Baterije i punjači

Iako su digitalni fotoaparati jedna od novih tehnologija koja se razvija ogromnom brzinom ista tvrdnja ne vrijedi i za baterije koje ih napajaju. Donekle bi se to moglo tvrditi za LiIon baterije koje su relativno nova tehnologija i još se radi na njihovu razvoju. Baterije u većini aparata se teško nose sa njegovim energetskim potrebama i brzo se prazne. Da bi se nekako nosili s tom činjenicom i izbjegli situacije u kojima će baterije zatajiti baš u trenutku kad se pruža prilika za zanimljivu fotografiju, pokušajmo analizirati najveće energetske potrošaće u digitalnom fotoaparatu. Odmah se nameću tri najveća potrošača:

  • LCD zaslon sa pozadinskim osvjetljenjem
  • bljeskalica fotoaparata
  • servomotori leće (optički zum i autofokus)

U većini tekstova koje pišu profesionalni fotografi savjetuje se da isključite LCD zaslon i kadrirate pomoću optičkog tražila. Nažalost, ti profesionalci zaboravljaju da su oni navikli na rad sa profesionalnim i skupim SLR aparatima čija optička tražila nude puno više kontrole nego “obični prozorčići” na jeftinim fotoaparatima. Sa SLR aparatom jednostavno nema nikakve potrebe za uključivanje LCD zaslona kad se na statusnom LCD-u ionako mogu vidjeti trenutne postavke aparata, a njihovo tražilo vjerno prikazuje sliku koju kadriraju. Kod fotoaparata niže klase čije tražilo ne prikazuje sliku dobivenu kroz optiku aparata, tražilo samo pokazuje okvir scene koju ćete fotografirati i nije pouzdano za procjenu kako će fotografija “ispasti”. Zbog toga ja ipak mislim da je bolje kadrirati pomoću LCD-a, ali dobro je znati da ćete isključivanjem LCD-a u situacijama kad vam je baterija pri kraju ipak dobiti na vremenu i snimiti nekoliko slika više. Osim toga, puno današnjih kompaktnih fotoaparata uopće nema optičko tražilo. Također, preporučljivo je izbjegavati dugotrajno pregledavanje slika koje ste već snimili.

Što se tiče bljeskalice, situacija je ipak drukčija. Većina digitalaca u automatskom modu ima po defaultu uključenu bljeskalicu, i čim uključite aparat on će odmah napuniti kondenzator bljeskalice što je u velikoj većini slučajeva nepotrebno. Primjerice, ako uključite aparat da snimite neku scenu na popodnevnom suncu i on napuni kondenzator bljeskalice (koja nam trenutno nije potrebna i neće se koristiti pri okidanju), ta energija je svejedno otišla iz baterije u nepovrat. Zbog toga savjetujem da bljeskalicu na aparatu uvijek držite isključenu do situacije kad je stvarno potrebna. Tada će se napuniti kada je uključite, a u ostalo vrijeme neće bespotrebno trošiti baterije.

Kada već razjašnjavamo najveće potrošače energije, moramo spomenuti i servomotor(e) koji pokreću mehanički dio aparata. Istina je da oni troše relativno veliki dio energije, ali i to da su zumiranje i autofokus neophodni za fotografiranje, pa ne možemo puno energije uštedjeti na ovoj “stavci”. Naravno, znajući ovo možemo izbjegavati bespotrebno igranje sa optičkim zumom (ako se radi pokretanju servomotorom).

Osim ovih savjeta, dobro je i proučiti opcije fotoaparata koje omogućavaju štednju energije. Većini fotoaparata možete definirati vrijeme nakon kojeg će se automatski isključiti LCD zaslon i zaustaviti stalno analiziranje scene koja se nalazi ispred objektiva. Iskoristite te opcije i postavite ih na vrijednosti koje će optimalno trošiti energiju. U vrijeme niskih temperatura držite baterije i fotoaparat na toplom mjestu u jakni i vadite ih tek kada treba nešto fotografirati jer niske temperature drastično smanjuju kapacitet baterija. Za punjenje baterija uvijek koristite odgovarajući punjač i ne improvizirajte prilikom punjenja baterija ako ne znate točno što radite. Ako punjač baterija nema mogućnost da se sam isključi kad je punjenje završeno nemojte ga zaboraviti sami isključiti, jer inače riskirate uništenje baterija, pa čak i požar.

Za svoj fotoaparat nabavite barem dva ili tri seta baterija. U slučaju da se aparat napaja LiIon baterijama dvije baterije bi trebale biti sasvim dovoljne i omogućiti vam da bezbrižno snimite 100-300 fotografija (ovisno o aparatu i uvjetima). Ako aparat prima baterije standardnih dimenzija, preporučljivo je nabaviti tri (za nezahtjevne korisnike će biti dovoljna i dva) seta NiMH baterija i odgovarajući punjač. Na taj način ćete smanjiti komplikacije uzrokovane pražnjenjem baterija. Vodite računa da ćete pri lošim svjetlosnim uvjetima trošiti puno više energije (teže kadriranje, teže fokusiranje, bljeskalica…), tako da ćete za duža noćna snimanja morati napuniti i ponijeti sve baterije.

NiCd baterije

Najstarija živuća tehnologija punjivih baterija koja i danas postoji na tržištu su NiCd (nikal-kadmij, kombinacija metala na galvanskom članku) ćelije. Njihova najveća prednost je niska cijena, a osim toga omogućavaju i više struje punjenja i pražnjenja baterije (što za primjenu u fotoaparatima nije bitno, ali u industrijskoj primjeni je velika prednost). Napon jednog članka je oko 1.25 V, što je relativno blizu napona od 1.5 V kod jednokratnih baterija. Zbog toga se često koriste u velikom broju uređaja koji se napajaju baterijama.

Pune se punjačima sa konstantnom strujom punjenja, što znači da ih ne možete puniti na bilo kakvom adapteru bez nekog međusklopa koji bi prilagodio struju punjenja. Najbolje rješenje je ipak specijalni punjač predviđen za NiCd baterije, koji po mogućnosti ima i sklop koji će sam prekinuti punjenje u odgovarajućem trenutku. U principu se pune strujom koja iznosi 1C (npr. bateriju od 750 mAh punimo 1 sat pri struji od 750 mA), a postoje i verzije NiCd baterija koje omogućavaju punjenje strujama i do 3C ili 5C, što znači da ih je na odgovarajućim punjčima moguće napuniti za 20 min(3C) ili za samo 12min (5C).

Realni životni vijek NiCd baterija se kreće u rasponu od 1000-2000 punjenja/pražnjenja, naravno pod uvjetom da ih pravilno koristimo.

NiCd baterije imaju vrlo izražen memorijski efekt, koji diktira način njihovog korištenja. Zbog memorijskog efekta NiCd baterije je potrebno u potpunosti isprazniti prije ponovnog punjenja, jer bi se inače dogodilo da im se kapacitet trajno smanji. Memorijski efekt se donekle može poništiti posebnim tretmanom punjenja i pražnjenja baterija, ali ni on ga ne može u potpunosti ukloniti. Kod memorijskog efekta se radi o tome da baterije imaju “sposobnost pamćenja” korištenog kapaciteta, npr. ako neku bateriju više puta za redom iskoristite samo do pola kapaciteta ona će nakon par punjenja imati manji kapacitet. Proces je reverzibilan, moguće je vratiti baterijama stvarni kapacitet sa nekoliko ciklusa punjenje/pražnjenje sa punim kapacitetom. Čak postoje i punjači koji imaju tu mogućnost.

NiMH baterije

Tehnologija koja je nastala evolucijom NiCd baterija su NiMH (nikal metal-hibrid) baterije. Umjesto kadmija se u njima koristi posebni materijal čiji je elektrokemijski potencijal prema niklu isti kao i kod kadmija, ali je ekološki prihvatljiviji od kadmija i moguće je dobiti veći energijski kapacitet članka. Cijena proizvodnje ovih baterija je viša od NiCd, ali su im eksploatacijske karakteristike bolje. Također se proizvode u standardiziranim veličinama i oblicima kao i NiCd baterije, za čiju su zamjenu u principu i zamišljene.

Osim višeg kapaciteta ostale karakteristike su im vrlo slične, osim što je kod NiMH baterija memorijski efekt ćelije puno manje izražen. Krivulje punjenja i pražnjenja su slične kao i kod NiCd baterija, i također se pune strujama do 1C. Životni vijek im je u rasponu od 1500-2000 punjenja/pražnjenja.

NiMH baterije su za digitalne fotoaparate puno bolji izbor, i ako kupujete dodatne baterije standardnog oblika obavezno tražite NiMh baterije. One imaju veći kapacitet i, što je za digitalce posebno važno, manje strmu krivulju pražnjenja. To znači da ćete iskoristiti više energije prije nego napon baterija padne ispod minimalne dopuštene vrijednosti na kojoj aparat može raditi.

LiIon baterije

LiIon (litij ionske) baterije su svojom pojavom svakako donijele revoluciju u područje malih prijenosnih uređaja (mobitela, bežičnih slušalica, MP3 playera, fotoaparata). Baterije koje u novije vrijeme nudi Sony pod nazivom Li Info su tehnološki gotovo identične, drugačije ime je više stvar marketinga nego tehnoloških razlika. Velika prednost tehnologije litijevih baterija je u tome što LiIon baterije za isti energijski kapacitet imaju puno manju masu i obujam. Osim toga, LiIon bateriji se pri proizvodnji mogu dati vrlo različiti oblici, dok su Ni bazirane baterije iz konstrukcijskih razloga morale imati cilindrične ćelije. Zbog toga je moguće oblik i dimenzije baterija bolje prilagoditi potrebama uređaja koje napajaju.

Veliki napredak u odnosu na Ni bazirane baterije donosi i činjenica da je napon jedne LiIon ćelije 3.7 – 4.2 V, što znači da jedna LiIon ćelija može zamijeniti tri NiMH ili NiCd. To povećanje radnog napona izravno utječe na pouzdanost i jednostavniju elektroničku konstrukciju uređaja eliminirajući potrebu za radom na malom naponskom rasponu (što znatno komplicira elektroničku shemu uređaja).

Osim nabrojenih prednosti LiIon tehnologije postoje i razni nedostaci, koje proizvođači još uvijek pokušavaju riješiti. Najveći nedostatak je nemogućnost LiIon ćelije da se prazni ili puni većom strujom. Zbog toga se i vrijeme punjenja od 30-60 min ne s postojećom tehnologijom ne može dalje smanjivati. Razlog tome je relativno velika termička osjetljivost LiIon ćelija. Zbog te termičke osjetljivosti je i životni vijek LiIon baterija manji od NiMH baterija i kreće se u rasponu 300-500 ciklusa. Pošto litij kao bazni element ima u odnosu na ostale metale relativno nisku tempreturu zapaljenja takve baterije su potencijalno opasne ako struja punjenja postane prevelika ili punjenje ne prestane na vrijeme, te može doći do zapaljenja ćelije. Zbog toga se u sve komercijalne LiIon baterije ugrađuje poseban kontroler, koji osim zaštite ćelije kontrolira i punjenje baterije što pojednostavljuje konstrukciju (i snižava cijenu) punjača. Sam taj kontroler vrlo dobro minimizira nedostatke LiIon ćelija, ali istodobno im povećava proizvodnu cijenu.

Popravak LiIon i LiInfo baterija

Događa se da se litijeve baterije isprazne do te razine da se razvije elektronska barijera koja čak onemogućava ponovno punjenje baterije. Često je to posljedica potpunog pražnjenja baterije, koja duže vrijeme ostane prazna. Ako joj u tom periodu još i padne temperatura u ćelijama, npr. ako praznu bateriju korisnik ostavi nekoliko dana u hladnoj prostoriji, baterija se ne puni kada je spojimo na punjač. Naizgled, baterija je pokvarena i nema joj pomoći. Bar bi proizvođači htjeli da tako izgleda, jer ćemo onda kupiti novu bateriju. Ali bateriju je ipak moguće popraviti, mada malo ljudi zna za to.

Idealna situacija bi bila da posjedujete laboratorijski istosmjerni ispravljač kojemu možete ograničiti struju i napon (ili poznajete nekog elektroničara koji ga ima). Tada na izvoru postavite maksimalnu struju od 600 mA (max 750 mA), spojite bateriju pazeći na polaritet i lagano dižite napon sa 4V dok baterija ne provede struju. Meni se dogodilo da je jedna Sony baterija provela tek na 15V (zimski uvjeti, bila je “pokvarena” 2-3 tjedna). Postupak će možda trebati ponoviti, a znat ćete da ste uspjeli kada vidite da se baterija počela puniti na originalnom punjaču.

Često se ljudi pitaju čemu služi treći kontakt na LiIon baterijama. Ako pažljivo pogledate, na bateriji ćete vidjeti oznake +, – i T (nekad L). Taj, najčešće srednji, izvod služi kao temperaturna zaštita pri punjenju baterije. Da bi se mogli proizvesti što jeftiniji punjači baterija bez složenije elektronike, baterija se najčešće puni preko tog trećeg izvoda (a ne preko + izvoda). Taj T izvod je jednostavno spojen sa + izvodom preko PTC termistora kojemu se otpor povećava kako raste temperatura ćelije. Nakon što se baterija napuni, punjač i dalje dovodi energiju koju baterija ne može apsorbirati i dolazi do zagrijavanja. Ako se zagrijavanje nastavi u nedogled baterija će eksplodirati. Tu uloga PTC termistora dolazi do izražaja – kada počne zagrijavanje baterije njegov otpor će rasti i postupno zaustaviti punjenje.

U slučaju da nemate laboratorijski izvor (a nije baš čest), možete pokušati improvizirati. Pokušajte spojiti litijevu bateriju sa novom 9 V baterijom. Pazite na polaritet, jer ako je spojite obrnuto samo ćete povećati barijeru i otežati problem. Pri sobnoj temperaturi 9 V bi trebalo biti dovoljno da probije barijeru, ali ako ne bude dovoljno (a vi nemate drugog izbora) pokušajte sa dvije baterije u seriji (18 V). Pošto ovakvim spajanjem baterije nemate nikakav nadzor parametara nemojte baterije držati u strujnom krugu predugo (4-5 s bi trebalo biti dovoljno). Radije ponovite postupak više puta. Između pokušaja probajte spojiti bateriju na punjač – ako počne punjenje, uspjeli ste!