|
Тестер емкости аккумулятора
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 11:43 | Сообщение # 1
|
VladUS731303
Постов: 7
ОК |
Устройство измеряет емкость Li-Ion аккумулятора разряжая его на нагрузочный резистор. Точность измерения позволяет провести оценку состояния аккумулятора и сделать подбор аккумуляторов с идентичной емкостью. Второй режим работы схемы – обычная зарядка аккумулятора. Схема содержит минимальное количество элементов и практически не требует настройки. Информация о статусе измерения и параметрах выводится на дисплей подключенный по стандартной для этого типа дисплеев, схеме. Принципиальная схема приведена ниже.
Алгоритм работы.
Принцип измерения емкости аккумулятора основан на косвенном замере потребляемого от аккумулятора тока за период времени. Емкость аккумулятора — это произведение этих двух величин: Емкость (мА*час) = Ток (миллиамперы) * Время (часы). Началом измерения является условие полной зарядки аккумулятора, а его окончанием – порог, устанавливаемый в программе, т.н. напряжение отсечки (в скетче = 3.0 в).
Цикл измерения разбит на три фазы: заряд аккумулятора, разряд с измерением емкости и, еще один полный заряд. Общее время цикла напрямую зависит от емкости измеряемого аккумулятора, тока заряда и тока разряда, и например, для аккумулятора емкостью 1700 мА*ч составит порядка 6-ти часов. Заряд осуществляется от готового модуля зарядки собранном на микросхеме TP4056:
Ток заряда задается резистором, подключенный к выводу 2 микросхемы, и по умолчанию равен максимальному значению - 1000 миллиампер. Если вы планируете измерять аккумуляторы емкостью менее 1500 миллиампер*час, то следует уменьшить зарядный ток, как минимум, до половины их емкости в соответствии с таблицей:
По состоянию выводов 6 и 7 микросхемы TP4056 ардуино определяет достижение уровня полного заряда. Затем ардуино включает реле, которое своими контактами переключает аккумулятор от платы зарядки на разрядный резистор. Измеряется напряжение на аккумуляторе и вычисляется его текущая емкость. Как только напряжение на аккумуляторе падает ниже порогового значения, определяемого в программе (переменная Voff), то измерение емкости завершается, реле обесточивается и начинается финальная фаза – заряд аккумулятора по окончанию которой выдается сообщение об окончании работы программы. К выходу платы зарядка подключен резистор сопротивлением около 270 кОм (между выводами BAT+ и BAT-). Он задает необходимый режим работы платы при отключенном аккумуляторе.
При замкнутом джампере J3 схема работает по описанному алгоритму измерения емкости. При разомкнутом джампере J3 активен режим зарядки аккумулятора. Это если вам нужно просто зарядить аккумулятор.
Схема собрана таким образом, что заряд аккумулятора можно производить и с изъятым из схемы ардуиной, т.е. использовать устройство как обычное зарядное устройство в случае, если вы решили применить ардуину в своих других проектах. В этом случае циклы индикация заряда и его завершения определяется по двум светодиодам, установленным на модуле TP4056.
Настройка и изготовление.
Так как точность определения емкости сильно зависит от точности измерения напряжения, то в алгоритме работы используется метод калибровки от внутреннего опорного источника напряжения и усреднения выборок измерений. Я позаимствовал наработки отсюда. Изменением константы «typVbg» добиваются равенства, измеренного вольтметром и ардуинкой напряжения питания Vcc, которое отображается на дисплее.
Следующим критичным к точности измерений элементом является нагрузочный резистор. Его, максимально точно измеренное, сопротивление указывается в программе (в примере оно равно 4.9 Ома). Суммарная мощность нагрузочного резистора (-ов) должна быть не менее 5 Ватт. Будьте осторожны, нагрузочные резисторы разогреваются свыше 90 град!
При сборке устройства возьмите провода идущие от платы зарядки к аккумулятору сечением на менее 1.5 кв. мм, т.к. по ним течет достаточно большой ток создавая на них падение напряжения и ухудшающий точность измерений.
Реле K1 желательно взять с рабочим током катушки менее 25 мА и напряжением срабатывания 5В. За неимением у автора такого реле мне пришлось включить последовательно с реле резистор R2 для ограничения тока, протекающего через реле.
Схема смонтирована на печатной плате, выполненной на односторонне фольгированном текстолите. Монтаж начинают с установки перемычки на печатной плате:
затем устанавливают остальные элементы, и в завершении припаивают два провода от выводов 6 и 7 микросхемы TP4056 к цифровым входам D6 и D7 ардуино:
Важно наклеить скотч на обратную сторону дисплея для электрической изоляции его металлического слота SD карты от ардуино:
Не подключая аккумулятор проверьте индикацию на дисплее и напряжение на выводах разъема J2. Оно должно быть более 4,2 В.
Подключаем аккумулятор, проверяем работу. Фаза 1, зарядка:
Фаза 2, измерение емкости:
Фаза 3, повторная зарядка и останов. Отображение измеренной емкости, среднего разрядного тока и его отношение к емкости:
Файлы принципиальной схемы, печатной платы в формате программы Dip Trace и .pdf и скетч для Arduino можно скачать здесь:
https://cloud.mail.ru/public/2tsU/9Gu862a7j
VladUS73. 2020.
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 14:43 | Сообщение # 2
|
apeks
Постов: 2197
Друзья |
хорошая тема,нужная 
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 14:54 | Сообщение # 3
|
Сергей-78
Постов: 6050
U |
Как по мне, то большой недостаток это в модуле зарядки. Если у меня 10А/ч акб, то этим модулем я его буду заряжать до конца света. Лучше повесить эту функцию на ардуино.
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 14:55 | Сообщение # 4
|
apeks
Постов: 2197
Друзья |
hex есть? и еще вопрос атмега168 потянет прошивку?
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 15:42 | Сообщение # 5
|
VladUS731303
Постов: 7
ОК |
HEXa нема. Или его можно сгенерить в среде ардуино IDE?
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 16:07 | Сообщение # 6
|
Лекс59
Постов: 1082
Друзья |
Цитата VladUS731303 (  ) HEXa нема. Или его можно сгенерить в среде ардуино IDE?
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 16:54 | Сообщение # 7
|
46БРАТ46
Постов: 582
ОК |
Цитата Лекс59 ( ) И как теперь быть?
Я считаю нужно сюда же выкладывать.Каждый возьмёт то что ему нравится.  |
|
| | Вс, 01.03.2020, 17:28 | Сообщение # 8
|
булат
Постов: 554
Друзья |
Я тоже свой вариант собрал,без реле-вместо него ключ FS8205
Короче ардуина,1602 дисплей и зарядка с защитой от переразряда
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 19:09 | Сообщение # 9
|
apeks
Постов: 2197
Друзья |
меня только одно напрягает, ардуина=атмега328 а хекс из скетча проекта часто влегкую влазит в атмега8,168
|
|
| | Вс, 01.03.2020, 19:24 | Сообщение # 10
|
булат
Постов: 554
Друзья |
Там кода 10,92 кб,в атмегу168 влезет
Насчет получения нех (у меня ардуино 1.8.10)-скетч->экспорт бинарного файла,в итоге 2 хекса-один для атмеги с загрузчиком,второй без загрузчика,только надо выбирать атмега168 или 328 и тактовая 8 или 16 МГц
|
|
