Stránka je v testovacom režime. Ospravedlňujeme sa za akékoľvek prerušenia alebo nepresnosti.
Žiadame vás, aby ste nám napísali o nepresnostiach a problémoch pomocou formulára spätnej väzby.
Merač kapacity batérie na mikrokontroléri.
Autorom vyvinutý prístroj je určený na automatické meranie kapacity väčšiny typov batérií – od malých batérií až po autobatérie. Princíp merania je založený na vybíjaní batérie stabilným prúdom s automatickým výpočtom doby vybíjania a ďalším násobením týchto hodnôt, výsledok sa získa v obvyklom rozmere - ampérhodinách. Základom zariadenia je mikrokontrolér Atmega8 (MK), bežiaci na programe, ktorého kódy sú uvedené v článku. Okrem MK obsahuje merač tri mikroobvody (K155ID3, KR142EN5V, LM358N) a tranzistor IRL2505. Na zobrazenie výsledkov slúžia dva digitálne LED indikátory: trojmiestny TOT3361 (zobrazuje hodnotu vybíjacieho prúdu vo formáte X.XX) a deväťmiestny E90361-L-F (zobrazuje hodnotu kapacity v ampérhodinách v XX. XXX a napätie, na ktoré je možné batériu vybiť, v rozsahu od 1 do 25,5 V). Monitoruje sa aktuálne napätie batérie. Sú uvedené programové kódy MK a výkres dosky plošných spojov. Program MK bude zverejnený aj na našom FTP serveri na adrese< ftp:// ftp . radio . ru / pub /2009/03/ izm . zip >.
Tento kapacitný merač dokáže merať kapacitu kondenzátorov s rozlíšením 1 pF na dolnom konci rozsahu. Maximálna nameraná kapacita je 10 000 µF. Skutočná presnosť nie je známa, ale lineárna chyba je maximálne 0,5 % a zvyčajne menej ako 0,1 % (získaná meraním niekoľkých paralelne zapojených kondenzátorov). Najväčšie ťažkosti vznikajú pri meraní veľkokapacitných elektrolytických kondenzátorov.
Kapacitný merač pracuje v režime automatickej voľby meracích limitov, alebo v dolnom alebo hornom kapacitnom rozsahu nútene. Zariadenie má dva rôzne meracie limity, pričom realizuje dve merania pre ten istý kondenzátor. Vďaka tomu je možné skontrolovať presnosť merania a zistiť, či meraná časť je skutočne kondenzátor. Pri tejto metóde elektrolyty vykazujú svoju charakteristickú nelinearitu, ktorá poskytuje rôzne hodnoty pri rôznych limitoch merania.
Merač kapacity má systém menu, ktorý okrem iného umožňuje kalibrovať nulovú hodnotu a kapacitu 1 µF. Kalibrácia je uložená v EEPROM.
Pre projekt bol vybraný jeden z najmenších čipov Atmega8. Obvod je napájaný 9V batériou cez lineárny regulátor 7805. 
Prístroj môže pracovať v troch režimoch: meranie v dolnom rozsahu, v hornom rozsahu a vo vybíjacom režime. Tieto režimy sú určené stavom kolíkov ovládača PD5 a PD6. Počas vybíjania má PD6 log. 0 a kondenzátor sa vybije cez odpor R7 (220 Ohm). V hornom rozsahu merania má PD5 log. 1, nabíjanie kondenzátora cez R8 (1,8K) a PD6 je v stave Z, aby umožnil analógovému komparátoru porovnať napätie. V spodnom meracom rozsahu je PD5 tiež v stave Z a kondenzátor sa nabíja iba cez R6 (1,8 MΩ).
Ako indikátor možno použiť ľubovoľný 16x2 znakový displej na ovládači HD44780. Rozloženie konektora displeja je znázornené na tomto obrázku:
Zariadenie je zmontované na doštičke a je umiestnené v jednoduchom obdĺžnikovom plastovom obale. Kryt krytu má vyrezané otvory pre indikátor, tlačidlo a LED, ktoré sú zaistené tavným lepidlom:
Program na meranie kapacity
Zariadenie môže používať ovládače rodiny atmega8 a atmega48/88/168. Pri výmene ovládača v programe musíte zmeniť riadok zodpovedný za konfiguráciu časovača konkrétneho ovládača.
Modulárna verzia vizuálneho a presného ampérhodinového merača batérie, zostavená s minimálnymi nákladmi z počítačového odpadu.
Toto je moja reakcia na článok.
Malá predohra...
Pod mojím patronátom je flotila 70 počítačov rôznych rokov výroby a stavu. Prirodzene, prevažná väčšina má neprerušiteľné zdroje napájania (v texte - UPS). Organizácia je rozpočtová, samozrejme vám nedávajú peniaze, napríklad robte, čo chcete, ale všetko musí fungovať. Po krátkych testoch so záťažou v podobe 150-wattovej žiarovky som zistil, že 70% UPS nevydrží záťaž dlhšie ako 1 minútu, UPS APC sú chybné s kontaktmi spínacieho relé (prepína na batéria bzučí a pípa a výstup je úplne nulový). Samozrejme, nikto ma nenechal skontrolovať všetky UPS naraz. Riešenie sa ukázalo byť jednoduché: raz za pol roka alebo rok som zobral počítače na čistenie, premazanie a zároveň UPS na testovanie a kontrolu vnútorností.
Samozrejmosťou sú UPS rôznych značiek a kapacít (existuje starý 600-wattový model z roku 1992, pôvodná batéria zomrela túto jeseň, predtým som musel pred 4 rokmi absolvovať intenzívnu starostlivosť). Ak niekto nevie, domáce a kancelárske UPS používajú batérie rôznych typov, krytov, napätí a kapacít. Typickým predstaviteľom je GP1272F2 (12 V, 7 A/h). Ale natrafia aj na 6V - 4,5 A/h.
Ceny batérií často presahujú polovicu ceny nového UPS. Navyše sa v kancelárii (kde pracujem na polovičný úväzok) hromadia vybité batérie. Vyvstala otázka: aká je skutočná kapacita pred a po vybratí z koša a koľko minút prevádzky možno očakávať od UPS. A potom ma zaujal článok I. Nechaeva V časopise "Rozhlas" 2/2009 asi taký meter.
Samozrejme, niektoré aspekty sa mi nepáčili, som taký bastard.
A tak začnime s...
Toto je pôvodný diagram z článku
TTX: vybíjací prúd 50, 250, 500 mA, vypínacie napätie 2,5-27,5 Volt.
vypíšem čo sa mi nepáčilo: maximálny vybíjací prúd je len 0,5A (a nie je zaujímavé čakať, kým sa vybije 7 Ah), hraničný rozsah je príliš široký a je ľahké ho zraziť, všetok prúd ide do štartu cez tlačidlo, stabilizátor prúdu na páse poľa pre LED je overkill, dióda v riadiacom výstupe zvyšuje požadovaný úbytok na prúdových odporoch je až 1,8V a v prípade poruchy sa zasekne 317 chodcov.
O vybíjacom prúde: V batériách sa stáva, že aktívna hmota je utesnená v povlaku (nezamieňať so sulfatáciou), pričom pohyblivosť elektrolytu klesá a ak sa vybije malým prúdom, môže úplne vybiť kapacitu, ale pri inštalácii v UPS, test neprejde. No potom ho treba vybiť malým prúdom a nabiť, t.j. zaobchádzať.
Dobrá vec na modularite toho, čo som dostal, je, že môžete vyrobiť 2 alebo viac vybíjacích modulov (môžete tiež prepínať 1 prúdový odpor) rôzneho výkonu alebo dokonca typu a 2 odpojovačov pre 6 a 12-voltové batérie alebo 1 s vypínač.
Fotky môjho merača:
Vidíme: odrezaný blok, prúdové zaťaženie, čínske chodítka.
Opakujem, pracujem ako sysadmin, občas opravujem základné dosky, takže istá kopa mŕtveho železa je.
Začnem v opačnom poradí: chodúľky sú mierne upravené tak, aby mohli bežať na napájanie od 1,5 do 25 voltov.
Schéma úpravy chodca:
1117 vytiahnutý z mŕtvej základnej dosky.
2 kOhm odpor je minimálne zaťaženie stabilizátora.
podľa toho schéma:
Toto sú 2 ampéry. Keďže sa ukázalo, že R1 je väčší ako 0,75 ohmov, musel som pridať 2 odpory (toto je R3, dva v jednom na fotografii), aby bol prúd 2 ampéry. Ak by si to niekto nevšimol, medzi mikro a tranzistorom na radiátore nie sú žiadne tesnenia. Môžete samozrejme použiť aj iný obvod, ako napríklad v rádiu 3/2007 str.34, stačí pridať referenčné napätie.
317 (real) má prúdovú a tepelnú ochranu.
No najhoršie na tom je odrezanie.
Super 3D inštalácia, ale len 3 cm kubické, na pečati bude oveľa väčšia. Polevik, ak je na 6V batérii, potom je veľmi žiaduci s logickým ovládaním.
Táto časť sa takmer nelíši od pôvodnej, tlačidlo štart sa presunulo z drain-source na kolektor-emitor, premenná bola nahradená pevným deličom, čínskou supersvietivou LED cez rezistor.
Možné variácie: horné rameno (podľa pôvodného zapojenia je to R4) vymeňte za odpor + variabilný, čím sa obmedzí rozsah nastavenia (potrebné, keď je vybíjací prúd úmerný kapacite batérie); iné nápady sú možné.
Pre vzorce Uref=2,5v pre bežné 431 a pre 431L sa rovná 1,25v.
Pevné odpojenie napätia:
Vzorec na výpočet: Uots= Uref(1+R4/R5)
alebo R5=(Uots-Uref)/(Uref*R4)
Nastaviteľné prerušenie napätia:
Vzorec na výpočet: Uots = Uref(1+(R4+R6)/R5)
alebo R5 = (Uots- Uref) / (Uref*(R4+R6))
Tu ale treba rátať od alternátora, na ňom by pri vybití 0,1s malo klesnúť (Udelta) 1,15v pre 6v batériu a 2,30v pre 12v batériu.
Preto sú vzorce transformované a výpočet je trochu iný.
Umin pozri tabuľku nižšie.
R5 = Uref * R6 / Udelta
R4 = ((Umin -Uref) * R5) / Umin
Zariadenie, pomocou ktorého môžete skontrolovať kapacitu lítium-iónových AA batérií. Batérie notebookov sa často stávajú nepoužiteľnými kvôli tomu, že jedna alebo viac batérií stráca svoju kapacitu. V dôsledku toho si musíte kúpiť novú batériu, keď si vystačíte s malými nákladmi, a tieto nepoužiteľné batérie vymeniť.
Čo budete k zariadeniu potrebovať:
Arduino Uno alebo akýkoľvek iný kompatibilný.
LCD displej 16X2 s ovládačom Hitachi HD44780
Polovodičové relé OPTO 22
10 MΩ odpor pri 0,25 W
Držiak batérie 18650
Rezistor 4 Ohm 6W
Jedno tlačidlo a napájanie od 6 do 10V pri 600 mA
Teória a prevádzka
Napätie na plne nabitom Li-Ion akumulátore bez záťaže je 4,2V. Keď je pripojená záťaž, napätie rýchlo klesne na 3,9 V a potom pomaly klesá, keď je batéria v prevádzke. Článok sa považuje za vybitý, keď napätie na ňom klesne pod 3V.
V tomto zariadení je batéria pripojená k jednému z analógových kolíkov Arduina. Zmeria sa napätie na batérii bez záťaže a regulátor čaká na stlačenie tlačidla „Štart“. Ak je napätie batérie vyššie ako 3V. , stlačením tlačidla sa spustí test. Na tento účel je k batérii cez polovodičové relé pripojený 4 ohmový odpor, ktorý bude pôsobiť ako záťaž. Napätie číta regulátor každú pol sekundu. Pomocou Ohmovho zákona môžete zistiť prúd dodávaný do záťaže. I=U/R, U-čítanie z analógového vstupu regulátora, R=4 Ohm. Keďže merania sa vykonávajú každú pol sekundu, za každú hodinu je 7200 meraní. Autor jednoducho vynásobí 1/7200 hodiny aktuálnou hodnotou a výsledné čísla sčíta, kým sa batéria nevybije pod 3V. V tomto momente relé zopne a na displeji sa zobrazí výsledok merania v mAh
LCD pinout
Účel PIN
1 GND
2 + 5V
3 GND
4 Digitálny PIN 2
5 Digitálny PIN 3
6,7,8,9,10 Nie je pripojené
11 Digitálny PIN 5
12 Digitálny PIN 6
13 Digitálny PIN 7
14 Digitálny PIN 8
15 + 5 V
16 GND
Autor na úpravu jasu displeja nepoužil potenciometer, namiesto toho spojil pin 3 so zemou. Držiak batérie je spojený mínusom so zemou a plusom s analógovým vstupom 0. Medzi plus držiaka a analógový vstup je pripojený odpor 10 MΩ, ktorý funguje ako pull-up. Polovodičové relé je zapnuté s mínusom na zem a plus s digitálnym výstupom 1. Jeden z kontaktných kolíkov relé je pripojený na plus držiaka, medzi druhým kolíkom a zem, ktorá pri vybití batérie pôsobí ako záťaž. Majte na pamäti, že bude dosť horúco. Tlačidlo a spínač sú zapojené podľa schémy na fotografii.
Keďže obvod používa PIN 0 a PIN 1, musia byť pred načítaním programu do ovládača deaktivované.
Po pripojení všetkého, nahrajte firmvér priložený nižšie, môžete skúsiť otestovať batériu.
Na fotografii je znázornená hodnota napätia, ktorú regulátor vypočítal.
Napätie na ňom musí byť vyššie ako 3V
Toto zariadenie je určené na meranie kapacity Li-ion a Ni-Mh akumulátorov, ako aj na nabíjanie Li-ion akumulátorov s voľbou počiatočného nabíjacieho prúdu.
Kontrola
Zariadenie pripojíme na stabilizovaný zdroj 5V a prúd 1A (napríklad z mobilu). Indikátor zobrazí na 2 sekundy výsledok predchádzajúceho merania kapacity „xxxxmA/c“ a na druhom riadku hodnotu registra OCR1A „S.xxx“. Vložíme batériu. Ak potrebujete nabiť batériu, krátko stlačte tlačidlo CHARGE, ak potrebujete zmerať kapacitu, stlačte krátko tlačidlo TEST. Ak potrebujete zmeniť nabíjací prúd (hodnotu registra OCR1A), stlačte tlačidlo CHARGE na dlhší čas (2 sekundy). Prejdite do okna úpravy registra. Pustíme tlačidlo. Krátkym stlačením tlačidla CHARGE meníme hodnoty registra v kruhu (50-75-100-125-150-175-200-225), prvý riadok zobrazuje nabíjací prúd vybitej batérie pri zvolená hodnota (za predpokladu, že máte v obvode rezistor 0,22 Ohm). Krátko stlačte tlačidlo TEST, hodnoty registra OCR1A sa uložia do energeticky nezávislej pamäte.
Ak ste so zariadením vykonali rôzne manipulácie a potrebujete vynulovať hodiny alebo nameranú kapacitu, potom dlho stlačte tlačidlo TEST (hodnoty registra OCR1A sa neresetujú). Po dokončení nabíjania sa podsvietenie displeja vypne, podsvietenie zapnete krátkym stlačením tlačidla TEST alebo CHARGE.
Prevádzková logika zariadenia je nasledovná:
Po pripojení napájania indikátor zobrazuje výsledok predchádzajúceho merania kapacity batérie a hodnotu registra OCR1A, uloženú v energeticky nezávislej pamäti. Po 2 sekundách prístroj prejde do režimu určenia typu batérie na základe napätia na svorkách.
Ak je napätie viac ako 2V, tak ide o Li-ion batériu a napätie pri plnom vybití bude 2,9V, v opačnom prípade ide o Ni-MH batériu a napätie pri plnom vybití bude 1V. Ovládacie tlačidlá sú dostupné až po pripojení batérie. Ďalej zariadenie čaká na stlačenie tlačidiel Test alebo Charge. Na displeji sa zobrazí „_STOP“. Keď krátko stlačíte tlačidlo Test, záťaž sa pripojí cez MOSFET.
Veľkosť vybíjacieho prúdu je určená napätím na rezistore 5,1 Ohm a každú minútu sa sčítava s predchádzajúcou hodnotou. Zariadenie používa na chod hodín 32768 Hz quartz.
Displej zobrazuje aktuálnu hodnotu kapacity batérie "xxxxmA/s" a torus vybitia "A.xxx", ako aj čas "xx:xx:xx" od okamihu stlačenia tlačidla. Zobrazuje sa aj animovaná ikona slabej batérie. Na konci testu Ni-MH batérie sa zobrazí správa „_STOP“, výsledok merania sa zobrazí na displeji „xxxxmA/c“ a zapamätá sa.
Ak je batéria Li-ion, potom sa výsledok merania zobrazí aj na displeji „xxxxmA/c“ a zapamätá sa, ale okamžite sa aktivuje režim nabíjania. Na displeji sa zobrazí obsah registra OCR1A "S.xxx". Zobrazuje sa aj animovaná ikona nabíjania batérie.
Nabíjací prúd sa upravuje pomocou PWM a je obmedzený odporom 0,22 Ohm. V hardvéri môže byť nabíjací prúd znížený zvýšením odporu z 0,22 Ohm na 0,5-1 Ohm. Na začiatku nabíjania sa prúd postupne zvyšuje až na hodnotu registra OCR1A alebo kým napätie na svorkách batérie nedosiahne 4,22V (ak bola batéria nabitá).
Veľkosť nabíjacieho prúdu závisí od hodnoty registra OCR1A - čím väčšia hodnota, tým väčší nabíjací prúd. Keď napätie na svorkách batérie presiahne 4,22V, hodnota registra OCR1A sa zníži. Proces nabíjania pokračuje, kým hodnota registra OCR1A nie je 33, čo zodpovedá prúdu asi 40 mA. Tým sa nabíjanie končí. Podsvietenie displeja sa vypne.
nastavenie
1. Pripojte napájanie.
2. Pripojte batériu.
3. Pripojte voltmeter k batérii.
4. Pomocou dočasných tlačidiel + a - (PB4 a PB5) zabezpečíme, aby sa hodnoty voltmetra na displeji a referenčného voltmetra zhodovali.
5. Dlho stlačte tlačidlo TEST (2 sekundy), dôjde k uloženiu do pamäte.
6. Vyberte batériu.
7. Pripojte voltmeter k odporu 5,1 Ohm (podľa schémy blízko tranzistora 09N03LA).
8. Pripojte nastaviteľný zdroj na svorky batérie, nastavte napájanie na 4V.
9. Krátko stlačte tlačidlo TEST.
10. Zmeriame napätie na rezistore 5,1 Ohm - U.
11. Vypočítajte vybíjací prúd I=U/5,1
12. Pomocou dočasných tlačidiel + a - (PB4 a PB5) nastavíme vypočítaný vybíjací prúd I na indikátore „A.xxx“.
13. Dlho stlačte tlačidlo TEST (2 sekundy), dôjde k uloženiu do pamäte. 
Zariadenie je napájané zo stabilizovaného zdroja s napätím 5 Voltov a prúdom 1A. Quartz s frekvenciou 32768 Hz je navrhnutý pre presné meranie času. Radič ATmega8 je taktovaný z interného oscilátora s frekvenciou 8 MHz a je potrebné nastaviť aj ochranu proti vymazaniu EEPROM s príslušnými konfiguračnými bitmi. Pri písaní ovládacieho programu boli použité vzdelávacie články z tejto stránky.
Aktuálne hodnoty koeficientov napätia a prúdu (Ukof. Ikof) môžete vidieť, ak na tretí riadok pripojíte displej 16x4 (pre ladenie je vhodnejšie 16x4). Alebo v Ponyprog, ak otvoríte súbor firmvéru EEPROM (načítaný z radiča EEPROM).
1 bajt - OCR1A, 2 bajty - I_kof, 3 bajty - U_kof, 4 a 5 bajtov sú výsledkom predchádzajúceho merania kapacity.
Video z fungovania zariadenia:
