O perigo das baterias de Ni-Cd (2)

Na postagem anterior sobre o tema das problemáticas baterias de Níquel-Cádmio demonstrei que as mesmas são sujeitas a vazamentos que podem danificar irreversivelmente a placa mãe, como infelizmente ocorreu com uma placa baseada no processador 80386 SX. Também recomendei na supracitada postagem que fosse feita uma inspeção nas placas que utilizam tais baterias e uma substituição preventiva das mesmas - pois bem, eis aqui os resultados que verifiquei na inspeção realizada na minha coleção de placas mãe bem como o processo de substituição, que requer alguns cuidados – confira como proceder para trocar baterias de Ni-Cd por CR2032 de lítio com total segurança.

Mais uma placa mãe com a bateria apresentando vazamento

A inspeção

A imagem de abertura da postagem mostra uma das minhas placas mãe 80386 DX cuja bateria estava apresentando vazamento e foi imediatamente removida. Como esta é uma placa reserva de testes ela ficará por enquanto sem bateria.

Bateria de Ni-Cd removida. Felizmente neste caso o socorro chegou a tempo e a placa continuou funcionando

De forma preventiva decidi remover a bateria Ni-Cd também da minha placa principal 80386 DX apesar de não estar apresentando sinais de vazamento, e substituí-la por uma CR2032.

A placa mãe primária 80386 DX teve a bateria de Ni-Cd preventivamente removida

Remoção da bateria de Ni-Cd

Infelizmente as baterias de Ni-Cd são soldadas diretamente à placa mãe e para a sua remoção é necessário empunhar um ferro de solda e um sugador (como o da imagem abaixo) para remover os restos da solda velha. 

Dica: caso você não esteja conseguindo “derreter” a solda original aplicar um pouco de estanho sobre a mesma facilita bastante a remoção. 

Alerta: caso você não sinta segurança para manipular um ferro de solda recomendo que não faça o procedimento. Você poderá danificar componentes e o pior, se machucar. Procure a ajuda de um técnico.

Sugador de solda

Para a substituição encontrei em uma casa especializada estas simpáticas CR2032 montadas com terminais:

Alteração do circuito

Este procedimento requer a observância de certos detalhes técnicos. Ao contrário das baterias de Ni-Cd, as CR2032 de lítio não foram feitas para serem recarregadas (até existem baterias CR2032 recarregáveis, porém elas são feitas de Li-Ion) e caso isto não seja observado elas podem esquentar até explodir! Desta forma, para ser possível substituir uma bateria Ni-Cd por uma de lítio é necessário fazer uma pequena alteração no circuito elétrico adicionando um diodo.

Facilmente encontrado em casas de componentes eletrônicos a preços módicos, o diodo é um dos mais rudimentares semicondutores por permitir que a corrente elétrica flua em apenas um sentido: quando polarizado inversamente (no polo negativo ou cátodo) impede a passagem da corrente, funcionando também como um fusível, pois em casos de sobrecarga o seu filamento interno se rompe isolando o circuito. 

Logicamente que o diodo tem as suas especificações, sendo que as mais importantes são a corrente máxima direta (que é a corrente máxima que ele “deixa passar”) e a tensão reversa (que é a tensão máxima que o diodo consegue impedir a passagem quando polarizado no seu cátodo) -  consultar o data sheet conforme o modelo de diodo é a melhor forma para obter estes números. Outro número importante é a queda de tensão, que seria a tensão que o diodo consome quando está conduzindo, que tipicamente é de 0,3 V nos modelos de germânio e de 0,7 V nos de silício.

Para esta aplicação utilizei um diodo 1N34 de germânio, cuja corrente máxima direta suportada é de 500 mA e a tensão reversa máxima é de 60 V. Note que aqui estou utilizando um diodo padrão, também chamado de diodo de junção. Existem diversos outros tipos tais como os diodos emissores de luz (os famosos LEDs), os Zener e os Schottky, apenas para citar alguns exemplos.

Um diodo de junção e os seus polos: ânodo (+) e cátodo (-). A faixa escura indica o cátodo

A sua representação é a seguinte:

Instalação

O diodo deve ser instalado em série com a bateria CR2032 com o seu polo negativo voltado para a placa mãe, impedindo desta forma que a mesma tente recarregar a CR2032, pois como vimos nos parágrafos acima quando polarizado no seu cátodo o diodo impede a passagem de corrente. Desta forma, apenas a tensão proveniente da bateria flui para a placa mãe justamente para manter os ajustes feitos no Setup salvos na memória CMOS.

Diodo de junção instalado em série com a CR2032

No lado da solda

O esquemático do circuito atualizado ficou assim:

Havia uma preocupação quanto à queda de tensão do circuito modificado, visto que a bateria de Ni-Cd é de 3,6 V e uma CR2032 é de 3 V, e como a queda de tensão introduzida pelo diodo de germânio é de 0,3 V, aproximadamente cerca de 2,7 V são efetivamente fornecidos à placa mãe. Porém esta tensão reduzida mostrou-se suficiente para alimentar a memória CMOS – muito provavelmente a tensão maior é devido ao processo de recarga da Ni-Cd original. O máximo que pode acontecer neste cenário é a CR2032 se gastar mais rapidamente, o que não chega a ser um grande problema.

Para testar fiz alguns ajustes no Setup, os salvei e deixei a placa mãe completamente desligada por três dias. Ao religa-la tive a grata surpresa de observar que os ajustes feitos estavam preservados, e o que é melhor: com possibilidade zero de vazamentos e danos. Maravilha!

O funcionamento ficou perfeito: o conteúdo da memória CMOS é preservado 

É isto aí, acabamos de salvar mais uma placa mãe clássica. Espero que tenham gostado!

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O perigo das baterias de Ni-Cd

Veja também:
Pentium: a quinta geração dos processadores x86 (Parte 1 - Apresentação e componentes)
80386: a primeira CPU x86 de 32 bits (Parte 1 – Apresentação e montagem)
Ressuscitando um antigo 286 (Parte 1 – Apresentação e componentes)