Piller Neden Patlar

Cumartesi, 28 Temmuz 2007

ImageSon zamanlarda ne zaman bir haber sitesine girsem yeni bir patlayan taşınabilir aygıt (özellikle de piller yüzünden) haberiyle karşılaşıyorum. Birkaç yıl önce pantolonun cebinde patlayan ya da arabanın içinde bırakıldığı için yangın çıkaran cep telefonu haberleri bir anda artış gösterdi. Bu tür olayların çoğunluğu gizlendi ve daha mahkemeye bile taşınmadan büyük bütçeli firmalar tarafından susturuldu.

Bu arada teknoloji de gelişimini sürdürüyor; artık mp3 çalıcılar bir uzay mekiğinin sistemlerinden daha güçlüler, cep telefonları SETI arama projesine katkı yapabiliyorlar ve daha da iyisi dizüstü bilgisayarlar öyle güçlü bir noktaya geldiler ki artık donanımsal cephanelik olarak bile adlandırılabilirler.

Peki, arka planda neler oluyor? Neden alçakgönüllü gariban piller? Eğer bloglara inanıyorsanız eski alçakgönüllü dost birden bire çıldırabiliyor. Pillerle ilgili sorunları biraz daha belirginleştirmek ve bu hayati donanımı daha iyi anlayabilmek için otopsiye girişmemiz gerekiyor. Öncelikle Google aramasıyla başlayalım:

Image 

73,000 arama sonucu sizi şaşırtmasın en iyi ihtimalle hafif yanıklarla kurtulmuşlardır! Daha da komiği uçağa binmek için sıra beklerken patlayan dizüstü pili. Bu arkadaş durumu açıklamak için gerçekten çok zaman harcamış olmalı! Bir de Yahoo çalışanlarından birinin patlayan bilgisayarı haberi var, bina saatlerce boşaltılmak zorunda kalmıştı! Eğer pillerin nasıl çalıştığını ve ne güvenlik önlemlerinin olduğunu merak ediyorsanız okumaya devam edin.

Genel Bakış

Herkesin farklı bir düşünme mekanizması olduğundan pilleri birkaç farklı yoldan anlatmayı deneyeceğim. Öncelikle pillerin en basit şekliyle nasıl çalıştığını daha sonra da kendi dizüstü bilgisayarımın pillerini açarak içlerinde ne olduğunu size göstermeye çalışacağım. Bu arada da pil ömrünü uzatmak için neler yapmanız gerektiği ve güvenlik uyarıları gibi bilgiler vereceğim.

Su Kulesi Ve Pil Benzerliği

Elektronik bileşenleri anlamak açısından suyla benzerlikler kurmak yardımcı olabilir. Yani işleri kolaylaştırmak için elektronlar ve kablolar yerine su ve boruları kullanabiliriz. Bu bakımdan pilleri bir su kulesi olarak düşünebiliriz:

Image 

Elektronik Terim Su Karşılığı

 

Elektronik Terim

Su Karşılığı

Dönüşüm

Gerilim (Voltage)

Su Basıncı (Water pressure)

14V = 14 kPA

Akım (Current)

Akış Hızı (Flow Rate)

1800mA = 1800 m3/saat

Zaman

Zaman

1 saat = 1 saat

Kapak açıldığında depodaki su boşalıyor ve pompa sayesinde yeninden dolduruluyor. Her su kulesi farklı yükseklik ve boyutlara sahip olabilir bu yüzden farklı kapasitelere ve basınçlara sahiptirler. Yani benzerliği kuracak olursak: gerilim = basınç, kapasite = depo büyüklüğü ve akım = akış hızı. Pompayı da duvardaki elektrik prizi olarak düşünebiliriz.

Farklı pil kimyası bu benzerlikte farklı depo üretim tekniklerine benzetilebilir: duvar kalınlığı, malzeme, şekil, basınç sınırları gibi. Ayrıca güvenlik açısından benzerlik kurarsak deponun kaldırabileceğinden daha hızlı su doldurur veya boşaltırsanız depoya zarar verirsiniz! Piller söz konusu olduğunda da bu durum aynen geçerlidir. Yüksek enerji yoğunluğu sunabilen Lityum-iyon pilleri de aynı depolama alnına daha fazla su alabilen depolar olarak düşünebilirsiniz.

Herhangi bir dizüstü piline bakarsanız genellikle aşağıdaki resme benzer şekilde tanımlamalar görürsünüz:

Image 

Bu pile baktığımızda diğer pillere göre nispeten düşük gerilimli ve yüksek kapasiteli olduğunu görüyoruz. Bu pili bir su kulesi olarak düşünürsek çok alçak fakat büyük depolama alanı sunan bir kule düşünmemiz gerekiyor. Çok fazla su depolayabiliyor fakat çok fazla basınç sunamıyor. Bu pille fazla gerilime ihtiyaç duymayan bir sistemi çalıştırabiliyorsunuz fakat pili yeniden doldurmadan önce uzun bir süre sistem çalışabiliyor (yüksek kapasite). Bu özellikler küçük dizüstü serisi Sony TX için mükemmel uyuyor.

 

Pil Teknolojisi

Günümüzde en çok kullanılan iki pil kimyası vardır Nikel Metal Hidrid (NiMH) ve Lityum-iyon (Li-ion). Her iki teknolojide eski Nikel-Kadmiyum (NiCad) pil teknolojisinin yüksek yoğunluk eksikliği ve hafıza etkisi (memory effect) gibi eksikleri üzerine yapılan geliştirmelerle ortaya çıkmıştır.

NiMH ve Li-ion Karşılaştırması

 

NiMH

Li-ion

Maliyet

Düşük

Yüksek

Ağırlık

Daha Ağır

Daha Hafif

Enerji Yoğunluğu

kilogram başına 60+ Watt-saat

kilogram başına 200 Watt-saat

Kendinden Boşalma (Self Discharge)

20 C derecede her ay 30%

15.5 C derecede her ay 5%

En Yüksek Doldurma Hızı

Kapasite bölü 10

Kapasite bölü 2

Döngü ömrü

~300 döngü

12 – 18 ay arası (döngü sayısı önemsiz)

Derin Boşalma (Deep Discharge)

büyük ihtimalle pili öldürür

kesinlikle pili öldürür

Yüksek Isı

Hücreler
genişler ve sızma yapabilir

Pili patlatabilir

Kullanılan Koruma Devreleri

Genellikle gazı sıvıya çeviren kimyasal bir katalizör eklenir.

Yüksek sıcaklık kapatma
Basınç düşürme gaz çıkışı
Aşırı şarj kesmesi
Aşırı boşalma koruması
Kısa devre koruması

Saklama Koşulları

Boş olarak saklanabilir

40% dolu, soğutulmuş ama donuk değil

 

Pillerin Doldurulması Ve Bakımı

Her yönden Li-ion piller çok titizler. Yukarıdaki tablodan da görebileceğiniz gibi bu tip pillerin bozulması için çok küçük şeyler yetebiliyor. Fazla ısıyı veya fazla soğuğu sevmezler. Derin boşalma (deep discharge), hızlı doldurma veya boşaltma gibi şeylerden nefret ederler. Eğer piller boşken çalıştırmaya çalışırsanız hemen bozulurlar. Diğer taraftan NiMH piller nispeten daha güvenli ve daha az zehirlidir. Bu tip piller yüksek sıcaklıkları sevmezler ve bir rafta unutulurlarsa birkaç ay içerisinde boşalırlar. Tekrar tam kapasite çalışabilmeleri için birkaç kez doldurup boşaltma döngüsünün uygulanması gerekir.

Yanlış kullanım yüzünden ortaya çıkabilecek sorunlardan kaynaklanan patlama tehlikesi azdır. Her ne kadar blogların ve gazetelerin söylediğine ters olsa da satılan milyonlarca pilden sadece birkaç yüz tanesi alev alır ve bunlarında çok küçük bir kısmı patlar. Böyle bir şeyin başınıza gelme ihtimali kafanıza bir meteor düşmesi ihtimalinden daha azdır. Ancak Li-ion pilleri düzgün kullanmazsanız kapasitelerini kolayca kaybederler bu yüzden "bakım ve besleme" önemlidir.

Pil Ömrünü Kısaltmak İçin 1. Yöntem: Pişirme

Neredeyse bütün yeni dizüstü bilgisayarların sıcaklığı uzaklaştırmak için bir fanı vardır. Ancak ne yazık ki bazen yanlış kasa tasarımı yüzünden ısı doğrudan pillerin üzerine aktarılır. Özellikle Li-ion piller için pişirme etkisi dediğimiz bu durum pil ömrü için bir numaralı düşmandır. %40 dolu konumda soğuk bir ortam saklanan Li-ion piller on yıl boyunca bozulmadan bekleyebilir. Ancak duvara takılı bir dizüstü bilgisayarın içinde pişirildiklerinde ömürleri 12-18 aya kadar düşer. Eğer aradan bir yıl geçtikten sonra dizüstü bilgisayarınızın eskisi kadar uzun çalışmadığını düşünüyorsanız cevap belli: Sıcaklık! Bilgisayarınız duvara takılıyken pili sisteminize bağlı kullanmak elektrik kesilmelerine karşı bir önlem sağlayabilir ancak çoğu zaman pilinizin ömrünü fazla ısıdan dolayı tüketir. Bu durum dizüstü bilgisayar soğutucularının işe yaradığını gösterir mi? Belki! Peki dizüstünüz hep masaüstünde duruyorsa? Pilinizi dolu bir şekilde buzdolabında tutmak daha iyi olmaz mı?

Pil Ömrünü Kısaltmak İçin 2. Yöntem: Hızlı Doldurma

Pil kimyasından bağımsız olarak pek çok dizüstü bilgisayar pil hücrelerini hızlı doldurmaya çalışır. Hızlı dolum işlemi pilinizin ısınmanıza neden olur ve pilin içindeki kimyasal maddelerin buharlaşarak kaybolmalarını sağlar. Eğer su kulesi benzetmesini hatırlarsanız depoyu yüksek basınçlı suyla hızlı bir şekilde doldurduğunuzu düşünün. Bu durum pilinizin çok daha çabuk eskimesine neden olacaktır. NiMH piller genellikle birkaç yüz kere doldurma boşaltma döngüsüne sahipken hızlı şarj işlemi bu döngü sayısını ciddi şekilde azaltır. Ek olarak pilinizde olan herhangi bir hatanın daha da kötü olmasına neden olur. Dizüstü üreticilerinin isteğe bağlı olarak pil doldurma hızını düşürebilen bir ayar koymaması gerçekten üzücü.

Kaynak:Tom’s Hardware Guide Türkiye 

Bu yazı Uncategorised kategorisine gönderilmiş. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir