Поздрави, граждани на Datagoria! Нека ви представя следващото си творение - тестер за капацитет на батерията. Устройството, разбира се, не е за всеки ден, но понякога шевовете без него!
Трябваше да измеря оставащия капацитет на киселинната батерия, защото през зимата всеки ампер е от значение, може би е време да сменя батерията? Простите тестове с товарна вилка и измерване на плътността не ми допаднаха, не ми дадоха информация дали имам достатъчно енергия, за да загрея колата за 40 минути на PZhD (около 8 A / h) и след това да стартирам колата с стартер.
Верига на тестер за капацитет на батерията
Като всяко дете, то е родено в болка. Най-вече заради грешките на "акушерката".Изключен фрагмент. Нашето списание съществува от дарения на читатели. Пълната версия на тази статия е достъпна само
Контролер за контролиран разряд
Подреждане на предпазители при програмиране на MK ATmega8A
5. Всички рейтинги на частите са посочени на печатната платка.
--
Благодаря за вниманието!
Игор Котов, главен редактор на списание Datagor
PCB в LayOut: ▼ 🕗 24/10/14 ⚖️ 144,03 Kb ⇣ 124 Здравей читателю!Казвам се Игор, на 45 съм, сибирец съм и запален любител електроника. Измислих, създадох и поддържам този прекрасен сайт от 2006 г.
Повече от 10 години нашето списание съществува само за моя сметка.
Добре! Безплатното свърши. Ако искате файлове и полезни статии - помогнете ми!
Измервател на капацитета на батерията
Оригинален източник:
=================================
Усъвършенстван измервател на капацитет
При разработването на това устройство беше поставена задачата да се разработи измервател на капацитета на батерията със звукова индикация за повреда на батерията и край на зареждането. Също така устройството трябва да осигурява индикация (при натискане на един от бутоните) за вътрешното съпротивление на батерията.
Диаграмата на устройството е показана на фигурата. Основата на устройството е микроконтролерът ATMega 8. Клавиатурата с едножилен интерфейс се състои от шест бутона. Информацията за всички параметри на батерията се показва на 9-разряден LED индикатор. Измерването на капацитета се основава на разреждане на батерията със стабилен ток, отчитане на времето и след това умножаване на тези стойности.
Ако свързаната батерия е повредена (напрежение по-малко от 1 волт), клавиатурата се заключва и излъчвателят BA1 издава три прекъсващи звукови сигнала с честота 600 Hz. Ако напрежението на акумулатора е повече от 1 волт, а разрядният ток е равен на нула (по подразбиране и след края на разреждането до зададеното напрежение), излъчвателят издава два прекъсващи звукови сигнала с честота 3000 Hz.
След свързване на акумулатора настройте напрежението, до което трябва да се разреди (чрез натискане на бутоните SB3 и SB4). Стъпката на монтаж с кратко натискане е 0,1 волта. При задържане първите 10 стойности са 0,1 волта, останалите са 1 волт. След това използвайте бутоните SB1 и SB2, за да зададете тока на разреждане. При задържане на бутоните SB1 и SB2 за по-малко от 5 секунди текущата стойност не се променя и текущата й стойност се показва (символът i в долна позиция (снимка 1)). При задържане на бутоните SB1 и SB2 за повече от 5 секунди текущата стойност ще се променя на различни стъпки - 50 и 150 mA. В този случай символът i ще се покаже в горна позиция (снимка 2). Максималната стойност на разрядния ток е 2,55 A. Максималното разрядно напрежение, зададено на индикатора на устройството, съответства на 25,5 V.Веднага щом разрядният ток достигне стойност, по-голяма от нула (когато напрежението на батерията е по-голямо от зададения праг или равно на него), звуковият сигнал ще изчезне и светодиодът HL1 ще започне да мига с честота 0,25 Hz.
Когато натиснете бутона SB5 (само когато токът на разреждане е нула), текущото напрежение се запаметява, след което напрежението се контролира при ток от 1 A. Вътрешното съпротивление в ома се определя като разликата между тези напрежения и се показва в долните цифри на индикатора със символ r (снимка 3).
Когато натиснете бутона SB6, текущото напрежение на батерията се показва с най-високите цифри. По подразбиране в най-високите цифри се показва напрежението, до което е необходимо да се разреди батерията, а в по-ниските цифри капацитетът се показва във формат XX, XX A / h. В този случай незначителните нули от десетки волтове и ампер / часове се гасят програмно.
=================================
Сега нещо от мен. Промених схемата малко по свой начин, а именно инсталирах индикатор от AON и смених злополучния LM358 на MCP601. Е, не успях да постигна нормална линейност в измерванията с LM358, въпреки че пробвах повече от един от тях. Но при MCP601 линейността се оказа отлична =< 1,5% по всему диапазону, да ещё и ток разрядки аккумулятора при отключённом ИТУН (DA2, VT1 с обвязкой) составил менее одного миллиампера. Печатку я переделал под своё усмотрение, в основном применил SMD вариант деталей. Моя печатка .
И ето моята схема:
Няколко реда за настройката:
Установяване
Установяването на устройство, правилно сглобено от обслужваеми части, се състои в калибрирането му с помощта на примерен волтметър и амперметър. След включване на устройството при нулеви показания на индикатора HG1, референтен волтметър се свързва паралелно с кондензатора C6 и към него се прилага напрежение (около 10 V) от стабилизиран източник на захранване. С избор на резистор R8, с натиснат бутон SB6, се сравняват показанията в цифрите от висок ред на индикатора HG1 и примерния волтметър. След това, последователно с източника на захранване, се включва примерен амперметър, разрядният ток се настройва на около 1 A и показанията на индикатора HG1 и примерния амперметър се сравняват с избора на резистор R17. Резистор R21 (сдвоен с R17) регулира линейността на устройството при измерване на тока и те също така задават най-ниския ток на разреждане на батерията, когато ITUN е изключен.
Този уред е предназначен за измерване на капацитета на Li-ion и Ni-Mh батерии, както и за зареждане на Li-ion батерии с избор на начален заряден ток.
контрол
Свързваме устройството към стабилизирано захранване 5v и ток 1A (например от мобилен телефон). Индикаторът показва резултата от предишното измерване на капацитета "ххххmA/c" за 2 секунди, а на втория ред се изписва стойността на регистъра OCR1A "S.xxx". Поставяме батерията. Ако трябва да заредите батерията, натиснете за кратко бутона CHARGE, ако трябва да измерите капацитета, след това натиснете за кратко бутона TEST. Ако трябва да промените тока на зареждане (стойността на регистъра OCR1A), след това натиснете дълго (2 секунди) бутона CHARGE. Отиваме до прозореца за настройка на регистъра. Пускаме бутона. С кратко натискане на бутона CHARGE променяме стойностите на (50-75-100-125-150-175-200-225) на регистъра в кръг, първият ред показва зарядния ток на празна батерия при избраната стойност (при условие, че имате резистор 0 във вашата верига .22 ома). Натиснете за кратко бутона TEST, стойността на регистъра OCR1A се записва в енергонезависима памет.
Ако сте извършили различни манипулации с устройството и трябва да нулирате часовника, измерения капацитет, след това натиснете бутона TEST за дълго време (стойността на регистъра OCR1A не се нулира). Веднага след като зареждането приключи, подсветката на дисплея се изключва, за да я включите, натиснете за кратко бутона TEST или CHARGE.
Логиката на устройството е следната:
При подаване на захранване индикаторът показва резултата от предишното измерване на капацитета на батерията и стойността на регистъра OCR1A, съхранен в енергонезависима памет. След 2 секунди устройството преминава в режим на определяне на типа на батерията по стойността на напрежението на клемите.
Ако напрежението е повече от 2V, това е литиево-йонна батерия и напрежението на пълното разреждане ще бъде 2,9V, в противен случай това е Ni-MH батерия и напрежението на пълното разреждане ще бъде 1V. Едва след като батерията е свързана, бутоните за управление са достъпни. След това устройството изчаква да бъдат натиснати бутоните Test или Charge. Дисплеят показва "_STOP". С кратко натискане на бутона Test, товарът се свързва чрез MOSFET.
Стойността на тока на разреждане се определя от напрежението на резистора 5,1 Ohm и всяка минута се добавя към предишната стойност. Устройството използва 32768Hz кварц за работа с часовника.
Дисплеят показва текущата стойност на капацитета на батерията "ххххmA/c" и степента на разреждане "А.ххх", както и времето "хх:хх:хх" от момента на натискане на бутона. Показва се и анимирана икона за изтощена батерия. В края на теста за Ni-MH батерия се появява надпис "_STOP", резултатът от измерването се извежда на дисплея "ххххmA/c" и се запаметява.
Ако батерията е литиево-йонна, тогава резултатът от измерването също се показва на дисплея "xxxxmA / c" и се съхранява, но режимът на зареждане веднага се включва. Дисплеят показва съдържанието на регистъра OCR1A "S.xxx". Показана е и анимирана икона на батерия.
Токът на зареждане се регулира с помощта на ШИМ и е ограничен от резистор 0,22 Ohm. Хардуерният заряден ток може да бъде намален чрез увеличаване на съпротивлението от 0,22 ома до 0,5-1 ома. В началото на зареждането токът постепенно нараства до стойността на регистъра OCR1A или докато напрежението на клемите на батерията достигне 4.22V (ако батерията е била заредена).
Стойността на зарядния ток зависи от стойността на регистъра OCR1A - повече стойност - повече заряден ток. Когато напрежението на клемите на батерията надвиши 4.22V, стойността на регистъра OCR1A намалява. Процесът на презареждане продължава, докато стойността на регистъра OCR1A стане 33, което съответства на ток от около 40 mA. Това завършва зареждането. Подсветката на дисплея се изключва.
Настройка
1. Свържете захранването.
2. Свържете батерията.
3. Свържете волтметъра към батерията.
4. С помощта на временните бутони + и - (PB4 и PB5) постигаме съвпадението на показанията на волтметъра на дисплея и на референтния волтметър.
5. Натиснете продължително бутона TEST (2 секунди), запомнянето става.
6. Извадете батерията.
7. Свързваме волтметъра към резистора 5.1 Ohm (според диаграмата близо до транзистора 09N03LA).
8. Свързваме регулируем PSU към клемите на батерията, настройваме го на 4V PSU.
9. Натиснете за кратко бутона ТЕСТ.
10. Измерваме напрежението на резистора 5.1 Ohm - U.
11. Изчислете разрядния ток I=U/5.1
12. Използвайте бутоните + и - за време (PB4 и PB5), за да зададете изчисления разряден ток I на индикатора "A.xxx".
13. Натиснете продължително бутона TEST (2 секунди), запомнянето става. 
Устройството се захранва от стабилизиран източник с напрежение 5 волта и ток 1А. Кварцът при 32768Hz е проектиран за точно синхронизиране. Контролерът ATmega8 се тактова от вътрешен 8 MHz осцилатор, също така е необходимо да настроите защитата от изтриване на EEPROM с подходящите конфигурационни битове. При писането на контролната програма са използвани обучителни статии от този сайт.
Текущите стойности на коефициентите на напрежение и ток (Ukof. Ikof) могат да се видят, ако свържете 16x4 дисплей (16x4 се предпочита за отстраняване на грешки) на третия ред. Или в Ponyprog, ако отворите EEPROM фърмуерния файл (прочетете от EEPROM контролера).
1 байт - OCR1A, 2 байта - I_kof, 3 байта - U_kof, 4 и 5 байта резултатът от предишното измерване на капацитета.
Видео от работата на устройството:
Този измервател на капацитет може да измерва капацитета на кондензатори с разделителна способност от 1 pF в долния край на диапазона. Максималният измерим капацитет е 10 000 uF. Действителната точност не е известна, но линейната грешка е в рамките на максимум 0,5% и обикновено е по-малка от 0,1% (получена чрез измерване на няколко паралелно свързани кондензатора). Най-големите трудности възникват при измерване на електролитни кондензатори с голям капацитет.
Измервателят на капацитет работи в режим на автоматичен избор на граници на измерване или принудително в долния или горния диапазон на капацитета. Устройството има две различни граници на измерване, реализирайки две измервания за един и същ кондензатор. Това дава възможност да се провери достоверността на измерването и да се установи дали измерената част наистина е кондензатор. С този метод електролитите проявяват своята характерна нелинейност, давайки различни стойности при различни граници на измерване.
Измервателят на капацитет има система от менюта, която също ви позволява да калибрирате нулевата стойност и капацитета от 1 uF. Калибрирането се съхранява в EEPROM.
За проекта е избран един от най-малките чипове Atmega8. Веригата се захранва от 9V батерия чрез линеен регулатор 7805. 
Устройството може да работи в три режима: измерване в долния диапазон, в горния диапазон и в режим на разреждане. Тези режими се определят от състоянието на изходите PD5 и PD6 на контролера. По време на разреждане PD6 има дневник. 0 и кондензаторът се разрежда през резистора R7 (220 ома). В горния диапазон на измерване PD5 има дневник. 1, зареждането на кондензатора през R8 (1,8K) и PD6 е в Z-състояние, за да позволи на аналоговия компаратор да сравни напрежението. В долния диапазон на измерване PD5 също е в Z-състояние и кондензаторът се зарежда само през R6 (1,8 MΩ).
Всеки дисплей с размери 16x2 знака на контролера HD44780 може да се използва като индикатор. Pinout на конектора на дисплея е показан на тази фигура:
Устройството е сглобено върху макет и е поставено в обикновен правоъгълен пластмасов корпус. В капака на кутията са изрязани отвори за индикатор, бутон и светодиод, които се фиксират с горещо лепило:
Програма за измерване на капацитет
Устройството може да използва контролери atmega8 и atmega48/88/168 от семейството. Когато сменяте контролера в програмата, трябва да промените реда, отговорен за конфигурацията на таймера на конкретен контролер.
Всеки собственик на автомобил се чуди какъв вид устройство е необходимо за измерване на капацитета на батерията. Тази стойност често се измерва по време на планирана поддръжка, но ще бъде полезно да научите как да я определите сами.
Устройство за измерване на капацитета на батерията
Капацитетът на батерията е параметър, който определя количеството енергия, отделено от батерията при определено напрежение за един час. Измерва се в A/h (ампер на час) и в зависимост от това се определя от специално устройство - хидрометър. При закупуване на нова батерия производителят посочва всички технически параметри върху кутията. Но тази стойност можете да определите сами. За това има специални устройства и методи.
Най-лесният начин е да вземете специален тестер, например "Висулка". Това е модерен уред за измерване на капацитета на автомобилен акумулатор, както и на неговото напрежение. В този случай ще отделите минимално време и ще получите надежден резултат. За да проверите, трябва да свържете устройството към клемите на батерията и в рамките на няколко секунди ще определи не само капацитета, но и напрежението на батерията и състоянието на плочите. Има обаче и други мощности на батерията.
Първи метод (класически)
Например, мултицет може да се използва като устройство за измерване на капацитета на автомобилен акумулатор, но с него няма да получите точни показания. Предпоставка за този метод (наречен метод за тестово разреждане) е батерията да е напълно заредена. Първо трябва да свържете мощен консуматор към батерията (обикновена 60W крушка е доста подходяща).
След това трябва да сглобите веригата, която се състои от мултицет, батерия, потребител и да приложите товара. Ако крушката не промени яркостта си в рамките на 2 минути (в противен случай батерията не може да бъде възстановена), ние отчитаме показанията на устройството на определени интервали от време. Веднага щом индикаторът падне под стандартното напрежение на батерията (под товар е 12V), нейното разреждане ще започне. Сега, знаейки периода от време, необходим за пълното изчерпване на енергийния резерв и тока на натоварване на потребителя, е необходимо да умножим тези стойности. Продуктът на тези стойности е действителният капацитет на батерията. Ако получените стойности се различават от паспортните данни надолу, батерията трябва да се смени. Този метод дава възможност да се определи капацитетът на всяка батерия. Недостатъкът на този метод е, че отнема много време.
Втори метод
Можете също да използвате метода, при който батерията се разрежда през резистор с помощта на специална верига. С помощта на хронометър определяме времето, прекарано на изхвърлянето. Тъй като енергията ще се загуби при напрежение в рамките на 1 волт, можем лесно да определим с помощта на формулата I \u003d UR, където I е токът, U е напрежението, R е съпротивлението. В този случай е необходимо да се избягва пълното разреждане на батерията, като се използва например специално реле.
Как сами да направите устройство
Ако не е възможно да закупите готово устройство, винаги можете да сглобите устройство за измерване на капацитета на батерията със собствените си ръце.
За да определите степента на зареждане и капацитета на батерията, можете да използвате Има много модели готови щепсели за продажба, но можете да я сглобите сами. Следва една от опциите.
Този модел използва разширена скала, с което се постига висока точност на измерване. Има вграден товарен резистор. Скалата е разделена на два диапазона (0-10 V и 10-15 V), което допълнително намалява грешката при измерване. Устройството също има скала от 3 волта и различен проводник на измервателното устройство, което прави възможно тестването на отделни батерийни клетки. Скалата от 15 V се постига чрез намаляване на напрежението на диода и ценер диода. Текущата стойност на устройството се увеличава, ако стойността на напрежението надвиши нивото на отваряне на ценеровия диод. Когато се приложи напрежение с грешен поляритет, защитната функция се изпълнява от диода.
В диаграмата: R1- предава необходимия ток към ценеровия диод; R2 и R3 - резистори, избрани за микроамперметър M3240; R4 - определя ширината на тесния диапазон на скалата; R5 - съпротивление на натоварване, включено от превключвателя SB1.
Силата на тока на натоварване се определя от закона на Ом. Взема се предвид устойчивостта на натоварване.
Устройство за измерване на капацитета на батериите AA
Капацитетът на AA батериите се измерва в mAh (милиампера на час). За измерване на такива батерии можете да използвате специални зарядни устройства, които определят тока, напрежението и капацитета на батерията. Пример за такова устройство е измервателят на капацитета на батерията AccuPower IQ3, който има захранване с диапазон на напрежение от 100 до 240 волта. За да измерите, ще трябва да поставите батерии в устройството и всички необходими параметри ще се появят на дисплея.
Определяне на капацитета с помощта на зарядно устройство
Също така капацитетът може да се определи с помощта на конвенционално зарядно устройство. След като определите големината на тока на зареждане (той е посочен в характеристиките на устройството), е необходимо да заредите напълно батерията и да запишете времето, прекарано в това. След като умножим тези две стойности, получаваме приблизителния капацитет.
По-точни показания можете да получите с друг метод, за който ще ви трябва напълно заредена батерия, хронометър, мултицет и консуматор (можете да използвате например фенерче). Свързваме консуматора към батерията и с помощта на мултицет определяме консумацията на ток (колкото по-малка е, толкова по-достоверни са резултатите). Отбелязваме времето, през което фенерчето свети, и умножаваме резултата по текущото потребление.
