DIY Arduino batareya quvvati tekshiruvchisi - V1.0: 12 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

[Videoni ijro etish] Men quyosh batareyalarim loyihalarida qayta ishlatish uchun juda ko'p eski batareyalarni (18650) qutqarib qoldim. Batareya to'plamidagi yaxshi hujayralarni aniqlash juda qiyin. Avvalroq, Power Bank Instructable -ning birida men aytgan edim, yaxshi hujayralarni ularning kuchlanishini o'lchash orqali qanday aniqlash mumkin, lekin bu usul umuman ishonchli emas. Men har bir hujayraning kuchlanishini emas, balki aniq hajmini o'lchash usulini juda xohlardim.

Yangilanish 30.10.2019

Siz mening yangi versiyamni ko'rishingiz mumkin

Bir necha hafta oldin, men loyihani asoslardan boshladim, bu versiya Ohms qonuniga asoslangan, haqiqatan ham sodda, testerning aniqligi 100% mukammal bo'lmaydi, lekin u oqilona natijalar beradi. Boshqa akkumulyatorlar bilan taqqoslaganda, siz eski batareyalar to'plamidagi yaxshi hujayralarni osongina aniqlashingiz mumkin, ishim davomida men ko'p narsalarni yaxshilash mumkinligini tushunib etdim. Kelajakda men bu narsalarni amalga oshirishga harakat qilaman. Lekin hozircha, men bundan xursandman, umid qilamanki, bu kichik tester foydali bo'ladi, shuning uchun uni hammangiz bilan baham ko'raman. Eslatma: Iltimos, yomon batareyalarni to'g'ri yo'q qiling. -Juda portlovchi va xavfli batareyalar. Mabodo, mol -mulkning yo'qolishi, shikastlanishi yoki hayotdan ko'z yumishi uchun men javobgar bo'la olmayman. Bu qo'llanma zaryadlanuvchi lityum-ion texnologiyasi bo'yicha bilimga ega bo'lganlar uchun yozilgan. Xavfsiz qoling.

1 -qadam: Kerakli qismlar va asboblar:

Kerakli qismlar: 1. Arduino Nano (Gear Best / Banggood) 2. 0.96 dyuymli OLED -displey (Amazon / Banggood) 3. MOSFET - IRLZ44 (Amazon) 4. Rezistorlar (4 x 10K, 1/4 Vt) (Amazon / Banggood) 5. Quvvat qarshiligi (10R, 10 Vt) (Amazon) 6. Vintli terminallar (3 raqam) (Amazon / Banggood) 7. Buzzer (Amazon / Banggood) 8. Prototip taxtasi (Amazon / Banggood) 9. 18650 Batareya ushlagichi (Amazon)

10. 18650 Batareya (GearBest / Banggood) 11. Spacers (Amazon / Banggood) Kerakli asboblar: 1. Tel kesuvchi / Stripper (Gear Best) 2. Lehimlash temir (Amazon / Banggood) Ishlatilgan asbob: IMAX Balans zaryadlovchi (Gearbest / Banggood)

Infraqizil termometrli qurol (Amazon /Gearbest)

2 -qadam: sxema va ishlash

Sxematik:

Sxemani oson tushunish uchun men uni teshilgan taxtaga ham chizganman. Komponentlar va simlarning joylashuvi mening haqiqiy taxtamga o'xshaydi. Faqat istisno - bu signal va OLED displeyi. Haqiqiy taxtada ular ichkarida, lekin sxemada ular tashqarida yotishadi.

Dizayn Arduino Nano -ga asoslangan juda oddiy. Batareya parametrlarini ko'rsatish uchun OLED displey ishlatiladi. 3 vintli terminal batareyani ulash va yuklanish qarshiligi uchun ishlatiladi. Har xil signal berish uchun ovozli signal ishlatiladi. Yuk qarshiligidagi kuchlanishni kuzatish uchun ikkita kuchlanish bo'luvchi sxemasi ishlatiladi. MOSFETning vazifasi - yuk qarshiligini akkumulyator bilan ulash yoki uzish.

Ishlash:

Arduino batareyaning holatini tekshiradi, agar batareya yaxshi bo'lsa, MOSFETni yoqish buyrug'ini bering. Bu oqim batareyaning musbat terminalidan rezistor orqali o'tishiga imkon beradi va MOSFET manfiy terminalga qaytish yo'lini tugatadi. Bu batareyani ma'lum vaqt ichida zaryadsizlantiradi. Arduino yuk qarshiligidagi kuchlanishni o'lchaydi, keyin tushirish oqimini aniqlash uchun qarshilikka bo'linadi. Milliamp-soat (sig'im) qiymatini olish uchun buni vaqtga ko'paytiring.

3 -qadam: kuchlanish, oqim va quvvatni o'lchash

Voltaj o'lchovi

Biz yuk qarshiligidagi kuchlanishni topishimiz kerak. Kuchlanishlar ikkita kuchlanish bo'luvchi sxemasi yordamida o'lchanadi. U har biri 10k qiymatli ikkita rezistordan iborat. Ajratuvchi chiqishi Arduino analog pin A0 va A1 ga ulangan.

Arduino analog pinasi 5V gacha bo'lgan kuchlanishni o'lchashi mumkin, bizda maksimal kuchlanish 4,2V (to'liq zaryadlangan). Siz so'rashingiz mumkin, nega men ikkita ajratgichni keraksiz ishlatyapman? Sababi, mening kelgusi rejam-ko'p kimyoli akkumulyator uchun bir xil sinov qurilmasidan foydalanish. Shunday qilib, bu dizayn mening maqsadimga erishish uchun osongina moslashtirilishi mumkin.

Joriy o'lchov:

Oqim (I) = kuchlanish (V) - MOSFET / qarshilik (R) bo'ylab kuchlanish pasayishi

Eslatma: Men MOSFETda kuchlanish pasayishi ahamiyatsiz deb o'ylayman.

Bu erda, V = yuk qarshiligidagi kuchlanish va R = 10 Ohm

Olingan natija amperda. Uni milliamperga aylantirish uchun 1000 ga ko'paytiring.

Maksimal tushirish oqimi = 4.2 / 10 = 0.42A = 420mA

Imkoniyatlarni o'lchash:

Saqlangan zaryad (Q) = Hozirgi (I) x Vaqt (T).

Biz allaqachon oqimni hisoblab chiqdik, yuqoridagi tenglamada yagona noma'lum - bu vaqt. Arduinodagi millis () funktsiyasidan o'tgan vaqtni o'lchash uchun foydalanish mumkin.

4 -qadam: yuk qarshiligini tanlash

Yuk qarshiligini tanlash bizga kerak bo'lgan tushirish oqimining miqdoriga bog'liq. Aytaylik, siz 500 mA batareyani zaryadsizlantirishni xohlaysizmi, shunda qarshilik qiymati

Qarshilik (R) = Maksimal batareya quvvati / tushirish oqimi = 4,2 / 0,0 = 8,4 Ohm

Rezistor biroz kuch sarflashi kerak, shuning uchun bu holda o'lcham muhim.

Issiqlik tarqaldi = I^2 x R = 0,5^2 x 8,4 = 2,1 Vatt

Bir oz chegarani saqlab, siz 5 Vt ni tanlashingiz mumkin. Agar siz ko'proq xavfsizlikni xohlasangiz, 10 vattdan foydalaning.

Men 8,4 Ohm o'rniga 10 Ohm, 10 Vt qarshilik ishlatardim, chunki u o'sha paytda mening zaxiramda edi.

5 -qadam: MOSFET -ni tanlash

Bu erda MOSFET kalit kabi ishlaydi. Arduino pin D2 raqamli chiqishi kalitni boshqaradi. 5V (YUQORI) signal MOSFET eshigiga uzatilganda, u batareyaning musbat terminalidan rezistor orqali o'tishiga imkon beradi va MOSFET manfiy terminalga qaytish yo'lini tugatadi. Bu batareyani ma'lum vaqt ichida zaryadsizlantiradi. Shunday qilib, MOSFETni maksimal oqim oqimini haddan tashqari qizib ketmasdan boshqaradigan tarzda tanlash kerak.

Men n-kanalli mantiq darajasidagi MOSFET-IRLZ44 quvvatidan foydalandim. L bu MOSFET mantiqiy darajasi ekanligini ko'rsatadi. MOSFET mantiqiy darajasi - bu mikrokontrollerning mantiqiy darajasidan to'liq yoqish uchun mo'ljallangan. Standart MOSFET (IRF seriyasi va boshqalar) 10V dan ishlashga mo'ljallangan.

Agar siz MOSFET IRF seriyasidan foydalansangiz, u Arduino -dan 5V -ni ishlatib to'liq yoqilmaydi. Aytmoqchimanki, MOSFET nominal tokni o'tkazmaydi. Ushbu MOSFET -larni sozlash uchun sizga eshik kuchlanishini oshirish uchun qo'shimcha zanjir kerak bo'ladi.

Shuning uchun men IRLZ44 emas, balki mantiq darajasidagi MOSFETdan foydalanishni tavsiya qilaman. Boshqa MOSFET -dan ham foydalanishingiz mumkin.

6 -qadam: OLED displey

Batareya zo'riqishini, zaryadsizlanish oqimini 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. aloqa.

Parametrlarni ko'rsatish uchun U8glib kutubxonasidan foydalanayapman, birinchi navbatda U8glib kutubxonasini yuklab olishingiz kerak. Undan keyin uni o'rnating.

Agar siz OLED displeyi va Arduino -ni ishga tushirishni xohlasangiz, bu erni bosing

Ulanishlar quyidagicha bo'lishi kerak

Arduino OLED

5V -VC

GND GND

A4- SDA

A5- SCL

7 -qadam: Ogohlantirish uchun buzzer

Har xil ogohlantirish yoki ogohlantirishni ta'minlash uchun piezo ovozli signal ishlatiladi

1. Batareya past kuchlanish

2. Batareya yuqori kuchlanishi

3. Batareya yo'q

Buzzerning ikkita terminali bor, uzunroq musbat, oyog'i qisqaroq. Yangi zilziladagi stikerda " +" belgisi ijobiy terminalni bildiradi.

Ulanishlar quyidagicha bo'lishi kerak

Arduino buzzer

D9 musbat terminal

GND manfiy terminali

Arduino Sketch -da, men PWM signalini signal signaliga yuboradigan, kichik kechikishni kutib, keyin o'chirib qo'yadigan, keyin yana kichik kechikishga ega bo'lgan alohida funktsiyali bip () dan foydalandim. Shunday qilib, u bir marta signal beradi.

8 -qadam: O'chirish sxemasi

Oldingi bosqichlarda men sxemadagi har bir komponentning vazifasini tushuntirdim. Yakuniy taxtani yasash uchun sakrashdan oldin, birinchi navbatda, non taxtasida sxemani sinab ko'ring, agar sxemasi non taxtasida juda yaxshi ishlasa, protop kartadagi komponentlarni lehimlashga o'ting.

Men 7 sm X 5 sm prototipli taxtadan foydalanardim.

Nanoni o'rnatish: Birinchidan, har birida 15 ta pinli ikkita qatorli ayol bosh pimlarini kesib oling, men sarlavhalarni kesib olish uchun diagonal nipperdan foydalanganman, so'ngra bosh pimlarini lehimlang.

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

Kabellarni sxemaga muvofiq qiling. Men simlarni ulash uchun rangli simlardan foydalanardim, shuning uchun ularni osongina aniqlashim mumkin edi.

9 -qadam: Qarama -qarshiliklarni o'rnatish

Lehimlash va simlarni ulashdan so'ng, burilishlarni 4 burchakka o'rnating, bu erdan payvandlash bo'g'inlari va simlariga etarli bo'shliqni beradi.

10 -qadam: dasturiy ta'minot

Dastur quyidagi vazifalarni bajaradi

1. Kuchlanishlarni o'lchash

100 ta ADC namunalarini olish, ularni qo'shish va natijani o'rtacha hisoblash, bu shovqinni kamaytirish uchun qilingan.

2. Ogohlantirish yoki tushirish davrini boshlash uchun batareyaning holatini tekshiring

Ogohlantirishlar

i) past-V!: Agar batareya quvvati zaryadsizlanish darajasidan past bo'lsa (Li Ion uchun 2,9V)

ii) yuqori-V!: Agar batareya quvvati to'liq zaryadlangan holatdan yuqori bo'lsa

iii) Batareya yo'q!: Agar batareya ushlagichi bo'sh bo'lsa

Bo'shatish aylanishi

Agar batareya zo'riqishida past kuchlanish (2,9V) va yuqori voltag (4,3V) chegarasida bo'lsa, tushirish davri boshlanadi. Yuqorida aytib o'tilganidek, oqim va quvvatni hisoblang.

3. OLED -da parametrlarni ko'rsatish

4. Seriyali monitorda ma'lumotlarni qayd qilish

Quyida biriktirilgan Arduino kodini yuklab oling.

11 -qadam: ketma -ket ma'lumotlarni eksport qilish va Excel varag'iga chizish

Zanjirni sinab ko'rish uchun avval IMAX zaryadlovchimdan foydalanib, yaxshi Samsung 18650 batareyasini zaryadladim. Keyin batareyani yangi sinov qurilmasiga joylashtiring. Butun tushirish jarayonini tahlil qilish uchun ketma -ket ma'lumotlarni elektron jadvalga eksport qilaman. Keyin tushirish egri chizig'ini tuzdim. Natija haqiqatan ham ajoyib. Men buni amalga oshirish uchun PLX-DAQ nomli dasturdan foydalandim. Siz bu yerdan yuklab olishingiz mumkin.

PLX-DAQ-dan qanday foydalanishni bilish uchun siz ushbu darslikdan o'tishingiz mumkin. Bu juda oddiy.

Eslatma: U faqat Windowsda ishlaydi.

12 -qadam: Xulosa

Bir nechta sinovlardan so'ng, men sinov natijasi juda oqilona, degan xulosaga keldim, natijada akkumulyator quvvati o'lchagichining markirovka qilingan natijasidan 50-70mAh masofada, IQ haroratli tabancadan foydalanib, yuk qarshiligidagi harorat ko'tarilishini o'lchadim, maksimal qiymat 51 daraja.

Bu dizaynda zaryadsizlanish oqimi doimiy emas, bu batareyaning kuchlanishiga bog'liq, shuning uchun chizilgan tushirish egri akkumulyator ishlab chiqarish ma'lumotnomasida berilgan zaryadsizlanish egri chizig'iga o'xshamaydi, faqat bitta Li -ion batareyasini qo'llab -quvvatlaydi.

Shunday qilib, kelgusi versiyamda men V1.0 -dagi yuqoridagi qisqa xabarlarni echishga harakat qilaman.

Kredit: Men YouTube -dagi loyihasi meni ushbu loyihani boshlashga ilhomlantirgan Adam Uelchga kredit bermoqchiman. Siz uning YouTube videosini ko'rishingiz mumkin.

Iltimos, har qanday takomillashtirishni taklif qiling. Agar xato yoki xato bo'lsa, izoh qoldiring.

Umid qilamanki, mening darsligim foydali bo'ladi. Agar sizga yoqsa, baham ko'rishni unutmang:)

Boshqa DIY loyihalari uchun obuna bo'ling. Rahmat.