DIY Arduino batareya quvvati sinovchisi - V2.0: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Hozirgi vaqtda Lityum va NiMH soxta batareyalari hamma joyda sotiladi, ular haqiqiy sig'imidan yuqori sig'imli reklama orqali sotiladi. Shunday qilib, haqiqiy va soxta batareyani ajratish juda qiyin. Xuddi shunday, qutqarilgan 18650 noutbuk batareyalarida saqlangan quvvatni bilish qiyin. Shunday qilib, batareyalarning haqiqiy hajmini o'lchash uchun qurilma kerak.

2016 yilda men "Arduino sig'imi sinovchisi - V1.0" bo'yicha ko'rsatma yozdim, bu juda to'g'ri va oddiy qurilma edi. Oldingi versiya Ohms qonuniga asoslangan edi. Tekshiriladigan batareya qattiq rezistor orqali chiqariladi, oqim va vaqt davomiyligi Arduino bilan o'lchanadi va quvvat har ikkala ko'rsatkichni ko'paytirish yo'li bilan hisoblanadi (tushirish oqimi va vaqt).

Oldingi versiyaning kamchiliklari shundaki, sinov paytida, batareya zo'riqishining pasayishi bilan, oqim ham kamayadi, bu esa hisob -kitoblarni murakkab va noaniq qiladi. Buni bartaraf etish uchun men V2.0 -ni shunday qildimki, oqim tushirish jarayonida doimiy bo'lib qoladi. Men ushbu qurilmani MyVanitar -ning original dizayniga ilhomlanib yasadim

Capacity Tester V2.0 ning asosiy xususiyatlari:

1. AA / AAA NiMh / NiCd, 18650 Li-ion, Li-Polimer va Li FePO4 batareyasining hajmini o'lchash imkoniyati. Bu 5 V dan past bo'lgan deyarli har qanday batareyaga mos keladi.

2. Foydalanuvchilar tugmachalari yordamida tushirish oqimini o'rnatishi mumkin.

3. OLED foydalanuvchi interfeysi

4. Qurilma Elektron yuk sifatida ishlatilishi mumkin

Yangilanish 02.12.2019

Endi siz tenglikni va uning tarkibiy qismlarini PCBWay to'plamidan buyurtma qilishingiz mumkin

Ogohlantirishlar: E'tibor bering, siz portlovchi va xavfli Li-Ion batareyasi bilan ishlaysiz. Mabodo, mol -mulkning yo'qolishi, shikastlanishi yoki hayotdan ko'z yumishi uchun men javobgar bo'la olmayman. Bu qo'llanma qayta zaryadlanuvchi lityum-ion texnologiyasini biladiganlar uchun yozilgan. Iltimos, agar siz yangi boshlovchi bo'lsangiz, bunga urinmang. Xavfsiz qoling.

Ta'minotlar

Ishlatilgan komponentlar

Endi PCBWay -dan komplektda ushbu loyihani yaratish uchun tenglikni va barcha komponentlarni buyurtma qiling

1. PCB: PCBWay

2. Arduino Nano: Amazon / Banggood

3. Opamp LM358: Amazon / Banggood

4. 0,96 dyuymli OLED -displey: Amazon / Banggood

5. Seramika qarshiligi: Amazon / Banggood

6. 100nF kondansatör: Amazon / Banggood

7. Kondensator 220uF: Amazon / Banggood

8. Rezistorlar 4.7K va 1M: Amazon / Banggood

9. Tugma: Amazon / Banggood

10. Tugmalar tugmasi: Aliexpress

11. Vintli terminal: Amazon / Banggood

12. Prototip taxtasi: Amazon / Banggood

13. PCB-ni o'chirish: Amazon / Banggood

14. Issiqlik quvurlari: Amazon/ Banggood

15. Isitgich: Aliexpress

Ishlatilgan asboblar

1. Lehimlash temir: Amazon / Banggood

2. Qopqoq o'lchagich: Amazon / Banggood

3. Multimetr: Amazon / Banggood

4. Issiq havo puflagichi: Amazon / Banggood

5. Tel kesuvchi: Amazon / Banggood

6. Tel -stripper: Amazon / Banggood

1 -qadam: sxematik diagramma

Butun sxema quyidagi bo'limlarga bo'lingan:

1. Elektr ta'minoti davri

2. Ruxsat etilgan oqim yuklanish davri

3. Batareya kuchlanishini o'lchash davri

4. Foydalanuvchi interfeysi sxemasi

5. Buzzer davri

1. Elektr ta'minoti davri

Quvvat manbai sxemasi DC Jek (7-9V) va ikkita filtrli kondansatör C1 va C2 dan iborat. Quvvat chiqishi (Vin) Arduino pin Vin ga ulangan. Bu erda men Arduino bortidagi voltaj regulyatoridan 5V kuchlanishini pasaytirish uchun foydalanayapman.

2. Doimiy tok yuklanish davri

O'chirishning asosiy komponenti ikkita operatsion kuchaytirgichni o'z ichiga olgan Op-amp LM358. Arduino pin D10 dan PWM signali past o'tkazgichli filtr (R2 va C6) orqali filtrlanadi va ikkinchi operatsion kuchaytirgichga uzatiladi. Ikkinchi op-ampning chiqishi kuchlanish izdoshlari konfiguratsiyasidagi birinchi op-ampga ulanadi. LM358 quvvat manbai C5 ajratuvchi kondansatör orqali filtrlanadi.

Birinchi op-amp, R1 va Q1 doimiy oqim yuklanishini hosil qiladi. Shunday qilib, endi biz PWM signal pulsining kengligini o'zgartirib, yuk qarshiligi (R1) orqali oqimni nazorat qila olamiz.

3. Batareya kuchlanishini o'lchash davri

Batareya quvvati Arduino analog kirish pimi A0 bilan o'lchanadi. C3 va C4 ikkita kondansatör ADC konvertatsiya qilish qobiliyatini pasaytirishi mumkin bo'lgan doimiy oqim zanjiridan keladigan tovushlarni filtrlash uchun ishlatiladi.

4. Foydalanuvchi interfeysi sxemasi

Foydalanuvchi interfeysi sxemasi ikkita tugmachadan va 0,96 dyuymli I2C OLED-displeydan iborat. Yuqoriga va pastga bosish tugmasi PWM puls kengligini oshirish yoki kamaytirish uchun mo'ljallangan. -tugmachalarni o'chirish uchun C7 va C8 ishlatiladi, uchinchi tugma (RST) Arduino-ni tiklash uchun ishlatiladi.

5. Buzzer davri

Sinovning boshlanishi va oxiri haqida signal berish uchun signal tizimi ishlatiladi. 5V signalli signal Arduino raqamli pin D9 ga ulangan.

2 -qadam: Bu qanday ishlaydi?

Nazariya, birlik kuchaytirgichi sifatida konfiguratsiya qilingan OpAmp inverting (pin-2) va inverting (pin-3) kirishlaridagi kuchlanish taqqoslashga asoslangan. PWM signalini sozlash orqali teskari bo'lmagan kirishga qo'llaniladigan kuchlanishni o'rnatganingizda, opampning chiqishi MOSFET eshigini ochadi. MOSFET yoqilganda, oqim R1 orqali o'tadi, u kuchlanish pasayishiga olib keladi, bu OpAmpga salbiy teskari aloqa beradi. U MOSFET-ni shunday boshqaradiki, uning teskari va teskari kirishlaridagi kuchlanish teng bo'ladi. Shunday qilib, yuk qarshiligidagi oqim OpAmp-ning teskari bo'lmagan kirishidagi kuchlanish bilan mutanosib.

Arduino -dan PWM signali past o'tkazgichli filtr sxemasi (R2 va C1) yordamida filtrlanadi. PWM signalini va filtr pallasining ishlashini sinab ko'rish uchun men DSO ch-1-ni kirishga va ch-2-ni filtr pallasida uladim. Chiqish to'lqin shakli yuqorida ko'rsatilgan.

3 -qadam: Imkoniyatlarni o'lchash

Bu erda batareya past kuchlanishli (3,2 V) zaryadsizlanadi.

Batareya quvvati (mAh) = Hozirgi (I) mA x Vaqt (T) soat

Yuqoridagi tenglamadan ko'rinib turibdiki, batareya quvvatini (mAh) hisoblash uchun biz oqimni mA va soat bo'yicha vaqtni bilishimiz kerak. Tayyorlangan sxema doimiy oqim yuklanish davri, shuning uchun tushirish oqimi sinov muddati davomida o'zgarmaydi.

Chiqarish oqimi yuqoriga va pastga tugmachasini bosib sozlanishi mumkin. Vaqt davomiyligi Arduino kodidagi taymer yordamida o'lchanadi.

4 -qadam: O'chirish sxemasini tuzish

Oldingi bosqichlarda men sxemadagi har bir komponentning vazifasini tushuntirdim. Yakuniy taxtani yasash uchun sakrashdan oldin, avvalo, taxtadagi sxemani sinab ko'ring. Agar sxema non taxtasida juda yaxshi ishlayotgan bo'lsa, prototip taxtasida komponentlarni lehimlashga o'ting.

Men 7 sm X 5 sm prototipli taxtadan foydalandim.

Nanoni o'rnatish: Birinchidan, har birida 15 ta pim bo'lgan ikkita qatorli ayol bosh pimlarini kesib oling. Sarlavhalarni kesish uchun diagonal nipperdan foydalandim. Keyin sarlavha pinlarini lehimlang. Ikkala rels orasidagi masofa Arduino nanosiga mos kelishiga ishonch hosil qiling.

OLED -displeyni o'rnatish: 4 ta pinli ayol boshini kesib oling. Keyin uni rasmda ko'rsatilgandek lehimlang.

Terminallar va komponentlarni o'rnatish: Qolgan qismlarni rasmda ko'rsatilgandek lehimlang.

Ulanish: simlarni sxemaga muvofiq qiling. Men simlarni osongina aniqlash uchun rangli simlardan foydalanardim.

5 -qadam: OLED displey

Batareya quvvati, tushirish oqimi va quvvatini ko'rsatish uchun men 0,96 dyuymli OLED -displeydan foydalanardim. U 128x64 o'lchamli va Arduino bilan aloqa qilish uchun I2C avtobusidan foydalanadi. Arduino Uno -dagi ikkita pin SCL (A5), SDA (A4) ishlatiladi. aloqa uchun.

Men parametrlarni ko'rsatish uchun Adafruit_SSD1306 kutubxonasidan foydalanmoqdaman.

Birinchidan, siz Adafruit_SSD1306 -ni yuklab olishingiz kerak. Keyin uni o'rnatdi.

Ulanishlar quyidagicha bo'lishi kerak

Arduino OLED

5V -VCC

GND GND

A4- SDA

A5- SCL

6 -qadam: Ogohlantirish uchun signal

Sinov boshlanishi va raqobat paytida ogohlantirish berish uchun piezo -signal ishlatiladi. Buzzerning ikkita terminali bor, uzunroq - musbat, qisqa oyog'i - manfiy. Yangi qo'ng'iroqchadagi stikerda " +" belgisi ham bor, bu terminalni ijobiy ekanligini ko'rsatadi.

Prototip taxtasida zilzilani joylashtirish uchun joy yo'qligi sababli, men ikkita sim yordamida signalni asosiy elektron kartaga uladim. Yalang'och ulanishni izolyatsiya qilish uchun men issiqlik o'tkazmaydigan quvurlardan foydalanardim.

Ulanishlar quyidagicha bo'lishi kerak

Arduino buzzer

D9 musbat terminal

GND manfiy terminali

7 -qadam: Qarama -qarshiliklarni o'rnatish

Lehimlash va simlarni ulashdan so'ng, to'siqlarni 4 burchakka o'rnating. U erdan payvand choklari va simlarga etarli bo'shliqni beradi.

8 -qadam: PCB dizayni

Men sxemani EasyEDA onlayn dasturidan foydalanib chizdim, shundan so'ng PCB sxemasiga o'tdim.

Sxemaga qo'shgan barcha komponentlar o'sha erda bo'lishi kerak, bir -birining ustiga qo'yilgan, joylashtirilishi va yo'naltirilishi uchun tayyor bo'lishi kerak. Tamponlarni ushlab, komponentlarni torting. Keyin uni to'rtburchaklar chegara chizig'iga joylashtiring.

Barcha komponentlarni taxta minimal joy egallaydigan qilib joylashtiring. Plitalar kattaligi qanchalik kichik bo'lsa, PCB ishlab chiqarish narxi shuncha arzon bo'ladi. Agar bu taxtada mahkamlagichga o'rnatiladigan teshiklari bo'lsa foydali bo'ladi.

Endi siz yo'nalishni belgilashingiz kerak. Yo'nalish - bu butun jarayonning eng qiziqarli qismi. Bu jumboqni echishga o'xshaydi! Kuzatuv vositasi yordamida biz barcha komponentlarni ulashimiz kerak. Ikki xil yo'lni bir -biriga yopishib qolmaslik va yo'llarni qisqartirish uchun siz yuqori va pastki qatlamlardan foydalanishingiz mumkin.

Jadvalga matn qo'shish uchun Ipak qatlamidan foydalanishingiz mumkin. Bundan tashqari, biz rasm faylini qo'sha olamiz, shuning uchun men o'z veb -saytim logotipining rasmini taxtada chop etish uchun qo'shaman. Oxir -oqibat, mis maydoni asbobidan foydalanib, biz tenglikni er maydonini yaratishimiz kerak.

Siz uni PCBWay -dan buyurtma qilishingiz mumkin.

5 dollarlik kupon olish uchun hozir PCBWay -ga ro'yxatdan o'ting. Bu shuni anglatadiki, sizning birinchi buyurtmangiz bepul, faqat siz etkazib berish narxini to'lashingiz kerak.

Siz buyurtma berganingizda, men o'z ishimga qo'shgan hissam uchun PCBWay -dan 10% xayriya olaman. Sizning kichik yordamingiz meni kelajakda yanada ajoyib ishlarga undashi mumkin. Hamkorligingiz uchun tashakkur.

9 -qadam: tenglikni yig'ing

Lehimlash uchun sizga yaxshi lehimli temir, lehim, nipper va multimetr kerak bo'ladi, komponentlarni balandligiga qarab lehimlash yaxshi amaliyotdir. Avval kichikroq balandlikdagi qismlarni lehimlang.

Komponentlarni lehimlash uchun siz quyidagi amallarni bajarishingiz mumkin.

1. Komponent oyoqlarini teshiklari orqali itarib, tenglikni uning orqa tomoniga burang.

2. Lehimlash temirining uchini yostiq va komponentning oyog'iga tuting.

3. Lehimni bo'g'inga o'tkazing, shunda u qo'rg'oshin bo'ylab oqadi va yostiqni yopadi. U butun atrofga oqib chiqqach, uchini chetga surib qo'ying.

10 -qadam: dasturiy ta'minot va kutubxonalar

Birinchidan, biriktirilgan Arduino kodini yuklab oling. Keyin quyidagi kutubxonalarni yuklab oling va o'rnating.

Kutubxonalar:

Quyidagi kutubxonalarni yuklab oling va o'rnating:

1. JC_Button:

2. Adafruit_SSD1306:

Kodda siz quyidagi ikkita narsani o'zgartirishingiz kerak.

1. Joriy massivlar qiymatlari: Buni multimetrni batareya bilan ketma -ket ulash orqali amalga oshirish mumkin. Yuqori tugmani bosing va oqimni o'lchang, joriy qiymatlar qator elementlari hisoblanadi.

2. Vcc: Arduino 5V pinidagi kuchlanishni o'lchash uchun siz multimetrdan foydalanasiz. Mening holatimda bu 4,96 V.

Yangilangan sanasi: 20.11.2019

Low_BAT_Level qiymatini batareya kimyosi bo'yicha kodda o'zgartirishingiz mumkin. Quyida ko'rsatilgan kesish voltajining bir oz chegarasini olish yaxshiroqdir.

Bu erda lityum-ionli batareyalarning turli xil kimyoviy quvvatlarining tushirish tezligi va kesish voltaji:

1. Lityum kobalt oksidi: 1C tushirish tezligida kesish kuchlanishi = 2,5V

2. Lityum marganets oksidi: 1C tushirish tezligida kesish kuchlanishi = 2,5V

3. Lityum temir fosfat: 1C tushirish tezligida kesish kuchlanishi = 2,5V

4. Lityum titanat: 1C tushirish tezligida kesish kuchlanishi = 1,8V

5. Lityum nikel marganets kobalt oksidi: 1C tushirish tezligida kesish kuchlanishi = 2,5V

6. Lityum nikel kobalt alyuminiy oksidi: 1C tushirish tezligida kesish kuchlanishi = 3.0V

Yangilandi 01.04.2020

jcgrabo, aniqlikni yaxshilash uchun original dizaynga ba'zi o'zgartirishlarni taklif qildi. O'zgarishlar quyida keltirilgan:

1. Aniq ma'lumotnoma (LM385BLP-1.2) qo'shing va uni A1 ga ulang. O'rnatish vaqtida uning qiymati 1.215 voltni o'qing va VCni hisoblang va shu bilan Vccni o'lchash zaruratini yo'q qiling.

2. 1 ohm 5% rezistorni 1 ohm 1% quvvat qarshiligi bilan almashtiring va shu bilan qarshilik qiymatiga bog'liq xatolarni kamaytiring.

3. Har bir joriy qadam uchun belgilangan PWM qiymatlari to'plamini ishlatishdan ko'ra (5 -qadamda), kerakli oqim qiymatlari qatorini yarating, ular kerakli oqim qiymatlarini iloji boricha yaqinlashtirish uchun ishlatilgan. U keyin hisoblangan PWM qiymatlari bilan erishiladigan haqiqiy joriy qiymatlarni hisoblab chiqdi.

Yuqoridagi o'zgarishlarni ko'rib chiqib, u kodni qayta ko'rib chiqdi va uni sharhlar bo'limida baham ko'rdi. Qayta ko'rib chiqilgan kod quyida biriktirilgan.

Mening loyihamga qo'shgan hissangiz uchun katta rahmat jcgrabo. Umid qilamanki, bu yaxshilanish ko'plab foydalanuvchilar uchun foydali bo'ladi.

11 -qadam: Xulosa

Zanjirni sinab ko'rish uchun avval ISDT C4 zaryadlovchimdan foydalanib, yaxshi Samsung 18650 batareyasini zaryadladim. Keyin batareyani batareya terminaliga ulang. Endi sizning talabingizga muvofiq oqimni o'rnating va "UP" tugmachasini uzoq bosib turing. Keyin signal eshitiladi va sinov jarayoni boshlanadi. Sinov paytida siz OLED displeyidagi barcha parametrlarni kuzatasiz. Batareya quvvati past darajadagi chegaraga (3.2V) yetguncha zaryadsizlanadi. Sinov jarayoni ikkita uzun signal bilan yakunlanadi.

Eslatma: Loyiha hali ishlab chiqish bosqichida. Siz har qanday yaxshilanish uchun menga qo'shilishingiz mumkin. Agar biror xato yoki xato bo'lsa, izoh qoldiring. Men ushbu loyiha uchun tenglikni yaratmoqdaman. Loyiha haqida ko'proq ma'lumot olish uchun aloqada bo'ling.

Umid qilamanki, mening darsligim foydali bo'ladi. Agar sizga yoqsa, baham ko'rishni unutmang:) Ko'proq DIY loyihalariga obuna bo'ling. Rahmat.