Tengo un paquete de baterías que me gustaría usar como fuente para todos mis componentes alimentados por batería en una bicicleta que viaja diariamente.

Mi paquete incluye (10) celdas de 1.2V conectadas en serie:

{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]}  
|                                                  |
└--------------------- 12 V -----------------------┘

El problema es que algunos de mis dispositivos funcionan con (2) baterías AA, algunos toman (4) y algunos que requieren 12V. Lo que me gustaría hacer es:

• conecte todos los dispositivos a un único paquete común, eliminando la necesidad de baterías individuales y simplifique la recarga
• use un diseño robusto, resistente a la vibración y al clima
• use un diseño apropiado para componentes de bajo amperaje
• suministre todos los componentes con prácticamente el 100% de eficiencia
• fácil de reparar (es decir, identificar y reemplazar periódicamente las células defectuosas)

De todas las investigaciones que puedo encontrar, parece haber dos soluciones comunes:

1) agregue convertidores de CC a CC electrónicos disponibles para bajar el voltaje a 6V y 3V respectivamente, y acepte la ineficiencia de conversión.

2) empalme la serie en puntos específicos para crear tres circuitos.

{[+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -][+ -]} 
|         |              |                         |
└- 2.4 V -┘              |                         |
|                        |                         |
└-------- 6 V -----------┘                         |
|                                                  |
└--------------------- 12 V -----------------------┘

3) una tercera opción es simplemente vivir con el peso adicional. Alimente cada componente por separado e independientemente, y recargue / reemplace las baterías según sea necesario.

Cada una de estas opciones tiene sus desventajas. Pero el # 2 parece ser el más prometedor. El problema más obvio es que la carga se distribuye de manera desigual entre las celdas del paquete. Si pudiera superar eso, entonces creo que tenemos una solución ganadora.

Así que mi pregunta es esta:

¿Es posible, utilizando cableado inteligente y componentes electrónicos mínimos, suministrar tres voltajes diferentes del mismo paquete de baterías recargables de NiMH?

Se agradecen todos los comentarios, sugerencias e ideas.

Mi mejor conjetura hasta ahora es la siguiente:

• combinando un temporizador y relés para hacer esencialmente un interruptor de dos polos y cinco tiros que recorrerá cada par de celdas cada minuto más o menos, proporcionando un flujo constante de 2.4v
• combinando un temporizador y relés para hacer esencialmente un interruptor de doble polo y doble tiro que recorrerá la mitad de las celdas cada minuto más o menos, proporcionando un flujo constante de 6v
• conectando todos los dispositivos de 12v al paquete como normal

Desafortunadamente, estoy atascado en los relés, y cómo conectar el temporizador para disparar los relés, todo mientras se mantienen tres circuitos independientes. También me gustaría mantener las cosas compactas. No es práctico tener una placa de circuito del tamaño de una caja de zapatos además de la batería. Idealmente, me gustaría empaquetar todo en un Pelican 1010 funda impermeable.

Al principio pensé que podía usar diodos y conectar todo en una gran masa, pero abandoné esa opción después de algunas pruebas anteriores. Parecía que los diodos se estaban calentando terriblemente, lo que, por supuesto, significa que estaban disipando mucha energía que se suponía iba a los componentes.

Otra alternativa que he considerado es un regulador de voltaje de diodo Zener. Esto se combinaría bien con una aplicación de bajo amperaje y un mínimo de electrónica, pero desafortunadamente también sufre de ineficiencia de conversión.

Para el registro, mis componentes son:

+---------------------------+---------+--------------+-------+  
| component                 | voltage | usage        | draw  |  
+---------------------------+---------+--------------+-------+  
| tail light                | 3V      | night time   |  25mA |  
| headlight                 | 6V      | night time   | 250mA |  
| cycling computer          | 3V      | always       |   1mA |  
| turn signals (automotive) | 12V     | intermittent |  55mA |  
+---------------------------+---------+--------------+-------+  

La buena noticia es que dado que todos estos dispositivos funcionan con baterías, toleran las fluctuaciones normales de voltaje de la química de la batería.

Planes de futuro:
Sistema de recarga de dínamo hub 6v