Заменить аккумулятор на конденсатор в видеорегистраторе
Опубликовано: 05.07.2024
Среди последних новинок науки и техники необходимо отметить появление конденсатора нового типа – ионистор, который также называют суперконденсатор. Что же это за зверь, и можно ли его использовать в автомобильном видеорегистраторе и других электронных приборах в качестве резервного источника питания?
Может ли ионистор заменить аккумулятор?
Из школьного курса физики известно, что конденсатор может запасать энергию, накапливая заряд электричества. Вот только величина этого заряда очень мала, поэтому его хватает только на хорошую искру при коротком замыкании. Также школьники используют металлобумажные конденсаторы переменного тока на 400…1000 Вольт для того, чтобы лупить друг друга электротоком, предварительно зарядив его в розетке 220 В. А в основном конденсаторы используют как радиокомпонент в электронных приборах.
Форм-фактор ионисторов, которые используются в качестве резервных аккумуляторов
Но в конце прошлого века в секретных лабораториях был придуман новый тип конденсатора, в котором вместо металлической ленты используется электролит и другие хитрые химические вещества. Благодаря такой конструкции новый тип конденсатора при малых размерах имеет громадную емкость, которую уже можно использовать для накопления заряда, достаточного для кратковременной работы электронных устройств с малым потреблением тока. Он получил название ионистор из-за того, что функционирует благодаря ионному переносу в химической среде между электродами.
Вот такой мощный ионистор на 3000 Фарад может завести автомобиль
В наше время ионисторы используются как резервный источник питания. Например, на Алиэкспресс за 5…10 баксов можно купить 5-вольтовый ионистор, который получает полную зарядку всего за 10…100 секунд. Однако он может питать средний светодиодный фонарик в течение 20…30 минут.
Обзор китайского ионистора
Теперь разберемся, сможет ли суперконденсатор заменить аккумулятор в автомобильном видеорегистраторе? В регике нет компонентов, которые бы потребляют большой ток – сервоприводы, электродвигатели, мощные лампы освещения. Поэтому расход тока достаточно мал – 50…100 мА. Средней паршивости ионистор сможет обеспечить работу видеорегистратора в течение 3…10 минут. Это более чем достаточно, чтобы дописать до конца видеоролик и корректно завершить работу.
В этом видеорегистраторе установлен суперконденсатор на 7,5 Фарад вместо аккумулятора
1. Суперконденсатор или аккумулятор?
Пожалуй, один из самых популярных вопросов среди тех, кто задумался о покупке видеорегистратора. Попробуем простыми словами объяснить, в чем же главное отличие этих компонентов между собой и, главное, как это влияет на конечного потребителя.
Классический литий-ионный аккумулятор дешев в производстве, прост в установке и легок по весу относительно суперконденсатора (ионистора). К тому же он обеспечивает некоторое время автономной работы. Но при всех вышеперечисленных плюсах такой компонент имеет один критичный минус:
— зависимость от окружающей температуры. Аккумуляторы не любят резких перепадов температуры, экстремально низких или высоких показаний термометра. При использовании в подобных условиях высок риск получить вздутие аккумулятора, сопровождаемое повреждением внутренней конструкции видеорегистратора, существенную потерю емкости, которой может не хватить даже для корректного завершения записи.
Что же касается суперконденсатора, данный элемент отличается высокой надежностью, стойкостью к перепадам температур и практически всегда гарантирует корректное завершение записи. Единственным минусом является невозможность автономной работы, но редко кому она нужна в видеорегистраторе. Все-таки это не экшен-камера. К слову, топовые бренды все чаще обращаются к применению ионисторов. Например, даже некоторые бюджетные модели видеорегистраторов TrendVision , не говоря уже о премиум, оснащаются именно надежным суперконденсатором.
2. Покупать у «дядюшки Ляо» или официально в России?
Вопрос, решение которого заставляет практически каждого бороться с внутренней «жабой». Заказ с всем известного сайта и аналогов или покупка в официальном магазине? Ответ в данном споре весьма однозначен — не стоит экономить!
Покупая в России, вы чаще всего можете быть уверены в наличии какой-никакой гарантии и техподдержки. Плюс к этому общаться с соотечественником как минимум проще, да и инструкции на правильном русском понятнее. Немаловажным является и доступность прошивок, баз данных и различного ПО.
Приобретя же «ноунейм» продукцию на иностранном ресурсе, вы вряд ли получите полноценную техническую и программную поддержку. Гарантийный ремонт? — маловероятно, максимум возможность вернуть деньги после долгих переписок, но никак не ремонт и диагностика.
Отличным выходом является приобретение продукции заграничных брендов у официальных представительств. Например, мировой бренд Cansonic официально продается в России, имеет русскоязычную техническую поддержку и гарантийные сервисы, вся документация переведена, как и ПО. Цена, кстати, полностью соответствует мировой, а иногда даже дешевле.
3. 4К, 6К видео — это круто?
С баннера каждой новинки видеорегистраторов все больше звучат фразы про супер 4К разрешение видео, возможность разобрать мелкие детали и т.д. Но так ли это хорошо и так ли это на практике? Отвечаем — не совсем. Видеорегистраторы — это техника сама по себе не очень высокопроизводительная, а обработка видео большого разрешения требует мощности и хорошего теплоотвода. В этом и кроется основная проблема.
Лишь единичные модели могут выдавать качественную картинку в 4К разрешении. Все остальные же «4К» модели за 5000 рублей, или около того, имеют много компромиссов, таких как: низкий битрейт, сводящий толк от высокого разрешения на ноль, подергивания картинки, сопровождаемые пропуском кадров, перегрев и нестабильная работа.
Если же вы хотите получить действительно качественную картинку, то смотрите на модель матрицы, на ее реальные возможности, а также на возможность апгрейда. Например, видеорегистратор TrendVision TDR-721S имеет альтернативные прошивки, позволяющие увеличить битрейт FUllHD видео до 40 мб/с, что сравнимо по четкости с видеокамерами. И поверьте, такое FullHD видео будет гораздо детальнее, чем пресловутое 4К с низким битрейтом.
4. Нужен Wi —F i или нет?
Сейчас даже самые бюджетные регистраторы оснащаются Wi-Fi модулем, но так ли он необходим? И какой практический толк от него?
На наш взгляд, наличие Wi-Fi модуля является необходимым атрибутом современного видеорегистратора.
Во-первых, вы сможете быстро передать файл с устройства на ваш смартфон, без необходимости вынимать карту памяти или снимать регистратор.
Во-вторых, у любой уважающей себя компании есть фирменное приложение для обновления и настройки устройства по Wi-Fi, например, TrendVision Connect. Вы сможете быстро установить последнюю прошивку или актуализировать базу данных.
5. Для чего нужен GPS ? И нужен ли он?
Для начала стоит понять, какой вид GPS-модулей лучше: выносной/в креплении или встроенный? Однозначный ответ — выносной. Такая конструкция позволяет избавить систему от лишних помех, сэкономить на экранировании процессора и матрицы, а также увеличить точность приема GPS.
Основная функция наличия модуля позиционирования в видеорегистраторе — это установка в автоматическом режиме штампа даты, времени, координат и скорости на видео. В более дорогих моделях регистраторов добавляется еще и функция оповещения о камерах и радарах. Система определяет положение автомобиля и заблаговременно предупреждает об устройствах контроля.
Таким образом, GPS-модуль — практически необходимая функция в современном видеорегистраторе.
Сегодня производители флагманских моделей видеорегистраторов для автомобиля чаще отдают предпочтение суперконденсаторам, которые пришли на замену привычным аккумуляторам. Произошло это не случайно. Этот тип источника питания, принцип работы которого разработан на кратковременном сохранении энергии в электролите с примесью других химических веществ, имеет ряд неоспоримых преимуществ:
- Огромная ёмкость при компактных размерах (благодаря этому корпус видеорегистратора может иметь минимальные размеры).
- Способность накапливать заряд в короткий срок.
- Безопасность (в отличие от обычного аккумулятора для регистратора суперконденсатор не перегревается, не вздувается и не взрывается).
- Неограниченный срок службы.
- Удобство применения для питания маломощных электронных устройств.
- Способность работать в экстремальных условиях и при резких перепадах температур (рабочий диапазон такого рода устройств - от -70 до +70 градусов по Цельсию).
Таким образом, суперконденсатор – это источник питания, который позволяет не беспокоиться о сохранности видеозаписи, например, при отключении питания в случае ДТП или при других обстоятельствах.
Впрочем, есть у этого устройства и свои недостатки. Это достаточно высокая стоимость и невозможность работать автономно. Суперконденсатор предназначен для корректного завершения работы регистратора и сохранения видео, но никак не для длительной записи без подключения к бортовой сети автомобиля.
Одной из наиболее популярных моделей видеорегистраторов с суперконденсатором сегодня является CARCAM HYBRID 2s Signature. Это устройство, которое хорошо себя зарекомендовало и получило широкое распространение среди автомобилистов, в том числе благодаря использованию суперконденсатора в качестве источника питания.
Во-первых, это позволяет регистратору корректно завершить работу после прекращения подачи питания извне. Например, при сильном ДТП, в результате которого может отключиться бортовая сеть.
Благодаря возможности работать какое-то время автономно регистратор не просто выключается, а именно завершает работу. При этом корректно сохраняется последний записанный файл. А ведь в нем может быть зафиксирован не только момент ДТП, но и его причины.
Во-вторых, может возникнуть необходимость показать видео вне салона автомобиля – например, сотруднику ДПС.
Питать регистратор в случае его автономной работы могут два элемента: либо аккумуляторная батарея, либо конденсатор. И разница между ними в том, что батареи питают устройства дольше… намного дольше.
Емкость аккумуляторных батарей, которые используются в регистраторах, в среднем варьируется от 150 до 600 мАч. На практике, емкости в 150 мАч хватает примерно на 10 минут автономной работы. 600 мАч и выше позволяют устройству работать самостоятельно около часа.
Конечно, это приблизительные оценки, ведь все зависит от энергопотребления конкретного видеорегистратора. По опыту скажем, что случаи, когда от регистратора требуется автономная работа свыше десяти минут, очень редки.
Десяти минут вполне достаточно для решения спорных ситуаций на дороге. А использовать регистратор как отдельную камеру в современном мире едва ли кто-то станет – для этого есть мобильные телефоны. Поэтому рекордные показатели емкости аккумулятора не стоит рассматривать в числе основных требований к новому видеорегистратору.
В том числе, если вы думаете использовать его в качестве охранной системы. Внутреннее питание регистраторов не предназначено для такой долгой работы. И если вы хотите, чтобы устройство «наблюдало» за темным двором всю ночь, вам придется позаботиться о питании напрямую от бортовой сети автомобиля. Но это уже совсем другая тема.
Итак, батарея позволяет регистратору определенное время работать автономно. Это – плюс. Но есть и один существенный минус – аккумуляторы подвержены перегреву во время работы и на солнце.
Из-за перегрева батарея может протечь или даже взорваться. Случается это не очень часто, но если случается, то приводит к порче видеорегистратора и представляет потенциальную опасность для человека.
Зато вот конденсаторы, которые часто используются, в видеорегистраторах для скрытой установки, не вздуваются и не взрываются от перегревов. Да и срок их службы выше.
К сожалению, пока конденсаторы не дают возможности устройствам работать автономно, а лишь позволяют им корректно завершить работу в течение нескольких секунд после отключения питания.
Однако это не значит, что решить спорную ситуацию на дороге или показать видео инспектору не получится. Во многих моделях с конденсаторами есть WiFi. И если бортовая сеть автомобиля работает, можно просто передать нужный файл с регистратора на мобильный прямо в салоне, и уже потом показать его инспектору.
Конденсаторы менее восприимчивы не только к высоким, но и к низким температурам, в отличие от аккумуляторов.
Об этом производители нередко сообщают сразу на упаковке модели с конденсатором, называя это, например, «защитой от сложных температурных условий».
На практике это значит, что регистратор с конденсатором можно оставлять в салоне автомобиля на ночь зимой.
Но нужно помнить, что в состоянии покоя они полностью разряжаются в течение нескольких дней. В бюджетных моделях регистраторов это иногда приводит к сбою настроек даты и времени. Хотя практика показывает, что в моделях среднего и высокого ценового сегмента такие случаи не встречаются.
И еще одно: на сегодняшний день конденсаторы ощутимо дороже аккумуляторов.
Что если использовать электролитический конденсатор вместо аккумулятора? Такое возможно, но есть одно слишком серьёзное препятствие — телефоны и электромобили с таким источником автономного питания не смогут «держать заряд».
Вопрос заслуживает внимания научного сообщества, он рассматривается и сейчас на уровне инженерных проектов/экспериментов и даже когда-то применялся на практике.
Производители всерьёз рассматривают в качестве альтернативы аккумуляторам так называемые двойные электрохимические ионисторы — здесь и далее в контексте суперконденсаторы (или «супер-конденсаторы», как печатают некоторые издания). Но пока на текущем уровне технологического прогресса это допустимо лишь в определённых областях. Но пока на текущем уровне технологического прогресса это допустимо лишь в определённых областях.
В чём плюсы конденсатора в сравнении с аккумулятором?
- • Мгновенно. Ионистор отлично справляется с пиковым пусковым током, накапливая и отдавая энергию практически мгновенно.
- • Быстро. Заряжается не за час-другой, а за считанные секунды (поэтому, например, NASA применяет суперконденсаторы в космосе).
- • Безопасно. Накапливает заряд на твёрдых телах, когда как литиевые батареи — в процессе химических реакций (обычно жидкостных).
- • Надёжно. Коммерческие суперконденсаторы гарантируют 1 миллион циклов заряда, когда как обычные аккумуляторы — в среднем 800-1200 циклов.
- • КПД. Суперконденсаторы отдают энергию с эффективностью порядка 98%.
- • Выносливо. Устойчивость к экстремальным температурам и физическим повреждениям.
В чём минусы конденсатора в сравнении с аккумулятором?
- • Низкая ёмкость. Самый большой коммерческий суперконденсатор в фарадах (F) накапливает лишь 20% от электрической энергии в сравнимой батарее.
- • Не держит. Аккумуляторы предлагают намного больше плотности энергии на единицу массы, обеспечивая долгую автономность без внешнего питания.
- • Саморазряд. Степень саморазряда существенно превышает таковую у самого слабого аккумулятора.
- • Малоприменим. В итоге даже самый мощный суперконденсатор (обеспечивающий лучшую величину энергии) не сможет дольше минуты питать «аварийку» у заглушенного автомобиля и подсветку экрана у работающего телефона.
Почему суперконденсатор вместо аккумулятора на практике используют так редко?
1. У них разные цели
В аккумуляторе намного больше запасается энергии, а это самая важная его цель — не разряжаться как можно дольше в бытовых приборах, в потребительской электронике и автомобилях.
2. У конденсатора саморазряд
В аккумуляторах он тоже есть, но в значительной меньшей степени проявляется. Суперконденсаторы быстро заряжаются и быстро отдают заряд — для длительного хранения энергии они не подходят ещё и по причине утечек.
3. Разное напряжение
В то время, пока аккумулятор поддерживает ваш телефон в рабочем состоянии, напряжение практически не меняется. Конденсатор изменяет напряжение в зависимости от накопленного заряда — цифры меняются в значительных пределах, что неприемлемо для чувствительной мобильной электроники, например.
→ В этой статье мы рассматриваем тему суперконденсаторов в максимально упрощённом варианте для массовой публики.
Если вас интересует, например, подробная возможность установки конденсаторов вместо аккумуляторов в RAID-контроллерах, то напишите об этом в комментарии или отправьте сообщение нам ВКонтакте @NeovoltRu.
Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter. Мы также ведём насыщенный блог в «Дзене» и на Medium — заходите посмотреть.
Читайте также: