Що таке суперконденсатор у відеореєстраторі

Li-on / Li-pol акумулятор чи конденсатор, що краще?

Відеореєстратор живиться від мережі автомобіля. Тоді навіщо йому додаткові джерела живлення? Та й взагалі навіщо реєстратору працювати автономно?

[su_note note_color=”#2917BC” text_color=”#ffffff” radius=”7″]Плюси та мінуси акумуляторів Li-on та Li-pol[/su_note]

По-перше, це дозволяє реєстратору коректно завершити роботу після припинення подачі живлення з-за. Наприклад, при сильній ДТП внаслідок якого може відключитися бортова мережа. Завдяки можливості якийсь час працювати автономно відеореєстратор при припиненні живлення не просто відключається, а саме завершує роботу. Коректно зберігається останній записаний файл. Адже в ньому може бути зафіксовано не лише момент ДТП, а й його причини.

По-друге, може виникнути потреба показати відео поза салоном автомобіля, наприклад, співробітнику ДПС. Живити реєстратор у разі автономної роботи можуть два елементи: або акумуляторна батарея, або конденсатор. І різниця між ними в тому, що батарея живить пристрій довше. Набагато довше. Місткість акумуляторних батарей, що використовуються в реєстраторах, варіюються від 150 до 600 мАг. На практиці ємності 150 мАч вистачає приблизно до 5 хвилин автономної роботи. 600 мАг і вище дозволяють пристрою працювати самостійно близько години. Звичайно ж це лише приблизні оцінки. Все залежить від енергоспоживання конкретного реєстратора. Але з досвіду варто сказати, що автономна робота понад 10 хвилин від відеореєстратора потрібно вкрай рідко.

За 5 хвилин можна встигнути вирішити спірну ситуацію на дорозі. А користуватись реєстратором як окремою камерою навряд чи хтось стане, адже у сучасному світі для цього є мобільні телефони. Тому рекордні показники ємності акумулятора не варто розглядати серед основних вимог до нового відеореєстратора. Навіть якщо ви думаєте використовувати його як охоронну систему. Внутрішнє живлення реєстратора не призначене для такої довгої роботи, тому якщо ви хочете, щоб пристрій спостерігав за темним двором всю ніч, вам потрібно буде подбати про пряме живлення від бортової мережі. Але це вже зовсім інша тема.

І так, акумуляторна батарея дозволяє відеореєстратор певний час працювати автономно. Це плюс. Але є й один суттєвий мінус. Акумулятори піддаються перегріву під час роботи і на сонці і їх не можна зберігати при мінусових температурах. Через перегрівання батарея може протікати або навіть вибухнути, а через переохолодження просто вийти з ладу. Трапляється це не часто, але якщо трапляється, то призводить до псування відеореєстратора і становить потенційну небезпеку для людини.

[su_note note_color=”#2917BC” text_color=”#ffffff” radius=”7″]Плюси та мінуси акумуляторів Іоністорів – конденсаторів [/su_note]

Натомість конденсатори, які все частіше використовуються у відеореєстраторах для прихованої установки, не здуваються і не вибухають від перегріву. Та й термін їхньої служби вищий. На жаль, поки конденсатори не дають можливості пристрою працювати автономно, а лише дозволяють коректно завершити роботу протягом декількох секунд після завершення живлення. Однак це не означає, що вирішити спірну ситуацію на дорозі та показати відео інспектору не вдасться. У багатьох моделях із конденсаторами є Wi-Fi. Якщо бортова мережа автомобіля працює, можна просто передати потрібний файл із реєстратора на мобільний телефон прямо в салоні, і вже потім показати його інспектору. Конденсатори менш сприйнятливі не лише до високих, а й до низьких температур, на відміну від акумуляторів. Про це виробники не рідко повідомляють одразу на упаковці моделі з конденсатором, називаючи це, наприклад, захистом від складних температурних умов. На практиці це означає, що реєстратор із конденсатором можна залишати в салоні автомобіля на ніч взимку. Але слід пам’ятати, що у стані спокою вони повністю розряджаються протягом кількох днів. У бюджетних моделях реєстраторів це іноді призводить до збою налаштувань дати та часу. Хоча практика показує, що у моделях середнього та високого цінового сегмента такі випадки не трапляються. Також слід додати, що на сьогоднішній день конденсатори відчутно дорожчі за акумулятори.

[su_note note_color=”#2917BC” text_color=”#ffffff” radius=”7″]Висновок[/su_note]

Підбиваємо підсумки. І батарея, і конденсатор мають свої переваги. Загалом конденсатори надійніші та безпечніші, проте на сьогоднішній день пристрої з ними дорожчі. Акумулятори дешевше конденсаторів і краще в тих випадках, коли автономна робота все ж таки необхідна. Враховуйте ці особливості при виборі реєстратора.

5 питань при виборі відеореєстратора

Суперконденсатор чи акумулятор? GPS-модуль та Wi-fi потрібні? А 4К відео – це круто? Відповідаємо по порядку.

1. Суперконденсатор чи акумулятор?

Мабуть, одне із найпопулярніших питань серед тих, хто задумався про покупку відеореєстратора. Спробуємо простими словами пояснити, у чому головна відмінність цих компонентів між собою і, головне, як це впливає кінцевого споживача.

Класичний літій-іонний акумулятор дешевий у виробництві, простий у встановленні та легкий за вагою щодо суперконденсатора (іоністора). До того ж, він забезпечує деякий час автономної роботи. Але при всіх вищезгаданих плюсах такий компонент має один критичний мінус:

– Залежність від навколишньої температури. Акумулятори не люблять різких перепадів температури, екстремально низьких або високих показань термометра. При використанні в подібних умовах високий ризик отримати здуття акумулятора, що супроводжується пошкодженням внутрішньої конструкції відеореєстратора, істотну втрату ємності, якої може вистачити навіть для коректного завершення запису.

Що ж до суперконденсатора, цей елемент відрізняється високою надійністю, стійкістю до перепадів температур і практично завжди гарантує коректне завершення запису. Єдиним мінусом є неможливість автономної роботи, але рідко кому вона потрібна у відеореєстраторі. Все ж таки це не екшен-камера. До речі, топові бренди все частіше звертаються до застосування іоністорів. Наприклад, навіть деякі бюджетні моделі відеореєстраторів TrendVision, не кажучи вже про преміум, оснащуються саме надійним суперконденсатором.

2. Купувати у «дядечка Ляо» чи офіційно в України?

Питання, рішення якого змушує практично кожного боротися із внутрішньою «жабою». Замовлення з усім відомого сайту та аналогів чи покупка в офіційному магазині? Відповідь у цій суперечці дуже однозначна – не варто економити!

Купуючи в України, ви найчастіше можете бути впевнені в наявності будь-якої гарантії та техпідтримки. Плюс до цього спілкуватися із співвітчизником як мінімум простіше, та й інструкції правильною українською зрозуміліше. Важливим є і доступність прошивок, баз даних та різного ПЗ.

Придбавши «ноунейм» продукцію на іноземному ресурсі, ви навряд чи отримаєте повноцінну технічну та програмну підтримку. Гарантійний ремонт? — малоймовірно, що максимум можливість повернути гроші після довгих листування, але ніяк не ремонт і діагностика.

Відмінним виходом є придбання продукції закордонних брендів офіційних представництв. Наприклад, світовий бренд Cansonic офіційно продається в України, має українськомовну технічну підтримку та гарантійні послуги, вся документація перекладена, як і ПЗ. Ціна, до речі, повністю відповідає світовій, а іноді навіть дешевша.

3. 4К, 6К відео – це круто?

З банера кожної новинки відеореєстраторів все більше звучать фрази про супер 4К роздільну здатність відео, можливість розібрати дрібні деталі і т.д. Але чи так це добре і чи це на практиці? Відповідаємо – не зовсім. Відеореєстратори – це техніка сама по собі не дуже високопродуктивна, а обробка відео великого дозволу вимагає потужності та хорошого тепловідведення. У цьому полягає основна проблема.

Лише поодинокі моделі можуть видавати якісну картинку в 4К роздільній здатності. Всі інші ж «4К» моделі за 5000 гривень, або близько того, мають багато компромісів, таких як: низький бітрейт, що зводить толк від високого дозволу на нуль, посмикування картинки, що супроводжуються пропуском кадрів, перегрів та нестабільна робота.

Якщо ж ви хочете отримати дійсно якісну картинку, дивіться на модель матриці, на її реальні можливості, а також на можливість апгрейду. Наприклад, відеореєстратор TrendVision TDR-721S має альтернативні прошивки, що дозволяють збільшити бітрейт FUllHD відео до 40 мб/с, що можна порівняти за чіткістю з відеокамерами. І повірте, таке FullHD відео буде набагато детальніше, ніж горезвісне 4К із низьким бітрейтом.

4. Потрібен Wi-Fi чи ні?

Зараз навіть найбюджетніші реєстратори оснащуються Wi-Fi модулем, але чи так він необхідний? І який практичний толк від нього?

На наш погляд наявність Wi-Fi модуля є необхідним атрибутом сучасного відеореєстратора.

По-перше, ви зможете швидко передати файл із пристрою на ваш смартфон, без необхідності виймати картку пам’яті або знімати реєстратор.

По-друге, у будь-якої компанії, що поважає себе, є фірмовий додаток для оновлення та налаштування пристрою по Wi-Fi, наприклад, TrendVision Connect. Ви зможете швидко встановити останню прошивку або актуалізувати базу даних.

5. Для чого потрібен GPS? І чи потрібний він?

Для початку варто зрозуміти, який вид GPS-модулів краще: виносний/у кріпленні чи вбудований? Однозначна відповідь – виносна. Така конструкція дозволяє позбавити систему зайвих перешкод, заощадити на екрануванні процесора і матриці, а також збільшити точність прийому GPS.

Основна функція наявності модуля позиціонування у відеореєстраторі – це встановлення в автоматичному режимі штампу дати, часу, координат та швидкості на відео. У дорожчих моделях реєстраторів додається ще й функція оповіщення про камери та радари. Система визначає положення автомобіля та заздалегідь попереджає про пристрої контролю.

Таким чином, GPS-модуль – практично необхідна функція у сучасному відеореєстраторі.

Що таке суперконденсатор у відеореєстраторі

Цей різновид джерела живлення застосовується з 90-х років минулого століття. Особливої ​​популярності вони набули пізніше, у 2010 році. Відеореєстратор з суперконденсатор цінується за здатність на короткий час зберігати енергію всередині електроліту, змішавши її з хімічними речовинами. Прилади малих розмірів мають велику ємність і за короткий час можуть накопичувати заряди.

Що таке відеореєстратор із суперконденатором

Суперконденсатор у відеореєстраторі – альтернативне стандартному акумулятору джерело живлення. Він підвищує ступінь надійності обладнання – звичайна батарея АКБ погано переносить перепади температур (спекотна спека влітку, потрапляння прямих сонячних променів, сильні морози) та фізична дія (тряска на вибоїстій дорозі).

Відеореєстратор встановлюється в салоні автомобіля, він веде запис у процесі їзди та оснащений суперконденсатором, зберігає функціональність за будь-якої погоди та пори року.

Не боїться складного маршруту, різниці температур, має велику ємність, де зберігається енергія, змішана з різними хімічними речовинами.

Складові елементи приладу:

• корпус;
• процесор (або блок електронного керування);
• екран, де відображається те, що відбувається навколо машини, там же відтворюються записи;
• картка пам’яті – дані можна передавати на інший пристрій;
• кріплення до лобового скла;
• роз’єми;
• акумулятор-суперконденсатор.

Пристрій розряджається через кілька днів простою, і це, можливо, єдиний мінус.

Бюджетна модель Neoline Wide S31

Необхідність приладу та його особливості

Для водіїв конденсаторний відеореєстратор незамінний помічник. Прилад спрямований на дорогу і робить зйомку в автоматичному режимі, фіксуючи все, що відбувається попереду автомобіля.

Водій має постійний доступ до записів. Це корисно за ДТП, вирішення конфлікту з інспектором ДПС і якщо треба долучити відео до інших матеріалів справи.

Законодавство не забороняє автовласникам робити записи та використовувати їх як докази своєї невинності.

Навпаки, відео з приладу допомагають вирішувати конфлікти мирно, заразом отримувати наочну інформацію про те, що відбувається навколо автомобіля. Якщо водій став мимовільним свідком ДТП чи іншого злочину.

Раніше існували прості конденсатори, здатні запасати в собі малий заряд електрики, якого вистачало на яскраву іскру. Використовувалися як радіокомпонент всередині електронних приладів.

Пізніше було винайдено суперконденсат, де замість металевої стрічки використовували електроліт і кілька хімічних речовин. Прилад компактний, оснащений великою ємністю, де накопичується заряд енергії, необхідний роботи електронних пристроїв — ионистор.

Функціонує завдяки переносу іонів між електродами в хімічному середовищі. Тому називається іоністор.

Переваги і недоліки

Встановивши іоністор замість акумулятора у відеореєстраторі, можна отримати свої плюси та мінуси. Вони представлені у таблиці нижче.

Таким чином, суперконденсатор замість акумулятора у відеореєстраторі істотно покращив технічні властивості приладу. Зробив його більш адаптивним до суворих погодних умов.

Критерії при виборі приладу

Чи можна дізнатися власника за номером машини

Вибираючи відеореєстратор із конденсатором у машину, потрібно орієнтуватися за:

• роздільній здатності запису – чим більше пікселів, тим краще картинка, оптимальне HD, FullHD або VGA;
• розгортці – прогресивна / черезрядкова, у першої кадри якісніше;
• швидкість запису – 25-30 кадрів/сек дає плавний відеоряд;
• формат стиснення даних – максимальне H.264;
• світлочутливість – чим нижче значення, тим краще запис;
• кут огляду – тут значення необхідно максимальне;
• функція автоматичного включення/вимкнення;
• акумуляторна батарея (іоністор);
• циклічність запису – коли картка пам’яті заповнюється, нові кадри записуються на старі зверху;
• вбудований навігатор та дисплей;
• вид збереження інформації (жорсткий диск чи карта).

Можна вивчити рейтинг моделей, зібраний за рівнем популярності, не орієнтуючись лише вартість чи технічні параметри.

Важливо, щоб пристрій давав якісну картинку

Найкращі моделі відеореєстратором із суперконденсатором

Як самому перевірити амортизатори на працездатність: прості способи

Серед десятка безперечно надійних відеореєстраторів виділяються 3 лідери, які варто розглянути докладно.

Roadgid Premier

Був розроблений у 2020 році, огляд камери 170 градусів, показує центр та зони периферії без ефекту «рибячого ока»:

• екран – 3 дюйми, 800×480;
• циклічний тип запису, роздільна здатність 1920×1080, 2304×1296, 2560×1080;
• швидкість 60 к/с;
• на матриці – Sony IMX 335, процесор Novatek 96675.

Живлення від бортової мережі, оснащений іоністором. Магнітне кріплення, вбудований мікрофон та GPS, система ГЛОНАСС, G – сенсор та Wi-Fi.

Daocam UNO WIFI GPS

Якісна модель, заслужене 2 місце у рейтингу, отримано за рахунок чудових характеристик:

• процесор приладу – NTK 96672;
• сенсор від Sony imx327;
• роздільна здатність відео – 1920×1080, частота 30 к/с, MP4;
• картка пам’яті 128 Гб максимум;
• кут огляду камери 150 градусів;
• формат для запису – MP4 H.264/H.265.

Оснащений – магнітним кріпленням, CPL-фільтр, GPS-модуль, система сповіщень про камери на дорозі, датчик руху та удару. Вага пристрою – 100 гр.

Daocam UNO WIFI GPS

Roadgid Blick

Своєю формою та функціональним призначенням може з успіхом замінити дзеркало заднього огляду. Має великий екран 9,66 дюймів прямокутної форми із вузькою рамкою.

Корпус пластиковий зібраний якісно, ​​без зазорів. Автоматична обробка відсвіту фар машин, що рухаються позаду – вночі вони не будуть сліпити вогнями, у дзеркалі видно лише кола фар.

У задній стороні пристрою знаходиться об’єктив Sony 307, кнопка Reset та динамік. 2 прогумовані майданчики для кріплення до дзеркала. Кріплень всього 4, 2 – запасних. Вони міцно фіксують пристрій, забезпечуючи надійність.

Камера регулюється у різних напрямках, є налаштування яскравості дисплея. Карта пам’яті 128 Гб, є GPS – роз’єм та контроль швидкості.

Відеореєстратори на конденсаторах, як їх іноді називають, поступово здобувають популярність серед автовласників. Пристрої набагато краще адаптовані до вітчизняних доріг, здатні працювати тривалий час.

Суперконденсатор Фенікс СКФ-15-2В7. Іоністор у відеореєстратор? Легко! Майже.

Напевно, багато хто це вже проходило. їдеш собі, кидаєш випадковий погляд на реєстратор, а він бац! І не працює. А ти звик, що він працює завжди… І тут спадає на думку думка — добре, що просто їхав і помітив, а трапись чогось

Загалом, чого довго розвозити – мій вірний та надійний MiVue™ C330 почав вмикатись через раз на морозі. А потім і взагалі перестав стартувати. Грунтуючись на досвіді володіння низкою китайських регів раніше, стало зрозуміло, що наївся акумулятор. Хоча, треба віддати належне, понад 4 роки MiVue відпрацював, не ставлячи зайвих питань — лише бази камер оновлював іноді. Розбираю рег, дістаю винуватця урочистості, саджаю на тест на Літокалу. Результат закономірний – замість заводських 240 mAh маємо жалюгідних 4. Акб в брухт… Змінювати на новий? Я це проходив на китайцях — вистачає від сили на рік і все по новій. Винуватець, із уже знятою етикеткою. До речі, навіть не надувся, просто тихо помер.

От би махнути акб на іоністор? Він же капазитор, він суперконденсатор. Давненько, я вже намагався це провернути з черговим китайським регом, але схибив з ємністю. Купив у китайців на 1 ф, чого виявилося дуже мало – рег не встигав завершити свою роботу. Хотів, було по-старому, протоптаною стежкою йти до наших китайських друзів, але побіжний огляд пропозицій на алі виявив невелику проблему — іоністорів є, різних ємностей, але мало хто здогадався привести їх точні розміри. А ті, хто здогадалися, зробили це дуже криво, що не дає поняття, чи влізуть вони в рег (який, до речі, розмірами дуже невеликий). У результаті, пошуки привели мене на наведений вище сайт, де знайшлися і потрібні мені іоністори, і їх розміри, і ціна цілком прийнятна, і головне – доставка протягом тижня … Довго вивчав нутрощі регу, прикидав, як розмістяться іоністори, зрештою зупинився на 15-ти фарадним, пара яких повинні були лягти під GPS антеною якраз між платою і корпусом, якщо спиляти цей майданчик, на якому лежав рідний акб:

У сумі, при послідовному з’єднанні, вони мені дадуть 7,5 фарада, чого звичайно замало, але за розмірами це максимально, що вийде впхнути … Забігаючи вперед – цієї ємності вистачило з головою, а сценарій, коли дістають відеореєстратор і починають щось їм знімати, я не використав і з живим акбом. Набагато простіше зняти щось на телефон, а від реєстратора потрібно, щоб він гарантовано ввімкнувся перед поїздкою, і коректно вимкнувся після закінчення. По кр. принаймні мені… Минув тиждень, прийшов смс — їду забирати іоністори. Блін, візуально вони здаються більшими, хоча розміри збігаються з даними сайту:

Насамперед вирішив їх зарядити до номінальних 2,7 ст. І тут на мене чекала перша проблема — іоністор бадьоренько ввібрав у себе за кілька секунд необхідну йому кількість енергії зі струмом 3 ампера, які я залишив на лабораторнику… Ніхрена ж собі, подумав я, а як до цього поставиться рідна зарядка, яка більше ампера віддавати не навчена… Луску ріпу, а поки що залишаю заряджені іоністори на добу, щоб подивитися на величину саморозряду. Поки вони розряджалися — вирішив, що навряд чи, при постійних поїздках , іоністори висаджуватимуться в нуль, і таких струмів, при включенні, бути не повинно. 43 на кожному. Причому рівно до другого символу – приємно, т.к. розбаланс нам ні до чого — перезаряджати іоністори вище за номінальну напругу не можна. Далі – починаємо експерименти:

Експерименти показують, що після повної зарядки до 4,2 В реєстраторі, його коректне вимикання відбувається в штатному режимі. І після цього на виході іоністорів напруга знижується до 3,6В. Це, у свою чергу, дозволяє ще раз включити і коректно вимкнути рег без зовнішнього живлення, після чого напруга падає до 3В і рег без зовнішнього живлення більше не стартує. Експеримент, звичайно, з погляду практичності — ні про що, але він показує, що 7,5 фарад вистачає з надлишком, і можна було взяти іоністори на 10ф, які менші за розміром, і уникнути того геморою, який мені мав бути з пиханням це всього господарства у корпус. Додатково, в ході експериментів виявилося, що зарядка іоністорів реєстратором йде підозріло малим струмом. Десятки міліампер. Луску ріпу, згадую, що зі штатного акб виходило три дроти. Схоже, контролер акб розумний і якось сам керує зарядкою. Ось він:

Підключаю складання іоністорів через нього — все одразу встає на свої місця. Струм заряду порядку 300-400 мА, напруга закінчення заряду 4.2в. Допитливий читач напевно б подумав – а що станеться якщо саморозряд висадить іоністори до напруги нижче порогового, як поведеться контролер акб, без акб? Я подумав про те саме, і вирішив по-швиденькому висадити іоністори для перевірки, замкнувши їх щупом мультиметра… Бачили б ви мої великі очі, коли ця баночка за секунду нагріла жало щупа, що я аж обпік палець! Це який струм вона може віддати? Ппц … Другу розряджав через ватний резистор, який теж нехило так встиг нагрітися. Загалом, включаю рег із розрядженими іоністорами — він включається без лайки, і контролер починає таки заряджати іоністори, але струм заряду падає знову до десятків міліампер . Але процес повільно, але йде, тому, думаю, що за кілька разів (або за одну тривалу поїздку), іоністор таки добере заряду до потрібної напруги, і далі зарядка піде штатним струмом. Поки ж, перед збиранням, балансую обидва іоністори до 2в:

Зрештою, остаточне складання виглядає так:

Починаю готувати корпус до імплантації. Вразливим можна промотати:

Сльози, мати і вибухи побутового насильства я, мабуть, пропущу. Скажу тільки лягати рядком, між платою та корпусом, як я планував, ці дві бочки на відріз відмовилися. Вдалося вкласти їх лише в розкоряку, використовуючи потовщення корпусу навколо об’єктиву регу. Власникам плоских реєстраторів, це фокус не вдасться, тому, якщо зберетеся повторити цей опус – ретельно продумуйте баланс між розмірами іоністорів і їх ємністю Це взаємовиключні параметри … В цілому, з переробленим регом їжджу вже більше, ніж два тижні. Була перерва на 4 дні (захворіла). Рег працює в штатному режимі, як і раніше, пофігу мороз … Загалом, переробка має право на існування, особливо якщо корпус дозволяє, то прямо мастхев. Всім добра, і котиків — ось точно, хто пізнав дзен, того проблеми не вагаються:

Ps: соррі за “горизонталку” – так і не знайшов, як тут крутити фото.

Огляд Neoline Wide S31: бюджетний відеореєстратор із суперконденсатором

Neoline Wide S31 став майже малою знаковою моделлю для українського ринку реєстраторів. Це перший у країні бюджетний авторег із суперконденсатором. Тобто, на відміну від апаратів з літієвою батареєю, Wide S31 наднадійний і не боїться морозів чи перепадів температур.

Neoline Wide S31 став майже малою знаковою моделлю для українського ринку реєстраторів. Це перший у країні бюджетний авторег із суперконденсатором. Тобто, на відміну від апаратів з літієвою батареєю, Wide S31 наднадійний і не боїться морозів чи перепадів температур. До того ж модель радує зовсім не бюджетною комплектацією, серед іншого це найдоступніший реєстратор із CPL-фільтром для усунення відблисків з лобового скла. Зрештою, це просто компактний апарат на базі матриці Sony. І коштує всього 4590 гривень. Розглянемо докладніше, що за чудо-апарат вийшов у Neoline.

Комплектація та встановлення

Комплект постачання вийшов зовсім не бюджетним. З очікуваного – кабель miniUSB, гарантійний талон та інструкція. Далі – все набагато цікавіше.

CPL-фільтр. Сонячного дня прибирає з відео відблиски, які дає лобове скло і які можуть перекривати до третини кадру.

Інструкція, як долучити відео до розгляду у разі ДТП. Дуже корисна річ, буде не зайвим тримати її під рукою в бардачку.

Цілих два кріплення на вибір, на присосці та скотчі.

Адаптер живлення з двома роз’ємами USB. Один – для живлення реєстратора, але за бажання камеру можна вимкнути та заряджати відразу два смартфони. Ключова особливість – сила струму в 2,1 А. Для порівняння, в абсолютній більшості комплектних адаптерів реєстраторів сила струму вдвічі менша, лише 1 А.

Кабель живлення реєстратора. Провід має феритові кільця, тому виключені наведення від Neoline Wide S31 на магнітолу машини.

Відразу два кріплення стануть у нагоді в наступних ситуаціях. Насамперед, кронштейн на присосці дозволяє спочатку примірятися-покататися і лише потім остаточно визначитися з місцем встановлення варіанта на 3М. Це зручно, тому що відривати та переставляти кріплення на 3М вкрай проблематично. Нарешті, якщо користувач експлуатує відразу дві машини (особисту та робочу), два кронштейни будуть дуже доречними.

Загалом ми рекомендуємо зупинитися на кріпленні зі скотчем. Воно має мінімальні розміри і дозволяє легко сховати реєстратор за дзеркалом заднього виду. Втім, навіть якщо не ховати – все одно чим менше камера закриває огляд, тим краще.

Зовнішній вигляд та управління

За розмірами реєстратор трохи більше сірникової коробки. З одного боку, так пристрій буде менше привертати увагу людей поза машиною (корисно на парковці), з іншого – мінімально обмежить огляд водія.

За дизайн реєстратора – однозначно “лайк”. Половина фронтальної панелі прикрашена рельєфним візерунком, праворуч і ліворуч боковини усіяні діагональними смужками з перфорацією (для вентиляції нутрощів моделі). Тильна сторона – і зовсім мало не витвір мистецтва в контексті реєстраторів, настільки хитромудрий малюнок кнопок вийшов у Neoline.

Пластик міцний, люфти та скрипи корпусу відсутні. Покриття трохи глянсове, але сліди пальців практично непомітні.

Усі клавіші встановлені з боків екрана. Зручно, що додаткові функції на кшталт аварійної позначки файлу та увімкнення/вимкнення мікрофона позначені відповідними іконками.

Роз’єм miniUSB розташований праворуч від екрану стороні.

Зліва – HDMI, якщо ви побажаєте безпосередньо вивести картинку з реєстратора та подивитися відзняте відео на екрані телевізора чи монітора.

Слот microSD знаходиться унизу, підтримуються карти до 64 Гб. І знову небюджетна особливість – зазвичай у недорогих апаратах користувача обмежують 32 Гб. Зазначимо, що в останніх прошивках Wide S31 покращено якість зйомки, розробники рекомендують використовувати картки 10 класу об’ємом не менше ніж 16 Гб.

Відеозйомка

Начинка у моделі також зовсім не бюджетна – матрицю Sony очікуєш побачити в реєстраторах не менше ніж за 6-7 тисяч гривень. Кут огляду становить 140 градусів по діагоналі – охоплення широке, при цьому об’єкти по краях кадру не спотворюються. Доступні штампи дати/часу та держномери машини.

Перед початком зйомки слід настроїти CPL-фільтр. Найпростіший варіант – покладіть білу серветку під скло та дивіться на екран реєстратора. Починайте обертати «полярик» і зупиніться, коли відображення серветки буде мінімальним. Зазначимо, що CPL-фільтр не тільки усуває відблиски, але він робить зйомку більш контрастною, менш «замиленою».

Зйомка проводиться фрагментами по 1, 2 або 3 хвилини. Роздільна здатність – 1920 x 1080 пікселів при частоті 30 к/с. Сюрпризом став бітрейт, він становить 24 Мбіт/с. Для порівняння, навіть у дорогих Super HD-моделях він рідко перевищує 19 Мбіт/с. Як правило, чим більше бітрейт, тим детальнішу зйомку ми отримуємо. Записи справді виходять відмінними, на рівні реєстраторів в півтора рази дорожче. Передача кольору правильна і насичена – фірмова характеристика матриць Sony. Номери машин прямо читаються до 12 метрів вдень і до 7 метрів вночі. Різкість зберігається по всьому полю кадру.

Вночі пересвітки мінімальні, у тому числі за рахунок функції WDR із вирівнюванням яскравості. Зображення ясне, але якщо ви зібралися на трасу з поганим освітленням, радимо підняти експозицію в налаштуваннях. Зауважимо, що для Neoline Wide S31 вийшло вже три оновлення прошивки і щоразу тією чи іншою мірою покращувалася якість запису. Що й казати, похвальне ставлення до підтримки пристрою.

Для зйомки на парковці знадобиться датчик руху. Якщо він увімкнений, при виявленні руху у кадрі Neoline Wide S31 знімає ролик тривалістю 10 секунд.

Додаткові особливості

Як і практично всі реєстратори Neoline, герой огляду оснащений системою оповіщення про зупинений запис. Це означає, що у разі відсутності карти пам’яті або зупинки зйомки з’явиться гучний переривчастий сигнал. Іншими словами, якщо з якоїсь причини реєстратор не вестиме запис, водій точно про це дізнається. І не виявиться в ситуації, коли лише після ДТП з’ясується, що авторег виконував у машині виключно декоративну роль.

Як і належить будь-якому сучасному реєстратору, у моделі є G-сенсор з можливістю регулювання чутливості. Якщо у вашій місцевості якість покриття доріг залишає бажати кращого, радимо одразу вимкнути акселерометр або виставити чутливість на мінімум.

Суперконденсатор

Джерела автономного живлення для реєстраторів поділяються на два види. Перший – літієві елементи. Їх перевага полягає у повноцінній автономній роботі авторега, як правило від п’яти хвилин і, в окремих випадках, до півтори години. Мінус – літієва батарея сама по собі з часом втрачає ємність. І найголовніше – погано переносить спеку та холод. Тому якщо залишати камеру в машині (саме так робить більшість автомобілістів), батарея в кращому разі протягне один літній або зимовий сезон і вийде з ладу. Що зазвичай при заглушеному двигуні машини загрожує скиданням налаштувань та неможливістю зберегти останній відеофайл.

Суперконденсатори на зразок того, що встановлено в Neoline Wide S31, не дозволяють вести автономну зйомку. Заряду вистачає лише на коректне завершення та збереження поточного відео. Зате модель з іоністром легко можна залишати в машині – апарат не буде боятися морозів і спеки. Реєстратор стабільно включатиметься (з цим у літієвих моделей бувають проблеми взимку) і прослужить довгі роки.

Слід зазначити, що відсутність можливості автономної зйомки українських водіїв чомусь вважають мінусом. Хоча, як показує практика, цією опцією користується приблизно нуль відсотків споживачів. Виходить – реальних плюсів немає, а потенційних мінусів хоч греблю гати. Інша справа – до Neoline Wide S31 моделі з суперконденсаторами коштували щонайменше 7-8 тисяч гривень. Але ситуація починає потроху виправлятися і приклад Neoline напевно підуть інші виробники.

Висновок

Реєстратори типу Neoline Wide S31 з’являються нечасто, це точно не «черговий хороший» апарат. У бюджетному сегменті модель виразно поставила нову планку. Насамперед – за рахунок встановлення замість акумулятора морозостійкого суперконденсатора. З ним у високій надійності Neoline Wide S31 сумніватися не доводиться. Крім того, для авторега за 4590 гривень несподівано бачити велику комплектацію, включаючи CPL-фільтр для усунення на відео відблисків з лобового скла. Зрештою, не забуваємо про таку гідність пристрою, як скромні габарити.

Око Саурона на варті — БЕЗПЕКИ

Головний помічник у дорозі, який запише все необхідне в потрібний момент, це звичайно ж простий, не дорогий, але в той же час надійний NAVITEL R450 NV — він же сучасний компактний відеореєстратор з високою якістю зйомки. Full HD (1920×1080) відео записується в циклічному режимі microSD-карту об’ємом до 128 Гб.

Кут огляду відеореєстратора R450 NV дорівнює 130° Важлива перевага NAVITEL R450 NV – якісна скляна оптика. Завдяки оптиці відеозапису виходять максимально чіткими та детальними. Кут огляду реєстратора складає 130 °, що дозволяє захопити в кадр не тільки ділянку дороги попереду автомобіля, а й сусідні смуги. Частота зйомки 30 кадрів за секунду забезпечує плавність відеозапису.

Встановлений суперконденсатор у відеореєстраторі, що дає практично необмеженим терміном служби, можна не турбуватися про коректне завершення роботи пристрою та збереження останнього записаного відеофайлу, наприклад, при відключенні живлення у разі ДТП, різких перепадах температури на вулиці, або за інших обставин.

В цілому, а що це таке суперконденсатор? Суперконденсатори замінюють звичайним акумуляторам. Вони мають практично не обмежений термін служби, не схильні до температурного впливу навколишнього середовища і старіння від постійних циклів заряду/розряду, а також суперконденсатори помітно безпечніші за акумулятори. Єдиним, але не таким суттєвим недоліком, як показує практика, є відсутність можливості використовувати пристрій на суперконденсатор без підключеного живлення. Однак, незважаючи на те, що він не має такого ємного заряду і використовувати його без живлення не вийде, але при раптовій втраті живлення робота реєстратора буде завершена коректно і останній записаний файл не буде пошкоджений.

Вбудований G-сенсор (вбудований датчик удару) у відеореєстраторі NAVITEL R450 NV, який захищає від перезапису відео, зроблене у позаштатних ситуаціях. У разі різкого маневру або удару по автомобілю система зберігає відеофрагмент події в захищену папку на карті пам’яті. Завдяки можливості налаштування чутливості сенсора, пристрій дозволить адаптувати датчик під ваш стиль водіння.

Комплектація відеореєстратора включає: – Відеореєстратор NAVITEL R450 NV

– Кріплення на лобове скло – Автомобільний зарядний пристрій (12/24В) з MiniUSB-роз’ємом і проводом довжиною ~3,4 метра, якого буде достатньо для прихованого монтажу під елементами обробки салону.

— Комплектний картридер стане у пригоді для перегляду знятого матеріалу після виймання картки пам’яті з відеореєстратора.— Серветка з мікрофібри— Посібник користувача— Гарантійний талон— Подарунковий ваучер

Характеристики Екрана: – Діагональ: 2.35 “- Тип екрану: IPS – Роздільна здатність: 480х320

Характеристики Камери: – Сенсор камери: GC2053 (night vision) – Роздільна здатність відео: 1920х1080 Full HD (30 fps) – Кут огляду: 130 ° – Матеріал лінз: скло – Формат запису відео: AVI – Формат фото: JPG – Роздільна здатність фото – 2 Mpx – Тривалість ролика: 1/3/5 хв – Циклічний запис: є – Захист від перезапису: є

Функції NAVITEL R450 NV:— Автозапуск— Датчик удару (G-сенсор)— Запис аудіо— Живлення (12-24 В 1.5 A)— USB 2.0 DC5V 1.5A— Суперконденсатор — 1.5 ФДодатково:— Процесор: GP6248

– mini-USB- Підтримка карт microSD до 128 ГБ

До речі NAVITEL при покупці даного пристрою дарує в подарунок до відеореєстратора NAVITEL R450 NV ваучер для програми Навітел Навігатор, що включає річну підписку на карти країн Європи, Білорусі, Казахстану, України та України.

Переходимо до найголовнішого – це відео і не забуваємо що програма нарізки відео і ютуб змінюють якість запису відеореєстратора не в кращу сторону, а також ролики зберігаються у формат *.AVI, який легко відтворюється більшістю пристроїв. Відео тривалістю три хвилини важить 690 Mb, тому підтримка карт пам’яті об’ємом до 128 Gb є доречною.

Ремонт та апгрейд відеореєстратора: суперконденсатори, магнітна зарядка та інші нанотехнології

Приніс родич-дальнобійник відеореєстратор, який я замовляв йому кілька років тому. Відеореєстратор не вмикався, і я вирішив спробувати його полагодити. Вбив на це близько 10 годин, але результат виправдав очікування, що спонукало мене написати огляд, до того ж рукоблуддя на мусьці нині в пошані. В огляді будуть дві криві руки, дикий колгоспинг, багато скотч-тюнінгу, чарівного диму та інших епік-фейлів. Якщо ви перфекціоніст або просто естет, то вам краще, щоб уникнути душевної травми, пройти повз, а решту прошу подивитися, що з цього вийшло (обережно, трафік — багато фото).

Отже, вручив мені родич неробочий відеореєстратор, сказавши, що розхитано роз’єм. Реєстратор хороший, на NTK96650 + AR0330, тому є сенс його полагодити. Після огляду побачив, що одна притискна лапка mini-USB опущена вниз і не дає штекеру до кінця вставитися в роз’єм. Я розібрав реєстратор, випаяв роз’єм (який виглядав досить пошарпано), лапку виправив, впаяв назад. При підключенні штекера живлення загорівся індикатор charge, реєстратор увімкнувся, але через 5 секунд екран почав тьмяніти, мерехтіти, і реєстратор вимкнувся. Висмикнув, застромив знову — те саме. У радіотехніці, схемотехніці та електроніці я не сильний від слова зовсім, але думка про те, що проблема з харчуванням була вірною. Вирішив впаяти дроти безпосередньо до контактів роз’єму miniUSB і подати на них живлення (в обхід роз’єму), але все залишилося без змін. Випаяв акумулятор формату 032035 (ємність таких акумуляторів зазвичай 150-160мАч) і перевірив його на iMax B6. Зарядив його струмом 0.2А, поставив розряд струмом 0.3А та акумулятор видав 20мАч, на струмі 0.1А він видав трохи більше. Я його відпаяв і одразу викинув. Подав 4,2 В на вхід з акумулятора, ввімкнув реєстратор по кнопці і еврика! Він заробив! Споживання струму 0.5-0.6А! На такому струмі акумулятор давав дику просадку і працював буквально секунди. Мабуть, часті поїздки на північ вбили акумулятор і в нього сильно виріс внутрішній опір.

Почав думати далі. Дуже дивним мені здалося, що реєстратор не хотів працювати при подачі живлення на miniUSB. Струм був 0.04А, який, швидше за все, йшов на заряд акумулятора. Мабуть, ці ланцюги якось розв’язані (діодом або конвертером, що знижує до 4,2В з обмеженням по вихідному струму?), і живлення бралося з плати захисту акумулятора. Але як він тоді раніше працював, коли харчувався від акумулятора при струмі заряду 0.04А та струмі розряду 0,6А? Може, щось у ньому погоріло, але моїх знань не вистачить причини. Значить усуватимемо наслідки. Виявились дві проблеми: 1. Якщо подавати харчування на вхід із плати захисту, то реєстратор доведеться щоразу вмикати по кнопці. Отже треба поєднати вхід miniUSB та вхід із плати захисту. 2. Якщо відмовитися від джерела резервного живлення, то при відключенні живлення реєстратор не зможе коректно завершити роботу та записати файл на картку пам’яті. Отже обов’язково треба резервне джерело живлення.

Першу проблему я вирішив, з’єднавши через діод та резистор 47Ом плюсові контакти miniUSB та входу з плати захисту. Діод взяв звичайний 1N4007, при вході 5,2 на виході з плати захисту 4,2, на miniUSB вході через резистор теж 4,2. Резистор одягнув у кембрик, щоб він не коротнув на плату.

Тепер реєстратор став сам включатись при подачі харчування.

Приступимо до другої проблеми. Ставити такий же акумулятор – чекати місяць, та й не надійно – невідомо з якого гною і в якому підвалі ліпив його дядько Ляо, та й на спеку, на холоді, від струмів 600мА (4C) він швидко прийде в непридатність. Акумулятор більшої ємності не вирішить всіх проблем. Що ж робити. І тут я згадав про два суперконденсатори MaxFarad на 2.5V 90F, які валялися у мене мертвим вантажем вже 3 роки.

Як поводитися з суперконденсаторами я не знав. Виставив на блоці живлення 5В і вирішив зарядити їх, на початку зарядки струм був 12А :))) Я, звичайно, знав, що у них великий внутрішній опір, але такого струму я все одно не очікував. Як їх заряджати? Була в мене плата захисту від подібного дрібного акумулятора на одній мікросхемі, спробував зарядити акумулятори через неї – вона йшла на захист. Мабуть, вона не обмежує струму заряду, а тільки не дає розрядити акумулятор нижче за певне значення. Поліз у смітник, відпаяв плату захисту від акумулятора з реєстратора, ця плата з двома мікросхемами, одна ноунейм мікросхема захисту G3JX, друга силовий ключ 8205А (20В 5А), який, як я зрозумів, і відповідає за регулювання струму заряду. З платою захисту кондери почувалися комфортно, струм заряду не перевищував 3А при напрузі на кондерах близько 0В. Цей струм триває не довго, тому нагрітися нічого не встигало. Виміряв ємність конденсаторів у діапазоні 4,2В – 3,0В на iMax B6 – вона не далеко пішла від цього дохлого акумулятора, близько 30мАч, але просадки по напрузі не було і реєстратор працював від кондерів 30 секунд (струм 0,6А). Була ідея використовувати підвищувальну до 5В, щоб зняти з кондерів в 3 рази більше, але, подумавши, зрозумів, що це зайве — реєстратор вимикається через 15 секунд після відключення харчування, так що запас по ємності дворазовий.

Далі намалювалася ще одна проблема. Потрібно зробити роз’єм для підключення живлення. Я не став використовувати для цього наявний miniUSB, тому що, по-перше, це інший ланцюг живлення, по-друге, ви далі самі зрозумієте. Хотів поставити стандартний 5.5мм, але він громіздкий і в корпус його не впхнути. Вирішив поставити microUSB. Була у мене в заначці плата з роз’ємом microUSB та контактами 2,54 мм, яку я купував для ардуїнства. Висвердлив у бічній стінці реєстратора свердлом на 5мм отвір для роз’єму

І залив усе чорними соплями (термоклеєм)

Так, отвір завеликий, ну та гаразд, що зроблено – те зроблено Що здивувало – роз’єм як тут і був: з одного боку притиснутий платою, з іншого кришкою, так що сидить щільно, при всмоктуванні та висмикуванні навантаження на клей не буде. А дроти, припаяні знизу, не дають йому контактувати з елементами на платі.

Але тут я рано радів — на мене чекав перший епік фейл. Спробував закрити корпус – динамік на лицьовій кришці упирався в плату роз’єму microUSB і не давав закрити корпус. Рішення було очевидним — скоротити плату. Мені ліньки було лізти за дрімолем і я варварськи відірвав кусачками частину плати

Зачистив дві доріжки

І підпаяв до них дроти

Щоб роз’єм не контактував з елементами на платі, я наклеїв на них скотч

Все стало добре, тепер динаміку нічого не заважає

Ви уважно переглянули фотографію? Я ось був не уважний і пропустив важливий епік-фейл №2, який все-таки виявив до складання – мінусовий провід був у натяжку і він майже відірвався по пайці, заліз на роз’єм шини даних USB. На жаль, у мене не було дрібних супер гнучких проводів у силіконовій ізоляції (ці білі я здер з неробочих світлодіодних смужок), довелося використати звичайний брутальний провід. Замінив провід на довший.

Але реєстратор не хотів закриватися. Довелося вкоротити кембрик, що ізолює плату захисту,

приклеїти його скотчем до кембрика з резистором

та провести провід для конденсаторів у канавку.

Ось тепер все закрилося, хоч і з натягом, можна загвинчувати

Перевірка … Все працює справно. Реєстратор вмикається, при відключенні живлення вимикається через 15 секунд.

Тепер ще один аргумент на користь microUSB роз’єму. Я вирішив використати магнітний роз’єм, куплений нещодавно для мого Xiaomi Redmi Note 3 Pro. Дуже він мені сподобався – не виступає, не треба замислюватися про орієнтацію роз’єму при підключенні до телефону, вставляється легко (роз’єм microUSB в телефоні не розхитується), при сильному згині провід не виламує роз’єм microUSB, а магнітний штекер відчіплюється однією гранню (але продовжує заряджати !). Кабель, звичайно, гірший за оригінальний: на оригінальному струмі зарядки 1,75А, на цьому 1,25А, але для мене це не критично — плюси цього роз’єму переважують цей мінус. Посилання вказано на схожий товар, мій продавець зняв з продажу лот. Зі сльозами висмикуємо роз’єм з телефону знімачом

І вставляємо його в реєстратор

Перевірка. Все відмінно!

Тепер ще одна проблема – як розмістити акумулятори. Справа в тому, що я не знаю, яке у родича кріплення та як їх розмістити, щоб вони не заважали кріпленню. Кріплення в нього і модифіковане, т.к. рідне зроблено для похилого скла, а біля його фури воно майже вертикальне. Може так?

Напевно, краще так. Кріплення точно не завадять, а огляд (при розташуванні реєстратора в його автомобілі) не закриють

Ніхто не помітив небезпеки цієї фотографії? Я ось не помітив, тому один незграбний рух і…

Так що суперконденсатори дітям не іграшка Перевірив реєстратор — все гаразд:

Вирізав із картону прокладку

і склеїв кондери один з одним скотчем

А тепер беремо що міцніше і…

Ні, не обмиваємо наше горе-виріб, а знежирюємо його (спирт економимо, відзначити стане в нагоді), приміряємо конденсатори

І приклеюємо їх скотчем

Вага збільшилася майже в 2 рази (реєстратор 57г, кондери 45г):

Ще раз перевіряємо, чи все працює

Ну що наш скотч-тюнінг додав +10 до швидкості запису, +5 до прискорення автомобіля і +15 до брутальності по виробу. Залишається допити “знежирювальну рідину”, обмотатися синьою ізолентою і в п’яному чаді написати огляд на муське

Але щось нагадує, що кілометри скотчу тут зайві. Пригвинтимо дві планки з боків, а вже до них приклеїмо конденсатори

Ось що вийшло. Сподіваюся, прочитавши мій другий огляд, чи хтось усміхнувся, чи хтось надихнувся на рукоблуддя. За цим відкланяюся, якщо буде комусь цікаво, то напишу ще про щось із моїх більш-менш вдалих виробів-недоробок, на кшталт переробки шурика на літій, ардуїнства або заміни ближнього світла фар на світлодіоди

PS Окреме спасибі товаришами kirich, ksiman, yurok, dia, sav13 та деяким іншим, чиї докладні огляди та коментарі не тільки дарують цілий багаж знань, а й змушують руки свербіти

UPD 05.01.2017. Резистор у схемі зайвий, довелося замкнути його коротко, інакше реєстратор сам іноді не включався. А так поки що все ОК

Що таке суперконденсатори і навіщо вони потрібні

Суперконденсатори. Пристрій та застосування. Види та робота

Суперконденсатори – це електрохімічні конденсатори, які суттєво відрізняються від звичайних практично необмеженою довговічністю, нижчими втратами струму та більшими значеннями питомої потужності. При цьому вони мають на порядок менші габарити. Тобто, це батарея нового покоління, яка зможе відкрити численні перспективи в енергетиці. Насамперед великий інтерес до суперконденсаторів викликаний можливістю заміни ними батарей, а також створення гнучких джерел живлення великої потужності.

Стратегічним завданням для вчених є створення батарей високої ємності, які можна було б використовувати у різних галузях, наприклад, для електромобілів. Це дозволить забезпечити поїздки на тривалі дистанції та швидку зарядку батарей. Також це гарантує більш економічну роботу відновлюваних джерел енергії шляхом акумулювання надлишків енергії: вітроенергетичні установки, сонячні батареї тощо.

Суперконденсатор – це той самий акумулятор, але на порядок із найкращими властивостями. Насамперед це стосується істотно швидшого заряду і розряду. Суперконденсатор є елементом з двома електродами, між ними розташовується електроліт. Електроди виконані у вигляді пластини з певного матеріалу. Для поліпшення електричних параметрів суперконденсатора пластини можуть додатково покриватися пористим матеріалом, наприклад, активованим вугіллям. Як електроліт може застосовуватися неорганічна або органічна речовина.

Загалом суперконденсатор – це гібрид хімічної акумуляторної батареї та звичайного конденсатора:

• Головна відмінність суперконденсатора від звичного конденсатора – у наявності у першого не просто діелектрика між електродами, а подвійного електричного шару. У результаті між електродами утворюється дуже маленька відстань, яке можливість накопичувати електричну енергію (електрична ємність) виходить набагато вище.
• Крім цього, суперконденсатор від акумуляторної батареї відрізняється швидкістю накопичення, а також ступенем віддачі електричного заряду. Завдяки застосуванню подвійного електричного шару підвищується площа поверхні електродів за тих же загальних габаритів. Тобто у пристрої поєднуються найкращі електричні характеристики – суттєва ємність акумулятора та швидкість конденсатора.

Вперше про суперконденсатор заговорили 1962 року. Саме тоді хімік американської компанії Standard Oil Company Роберт Райтмаєр подав заявку на патент, де докладно розписувався механізм збереження електричної енергії в конденсаторі, який мав «подвійний електричний шар». У цьому варіанті акцент робився на матеріал обкладок. Електроди повинні мати різну провідність: один електрод повинен мати електронну провідність, а інший – іонну. В результаті при заряді конденсатора відбувався розподіл позитивних центрів і електронів в електронному провіднику, а також розподіл аніонів і катіонів в іонному провіднику.

У 1971 році ліцензія дісталася японській компанії NEC, яка на той час займалася всіма напрямками електронної комунікації. NEC вдалося успішно розширити технологію під назвою «Суперконденсатор». Потім суперконденсатор стали займатися і інші компанії. З 2000-х років активний розвиток технології почався у багатьох країнах світу.

Суперконденсатори сьогодні поділяються на:

• Подвійношарові конденсатори (ДБК).
• Псевдоконденсатори.
• Гібридні конденсатори.

Подвійношаровий суперконденсатор передбачає наявність двох пористих електродів, виконаних з електропровідних матеріалів, розділених заповненим електролітом сепаратором. Тут процес запасання енергії йде з допомогою поділу заряду на електродах з дуже великою різницею потенціалів з-поміж них. Електричний заряд подвійношарових конденсаторів визначається безпосередньо ємністю подвійного електричного шару, тобто окремого конденсатора лежить на поверхні кожного електрода. Між собою вони послідовно з’єднуються за допомогою електроліту, який є провідником з іонною провідністю.

Псевдоконденсатори вже ближче до акумуляторів, що перезаряджаються. У них є два тверді електроди. Принцип дії поєднує два механізми збереження енергії: фарадіївські процеси, які схожі з процесами, що відбуваються в батареях та акумуляторах, а також електростатична взаємодія, властива конденсаторам з подвійним електричним шаром. Приставка псевдо з’явилася внаслідок того, що ємність ДЕС залежить не тільки від електростатичних процесів, а й швидких фарадіївських реакцій з переносом заряду.

Гібридні конденсатори – це перехідний варіант між конденсатором та акумулятором. Слово «гібридні» обумовлено тим, що електроди в гібридних конденсаторах виробляються з різних матеріалів, а накопичення заряду здійснюється за різними механізмами. Більшістю випадків у гібридних конденсаторах катодом є матеріал із псевдоємністю. В результаті акумулювання заряду на катоді здійснюється внаслідок окислювально-відновних реакцій, що збільшує питому ємність конденсатора, а також розширює область робочої напруги.

У гібридних конденсаторах часто застосовують комбінацію електродів з допованих провідних полімерів та змішаних оксидів. Дуже перспективними можуть стати композиційні матеріали, які складаються з оксидів металів, обложених на полімери, що проводять, або вуглецеві носії.

Принцип дії

Суперконденсатори, як високоємні конденсатори, виробляють накопичення енергії електростатичним способом, поляризуючи розчин електроліту. При накопиченні енергії суперконденсаторі хімічні реакції не задіяні, хоча суперконденсатор є електрохімічним пристроєм. З огляду на високу оборотність механізму накопичення енергії, конденсатори здатні тисячі разів заряджатися і розряджатися.

Суперконденсатор – електрохімічний конденсатор, який має здатність накопичувати надзвичайно велику кількість енергії по відношенню до його розміру, а також у порівнянні з традиційним конденсатором. Ця властивість суперконденсатора особливо цікава у створенні гібридних транспортних засобів в автомобільній промисловості, у тому числі у виробництві машин на акумуляторній електротязі, в яких суперконденсатори застосовуються у вигляді додаткового накопичувача енергії.

У більшості випадків, в суперконденсаторі діють два активні електроди, які розділені непровідним матеріалом, розміщеним між металевими струмовими колекторами. Органічний або водний електроліт просочує пористі електроди, забезпечуючи появу носіїв заряду у пристрої з подальшим накопиченням.

Суперконденсатор чи акумулятор? Розбираємось, що краще

Сьогодні виробники автомобільної електроніки все частіше використовують у відеореєстраторах суперконденсатори замість акумуляторних батарей. Чим викликано таке технологічне рішення і якому пристрою варто віддати перевагу? Розкажу докладніше про переваги та недоліки кожного типу у цій статті.

Що таке суперконденсатор та як він працює?

Суперконденсатор (також називається іоністор) – це різновид джерела живлення, яке є електрохімічним елементом, що складається з двох електродів і розташованого між ними електроліту. Принцип роботи суперконденсатора полягає у короткочасному збереженні енергії в електроліті, енергія накопичується під час заряджання за рахунок поляризації заряджених частинок електроліту.

Загалом суперконденсатори є джерелом імпульсної, а не постійної потужності та ідеально підходять для короткочасного живлення малопотужних електронних приладів. У відеореєстраторах суперконденсатор підтримує живлення при відключенні основного джерела енергії – він заряджатиме реєстратор рівно стільки часу, скільки потрібно для завершення та збереження відеозапису, якщо, наприклад, заглухне автомобіль. Це дозволить запобігти вимкненню відеореєстратора та втраті відеоматеріалу.

Порівняння суперконденсатора та акумулятора

Щоб дізнатися, який пристрій краще – відеореєстратор із суперконденсатором або з акумулятором, порівняємо ключові параметри цих джерел живлення.

Акумуляторні батареї з часом втрачають ємність, через що через кілька сотень циклів заряду-розряду або 1-2 роки регулярного використання заряджати їх доведеться частіше, ніж відразу після покупки. У цьому плані суперконденсатори не схильні до зносу – вони можуть пройти до мільйона циклів без зниження початкової ємності.

Суперконденсатори накопичують повний заряд за мінімальний термін, що значно скорочує час підзарядки – знадобиться лише кілька хвилин. Для заповнення акумулятора потрібно кілька годин.

Акумулятори не можуть похвалитися надійною і стабільною роботою в будь-яких умовах, вся справа в їх нестійкості до впливу високих і низьких температур. Якщо відеореєстратор залишиться в автомобілі в спекотний або морозний день, то акумулятор ймовірно здувається від перегріву або різкого перепаду температур. У гіршому випадку заміна акумулятора буде потрібна вже після першого ночівлі відеореєстратора в авто при мінусовій температурі.

З реєстраторами на суперконденсаторах така неприємність виключена – вони зберігають працездатність при температурі від -50 до +70 ° С і навіть витримують екстремальні температурні перепади.

Після порівняння ключових характеристик можна зробити висновок, що суперконденсатор перевершили акумулятори по всіх пунктах. Варто зазначити, що серед мінусів реєстратора із суперконденсатором автовласники іноді відзначають неможливість автономної роботи без підключення до бортової мережі автомобіля. Однак на тлі інших переваг цей недолік не здається особливо суттєвим, тим більше в сучасному світі відеореєстратор не використовується за межами автомобіля, тому що для ситуативної зйомки значно простіше та зручніше скористатися камерою смартфона.

Підсумок: суперконденсатор чи акумулятор?

У сучасних реаліях виграють відеореєстратори із суперконденсаторами, оскільки саме вони зможуть забезпечити збереження відеозаписів у будь-яких умовах експлуатації, за рахунок чого є більш надійним та стабільним рішенням.

Сьогодні на ринку автомобільної електроніки можна за цілком доступну ціну знайти відеореєстратори із суперконденсаторами та найсучаснішим функціоналом.

Суперконденсатори: що це, навіщо і де застосовується

Енергетика — дуже цікава сфера, яка розвивається бурхливими темпами багато років поспіль. На Хабрі публікуються різні статті про альтернативні джерела енергії, акумуляторні батареї від Маска, електромобілі і т.п.

Але є одна тема, яка торкається не так часто. Йдеться про суперконденсатори. Їм якраз присвячено цю статтю, в ній розкривається суть суперконденсатора, сфери застосування, плюс описуються кейси з різних галузей — промисловості, транспорту тощо, де використовуються ці системи.

Суперконденсаторе, що ти таке?

Всі ми знаємо, що таке акумулятор – це джерело постійної потужності, обмежене струмом розряду. Батареї бувають великі та маленькі, застосовуються вони вкрай широко – від транспорту до іграшок.

Але ця стаття присвячена суперконденсаторам, тому настав час розповісти про них. Так от, будь-який суперконденсатор – це джерело не постійної, а імпульсної потужності. Вона обмежена лише еквівалентним внутрішнім опором, який дозволяє елементу працювати фактично на струмах короткого замикання.

Але при цьому, на відміну від акумулятора, це джерело короткочасних, хоч і потужних імпульсів енергії. Відповідно і використовуються суперконденсатори там, де потрібна велика потужність на невеликий термін.

Суперконденсатори називають ще іоністорами. Ці елементи складаються зазвичай з двох занурених в електроліт електродів та сепаратора. Останній потрібний для того, щоб не допустити переміщення заряду між двома електродами із протилежною полярністю.

У суперконденсаторів дві позитивні властивості – висока потужність і низький внутрішній опір, ніж вони і відрізняються від конденсаторів та акумуляторних батарей. Найчастіше матеріал електрода суперконденсаторів – активний вуглець, у якого дві важливі особливості, включаючи дуже велику площу поверхні та невелику відстань між розділеними зарядами.

Ще один позитивний момент – тривалий термін зберігання та тривалий термін служби суперконденсаторів. Все це завдяки особливостям накопичення енергії. Так, суперконденсатори працюють за рахунок розподілу зарядів. Цей процес легко оборотний, так що віддавати енергію суперконденсатори можуть дійсно швидко.

Тепер трохи про визначення параметрів суперконденсаторів. На відміну від акумуляторів, де основна характеристика – це ємність, що вимірюється в Ампер-годинниках, у суперконденсаторів це Фарад. Ось формула, яка дозволяє визначити енергію суперконденсатора: Енергія (Дж) = 1/2 * Ємність (Ф) * Напруга у квадраті (В)

Є кілька видів суперконденсаторів:

• Подвійношарові, або ДБК.
• Псевдоконденсатори.
• Гібридні конденсатори.

У другому — система включає два тверді електроди і базується на двох механізмах збереження енергії. Це фарадіївські процеси та електростатична взаємодія.

Третій варіант – перехідний між конденсаторами та акумуляторами. Електроди тут виконані із різних матеріалів, а накопичення заряду здійснюється завдяки різним механізмам.

Де можуть використовувати суперконденсатори?

Цілком логічна відповідь — у галузях, де потрібно віддавати енергію швидко та у великому обсязі. Зокрема, це може бути:

• Альтернативна енергетика, накопичення енергії за допомогою палива, хвиль вітру та сонця.
• Транспортні системи це може бути запуск двигуна машин, гібридні електричні транспортні засоби, локомотиви і т.п.
• Накопичувачі енергії в домогосподарствах, наприклад, там, де використовуються фотоелементи або вітрогенератори.
• Електронні пристрої, де суперконденсатори використовуються як джерело короткочасного живлення.
• ДБЖ – як невеликого розміру, так і дуже великі. У системах безперебійного електроживлення суперконденсатори можна використовувати разом із паливними елементами та іншими джерелами.
• Традиційна енергетика у сферах, де неминучі критичні навантаження, але де потрібна безперебійна робота всього і вся. Це можуть бути аеропорти, вежі зв’язку, лікарні тощо.
• Електронні пристрої різного розміру та потужності.

Приклади

Їх можна навести велику кількість, але розумно буде обмежитися трьома найбільш показовими.

Частотно-регульований електропривод. Тут суперконденсатори потрібні при просіданнях напруги і короткочасному, не більше 10 секунд, блекауті. Такі приводи застосовуються на ділянках безперервного технологічного циклу на виробничих об’єктах. Крім того, суперконденсатори варто використовувати на підприємстві та в системах, які постачають об’єкт газом, водою, теплом та енергією, тощо. на компресорних станціях, котельних, насосних станціях і т.п.

Джерело безперебійного живлення. У цьому випадку суперконденсатори дають можливість компенсувати провали напруги, які призводять до проблем із безперервністю технологічних процесів. Тут йдеться про великі об’єкти, включаючи промисловість та різноманітну інфраструктуру — наприклад, транспортну.

Суперконденсатори, зокрема, використовуються на заводі Skoda у Чехії, а саме – роботизованому цеху з фарбування корпусів автомобілів. Якщо процес фарбування з будь-якої причини зупиниться, потім корпус доведеться повертати на початок циклу.

Регулює вихідну потужність турбін вітрогенераторів. Велика проблема альтернативної енергетики – складність підтримки вихідної потужності турбін на одному рівні. Чим вище швидкість вітру і він потужніший, тим більше виробляється енергії. Чим нижче, відповідно, тим енергії менше. У результаті вихідна потужність турбін може змінюватись, і дуже значно.

У цьому випадку суперконденсатор може допомогти, причому відразу кількома способами:

• Підтримка електроживлення колишньому рівні на час короткочасного пропадання напруги.
• Забезпечує стабілізацію частоти та напруги в передаючих та розподільчих мережах з високою концентрацією відновлюваних джерел енергії.

Чи виробляють суперконденсатори в України?

Так, на Хабрі ще кілька років тому публікувалася новина про те, що в НДТУ «Місіс» розробила технологію, яка відкрила можливість вітчизняній компанії запустити виробництво суперконденсаторів.

Так, у 2017 році компанія ТЕЕМП запустила у м. Хімки виробництво високоефективних суперконденсаторів та модулів на їх основі. При цьому все це чисто українські розробки. ТЕЕМП, до речі, виготовляє плоскі одиничні елементи в ламінованому корпусі, який може використовуватися в хімічних джерелах струму з органічними електролітами: суперконденсатори, літій-іонні акумулятори, метало-повітряні джерела струму.

При цьому, ТЕЕМП виробляє осередки власної запатентованої конструкції – призматичний осередок з струмозніманням по всій її поверхні. І зроблено це не для того, щоб показати свою унікальність, а чисто з практичної точки зору – розподілений по всій поверхні струмознімання забезпечує рівномірність теплових полів, тим самим уповільнюючи процес деградації і продовжуючи термін служби суперконденсатора.

Продукція «ТЕЕМП» унікальна за багатьма параметрами. Суперконденсаторні модулі компанії успішно працюють за температури до -60°С. Вони відрізняються низьким внутрішнім опором, отже, здатні забезпечити великі імпульсні струми. Власна конструкція осередків та модулів дозволяє знизити масу та розмір суперконденсаторного складання на 30% порівняно з аналогічними пристроями.

У сухому залишку

Як висновок можна підбити підсумки, вказавши переваги та недоліки суперконденсаторів. Деякі з них згадувалися вище, але зараз варто перерахувати це окремо.

Іоністори (суперконденсатори) – пристрій, види, застосування

В даний час набули широкого поширення пристрою, що споживають високу потужність протягом короткого інтервалу часу, наприклад, електронні замки, реле, двигуни, випромінювачі імпульсні. Для них не завжди можна використовувати акумуляторну батарею як буферне джерело енергії. Можуть виникнути складнощі із формуванням потужних короткочасних струмів. Для таких ситуацій стали використовувати іоністори або суперконденсатори, які можна встановлювати замість акумулятора або комбінації з ним. Для виготовлення цих елементів використовується технологія, заснована на використанні ефекту утворення подвійного електричного шару. Цим вони вигідно відрізняються від батарей та акумуляторів.

Промислові іоністори з’явилися нещодавно, але їх масовим виробництвом вже займаються як вітчизняні, так і закордонні виробники.

Що таке суперконденсатори

Енергоємні системи висувають високі вимоги до джерел живлення. Для різного сучасного обладнання потрібне акумулювання та подача певної енергії. Щоб вирішити це завдання, використовуються акумулятори або під’єднані до батареї суперконденсатори. В останньому варіанті іоністори (молекулярні накопичувачі енергії) відіграють роль страховки при падінні напруги. Суперконденсатори відрізняються невеликою щільністю енергії та високою потужністю, що забезпечує ефективне розрядження на навантаження . При включенні приладу паралельно батареї знижується імпульсне навантаження на неї, що дозволяє продовжити термін служби.

Суперконденсатори є електрохімічними конденсаторами з великими показниками питомої потужності. Вони відрізняються кращими технічними характеристиками, ніж акумулятори. Ці елементи швидше заряджаються та розряджаються.

Надалі розробники планують цими пристроями замінити акумуляторні батареї. Вони можуть стати альтернативними джерелами живлення у різних сферах, наприклад, у виробництві автомобілів. Суперконденсатори застосовують у вітроенергетичних конструкціях та сонячних батареях. Подібні прилади є поєднанням стандартного конденсатора і акумуляторної батареї.

Одна з відмінностей іоністорів від звичайних конденсаторів – подвійний електричний шар, що дозволяє накопичувати значну кількість енергії. У конструкції відмінно поєднуються такі характеристики, як швидкість зарядки та розрядки конденсатора та ємність акумулятора. Від звичайних конденсаторів такі пристрої відрізняються відсутністю звичайного діелектрика між електродами.

Параметри

Іоністори відрізняються такими характеристиками:

1. Внутрішній опір (вимірюється в міліОмах).
2. Максимальний струм. (А).
3. Номінальна напруга (В).
4. Місткість (Ф).
5. Параметри саморозряду.

Як електроди в приладі застосовується активоване вугілля або вуглець на спіненій основі. Ці компоненти містяться в електроліт. Сепаратор призначений захисту пристрою від короткого замикання електродів. У сучасних пристроях не використовується електроліт на основі кислоти або кристалічного розчину лугу, так як дані компоненти мають високий рівень токсичності.

У внутрішніх порожнинах конструкції міститься електроліт, що запасає електроенергію при взаємодії із пластинами.

Перші електрохімічні іоністори (молекулярні накопичувачі енергії були) розроблені понад 50 років тому. Вони були виготовлені на основі пористих вуглецевих електродів. Нині вони використовують у деяких електричних приладах.

Порівняно з літіями – іонними акумуляторами сучасні іоністори характеризуються великим ресурсом та високою швидкістю розряду.

При використанні іоністорів можна досягти більш економічного режиму роботи за рахунок акумулювання надлишків енергії.

Між обкладками конструкції розташовується не стандартний шар діелектрика, а товстіший прошарок, що дозволяє отримати тонкий зазор. При цьому пристрій забезпечує можливість отримання електроенергії у великих обсягах. Суперконденсатор акумулює та витрачає заряди швидше, ніж альтернативні варіанти. Подвійний шар діелектрика збільшує площу електродів. Це дозволяє покращити електричні характеристики.

Відмінності суперконденсаторів від акумуляторів

Суперконденсатори часто використовуються замість батарей. Стандартні конденсатори здатні зберігати невелику кількість електроенергії. Суперконденсатори можуть накопичувати заряди в тисячі, мільйони та мільярди разів більше. Подібні прилади працюють швидше за батареї. Це зумовлено тим, що суперконденсатор створює статистичні заряди на твердих тілах, а батареї залежать від хімічних реакцій, що повільно протікають.

Батареї характеризуються вищою густиною енергії, а іоністори вищою густиною потужності. Суперконденсатори здатні функціонувати при низьких показниках напруги, а для більшої напруги, їх потрібно послідовно з’єднати. Такий варіант необхідний потужнішого устаткування.

Технологія іоністорів може знайти застосування в енергетиці та приладобудуванні. Одне із застосувань – використання у вітряних турбінах. Подібні прилади допомагають згладити уривчасте харчування від вітру.

У портативних електронних приладах використовують джерела живлення різноманітних типів. У таких пристроях, як планшети, смартфони та ноутбуки важливе значення має питома енергоємність. Чим більший цей показник, тим вища буде ємність пристрою при тих же фізичних параметрах.

Встановлення приладу з більшою питомою енергоємністю дозволить збільшити час роботи мобільного обладнання, не збільшуючи його параметрів. Тому в смартфонах часто використовуються полімерні акумуляторні батареї, які є лідерами в малогабаритних джерелах живлення, що перезаряджаються.

Акумуляторні батареї мають обмежений ресурс. p align=”justify”> При інтенсивному застосуванні ресурс приладу є критичним фактором, який скорочує життєвий цикл обладнання. Тому до перспективніших пристроїв відносяться іоністори. Вони є ідеальним накопичувачем електроенергії.

Іоністор схожий на електролітичний конденсатор, але за тих же розмірів має велику ємність. Подібні пристрої можуть накопичувати велику кількість енергії за короткий проміжок часу, що дозволить скоротити час заряджання до мінімального значення. Суперконденсатори можуть витримати без видимої деградації кілька десятків тисяч циклів.

Завдяки незначній токсичності матеріалів для виготовлення іоністорів їх легше утилізувати, ніж аналогічні варіанти. Але через великий струм саморозряду дані прилади не підходять для тривалого зберігання електроенергії. Іоністори відмінно підходять для бездротових периферійних пристроїв. Тут проявляють себе такі властивості, як ефективність та висока швидкість заряду.

Бездротовий пристрій з іоністором потребує щоденного заряджання. Але на цю процедуру витрачається кілька хвилин.

Різновиди

Суперконденсатори бувають наступних видів:

1. Псевдоконденсатори оснащені твердими електродами. Місткість залежить не тільки від електростатичних процесів, а й від фарадіївських реакцій із переміщенням зарядів.
2. Гібридні є перехідним пристроєм між акумулятором і конденсатором. Вони здатні накопичувати та віддавати заряд у подвійному електричному шарі. Електроди виготовляються з різних матеріалів, а накопичення зарядів виробляється за різними механізмами. Окисно – відновлювальні реакції підвищують питому ємність механізму.
3. Двошарові суперконденсатори складаються з пористих електродів, розділених сепаратором. Електричний заряд у таких пристроях визначається ємністю подвійного електричного шару. Електроліт є з’єднувальним провідником з іонною провідністю.

Суперконденсатори бувають різних форм та розмірів. Основне призначення таких пристроїв – це дублювання головного джерела під час падіння напруги.

Для створення гібридних пристроїв використовуються катоди особливого виду. Їх роблять із графену гіпероксидованого типу. Графен є двовимірною модифікацією вуглецю, в якій атоми розміщені в один шар. Цей компонент відрізняється високою хімічною стійкістю.

Принцип дії

Принцип дії іоністора схожий на звичайний конденсатор. Але ці прилади відрізняються матеріалами. Обкладки робляться з пористого матеріалу, який є відмінним провідником. Це дозволяє збільшити ємність пристрою. Як діелектрик застосовується електроліт, що дозволяє зменшити відстань між обкладками і підвищити ємність.

У суперконденсаторі заряд накопичується внаслідок формування подвійного електричного шару на електроді при адсорбції іонів з електролітів.

В основі принципу роботи – розкладання різниці потенціалів до струмовивідів. У цьому на катоді створюються негативні іони, але в аноді – позитивні. Сепаратор пропускає іони електроліту і запобігає короткому замиканню між електродами. Електрика зберігається статичним способом. У процесі заряду-розряду немає реакції електрохімічного типу.

Суперконденсатори здатні накопичувати велику кількість енергії за короткий проміжок часу, що дозволяє зменшити час для заряджання приладів.

Сучасні іонні акумулятори можуть віддавати лише 60 % електроенергії, витраченої з їхньої зарядку. У суперконденсаторів цей показник перевищує 90%. Іншою важливою перевагою є великий ресурс. Багато видів акумуляторів зменшення ємності відбувається після кількох сотень циклів розряду – розряду. Іоністори витримують до мільйона циклів без порушень.

Конструкції елементарних осередків дозволяють створити модулі різних розмірів та будь-якої напруги. Пристрої можуть бути виконані з охолодженням різного типу – повітряного, водяного та природного.

Плюси і мінуси

Варто вибрати суперконденсатори, заради таких переваг:

1. Заряд та розрядка відбувається швидко. Їх можна застосовувати, коли немає можливості поставити акумулятор із-за тривалої підзарядки.
2. Іоністори мають велику кількість циклів заряду-розряду в порівнянні з іншим обладнанням.
3. Для проведення заряджання не потрібні спеціальні пристрої, що полегшує обслуговування.
4. Прилади легші за акумулятори і відрізняються меншими розмірами.
5. Великий діапазон робочих температур від -45 до 70 градусів.
6. Тривалий термін експлуатації, порівняно з акумуляторними батареями.
7. Високі значення ємнісної щільності та ККД циклів розрядки.
8. Екологічна чистота, довговічність та надійність.
9. Чудові параметри питомої потужності.
10. Дозволяється повна розрядка.

Деякі мінуси викликають складнощі з експлуатацією:

1. Дорогі елементи.
2. Невисокі характеристики номінальної напруги. Щоб вирішити проблему, потрібно послідовне з’єднання кількох елементів.
3. У разі недотримання температурного режиму пристрій може швидко зламатися.

Пристрій має бути захищений від короткого замикання, т.к. це може спричинити підвищення температури. В результаті елементу знадобиться заміна.

Застосування

Унікальні характеристики іоністорів знаходять застосування у різних галузях техніки. .

Суперконденсатори використовуються у таких варіантах техніки:

1. Громадський транспорт. В електробусах замість акумуляторів встановлюються іоністори. Вони заряджаються під час висадки та посадки пасажирів. Подібний транспорт здатний об’їжджати пробки та обриви контактних ліній.
2. Електромобілі. Однією з проблем такого транспорту є тривалий час заряджання. Суперконденсатор дозволяє робити зарядку на короткочасних зупинках.
3. Побутова електроніка. Пристрої застосовуються у фотоспалахах та іншому обладнанні. Вони забезпечують швидку підзарядку.
4. Неполярні конденсатори застосовуються у вітрових турбінах та кислотних батареях.
5. Іоністори використовуються в системах демпфування енергетичних навантажень, а також в обладнанні запуску електродвигунів.
6. Суперконденсатори необхідні комплексах, у яких передбачені критичні навантаження. Для вишок мобільного зв’язку, лікарняних установ та для портового обладнання.
7. Прилади застосовуються для джерел резервного електропостачання ПК, а також у мікропроцесорах та мобільних телефонах.

Для покращення роботи автомагнітоли можна придбати та поставити іоністор. Він дозволяє згладити коливання напруги під час увімкнення запалювання. У деяких країнах застосовуються автобуси без тягових батарей, а всі роботи виконуються іоністорами.

У ході проведених випробувань було виявлено, що такі пристрої перевершують свинцево-кислотні батареї у вітрових турбінах. Суперконденсатори потрібні в системах безперебійного живлення, в яких потрібно забезпечити швидку передачу потужності.

У світі налічується приблизно 66 найбільших виробників іоністорів.

Перспективи використання

Іоністори з кожним роком стають все досконалішими. Важливим параметром, якому вчені приділяють особливу увагу є збільшення питомої ємності. Через якийсь час планується подібними приладами замінити акумулятори. Такі елементи дозволяють замінити батареї у різних технічних сферах. Фахівці покладають великі надії розробити графенових пристроїв. Застосування інноваційного матеріалу допоможе вже найближчим часом створити вироби з високими показниками питомої енергії, що запасається.

Іоністор нового зразка у кілька разів перевершує альтернативні варіанти. Ці елементи мають у своїй основі пористу структуру. Застосовується графен, у якому розподіляються частки рутенію. Перевагою графенової піни є здатність утримання оксидів частинок перехідних металів. Подібні суперконденсатори працюють на водному електроліті, що дозволяє забезпечити безпеку експлуатації.

У перспективі новинки будуть застосовуватись у сфері виготовлення персонального електричного транспорту. Прилади на основі графенової піни можуть перезаряджатися до 8000 разів без погіршення якісних характеристик.

У сфері автомобільної будови проводяться розробки альтернативних різновидів палива та пристроїв накопичення енергії високої ефективності. Подібні прилади можуть застосовуватись для вантажного транспорту, електричних автомобілів та поїздів.

У автомобілебудуванні суперконденсаторні батареї знаходять такі застосування:

1. Пусковий пристрій приєднується паралельно до стартерних батарей. Застосовується для підвищення експлуатаційного терміну та покращення пускових характеристик двигуна.
2. Для стабільного живлення акустичних систем великої потужності у автомобілі.
3. Буферні батареї підходять для застосування у гібридному транспорті. Вони характеризуються невеликою ємністю та значною вихідною потужністю.
4. Тягові батареї актуальні при використанні як основне джерело живлення.

Суперконденсатори мають безліч переваг у порівнянні з акумуляторами в автомобільній промисловості. Вони чудово витримують перепади напруги. Прилади характеризуються легкістю, тому можна встановлювати велику кількість.

Для галузі мікроелектроніки розробляються нові технології з виробництва компактних суперконденсаторів. При виробництві електродів застосовуються спеціальні методи осадження тонку підкладку з діоксиду кремнію спеціальної вуглецевої плівки.

Використання суперконденсаторів дозволяє впровадити у життя екологічні технології економії енергії. У перспективі передбачено розширення сфер застосування таких пристроїв для галузей автотранспорту, мобільної техніки та засобів зв’язку.

Іоністор

Порівняно недавно у широкому продажу з’явилися так звані іоністори. Інакше їх називають суперконденсаторами. За розмірами вони порівняні звичайним електролітичним конденсаторам, але мають порівняно з ними набагато більшу ємність.

Іоністор – це якийсь гібрид конденсатора та акумулятора. У зарубіжній літературі іоністор називають скорочено EDLC, що розшифровується як Electric Double Layer Capacitor, що означає: конденсатор з подвійним електричним шаром. Робота іоністора ґрунтується на електрохімічних процесах.

Влаштування іоністора.

Відмінність іоністора від конденсатора полягає в тому, що між електродами немає спеціального шару з діелектрика. Натомість електроди у іоністора зроблені з речовин, що мають протилежні типи носіїв заряду.

Як відомо, електрична ємність конденсатора залежить від площі обкладок: чим вона більша, тим більша ємність. Тому електроди іоністорів найчастіше роблять із спіненого вуглецю або активованого вугілля. Завдяки цьому прийому вдається отримати велику площу своєрідних “обкладок”. Електроди поділяються сепаратором, і все це знаходяться в електроліті. Сепаратор необхідний виключно захисту електродів від короткого замикання. Електроліт виконується на основі розчинів кислот і лугів і є кристалічним і твердим.

Наприклад, за допомогою твердого кристалічного електроліту на основі рубідії, срібла та йоду (RbAg ₄ I ₅ ) можливе створення іоністорів з низьким саморозрядом, великою ємністю та витримують низькі температури. _{Також можливе виготовлення іоністорів} на основі електролітів розчинів кислот, таких як _H2SO4 . Такі іоністори мають низький внутрішній опір, але і малою робочою напругою близько 1 В. Останнім часом іоністори на основі електролітів з розчинів лугів і кислот майже не виробляють, так як такі іоністори містять токсичні речовини.

Внаслідок електрохімічних реакцій невелика кількість електронів відривається від електродів. При цьому електроди набувають позитивного заряду. Негативні іони, що у електроліті, притягуються електродами, які заряджені позитивно. У результаті цього процесу і утворюється електричний шар.

Заряд в іоністорі зберігається на межі розділу електрода з вуглецю та електроліту. Товщина електричного шару, утвореного аніонами і катіонами, становить дуже малу величину часом рівну 1…5 нанометрам (нм). Як відомо, із зменшенням відстані між обкладками ємність зростає.

До основних позитивних якостей іоністорів можна віднести:

Малий час заряду та розряду. Завдяки цьому іоністор можна швидко зарядити та використовувати, тоді як на заряд акумуляторних батарей йде значний час;

Кількість циклів заряд/розряд – понад 100 000;

Чи не вимагають обслуговування;

Невелика вага та габарити;

Для заряду не потрібні складні зарядні пристрої;

Працює у широкому діапазоні температур (-40…+70°C). При температурі більше +70 ° C іоністор, як правило, руйнується;

Тривалий термін служби.

До негативних властивостей іоністорів можна віднести все ще високу вартість, а також досить малу напругу одному елементі іоністора. Номінальна робоча напруга іоністор залежить від типу використовуваного в ньому електроліту.

Щоб збільшити робочу напругу ионистора їх з’єднують послідовно, як і при з’єднанні батарейок. Щоправда, для надійної роботи такого складового іоністора потрібно кожен окремий іоністор шунтувати резистором. Робиться це для того, щоб вирівняти напругу на кожному окремому іоністорі. Це з тим, що параметри окремих іоністорів відрізняються. Струм, який тече через вирівнює резистор, повинен бути в кілька разів більше струму витоку (саморозряду) іоністора. Значення струму саморозряду у малопотужних іоністорів становить десятки мікроампер.

Також варто пам’ятати, що іоністор – це полярний компонент. Тому при підключенні його в схему потрібно дотримуючись полярності.

Крім цього, варто уникати короткого замикання висновків іоністора. І хоча іоністори досить стійкі до короткого замикання, воно може призвести до надмірного підвищення температури понад максимальну внаслідок теплової дії струму, а це призведе до псування іоністора.

Іонистори чудово працюють у ланцюгах постійного та пульсуючого струму. Щоправда, у разі протікання через іоністор пульсуючого струму високої частоти він може нагріватися через високий внутрішній опір на високих частотах. Як уже говорилося, збільшення температури електродів іоністору вище максимально допустимої призводить до його псування.

У документації на іоністор зазвичай вказується значення його внутрішнього опору на частоті 1 кГц. Наприклад, для іоністора DB-5R5D105T ємністю 1 Фарада внутрішній опір на частоті 1 кГц становить 30Ω. Також існують іоністори із ще меншим внутрішнім опором. Вони маркуються як Low resistance або Low ESR. Такі іоністори заряджаються швидше.

Для постійного струму ж внутрішній опір іоністор мало і становить одиниці міліом – десятки ом.

Позначення іоністора на схемі.

На схемах іоністор позначається як і електролітичний конденсатор. Тоді ж постає питання: “А як же визначити, що на принциповій схемі зображено саме іоністор?”

Визначити, що у схемі зображений ионистор можна за значенням номінальних параметрів. Якщо поруч із позначенням зазначено, наприклад, 1F * 5,5 V, тут відразу стане зрозуміло, що це ионистор. Як відомо, електролітичних конденсаторів ємністю 1 Фарада не існує, а якщо і існує, то габарити у нього чималі. Також відразу впадає в око номінальна напруга в 5,5 V. Як уже говорилося, іоністори в принципі не розраховані на велику робочу напругу.

Де застосовуються іоністори?

Дуже часто іоністори можна зустріти у цифровій апаратурі. Там вони виконують роль автономного або резервного джерела живлення для мікроконтролерів (IC’s), мікросхем пам’яті (RAM’s), КМОП-мікросхем (CMOS’s) або електронного годинника (RTC). Завдяки цьому навіть при вимкненому основному живленні електронний прилад зберігає задані налаштування та перебіг годинника. Так, наприклад, у касетному аудіоплеєрі Walkman використовується мініатюрний іоністор.

При заміні акумуляторів або батарейок у плеєрі він повністю знеструмлюється, що неминуче призводить до стирання налаштувань (наприклад, частот радіостанцій, установок еквалайзера, скидання ходу електронного годинника). Але цього не відбувається завдяки тому, що електронну схему в режимі, що чекає, живить заряджений іоністор. І хоча ємність його незрівнянно менша, ніж ємність акумулятора або батареї цього вистачає для збереження налаштувань і роботи годин протягом кількох діб!

Іоністор є досить новим електронним компонентом. Вперше іоністор був розроблений у Сполучених штатах у 1960-х роках. А пізніше, 1978 року, іоністори з’явилися й у СРСР під маркою К58-1. То був перший вітчизняний іоністор. Далі промисловість стала випускати іоністори марок К58-15 та К58-16.

Як можна застосувати іоністор у саморобних конструкціях? Його можна використовувати як аварійне джерело живлення, наприклад, у конструкціях на мікроконтролерах. Ось найпростіша схема включення іоністора в ланцюг живлення електронного пристрою.

Діод VD1 служить для запобігання розряду іоністора С1, коли напруга живлення дорівнює 0 (Uпіт = 0). Як діод VD1 краще застосувати діод Шоттки, наприклад, 1N5817 і аналогічні, так як у них мале падіння напруги на відкритому переході. Резистор R1 перешкоджає навантаженню джерела живлення, обмежуючи зарядний струм іоністора. Його можна не встановлювати, якщо джерело живлення витримує струм навантаження 100 – 250 мА. R _н – це опір навантаження (пристрій, що живиться, наприклад, мікроконтролер).

Під завісу цієї розповіді хочеться показати якесь відео. Відео не моє, знайшов у YouTube. Показано, як можна запитати світлодіод від зарядженого іоністора ємністю 0,047 Ф. Іоністор на 5,5 V, тому якщо вирішите повторити експеримент, то заряджайте його 3 вольтами, інакше можна ненароком спалити світлодіод.

До речі, у мене виявляється, такий самий іоністор у запаснику завалявся. А у Вас є іоністор?

Суперконденсатори: принцип роботи та алгоритм вибору

Все частіше у складі сучасних електронних пристроїв можна зустріти суперконденсатори. Суперконденсатори здатні виступати як як основні елементи живлення, так і як буферні елементи для згладжування провалів напруги акумуляторів при роботі з імпульсним навантаженням.

Нарівні з терміном “суперконденсатор” в літературі часто застосовують альтернативні назви, наприклад, “ультраконденсатор” або “іоністор”. Всі ці назви застосовуються для позначення одного і того ж компонента – конденсатора з подвійним електричним шаром. Вперше суперконденсатор було створено далекого 1957 року компанією General Electric. Пізніше аналогічні компоненти випускалися різними виробниками в усьому світі, зокрема й у СРСР (наприклад, ионистори КІ1-1).

Принцип роботи суперконденсатора

Структура та принцип роботи суперконденсатора пояснюються на рис. 1. Суперконденсатор складається з електродів, графітового сепаратора та електроліту. При додатку зовнішньої напруги носії заряду утворюють два електронні шари на межі сепаратора та електроліту. Чим більше площа поверхні сепаратора, тим більше буде заряд, що накопичується. З малюнка видно, що на відміну від акумуляторів суперконденсаторі відсутні хімічні реакції, а енергія накопичується у вигляді статичного заряду, як і в звичайних конденсаторах.

Рис. 1. Структура та принцип дії суперконденсатора

Основні характеристики суперконденсаторів

За своїми характеристиками суперконденсатори займають проміжне положення між акумуляторами та звичайними конденсаторами. Останнім часом, завдяки великій ємності, суперконденсатори стають чудовою альтернативою для акумуляторів у широкому спектрі пристроїв, що мало споживають. Порівняння деяких параметрів суперконденсаторів та акумуляторів наведено у таблиці 1.

Таблиця 1. Порівняння параметрів суперконденсаторів та акумуляторів

Термін служби (циклів)

1 мільйон цикловили 30 000 год

Питома енергія (Вт·ч/кг)

Питома потужність (Вт/кг)

Час напрацювання на відмову)

Діапазон температур заряду

Діапазон температур розряду

Місткість – один із найважливіших параметрів для будь-якого накопичувача енергії. За величиною питомої ємності на одиницю маси суперконденсатори значно перевершують звичайні конденсатори (у тому числі електролітичні), але в свою чергу так само сильно поступаються акумуляторам (рис. 2). З цієї ж причини вартість одиниці ємності для суперконденсаторів виявляється значно вищою, ніж для акумуляторів.

Рис. 2. Порівняння питомої ємності накопичувачів енергії

Другим за важливістю параметром накопичувача є розрядний струм. За цим показником лідирують звичайні конденсатори, які через низький власний опір здатні витримувати величезні імпульси струму. Акумулятори, навпаки, відрізняються високим опором і надзвичайно чутливі до великих розрядних струмів. Наприклад, літій-іонні акумулятори схильні до перегріву та руйнування при швидкому розряді. Суперконденсатори характеризуються вищим послідовним опором, ніж прості конденсатори, проте є моделі, здатні витримувати розрядні струми до сотень ампер.

Високий опір створює проблеми не тільки з погляду розігріву, але і з точки зору просадки напруги при імпульсному навантаженні. Імпульсне споживання притаманно більшості сучасних систем, але особливо яскраво воно проявляється у пристроях з бездротовими радіопередавачами. На рис. 3 представлений приклад передчасного відключення системи з акумуляторним живленням через просідання напруги. При передачі даних бездротовим каналом споживання системи істотно зростає, проте акумулятор не здатний видати необхідну потужність миттєво. Через це напруга на навантаженні просідає і може опуститися нижче за порогове значення. Порогове значення обмежує мінімально допустиму напругу живлення, нижче якої відбувається відключення пристрою. На рис. 3 граничне значення становить 1 В. В результаті просадки напруги пристрій відключається, незважаючи на те, що рівень заряду акумулятора насправді залишається високим. У багатьох випадках з цією проблемою не можуть впоратися навіть конденсатори, що розв’язують.

Рис. 3. Провали напруги через високий внутрішній опір акумулятора

Суперконденсатори здатні видавати досить високу імпульсну потужність і дозволяють вирішити проблему просідання напруги (рисунок 4). Для цього суперконденсатор вмикається паралельно з акумулятором. У даному випадку ультраконденсатор не тільки запобігає помилковим вимкненням системи, але й захищає акумулятор від пікових струмів, які негативно впливають на термін його служби і можуть у деяких випадках банально викликати його перегрів та руйнування. Таким чином, режим буферного елемента є одним із основних варіантів використання суперконденсаторів. Докладніше про це питання розповідається у статті «Відстань не перешкода. Ефективний радіус дії суперконденсаторів CAP-XX.

Рис. 4. Суперконденсатор не тільки запобігає помилковим вимкненням, але й захищає акумулятор від пікових струмів.

Останнім часом спостерігається бурхливий розвиток електроніки, що мало споживає. Сучасні електронні системи можуть споживати лише сотні мкА в активному режимі і частки мкА в режимі очікування. Найчастіше для живлення таких пристроїв використовують різні малопотужні харвестери енергії: сонячні батареї, віброхарвестери, термогенератори тощо. Для накопичення енергії цих перетворювачів не можна використовувати конденсатори. Наприклад, пристрій може накопичувати енергію кілька годин, після чого виконувати швидке відправлення даних радіоканалом і знову засипати. Високий саморозряд конденсаторів не дозволить працювати у такому режимі. У той самий час суперконденсатор виявиться цілком прийнятним варіантом роль накопичувача енергії. Приклад такого режиму роботи розглядається у статті «Використання суперконденсаторів CAP-XX у пристроях із живленням від сонячних батарей».

Однак при використанні суперконденсатора як основний елемент живлення необхідно враховувати дві важливі особливості. По-перше, суперконденсатори мають низьку робочу напругу 2,3…2,75 В (хоча на ринку присутні моделі з напругою 3 В, наприклад, суперконденсатори від VINATech). Цього не завжди достатньо, а значить, може знадобитися послідовне включення кількох елементів, що призведе до зменшення сумарної ємності. У той же час у літій-іонних акумуляторів номінальна напруга становить 3,6, що є оптимальним значенням для більшості сучасних мікросхем.

По-друге, ще одним недоліком суперконденсаторів стає лінійний характер розряду. Зрозуміло, передбачувана форма розряду це добре, але не завжди. На рис. 5 представлений приклад, в якому система досягає граничної напруги (мінімально допустима напруга живлення) в той момент, коли суперконденсатор розряджений лише на 50%. З цієї причини для нормальної роботи пристрою може знадобитися додатковий регулятор. У той же час акумулятори характеризуються відносно невеликим зменшенням напруги робочого діапазону.

Рис. 5. Розрядні характеристики акумуляторів та суперконденсаторів

Ще однією перевагою суперконденсаторів перед акумуляторами є широкий діапазон робочих температур. Це стосується процесу заряду, так і процесу розряду. На ринку є моделі суперконденсаторів, які здатні працювати при негативних температурах до -40°С і при позитивних до +125°С. Як приклад можна навести ультраконденстори від компанії FastCAP (рис. 6). Зрозуміло, на ринку є і акумулятори з широким діапазоном робочих температур, проте йдеться про спеціалізовані рішення.

Рис. 6. Існують моделі ультарконденсаторів, здатні працювати в широкому діапазоні температур, наприклад ультраконденстори від компанії FastCAP.

Приклади суперконденсаторів

На закінчення короткого екскурсу суперконденсатором наведемо деякі конкретні приклади.

Широкий спектр суперконденсаторів випускає компанія LS Mtron, створена на базі одного з підрозділів LG Electronics. У номенклатурі LS Mtron можна знайти моделі з традиційною рулонною та прямокутною конструкцією, а також суперконденсаторні батареї та модулі (рис. 7).

Рис. 7. Суперконденсатори FastCAP відрізняються широким діапазоном робочих температур -40 … +125 ° С

Ще одним відомим виробником суперконденсаторів є компанія SPSCAP, яка пропонує кілька серій одноячечних суперконденсаторів з діапазоном вихідних струмів 0,9…250 А (рис. 8). SPSCAP також випускає ультраконденсаторні батареї.

Рис. 8. Суперконденсатори від компанії SPSCAP

Цікаву модельну низку суперконденсаторів пропонує корейська компанія VINATech. Крім того, це один із небагатьох виробників, який випускає суперконденсатори з робочою напругою 3,0 Ст.

Рис. 9. Суперконденсатори та суперконденсаторні батареї від VINATech з робочою напругою до 3 В

На порталі УНІТЕРу ми також неодноразово розповідали і про деякі унікальні рішення, до яких можна віднести і надтонкі суперконденсатори DMHA14R5V353M4ATA0 від компанії Murata. Ці суперконденсатори мають товщину лише 0,4 мм (рис. 10).

Рис. 10. Надтонкі суперконденсатори DMHA14R5V353M4ATA0 мають товщину всього 0,4 мм.

В одній із статей ми також розповідали про суперконденсатори від компанії FastCAP, які відрізняються широким діапазоном робочих температур –40…+125 °С (рис. 11).

Рис. 11. Суперконденсатори від компанії FastCAP із широким діапазоном робочих температур

Алгоритм вибору суперконденсаторів

Як вже зазначалося вище, суперконденсатори можуть використовуватися або як основний накопичувач енергії, або як буферний елемент при роботі у зв’язці з основним акумулятором. Зрозуміло, алгоритм вибору суперконденсатора у випадках буде відрізнятися, проте основні кроки будуть приблизно однаковими.

Для початку слід визначитися з основними параметрами суперконденсатора – з робочою напругою та з максимальним вихідним струмом.

Суперконденсатори не люблять перенапруг, тому при виборі потрібного накопичувача слід подбати про узгодження робочої напруги. Для збільшення робочої напруги можна використовувати послідовне включення суперконденсаторів, проте не варто забувати, що в такому разі ємність зменшуватиметься. Крім того, за потреби слід передбачити захисні ланцюги для обмеження напруги.

Далі слід розрахувати величину ємності. Розглянемо алгоритм розрахунку, запропонований компанією SPSCAP. Для початку потрібно вибрати сценарій розряду суперконденсатора. Розряд може відбуватися або з постійним струмом або з постійною напругою.

Розряд із постійним струмом. При такому сценарії струм розряду має фіксоване значення, а ємність розраховуватиметься за такою формулою:

C = It / (Vwork-Vmin),

де Vwork – номінальна робоча напруга, Vmin – мінімально допустима напруга, I – струм розряду (постійна величина у разі), t – час розряду.

Наприклад, якщо Vwork=5, Vmin=4,2, t = 10 с, I =100 мА = 0,1 А, тоді:

C = 0,1 * 10 / (5 -4,2) = 1,25 Ф.

При виборі конкретної моделі суперконденсатора необхідно передбачити деякий запас ємності. З іншого боку, слід врахувати температурну залежність ємності. Після вибору конкретної моделі суперконденсатора слід звіритися з температурною характеристикою, щоб переконатися, що ємність перевищує розраховане значення у всьому діапазоні робочих температур.

Розряд із постійною потужністю. У такому разі потужність розряду залишається фіксованою, а ємність розраховуватиметься за формулою:

C = 2Pt/ (Vwork 2-Vmin 2)

де Vwork – номінальна робоча напруга, Vmin – мінімально допустима напруга, P – потужність розряду (постійна величина у разі), t – час розряду.

Наприклад, якщо передбачається розряд суперконденсатора протягом 10 секунд при постійній потужності 200 кВт, а діапазон робочої напруги становить 450 – 750 В, тоді необхідна ємність складе:

З = 2 * 200 кВт * 10 / (750 2 -450 2 ) = 11 Ф

У разі знову слід передбачити деякий запас і температурну залежність ємності.

Що таке суперконденсатори

7 червня 1962 року, Роберт Райтмайер, хімік американської компанії Standard Oil Company (SOHIO), яка розташовувалась у місті Клівленд, штат Огайо, подав заявку на отримання патенту, де докладно описувався механізм збереження електричної енергії в конденсаторі, що володіє «подвійним електричним шаром».

Якщо в звичайному конденсаторі алюмінієві обкладки, традиційно, були ізольовані шаром діелектрика, то в варіанті, що пропонується винахідником акцент робився безпосередньо на матеріал обкладок. Електроди повинні були мати різну провідність: один електрод повинен був мати іонну провідність, а інший – електронну.

Таким чином, у процесі заряду конденсатора відбувався б поділ електронів і позитивних центрів в електронному провіднику, і поділ катіонів та аніонів в іонному провіднику.

Електронний провідник пропонувалося зробити з пористого вуглецю, тоді іонним провідником міг бути водний розчин сірчаної кислоти. Заряд у разі зберігався на межі розділу цих спеціальних провідників (той самий подвійний шар). Різниця потенціалів цих перших іоністорів могла досягати значення 1 вольт, а ємність – одиниць фарад, адже тепер відстань між обкладками була менше 5 нанометрів.

У 1971 році ліцензія була передана японській компанії NEC, що займається на той момент усіма напрямками електронної комунікації. Японцям вдалося успішно просунути технологію ринку електроніки під назвою «Суперконденсатор».

Через сім років, у 1978 році, компанія Panasonic, у свою чергу, випустила «Золотий конденсатор» («Gold Cap»), який також завоював успіх на цьому ринку. Успіх був забезпечений зручністю застосування іоністорів для живлення енергозалежної пам’яті SRAM. Однак ці іоністори мали високий внутрішній опір, який обмежував можливість швидкого вилучення енергії, а отже, сильно звужував діапазон сфер застосування.

У 1982 році фахівці американського Науково-дослідного Інституту Pinnacle (PRI), розташованого в місті Лос-Гатос, штат Каліфорнія, працюючи над покращенням матеріалів електродів та електролітів, розробили іоністори з надзвичайно високою щільністю енергії, які з’явилися на ринку під назвою «PRI Ultracapacitor» .

Через 10 років, у 1992 році, компанія Maxwell Laboratories (яка пізніше змінила назву на Maxwell Technologies, м. Сан-Дієго, штат Каліфорнія, США) почала розвивати технологію PRI під назвою “Boost Caps”. Метою тепер стало створення конденсаторів високої ємності з низьким опором, щоб отримати можливість живлення потужного електроустаткування.

Рис. 1. Суперконденсатор DH5U308W60138TH фірми SAMWHA ELECTRIC

1999 року тайванська компанія UltraCap Technologies Corp. також розпочала співпрацю з PRI, які розробили на той час електродну кераміку надзвичайно великої площі, і до 2001 року на ринок вийшов перший високоємнісний ультраконденсатор виробництва Тайваню. З цього моменту почався активний розвиток технології у багатьох НДІ світу.

На Українському ринку теж присутні свої гравці, так компанія «Ультраконденсатори Фенікс» (ТОВ «УКФ») є інжиніринговою компанією, що спеціалізується на проектуванні, розробці, виробництві та практичному застосуванні рішень та систем на базі суперконденсаторів/іоністорів. Компанія працює у щільній зв’язці з найкращими світовими виробниками та активно переймає їх досвід.

Іоністори на одиниці фарад отримали заслужене застосування як джерела резервного живлення в безлічі пристроїв. Починаючи з живлення таймерів телевізорів та НВЧ-печей та закінчуючи складними медичними приладами. На платах пам’яті, як правило, встановлені іоністори.

При зміні батареї у відео або фотокамері, іоністор підтримує живлення схем пам’яті, що відповідають за налаштування, це стосується музичних центрів, комп’ютерів та іншої подібної техніки. Телефони, електронні лічильники електроенергії, охоронні системи сигналізації, електронні вимірювальні прилади та прилади медичного застосування – скрізь знайшли застосування суперконденсатори.

Рис. 2. Суперконденсатори (іоністори)

Малі іоністори на основі органічних електролітів мають максимальну напругу близько 2,5 вольт. Для отримання більш високої допустимої напруги, іоністори з’єднують у батареї, обов’язково застосовуючи шунтуючі резистори.

До переваг іоністорів належить: висока швидкість заряду-розряду, стійкість до сотень тисяч циклів перезаряду порівняно з акумуляторами, мала вага порівняно з електролітичними конденсаторами, низький рівень токсичності, допустимість розряду до нуля.

Рис. 3. Джерело безперебійного живлення на суперконденсаторах

Рис. 4. Суперконденсаторні автомобільні модулі

Під час розробки іоністорів дедалі більше підвищується їх питома ємність, і ймовірно, рано чи пізно це призведе до повної заміни акумуляторів на суперконденсатори у багатьох технічних сферах.

Останні дослідження групи вчених Каліфорнійського університету в Ріверсайді показали, що новий тип іоністорів на основі пористої структури, де частинки оксиду рутенію нанесені на графен, перевершують найкращі аналоги майже вдвічі.

Дослідники виявили, що пори «графенової піни» мають нанорозміри, що підходять для утримання частинок оксидів перехідних металів. Суперконденсатори на основі оксиду рутенію тепер є найперспективнішим із варіантів. Безпечно працюючі на водному електроліті, вони забезпечують збільшення енергії, що запасається, і підвищують допустиму силу струму вдвічі в порівнянні з найкращими з доступних на ринку іоністорів.

Вони запасають більше енергії на кожен кубічний сантиметр свого об’єму, тому ними доцільно замінити акумулятори. Насамперед, мова йде про електроніку, що носиться і імплантується, але в перспективі новинка може обґрунтуватися і на персональному електротранспорті.

На частинки нікелю пошарово осідають графен, що виступає опорою для вуглецевих нанотрубок, які разом з графеном формують пористу вуглецеву структуру. В отримані нанопори останньої водного розчину проникають частинки оксиду рутенію діаметром менше 5 нм. Питома ємність іоністора на основі отриманої структури становить 503 фарад на грам, що відповідає питомій потужності 128 кВт/кг.

Рис. 4. Зарядний пристрій на графеновому суперконденсаторі

Можливість масштабування цієї структури вже започаткувала та створила основу на шляху створення ідеального засобу зберігання енергії. Іоністори на основі «графенової піни» пройшли успішно перші тести, де показали здатність до перезаряду понад вісім тисяч разів без погіршення характеристик.