Метод базируется на восстановлении аккумуляторов "ассимметричным" током. При этом соотношение тока заряда и разряда выбрано 10:1 (оптимальный вариант). Этот режим позволяет с легкостью восстановить засульфатированные аккумуляторные батареи, но и осуществить профилактическую процедуру исправным АКБ.

Для восстановления и тренировки аккумуляторных батарей лучше всего задавать импульсный ток заряда на уровне 5 А. При этом разрядный ток составит около 0,5 А. Он в первую очередь определен номиналом сопротивления резистора R4. Схема построена так, что заряд АКБ происходит токовыми импульсами в течение одной половины периода сетевого напряжения, в тот момент, когда напряжение на выходе устройства превысит уровень потенциала на аккумуляторе. В течение другого полупериода диоды VD1, VD2 заперты и батарея разряжается через сопротивление нагрузки R4.

Значение тока заряда настраивается переменным резистором R2 по аналоговому амперметру. Учитывая, что во время заряда часть тока идет и через сопротивление R4 (10%), то показания амперметра должны быть 1,8 А (для импульсного зарядного тока в районе 5 А), так как аналоговый амперметр показывает среднее значение тока за период времени, а заряд происходит в течение половины периода.

В схеме имеется защита батареи от неконтролируемого разряда в случае случайного пропадания сетевого напряжения. В этом варианте развития события, реле К1 своими контактами разорвет цепь подсоединения аккумуляторной батареи.

Реле К1 взял старое советское типа РПУ-0 с рабочим напряжением обмотки на 24 В, последовательно с обмоткой включил ограничительное сопротивление. Для этой схемы подойдет практически любой трансформатор мощностью не ниже 150 Вт с напряжением во вторичной обмотке примерно 22-25 В.

Технология восстановления автомобильных аккумуляторов переменным током позволяет достаточно быстро снизить внутреннее сопротивление практически до заводского уровня, при минимальном нагреве электролита. Положительный полупериод тока задействован полностью при зарядке автомобильных батарей с минимальной рабочей сульфатацией, когда мощности импульсного тока заряда хватает для восстановления пластин АКБ.

При восстановлении АКБ с длительным сроком эксплуатации рекомендуется использовать оба полупериода переменного тока в соизмеримых величинах: при зарядном токе величиной в 0,05С (С - емкость), ток разряда выбирается в диапазоне 1/10-1/20 оттока заряда. Интервал времени тока заряда не должен быть более 5 мс, т. о процесс восстановление должен происходить на максимальном уровне напряжения положительной части синусоиды, при которой энергии импульса хватает для химического перехода сульфата свинца в аморфное состояние. Освободившийся остаток SO4 повышает плотность электролита до тех пор, пока все кристаллы сульфата свинца не восстановятся, при этом из-за происходящего электролиза напряжение на аккумуляторной батареи возрастет.

При зарядно-восстановительных процедурах требуется использовать максимальную токовую амплитуду при минимуме времени его действия. Крутой передний фронт токового импульса расплавляет кристаллы сульфата, когда другие методы не приносят ощутимых результатов. Время между зарядом и разрядом требуется также для охлаждения пластин и рекомбинацию электронов в кислотном электролите. Плавное падение тока во второй полуволне синусоиды создает необходимые условия для торможения электронов при переходе тока в отрицательную полуволну синусоиды через точку нуля. Для создания необходимых условий восстановления используется тиристорно-диодная схема регулирования тока. Тиристор во время своего переключения вырабатывает достаточно крутой передний токовый фронт и практически не подвержен нагреву во время работы, в отличии от возможного транзисторного исполнения. Синхронизация импульса тока заряда с питающим напряжением снижает вероятный уровень помех.

Момент роста уровня напряжения на батареи контролируется добавлением в схему отрицательной обратной связи по напряжению, с батареи на ждущий мультивибратор на микросхеме таймере DA1. Также в конструкции используется температурный датчик для защиты от перегрева основных силовых компонентов. Токовый регулятор заряда позволяет задать начальный уровень тока восстановления, исходя от параметров емкости аккумулятора. Контроль среднего тока заряда осуществляется по аналоговому амперметру с линейной шкалой и внутренним шунтом. В его оказаниях токи суммируются, поэтому показания среднего зарядного тока будут занижены.

Не следует долгое время подавать на батарею только отрицательную токовую полуволну - это приводит к разряду батареи с переполюсовкой пластин. В заряженной батареи всегда идет саморазряд из-за разного уровня плотности верхнего и нижнего уровня электролита в банке и других факторов.

В состав принципиальной схемы входит ждущий мультивибратор - генератор синхронизированных импульсов на широко распространенном таймере КР1006ВИ1, усилитель амплитуды токового импульса выполнен на биполярном транзисторе VT1, температурный датчик и усилитель напряжения отрицательной обратной связи на VT2 Напряжение синхронизации идет с двухполупериодного выпрямителя на диодах VD3, VD4 и поступает через резисторный делитель напряжения R13, R14 на второй вход нижнего компаратора микросборки DA1.

Частота импульсов ждущего мультивибратора определяется параметрами резисторов R1, R2 и емкости С1. В начальный момент на третьем выходе DA1 имеется высокий уровень напряжения при отсутствии на втором входе DA1 напряжения выше 1/3 U п, после его появления микросборка срабатывает с порогом, заданным резистором R14, на выходе генерируется импульс с периодом 10 мс и длительностью, зависящей от положения регулятора переменного сопротивления R2, - времени заряда емкости конденсатора С1. Сопротивление R1 задает минимальную длительность импульсов на выходе. Пятый вывод микросборки имеет прямой доступ к точке 2/3 U n внутреннего делителя напряжения. С ростом напряжения на батареи в конце заряда отпирается биполярный транзистор VT2 цепи отрицательной обратной связи и падает напряжение на пятом выводе DA1, с длительность импульса сокращается, время работы открытого тиристора падает. Импульс с третьего пина таймера через резистор R5 следует на вход усилителя на VT1.

Усиленный импульс через оптопару поступает на управляющий электрод тиристора, тиристор открывается и подает в цепь восстановления автомобильного аккумулятора импульс двухполупериодного тока заряда с продолжительностью, зависящей от положения движка переменного сопротивления R2. Резисторы R9, R10 защищают оптопару от возможных перегрузок. Температура силовых компонентов контролируется терморезистором R11, установленного в делителе цепи отрицательной ОС. С ростом температуры сопротивления терморезистора падает и шунтирование транзистором VT2 пятого вывода микросхемы, длительность импульса падает - ток тоже.

Питание таймера в схеме стабилизировано стабилитроном VD1. Электронная конструкция питается от вторичной обмотки трансформатора через VD2-VD4, пульсации сглаживаются емкостью С3. Тиристор питается от двухполупериодного пульсирующего напряжением и выполняет функцию ключа с регулируемым временем включения положительных токовых импульсов, отрицательный импульс следует в автомобильный аккумулятор с однополупериодного выпрямителя VD5.

В гелевых аккумуляторах нет газа – гелия, в них электролит просто находится в состоянии геля. Поэтому, не стоит опасаться за разгерметизацию, данный тип необслуживаемых аккумуляторов вполне можно открыть, при условии, что его не получается зарядить, и напряжение на нём просело ниже уровня в 10 В.

В гелевых аккумуляторах обязательно имеется электролит на основе воды, которая является типовым расходным материалом АКБ, так как она, при восстановлении с помощью электролиза разрушается на гидроксильную группу и водород. А утечку самого легкого элемента в окружающий воздух, прекратить практически невозможно, т.к водород просачивается через резиновые колпачки-клапаны, находящиеся под внешней пластмассовой крышкой.

Для восстановления гелевого аккумулятора необхожимо сорвать приклеенную верхнюю крышку, и вытащить все колпачки-клапаны. Воды надо долить совсем немного – залитая жидкость будет впитываться в фильтровальную бумагу, поэтому через полчаса проверьте – сколько дистиллированной воды осталось в каждой секции батареи. Ее уровень должен слегка покрывать поверхность пластин, поэтому лишнюю воду рекомендуется откачать с помощью резиновой груши.

Для этого закрываем все отсеки АКБ на колпачки-клапаны. А также не забываем накрыть их внешней крышкой, и придавливаем ее грузом (приклеим чуть позже). Во время заряда через колпачки будет скидываться избыточное давление, из-за образования водорода, а крышка будет служить для них препятствием.

Потерявшая ёмкость батарея из-за высыхания электролита, н начальный момент заряда не будет потреблять ток от ЗУ, поэтому напряжение следует выбрать в районе 15 В.

Заряжать придётся довольно долго – пока батарея не начнёт потреблять ток. Но если через 15 часов она не "кушает Амперы", то не ждите от моря погоды, а повышайте напряжение зарядного устройства до 20 В и не оставляйте аккумулятор без присмотра, до момента начала потребления тока.

Хорошо «раскачивает» нежелающий заряжаться аккумулятор метод, при котором сначала дают АКБ зарядиться, а потом разряжают её – и так поочерёдно, небольшими временными интервалами. Первые циклы, должны осуществляться под высоким напряжением – в районе 30 В, а в последующих напряжение зарядки нужно плавно снижать до 14 В.

Разряжать подзарядившейся аккумулятор нужно совсем маленькой нагрузкой например лампочкой или резистором на 5 или 10 Вт при этом следите за напряжением на АКБ, чтобы оно не стало ниже 10,5 В.

После того как вам удалось заставить «проблемный» аккумулятор потреблять ток, продолжайте восстанавливать его до полного заряда длительным заряжанием малым током где-то на уровне 0,05 от ёмкости.

Сейчас, даже более мене продвинутые мобильные телефоны не обходятся без микропроцессора, что уже говорить о планшетных, переносных и настольных персональных компьютерах. Что же такое микропроцессор и как развивалась история его создания? Если говорить на понятном языке, то микропроцессор – это более сложная и многофункциональная интегральная схема.

История микросхемы (интегральной схемы) начинается с 1958 года , когда сотрудник американской фирмы Texas Instruments Джек Килби изобрел некое полупроводниковое устройство, содержащее в одном корпусе несколько транзисторов, соединенных между собой проводниками. Первая микросхема – прародительница микропроцессора – содержала всего лишь 6 транзисторов и представляла собой тонкую пластину из германия с нанесёнными на неё дорожками, выполненными из золота, Расположено всё это было на стеклянной подложке. Для сравнения, сегодня счет идет на единицы и даже десятки миллионов полупроводниковых элементов.

К 1970 году достаточно много производителей занимались разработкой и созданием интегральных схем различной емкости и разной функциональной направленности. Но именно этот год можно считать датой рождения первого микропроцессора. Именно в этом году фирма Intel создает микросхему памяти емкостью всего лишь 1 Кбит – ничтожно мало для современных процессоров, но невероятно велико для того времени. На то время это было огромнейшее достижение – микросхема памяти способна была хранить до 128 байт информации – намного выше подобных аналогов. Кроме этого примерно в тоже время японский производитель калькуляторов Busicom заказала той же Intel 12 микросхем различной функциональной направленности. Специалистам Intel удалось реализовать все 12 функциональных направленностей в одной микросхеме. Более того, созданная микросхема оказалась многофункциональной, поскольку позволяла программно менять свои функции, не меняя при этом физической структуры. Микросхема выполняла определенные функции в зависимости от подаваемых на ее управляющие выводы команд.

Уже через год в 1971 Intel выпускает первый 4-разрядный микропроцессор под кодовым именем 4004. По сравнению с первой микросхемой в 6 транзисторов, он содержал аж 2,3 тыс. полупроводниковых элементов и выполнял 60 тыс. операций в секунду. На то время – это был огромнейший прорыв в области микроэлектроники. 4-разрядный означало то, что 4004 мог обрабатывать сразу 4-х битные данные. Еще через два года в 1973 фирма выпускает 8-ми разрядный процессор 8008, который работал уже с 8-ми битными данными. Начиная с 1976 года , компания начинает разрабатывать уже 16-разрадную версию микропроцессора 8086. Именно он начал применяться в первых персональных компьютерах IBM и, по сути заложил один из кирпичиков в историю ЭВМ.

Типы микропроцессоров

По характеру исполняемого кода и организации устройства управления выделяется несколько типов архитектур:

Процессор со сложным набором инструкций. Эту архитектуру характеризует большое количество сложных инструкций, и как следствие сложное устройство управления. В ранних вариантах CISC-процессоров и процессоров для встроенных приложений характерны большие времена исполнения инструкций (от нескольких тактов до сотни), определяемые микрокодом устройства управления. Для высокопроизводительных суперскалярных процессоров свойственны глубокий анализ программы, внеочередное исполнение операций.

Процессор с упрощённым набором инструкций. В этой архитектуре значительно более простое устройство управления. Большинство инструкций RISC-процессора сожержат одинаковое малое число операций (1, иногда 2-3), а сами командные слова в подавляющем числе случаев имеют одинаковую ширину (PowerPC, ARM), хотя бывают исключения (Coldfire). У суперскалярных процессоров - простейшая группировка инструкций без изменения порядка исполнения.

Процессор с явным параллелизмом. Отличается от прочих прежде всего тем, что последовательность и параллельность исполнения операций и их распределение по функциональным устройствам явно определены программой. Такие процессоры могут обладать большим количеством функциональных устройств без особого усложнения устройства управления и потерь эффективности. Обычно такие процессоры используют широкое командное слово, состоящее из нескольких слогов, определяющих поведение каждого функционального устройства в течение такта.

Процессор с минимальным набором инструкций. Эта архитектура определяется прежде всего свехмалым количеством инструкций (несколько десятков), и почти все они нуль-операндные. Такой подход даёт возможность очень плотно упаковать код, выделив под одну инструкцию от 5 до 8 бит. Промежуточные данные в таком процессоре обычно хранятся на внутреннем стеке, и операции производятся над значениям на вершине стека. Эта архитектура тесно связана с идеологией программирования на языке Forth и обычно используется для исполнения программ, написанных на этом языке.

Процессор с изменяемым набором инструкций. Архитектура, позволяющая перепрограммировать себя, изменяя набор инструкций, подстраивая его под решаемую задачу.

Транспорт-управляемый процессор. Архитектура изначально ответвилась от EPIC, но принципиально отличающаяся от остальных тем, что инструкции такого процессора кодируют функциональные операции, а так называемые транспорты - пересылки данных между функциональными устройствами и памятью в произвольном порядке.

По способу хранения программ выделяется две архитектуры:

Архитектура фон Неймана . В процессорах этой архитектуры используется одна шина и одно устройство ввода-вывода для обращения к программе и данным.

Гарвардская архитектура. В процессорах этой архитектуры для выборки программ и обмена данным существуют отдельные шины и устройства ввода-вывода. Во встроенных микропроцессорах, микроконтроллерах и ПЦОС это также определяет существование двух независимых запоминающих устройств для хранения программ и данных. В центральных процессорах это определяет существование отдельного кэша инструкций и данных. За кэшем шины могут быть объединены в одну посредством мультиплексирования.

Первые микропроцессоры на четыре разряда (бита) состояли из одного кристалла.  

Первые микропроцессоры были выполнены на р - МОП-схе-мах. Современные микропроцессоры выполняются на и - МОП-схемах, имеющих низкую стоимость и среднее быстродействие, на предельно-маломощных КМОП-схемах и на ТТЛ-схемах с высоким быстродействием.  

Первые микропроцессоры (МП) появились в начале 70 - х годов в результате совместных усилий системотехников, решающих проблемы архитектурной организации средств вычислительной техники, и схемотехников, занимающихся вопросами конструирования и технологии производства радиоэлектронных средств.  

Первый микропроцессор - 4-разрядный Intel 404 - поступил на неподготовленный к этому событию рынок в 1971 г. МП 4004 разработанный с ориентацией на требования изготовителей калькуляторов, предстал перед миром как знамение новой эры интегральной электроники.  

В первых микропроцессорах применялся способ управления памятью, известный как чисто машинный.  

Стоит напомнить, что первые микропроцессоры, импортированные в Японию в 1971 г., стоили около тысячи долларов.  

За более чем 30 лет, прошедших с момента появления первых микропроцессоров, были выработаны определенные правила обмена, которым следуют и разработчики новых микропроцессорных систем. Правила эти не слишком сложны, но твердо знать и неукоснительно соблюдать их для успешной работы необходимо.  

Операционные системы создаются для какого-либо типа микропроцессоров на основе той системы команд, которая закладывается в микропроцессор при разработке. Первый микропроцессор был создан в фирме Intel, лидировавшей в производстве микросхем.  

Может ли какое-либо техническое достижение компьютерной эры соперничать по своей значимости с микропроцессором. Первые микропроцессоры, короткая история которых началась всего десятилетие назад, основывались главным образом на достижениях микроэлектроники - технологии, возникшей гораздо позднее появления самих ЭВМ и в значительной степени независимо от них. С самого начала конструкторы и изготовители микропроцессоров вызывали бурное одобрение, как только им удавалось продемонстрировать, что каждая их новая разработка еще на какой-то шажок становится ближе по структуре к современной средней или большой вычислительной машине. Наблюдатели без труда приходили к выводу, что если плотность монтажа, быстродействие и возможности автоматического проектирования будут продолжать возрастать в соответствии с ожиданиями, то микропроцессоры вскоре по мощности и логике сравняются с крупными мини - ЭВМ, а возможно, и с большими вычислительными машинами.  

В 1970 г. был сделан еще один важный шаг на пути к персональному компьютеру - Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большого компьютера. Так появился первый микропроцессор Intel-4004 (см. рис. справа), который был выпущен в продажу в 1971 г. Это был настоящий прорыв, ибо микропроцессор Intel-4004 размером менее 3 см был производительнее гигантской машины ENIAC. Правда, возможности Intel-4004 были куда скромнее, чем у центрального процессора больших компьютеров того времени, - он работал гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита информации (процессоры больших компьютеров обрабатывали 16 или 32 бита одновременно), но и стоил он в десятки тысяч раз дешевле.  

Создание такой операционной системы, как PC-DOS, не является ни делом случая, ни результатом чисто технократического планирования. Экономическая конкуренция давно привела к появлению операционных систем для больших ЭВМ еще до появления первых микропроцессоров.  

Он представляет собой одну-единственную микросхему, управляющую всем, что происходит в ПК. Микросхема эта работает на определенной тактовой частоте, измеряемой некоторым количеством мегагерц. По сегодняшним меркам первые микропроцессоры (8088 или 80286) были до ужаса медлительны и не смогли бы управлять современными программами.  

Переконструировать большую интегральную схему всякий раз, когда компания пожелает обновить ассортимент выпускаемой продукции, что случается очень часто, действительно колоссальная работа. Микропроцессор появился на свет благодаря идее, выдвинутой специалистами из Бизиком: необходимо CKOEI-струировать такую интегральную схему, которую легко можно приспособить к любому новому изделию, осваиваемому их фирмой. Увы, тогда Япония была еще слишком слаба в сфере опытно-конструкторских разработок; поэтому Соединенным Штатам удалось подхватить мячик и убежать, создав первый микропроцессор.  

Однако фирма Intel продолжала придерживаться прототипа, средства на разработку которого уже были израсходованы. Таким образом, хорошо известный МП Intel 8008 стал первым микропроцессором на мировом рынке.  

Кто и когда изобрел первый микропроцессор в мире

О том, кто изобрел микропроцессор, знает каждый сотрудник компании Intel. В 1969 году в этой, тогда еще не известную, фирму пришли работать японские разработчики, которые раньше занимались проектированием калькуляторов. Инженеры использовали двенадцать интегральных схем, чтобы создать обычный настольный вычислитель. Главную роль в данном проекте играл Масатоши Шима. В то время Тед Хофсор управлял одним из отделов Intel. Он, как будущий создатель микропроцессора, понял вместо калькулятора с возможностью программирования лучше сделать компьютер, который будет программировать работу калькулятора.

Создание первого процессора в мире началось с разработки его архитектуры. В 1969 году один из сотрудников Интел предложил назвать первую серию микропроцессоров как семейство 4000. Каждая модель семейства имело шестнадцать выходных микросхем. Это помогает понять, какой был первый микропроцессор. Модель 4001 имело память на 2 Кб. В модели 4003 был десятибитовый расширитель со связью для клавиатуры и различными индикаторам. А версия 4004 уже было четырехбитовым процессорным устройством. Многие считают, что и был самый первый микропроцессор. В модели 4004 работало две тысячи триста транзисторов. Устройство работало на частоте 108 кГц.

Сегодня можно встретить разные мнения касательно того, когда был создан первый процессора Однако большинство считает, что 15 ноября 1971 года это дата и год создания первого микропроцессора в мире. Первоначально эту разработку выкупила японская фирма Busicom за шестьдесят тысяч долларов, но Интел позже вернула деньги, чтобы оставаться единственными правообладателями изобретения.

Первый процессор использовали в системах управления дорожными движением, в частности в светофорах. Кроме того, устройство применялось в анализаторах крови. Чуть позже 4004 нашел место в космическом зонде Пионер-10, который запустили в 1972 году.

Первый отечественный микропроцессор был создан в начале семидесятых годах в Специальном Вычислительном Центре под руководством Д.И. Юдицкого.

Таким образом, в 70-е года микропроцессоры стали постепенно проникать в самые разные области деятельности человека. Все процессоры позже разделились на непосредственно микропроцессоры и микроконтроллеры. Первые используются в персональных компьютерах, а микроконтроллеры нашли применение в управлении разными системами. В них более слабое вычислительное ядро, но имеется множество дополнительных узлов. Микроконтроллеры иногда называют микро-ЭВМ, поскольку все узлы и модули у них расположены прямо на кристалле.

Фирма Intel выпустила свой первый микропроцессор - модель 4004

Компания Intel выпустила первый в мире микропроцессор, который был доступен всем коммерческим структурам и простым людям. За год до этого военными был разработан микропроцессор F14 CADC(en), который носил гриф «совершенно секретно» до 1998 года.

Японская компания Busicom Corp (ранее называлась Nippon Calculating Machine, Ltd) занималась производством калькуляторов, но микросхемы, требуемые для работы вычислительной машинки, разрабатывала фирма Intel. Поэтому компания Busicom Corp для своего нового калькулятора заказала 12 микросхем. Стоит отметить, что микросхема обладала минимальным количеством функций и способна была выполнять определенный перечень работы. Когда появлялось новое действие, приходилось разрабатывать дополнительную микросхему. Сотрудники компании Intel считали, что это экономически и практически не выгодно. Стоит все имеющиеся микросхемы заменить одним центральным процессором, который будет выполнять все необходимые задачи.

Идею поддержали обе компании. С 1969 года Тэд Хофф, разработчик проекта и представитель компании Intel, и Стэнли Мейзор сотрудник компании Busicom Corp, который ранее занимался общим дизайном микросхем, занялись проектированием процессора. Разработки начались с сокращения количества микросхем до 4. Они включили в себя – центральный процессор, 4-х разрядный центральный процессор, постоянное запоминающее устройство для хранения постоянной информации и оперативное запоминающее устройство для хранения информации пользователя.

Когда в компанию Intel пришел работать итальянский физик Федерико Фаджин, разработки микропроцессора перешли на новый этап. Его потом назовут главным разработчиком микропроцессоров семьи MCS-4. До этого времени Фаджин разрабатывал похожие схемы. В 1961 году в компании Olivetti Федерико занимался логическим проектированием компьютеров. В 1968 году для фирмы Fairchil разработал коммерческую микросхему с технологией silicon gate: Fairchild 3708. Этот опыт помог ему свести в одно целое микропроцессор CPU. Фаджин сделал огромный вклад в развитие и разработку микросхемы. Совместная работа итальянского физика с Масатоси Симой, инженером по программному обеспечению фирмы Busicom Corp, привела к разработке первого микропроцессора 4004, который был представлен всему миру 15 ноября 1971 году. Стоимость микропроцессора составляла 200 долларов.

Почему микропроцессору присвоили имя 4004? Первая цифра обозначает номер изделия. Каждое изделие фирмы Intel имело свой номер. Под первым номером выпускались микросхемы памяти (PMOS-чипы). Под вторым номером выпускались микросхемы NMOS. Под третьим номером проектировались биполярные микросхемы. Соответственно, четвертый номер получили микропроцессоры. Под пятым номером стали выпускать микросхемы CMOS. Под номером семь – магнитные домены. Под восьмым номером – разрядные микропроцессоры и микроконтроллеры. Шестой и девятый номер отсутствовал.