ne možemo znati gdje su točno bile povezane ove tri žice, odnosno da li je u paket bio ugrađen još kakav električni element. Na jednoj od žica nalazi se bimetalni temperaturni prekidač. Naime, temperatura Ni-Cd baterija u većem dijelu procesa punjenja ne raste puno, odnosno ostaje približno na sobnoj temperaturi, dok pri samom kraju punjenja (kad su baterije već gotovo napunjene) temperatura poraste na 45 – 50 °C. Ova pojava se kod Ni-Cd punjača koristi za okidanje prekida daljnjeg punjenja baterija.

Za ovu komponentu sa oznakom SB602AJH nismo pronašli nikakve podatke. Riječ je o temperaturnom bimetalnom prekidaču smještenom u stakleno kućište (zaštita od prašine ili neželjenog mehaničkog kratkog spoja). Ni-Cd baterije mogu se sigurno koristiti u temperaturnom rasponu između -20 °C i +45 °C. Tijekom punjenja temperatura baterija tipično ne raste puno, odnosno ostaje približno na sobnoj temperaturi, no pri samom kraju punjenja kad su baterije već gotovo napunjene temperatura poraste na 45 – 50 °C. Ova pojava se kod Ni-Cd punjača koristi za okidanje prekida daljnjeg punjenja baterija preko tempereaturno osjetljivih sklopki.

Vidimo da se kod našeg punjača sva detekcija, indikacija i kontrola punjenja nalazi na izmjeničnom dijelu prije ispravljača. Bimetalni prekidač je u hladnom stanju zatvoren te preko žica b-c premošćuje otpornik za ograničenje struje (150 Ω) tako da ispravljač daje punu struju punjenja. Kad se baterije napune i temperatura im poraste, bimetal se isključuje te struja počinje teći preko otpornika 150 Ω koji istu ograničava na cca 250 mA. Ova struja je dovoljna za kondicijsko održavanje punog napona baterija ali neće doći do njihovog prekomjernog punjenja. Treća žica (a) je vjerojatno u krugu indikacije punjenja preko sijalica. Prema uputama na prednjoj ploči, bijela lampica svijetli tijekom procesa punjenja, a crvena lampica se gasi kad su baterije napunjene. Ovo znači da obje lampice svijetle u procesu punjenja, što prema shemi i funkcionira, a kad punjenje završi tada se crvena lampica gasi. Da bi to funkcioniralo crvena lampica mora biti na neki način kratko spojena kad su baterije pune. No gdje je onda bila spojena ta treća žica? Šteta što nemamo kompletni punjač sa baterijama da vidimo kako zapravo funkcionira ovaj jednostavni sklop.

SYL 48PSB6 je minijaturna žaruljica tvrtke Sylvania nazivnog napona 48V, snage 2,4W (potrošnja struje 50 mA). Prema uputama na prednjoj ploči bijela žaruljica je upaljena kada je punjenje u tijeku, a crvena žaruljica se ugasi kad su baterije spremne za upotrebu.

Punovalno ispravljeni napon iz punjača Ni-Cd baterija SG65EXFA. Za punjenje Ni-Cd paketa nominalnog napona 30 V (25 x 1,2 V) dozvoljen je napon u rasponu 30 – 36 V. Naš punjač isporučuje istosmjerni napon srednje vrijednosti 33,6 V (u praznom hodu). Mjerenje je vršeno na ulaznom mrežnom naponu od 220 V.    

Mosni poluvodički (silicijski) diodni ispravljač američkog proizvođača Motorola, oznake MDA 952-2 predviđen je za punovalno ispravljanje izmjeničnih napona do 100V i izlazne struje do 6A. Prema datumskom kodu 7238 ova komponenta proizvedena je krajem 1972. godine.

Mrežni transformator američkog proizvođača TECO-Tilton Electronics Corp ima primarne namotaje za 110 i 220 V, a izlazni sekundarni napon je 38 V. Tvrtka TECO osnovana je 1962. godine, a čini se da i danas posluje na istoj lokaciji u gradu Winnisquam, New Hampshire. Proizvodi razne mrežne transformatore, zavojnice i napajanja po narudžbi kupca.

Mjerni instrument je proizvod američke tvrtke EMICO (Electro-mechanical Instrument Company, inc.). Ova tvrtka osnovana je odmah nakon rata i proizvodila je male ugradbene voltmetre i ampermetre.  

Natpis na sklopki STACKPOLE UND. LAB. INC. LIST. vjerojatno se odnosi na američku korporacijsku tvrtku Stackpole (1895-1989) koja se specijalizirala za proizvodnju električnih i elektroničkih komponenti vezane uz ugljik, grafit, ferit i praškaste metale (baterije, četkice, elektrode, otpornici, keramički izolatori, feritne jezgre i slično). Tvrtka je 1937. godine započela i proizvodnju kliznih sklopki poput ove naše, koje su se ugrađivale u širok spektar proizvoda zabavne i potrošačke elektronike, kućanskih aparata, uredske opreme, automobilske industrije i drugo.

Konektor za spajanje halogene lampe snage 150, 250 ili 350 W (lijevo) te žičani potenciometar za kalibraciju mjernog instrumenta (desno).

Danas smo upoznali jedan vrlo jednostavan dizajn punjača Ni-Cd baterija iz prijelaznog razdoblja 1960/70-tih godina. Iako se radi o jednostavnom i nekompletnom uređaju vidimo da se iz svega ipak može puno toga naučiti, a neka pitanja su ostala i otvorena. Kad već imamo priliku nabaviti neki takav stari uređaj onda bi doista bila šteta da ga i što detaljnije ne proučimo. Uvijek se nauči nešto novo i to na zabavan i praktičan način. Nema puno koristi od toga da se dovuče doma neki stari uređaj i onda ostavi da desetljećima leži netaknut i zaboravljen u nekom prašnjavom skladištu. Nema puno koristi ni u tome da samo stoji izložen kao kakav kolekcionarski primjerak koji je šteta otvarati i općenito dirati. U tome doista ne leži prava vrijednost i potencijal dobre stare elektronike 🙂