Akumulátory (Hardvérová časť)

Akumulátory (Hardvérová časť)

Batérie a Akumulátory

História

• Koncom 18. storočia si bolonský lekár a prírodovedec Luigi Galvani pri pitvaní žiab všimol, že pri dotyku dvoma rozdielnymi kovovými nástrojmi na konci nervov sa žabie stehno myká akoby ním pretekal elektrický prúd.
• Tento náhodný objav chemického zdroja elektrického napätia sa po Luigim nazval galvanickým článkom, ktorý je základnou stavebnou jednotkou každej batérie.
• Luigiho zistenie správne interpretoval ďalší vedec taliansky fyzik Alessandro Volta, ktorý prvý zostrojil v roku 1800 galvanický článok z medi, zinku a kyseliny sírovej.
• V roku 1900 dostali batérie dnešnú podobu.
• Batérie a akumulátory dodávajú jednosmerný prúd.
• Delia sa na:

1. Jednorázové (Nedobíjateľné) články
2. Sekundárne (Dobíjateľné) články

Jednorázové batérie

1. Zinkovo-uhlíkové batérie

• Sú základným a najlacnejším typom, preto sú často súčasťou balenia od výrobcu.
• Postačujú do diaľkových ovládačov, svietidiel, hračiek a podobne.

1. Alkalické batérie

• Sú založené na reakcií zinku a oxidu manganičitého.
• Majú vyššiu energetickú kapacitu a dlhšiu životnosť oproti zinkovo-uhlíkovým batériám.
• Sú vhodné do fotoaparátov, malých domácich prístrojov a spotrebičov.

1. Lítiové batérie

• Vyznačujú sa veľmi dlhou životnosťou a v závislosti od použitých látok môžu poskytovať napätie až 3 V (dvojnásobok oproti klasickým batériám).
• Používajú sa v prenosných zariadeniach a v priemyselnej technike.

Sekundárne batérie

1. Olovené akumulátory

• Sú tvorené olovenými elektródami a kyselinou sírovou.
• Používajú sa ako autobatérie a sú stále obľúbené napriek veľkým rozmerom a vysokej váhe vzhľadom na ich kapacitu a nízkym výrobným nákladom.

1. Nikel-kadmiové alkalické nabíjateľné batérie (NiCd)

• Je to jeden z prvých typov dobíjateľných batérií, ktorý umožnil nástup prenosnej elektroniky (napríklad: mobily).
• Veľkou nevýhodou týchto batérií je pamäťový efekt.
• Ak dáte tento typ batérie nabíjať skôr ako sa úplne vybila, táto batéria zabudne, že jej pôvodná kapacita bola väčšia a ďalej je schopná sa nabíjať iba do poslednej schopnej kapacity.
• Ak sa však táto batéria nabíjala korektne, vydržala stovky nabíjacích cyklov.
• Ich obrovskou výhodou je možnosť skladovania bez znehodnotenia ich vlastností a to, že dokážu fungovať aj v extrémnych klimatických podmienkach.

1. Nikel-hydridové alkalické nabíjateľné batérie (NiMH)

• Vysokokapacitné dobíjateľné akumulátory nahrádzajú NiCd batérie, nemajú pamäťový efekt, pretože kadmium nahradila zmes iných kovov a vodík.
• Sú ekologickejšie, majú až tisíc nabíjacích cyklov.
• Nevýhodou je, že ich nemožno použiť v extrémnych klimatických podmienkach.

1. Lítiovo-iónové akumulátory (Li-On)

• Pri rovnakom výkone a životnosti, sú o takmer polovicu menšie a ľahšie ako NiMH, neobsahujú žiadne toxické materiály, preto sú ešte ekologickejšie.
• Sú rozšírené hlavne v notebookoch a mobilných telefónoch.

1. Lítiovo-polymérové akumulátory (Li-Pol)

• Sú poslednou technológiou, sú vylepšenou verziou Li-On batérií, neobsahujú kvapalný elektrolyt, ale gélový. Vďaka tomu sú tenké a v rôznych tvaroch.
• Ich nevýhodou je vysoká cena a pri nesprávnom technologickom postupe výroby môže dôjsť k výbuchu.

Batérie

• Batérie fungujú na základe chemického procesu.
• Pri nabíjaní dochádza v elektrolyte prechodom elektrického prúdu ku chemickým reakciám.
• Elektrolyt mení svoje vlastnosti odlučovaním určitých látok, ktoré sa usádzajú na elektródach.
• Proces vybíjania batérie je presne opačný, látky usadené na elektródach sa uvoľňujú do elektrolytu a keď je batéria úplne vybitá má elektrolyt opäť pôvodné zloženie ako pred nabíjaním.
• Batérie sa používali skôr ako striedavý elektrický prúd a mnohí vedci boli zástancami jednosmerného prúdu pre široké využitie do budúcnosti. Takýmto vedcom bol aj Thomas Alva Edison.
• Túto teóriu jednosmerného prúdu vyvrátil Nicola Tesla.

Základné parametre batérií a akumulátorov

• Jedným z najdôležitejších parametrov pri výbere batérií je typ batérie a rozmery.
• Ďalej nás zaujíma typ pripájacích svoriek.
• K fyzikálnym parametrom patrí:

1. Nominálne napätie

• Udáva sa vo voltoch a je to napätie, ktoré od batérie očakávame.
• Pri nabíjaní môže byť toto napätie vyššie, pri vybíjaní zase nižšie.

1. Nominálny prúd

• Je to prúd, ktorý očakávame od plne nabitej a funkčnej batérie. Uvádza sa v ampéroch.

1. Nominálna kapacita

• Je to kapacita, ktorú by mala daná batéria dosahovať, zvyčajne sa uvádza v ampérhodinách (AH) alebo miliampérhodinách (mAH).
• Správne by sa mala kapacita udávať vo watthodinách (Wh) alebo kilowatthodinách (kWh).
• Ak vynásobíme ampérhodiny s nominálnym napätím dostaneme kapacitu vo watthodinách.
• Medzi najpoužívanejšie batérie patria tužkové.

1. Mikrotužkové batérie (AAA)

• Majú 44,5 mm na dĺžku a 10,5 mm v priemere.
• Vyrábajú sa v rôznych prevedeniach.
• Klasické sa vyrábajú 1,5 V a nabíjateľné 1,2 V.

1. Tužkové batérie (AA)

• Majú 55 mm na dĺžku a 14,9 mm v priemere.
• Vyrábajú sa v rôznych prevedeniach.
• Klasické sa vyrábajú 1,5 V a nabíjateľné 1,2 V.

1. Malý monočlánok (C)

• Majú 50 mm na dĺžku a 26,2 mm v priemere.
• Bývajú zvyčajne zinkovo-uhlíkové, zinkovo-chloridové, alkalické a dobíjacie NiMH.
• Klasické sa vyrábajú 1,5 V a nabíjateľné 1,2 V.

1. Veľký monočlánok (D)

• Majú 61,5 mm na dĺžku a 34,2 mm v priemere.
• Vyrábajú sa v rovnakých prevedeniach ako céčkové.

1. Plochá batéria

• Ich použitie je na ústupe.
• Rozmery 62 x 122 x 67 mm.
• V rámci batérie sú tri monočlánky zapojené do série čím sa dosiahne napätie 4,5 V.

1. 9 V batéria

• Často využívaná batéria v prístrojoch využívajúcich väčšie napätie.
• Rozmery 22,5 x 16,5 x 47,5 mm.
• Má 6 článkov. U klasických s napätím 9 V, u nabíjateľných 8,4 V.

1. Gombíkové batérie

• Jedná sa o batérie malých rozmerov používaných na základnej doske, náramkových hodinách, malej elektronike a podobne.
• Alkalické bývajú zvyčajne označené ako LR, za týmto označením nasledujú dve číslice, ktoré špecifikujú daný vývoj.
• Lítiové majú označenie CR a dve číslice.

Životnosť batérií

• Životnosť batérie je ovplyvňovaná týmito faktormi:

1. Typ batérie
2. Počet nabíjacích cyklov

• Každá batéria má uvedený počet cyklov, ktoré udávajú životnosť (používateľnosť) batérií.
• Cyklom sa rozumie od úplného nabitia až do úplného vybitia.
• Ak má napríklad: batéria udaných 500 nabíjacích cyklov a my ju budeme nabíjať vždy, keď klesne kapacita na 50 %, tak počet nabíjacích cyklov už nebude 500, ale 1 000.
• Je vhodné nevybíjať batériu na nulu, ale nabíjať batériu vždy, keď klesne na 20 %.
• Mnohí výrobcovia odporúčajú udržiavať batériu medzi 40 až 80 %.

1. Teplota

• Vysoká alebo nízka teplota poškodzuje batériu, teplota okolia by nemala presahovať 25 ◦ ani do mínusových hodnôt.
• Pri extrémnych teplotách samovoľne klesá kapacita batérie.

1. Skladovanie

• Ak zariadenie v ktorom je batéria dlhšie nepoužívame, je potrebné batériu zo zariadenia vybrať a uložiť na suchom mieste.

1. Kvalitná nabíjačka

• Kvalitná nabíjačka dokáže do veľkej miery predĺžiť životnosť batérie.
• Pod kvalitnou nabíjačkou rozumieme zariadenie, ktoré dodáva korektné napätie a ktoré pri nabití batérie na 100 % prestane s dodávaním elektrickej energie čím nedochádza k takzvanému nabíjaniu batérie, prehrievaniu a zhoršenie jej vlastností.

1. Správne používanie batérie

• Je nevyhnutné, aby v danom zariadení bol použitý typ batérie určený pre toto zariadenie.
• Ak dlhodobo pracujeme so zariadením pripojením do elektrickej siete (napríklad: notebook) je vhodné batériu vybrať, pretože sa batéria neustále dobíja, čím sa skracuje jej životnosť.

B) Databázový systém (Softvérová časť)

Databázový systém

Databáza

• Databáza je komplex údajov medzi, ktorými existujú vzťahy a ktorý môžeme ovládať pomocou systému riadenia bázy dát.
• Základom každej databázy je tabuľka.
• Každá databáza musí spĺňať tieto požiadavky:

1. Neredundantnosť dát = je nežiadúce, aby sa v databáze vyskytla duplikácia.
2. Viacnásobná využiteľnosť dát = dáta musia byť prístupné pre viacerých užívateľov.
3. Integrita dát = dáta musia tvoriť logický celok.
4. Nezávislosť dát = pri zmene štruktúry alebo systému riadenia bázy dát nesmie dôjsť k zmene dát.

Systém riadenia bázy dát (softvér)

• Umožňuje nám manipulovať s údajmi v databáze, napríklad: ukladať údaje, triediť, filtrovať, umožniť prístup na základe požiadaviek aj viacerým užívateľom a podobne.

Microsoft Access

• Je to databázová aplikácia, ktorá patrí medzi relačné databázové systémy.

Relačné databázové systémy

= sú vytvorené vzťahy medzi tabuľkami.

= Nato, aby boli vytvorené vzťahy, sa musia tieto tabuľky zhodovať v jednom type informácii (aj v dátovom type).

= Výhodou relačných databáz je to, že každá informácia je uložená v databáze iba raz, čo znižuje zaťaženie pamäte a urýchľuje prácu s údajmi.

Atribút = predstavuje stĺpec v databáze tabuľky, je homogénny, to znamená, že vo všetkých údajoch v databáze sú v tomto stĺpci údaje rovnakého dátového typu.

n-tica/n-tita = údaje sú heterogénne (rôzneho dátového typu). V každej tabuľke musí byť jeden atribút jedinečným identifikátorom, pretože každú n-ticu je potrebné v databáze jedinečne identifikovať. Tento atribút nazývame primárny kľúč.

Microsoft Access využíva k tvorbe databázy tieto nástroje:

1. Tabuľky

= v tejto možnosti vytvárame samotné štruktúry databázy.

= definuje jednotlivé atribúty a ich dátové typy.

= tiež rozhoduje o tom, ktorý atribút bude primárnym kľúčom.

1. Dotazy

= využívajú sa k zoradeniu a filtrovaniu určitých záznamov podľa nadefinovaných podmienok a kritérií.

= využívajú sa pri tvorbe zostáv.

1. Formuláre

= vytvárajú sa pre uľahčenie zadávania údajov do databázy.

= funkčne i graficky je možné formulár prispôsobiť našim požiadavkám okrem atribútu ID záznamu.

1. Zostavy

= slúžia k sumarizácii a prehľadnej prezentácii údajov uložených v databáze.

= zostavu vytvárame z vybraných dát (aj z viacerých tabuliek a formulárov) a upravujeme do nami vybranej grafickej úpravy.

1. Makrá

= pre uľahčenie a automatizáciu často sa opakujúcich činností je možné vytvoriť makrá, ktoré obsahujú jednu alebo viac akcií.

= makro je možné priradiť ako tlačidlo formulára alebo zostavy.

Dátové typy atribútov

• Atribútom môžeme nastaviť rôzne dátové typy, každému atribútu však maximálne jeden.