Domov Zámky Automatická nabíječka autobaterií na PIC. Nabíječka pro autobaterie na schématu Atmega8 a principu činnosti

Zámky

Automatická nabíječka autobaterií na PIC. Nabíječka pro autobaterie na schématu Atmega8 a principu činnosti

Mikroprocesorová nabíječka pro bezúdržbové olověné akumulátory.

Rýže. 1 Zařízení s odstraněným krytem.

Plán.

1) Zpětná vazba.
2) Úvod.
3) Jaká je nejjednodušší automatizace?
4) Jak můžeme situaci zlepšit?
5) Dostáváme se k otázce: „Co uživatel chtěl“?
6) Nevýhody vzorů nalezených na internetu.
7) Vytvoření vlastního systému.
8) Vyhledejte vhodný zdroj napájení.
9) Přípravná fáze (montáž analogové části).
10) Instalace do pouzdra a opětovné připojení transformátoru.
11) Sestavení digitální části.
12) Technika firmwaru a pojistkové bity.
13) Co potřebuje uživatel vidět na nejvyšší úrovni?
14) Závěrečné testování.
15) Jak mohu v budoucnu aktualizovat firmware?
16) Algoritmus autonomního provozu.
17) Firmware a ovládací program.
18) Co si o tomto tématu můžete přečíst?

Zpětná vazba.

Protože na konci článku nikdo nevidí odkaz na vlákno fóra na toto téma, dávám tento odkaz úplně nahoře. To znamená, že pokud máte dotazy nebo návrhy k tomuto tématu, měli byste jít na naše fórum. Nebo napište na e-mailovou adresu uvedenou ÚPLNĚ dole na stránce.

Úvod.

Po uveřejnění dvou článků na našem webu o a UPS pro potřeby jsme se mnohokrát setkali s problémem nabíjení a testování bezúdržbových olověných baterií (známých také jako olověné baterie nebo jednoduše řečeno UPS baterie). V době psaní tohoto článku měl autor již zkušenosti s vytvořením a dvouletým provozem „automatické“ nabíječky vyrobené z počítačového zdroje ATX (zase sestavené na PWM regulátoru). Zde je dokumentace pro a její analog.

Jaká je nejjednodušší automatizace?

No, začněme definicí. Ve většině obvodů nejjednodušších „automatických“ nabíječek nalezených na internetu automatizace znamenala omezení nabíjecího proudu (obvykle asi 1-2A) na určité prahové napětí (obvykle asi 13,8-14,5V) a pak přepnutí na stabilizaci napětí.

Rýže. 2 Blokové schéma TL494.

Měření napětí se provádí přes napěťový dělič připojený k 1. a 2. větvi a proudový omezovač vypnutím výstupních spínačů mikroobvodu pomocí napájení +5V do 4. větve. Jiným způsobem vezmeme zdroj ATX nebo jeho analog, vytvoříme obvod pro měření proudu z odporu 1 Ohm 5W a optočlenu, připojíme výstupy optočlenu na proudovou zpětnou vazbu (4. noha), zorganizujeme dělič napětí (pro 1. 2. nohy), abychom omezili výstupní napětí, a nakonec zorganizujeme napájení ventilátoru - to je veškerá práce. Pro názornost uvedu převodní diagram pro .
Pokud se kopie z mého napájecího obvodu liší od vašeho, pak s 28 různými napájecími obvody ATX sestavenými na a jejich analogy.
Nejbližší analog obvodu pro mé napájení je zde.
Pokud existují schémata napájení pro různá auta, ale ten, který potřebujete, jako vždy není k dispozici, budete muset schéma zkopírovat sami. Nedostatek sjednocení je způsoben tím, že levné napájecí zdroje jsou sestaveny "na koleně", podle principu, jak je, včetně.
Ale vraťme se k našim napájecím zdrojům: bohužel takto jednoduché a krásné řešení má řadu technologických nedostatků. Jak bylo napsáno na jednom webu s podobným tématem: "Existuje taková věda - CHEMIE. A vše, co se děje v bateriích, se řídí zákony chemie. Všechny "chytré rady od zkušených lidí", které se nevztahují na chemii, jsou škodlivé tím, definice“ (C) adopt-zu-soroka.
Za sebe dodávám, že baterie je na průsečíku FYZIKY a CHEMIE, to znamená, že kromě chemických procesů existuje konvence řešení aktivní hmoty, sušení desek a ohřevu, o kterých se mluví v fyzika.

Co to znamená ve vztahu k našemu nejjednoduššímu „automatickému“ nabíjení:
1) Neustálé „malé dobíjení“, které udržuje prahové napětí (v režimu stabilizace napětí) vysouší baterie (vypařuje se z nich voda, kterou lze do bezúdržbových baterií poměrně obtížně doplňovat), což následně výrazně snižuje životnost baterie . Zvláště pokud se baterie nechává nabíjet každou noc.
2) Nabíjení velkým, nepulzujícím proudem na samém začátku nabíjení (zejména u silně vybitých baterií) výrazně snižuje zbývající životnost baterie (zbývající počet cyklů nabíjení/vybíjení) a v některých případech baterie nezabere ani nabíjet bez nabíjení.
3) Nabíjení stejnosměrným proudem bez pulzace, v desetinách hertzů, zvyšuje sulfataci a zabraňuje úplnějšímu použití chemikálií, protože neumožňuje pauzy pro vyrovnání hustoty roztoku aktivní hmoty.
4) Bod 3 platí i pro tréninkové vybíjení, které v nejjednodušším „automatickém“ nabíjení prostě není implementováno a ve většině podomácku vyrobeného nabíjení na bázi mikroprocesoru není zcela řízeno.
5) ECR baterie je měřena při relativně vysoké frekvenci, takže pro měření ECR je žádoucí mít testovací vybíjecí obvod s relativně vysokým proudem s nízkým pracovním cyklem, tzn. mít připojenou testovací jednotku bez filtračních kondenzátorů.

Shrnuto: Pro jednorázové použití jsou nejjednodušší „automatické“ nabíjení docela vhodné, ale při konstantním (každém) nabíjení stejné baterie použití nejjednodušších nabíjení výrazně zkracuje životnost nabíjené baterie. A většinou vůbec nemají diagnostické nástroje, protože při takové implementaci je jedinou diagnostickou metodou kontrola pomocí stejnosměrné výbojky 12V 75W. Ale na základě výsledku takového testu lze procento nabití jen zhruba odhadnout a zjistit zbývající kapacitu baterie je téměř nemožné (kapacitu lze nepřímo odvodit z hodnoty ECR). Bližší pohled na jejich software odhalil téměř úplný nedostatek autodiagnostiky u podomácku vyrobených zařízení.
Odhlédnu od tématu, řeknu, že při nastavování mého zařízení jsem zaznamenal případy částečného poškození některých bajtů firmwaru v mikrokontroléru, tzn. při programování prošel ověřením, ale druhý den se zhroutil firmware a pokud by můj systém neměl samokontrolní jednotku pro integritu firmwaru, mohl by se systém chovat nevhodně (případně zničit baterii).

Jak můžeme situaci zlepšit?

Vytvořte obvod pro měření proudů (nabíjecí proud a vybíjecí proud) a napětí v normálním i měřicím režimu, což dohromady umožní vypočítat množství energie přenesené v obou směrech a přiřadit náboj KOMPETENTNĚ složenému algoritmu, který střídá nabíjení/ vybití a trvání cyklu (tj. algoritmus sestavený s ohledem na fyzikální a chemickou strukturu tohoto typu baterie). Pravda, zde je potřeba si ujasnit, že dobře navržený algoritmus se sestavuje podle dostupných dat a pro danou konkrétní situaci, a pokud se výchozí data nebo situace změní, je nutné algoritmus upravit.

Pojďme k otázce:
"Co uživatel chtěl?"

Nevím jak ostatní, ale většina mých uživatelů potřebuje nabíječku s jednoduchým ovládáním, které lze použít:
1) Pro nabíjení bezúdržbových olověných bezúdržbových akumulátorů, napětí 12V a kapacitě od 12V3,3Ah do 12V18Ah. Popis je sbalen do "vysvětlení":

2) Pro každodenní (správněji celou noc) dobíjení ne zcela vybitých olověných akumulátorů.
3) Pro testy ke zjištění zbývajícího procenta nabití a zbývající kapacity olověných baterií.
4) Pro testování/trénink automatických cyklů nabíjení-vybíjení olověných baterií na místě (například baterie odpojené od UPS ve skříni serveru, aniž by byly fyzicky vyjmuty ze skříně).

V tomto případě musí tento design poskytovat:
1) Funkce autodiagnostiky hlavních jednotek zařízení a zvuková indikace nouzových situací jako jsou: přepólování svorek, připojení baterie na špatné napětí, náhlé odpojení baterie během nabíjení/vybíjení, zkrat výstupního obvodu atd. .
2) Funkce aktualizace firmwaru bez externího programátoru (bez otevření pouzdra zařízení).
3) Paměť posledního aktivního režimu a v případě výpadku proudu a restartu se automaticky vrátí do přerušeného provozu.
4) Dostatečná přesnost měřicího systému, jejíž potřeba je dána fyzikou a chemií procesu.

Rýže. 3 Závislost životnosti na napětí v režimu StendBy.

Podrobnosti o problematice „dostatečné přesnosti měřicího systému“ jsou shrnuty do „vysvětlivek“.

Podle GOST 825-73 „Olověné baterie pro stacionární instalace“ se jmenovité napětí olověné stacionární baterie jakékoli kapacity považuje za 2V. Jedná se o nejnižší dovolené napětí na svorkách plně nabité baterie během první hodiny vybíjení v desetihodinovém režimu při hustotě roztoku kyseliny chlorovodíkové 1205 ± 5 kg/m3 a teplotě roztoku +25 °C. Maximální napětí, na které se baterie smí vybíjet při teplotě roztoku +25 °C, je: pro režimy vybíjení - ne kratší než tři hodiny = 1,8 V a pro kratší režimy (včetně 15 minut) = 1,75 V (tj. je až 10,8V na 12V baterii, měřeno při zátěži nebo ne nižší než 12V bez zátěže).
Ale v dokumentaci k jedné z baterií (viz) jsou tyto parametry mírně odlišné. Až 10,8V na 12V baterii při proudech od 0,16C nebo méně (od 5 hodin vybití do 18 hodin vybití) a až 9,3V na 12V baterii při proudech 1C-3C (od 8 minut vybití do 43 minut vybití) . Pravda, s výhradou – při takových proudech vydrží baterie 260 nabíjecích/vybíjecích cyklů nebo 5 let v režimu StendBy.
Totéž, ale v malém měřítku (ale s vysvětlivkami) je uvedeno v dokumentaci k baterii.
Graf závislosti životnosti baterie na napětí konstantního dobíjení v režimu StendBy je na Obr. 3.
Stanovené limity napětí, na které lze baterie vybíjet, byly stanoveny empiricky. Jsou voleny tak, aby se při vybíjení ne všechna aktivní hmota přeměnila na síran olovnatý, protože by došlo k nadměrné sulfataci desek.
To znamená, že můžeme dojít k závěru, že nemůžete vybíjet pod přípustný limit a nemůžete dobíjet nad specifikovanou kapacitu - v tomto případě pracujete pouze s „aktivní hmotou“ a zničením desek v prvním případě a varem řešení ve druhém nejsou povoleny.

Nevýhody vzorů nalezených na internetu.

Jdeme na internet a najdeme několik desítek hotových nabíječek pro mikroprocesory. Jak se říká, úkol je na úrovni školního klubu kutilů, takže téměř každý radioamatér začíná svou kreativitu „vynálezem“ nabíjení z improvizovaných prostředků. Ale bohužel kvalita výsledku nepřesahuje úroveň školního klubu... Díváme se na popis přístrojů a jejich schémata a na některých najdeme ne moc příjemné věci:
1) Není zde ani zmínka o bezpečnostních opatřeních při práci s bateriemi a sítí ~220V.
2) Chybějící přesné seřízení měřicího systému (měřené napětí a proud). Jak je uvedeno výše, překročení nebo podhodnocení parametrů může vést ke zničení desek nebo vyvaření roztoku.
3) Použití drahých proudových snímačů. Dovolte mi připomenout, že proudový senzor založený na Hallově jevu plus displej jsou dražší než celý systém dohromady. Vzhledem k tomu, že na základě chemie a rozměrů použitých baterií (připomínám, můj uživatel chtěl od 3,3 do 18 Ah), nebudeme muset měřit více než pár ampér. A o displeji se píše v odstavci 4.
4) Přítomnost hromady LED diod, tlačítek a drahého displeje na těle zařízení. Zkusili jste se někdy vmáčknout do hlubin serverové skříně a podívat se, co je napsáno na displeji velikosti krabičky od sirek ve vzdálenosti 1 m? A bez nastavení režimu pomocí navigačních tlačítek (kontrola nápisů na displeji) nalezené návrhy nefungují. Mám nainstalovat větší displej a přesunout ho spolu s tlačítky na 1. kabelu? A jakmile jej vyjmete, jsou to již dvě různá zařízení: samostatné nabíjení a samostatný displej.
5) Napájení ventilátoru systému z nabíjecího napětí. Tedy buď z 16V (viz bod 5) a zároveň blokovat snižovací část nebo napájet přímo z napětí na svorkách (kde máme od 9V do 14V místo standardních 12V).
6) Vytvoření vlastního obvodu pro stabilizaci pulzního napětí ze vstupu 16V. To znamená, že příběh je k tématu, pojďme vytvořit další přídavné PWM (jedno je již v napájecím zdroji), ale na nízkonapěťové části, která zvětší rozměry obvodu, vyžadují další výkonové spínače na radiátorech a snížit účinnost systému jako celku.
7) Algoritmus vybíjení bez řízení vybíjecího proudu. A ve většině případů bez prvků pro jeho měření (nemluvím o celkovém proudu, který se měří téměř všude, ale o vybíjecím proudu).
8) Nutnost převinutí výkonového transformátoru (3 způsoby rozebrání a převinutí jsou podrobně popsány níže). To samozřejmě povede ke zvýšení proudu, ale potřebujeme toto zvýšení? Se standardním vinutím dokáže transformátor poskytnout 3-5A, z toho v tomto provedení využijeme maximálně 1-2A (14V*2A=28W) a pro naši technickou specifikaci nepotřebujeme 15A (14,8V*15A=217W ).

"Kliknutím na tento text rozbalíte vysvětlení"

Metoda 1 = Odpájejte transformátor, opatrně odstraňte nálepku s nápisem a odmotejte žlutou pásku, zahřejte v troubě na 150 stupňů po dobu 15 minut a jádro povolte ručně v rukavicích.

Rýže. 4 Po uvolnění.
Zdroj SL-Lite

Metoda 2 = Připájejte transformátor, opatrně odstraňte nálepku s nápisem a odmotejte žlutou pásku, ferit vyfoukejte fénem z pájecí stanice nebo fénem ze všech stran na několik minut. Poloviny se začnou vůči sobě pohybovat, stačí je oddělit. Samotný naviják lze snadno vyjmout, což je velmi pohodlné při navíjení.

Rýže. 5 Proces foukání fénem.
Foto DenGess z tématu SL-Lite BP

Způsob 3 = Zapájejte transformátor, opatrně odstraňte nálepku s nápisem a odmotejte žlutou pásku, transformátor povařte 10 minut ve vodě.

Rýže. 6 Stále vaříte transformátory v konvicích?
Foto DenGess z tématu SL-Lite BP

9) Rozměry zařízení často přesahují velikost běžného ATX zdroje. Pozadu zůstává nejčastěji „vybíječ energie“, jeho roli obvykle plní autožárovka od světlometu, a proto celá konstrukce začíná připomínat dětské noční světýlko. Navíc, jak již bylo zmíněno výše, žárovka v „nočním světle“ se jednoduše rozsvítí, bez jakékoli kontroly nebo stabilizace proudu, který spotřebovává.
10) Nedostatek autodiagnostických systémů a systémů monitorování integrity softwaru (o tom jsem již psal výše).

Vytvoření vlastního systému.

Protože neexistují žádné připravené vhodné návrhy, pokusíme se popsat postup výroby takového systému nezávisle na tom, co bylo po ruce - „Vytvaroval jsem tě z toho, co jsem měl“ (C) není moje.
I když bylo výše napsáno, že se jedná o kutilský úkol na úrovni školního klubu, jeho realizace zahrnuje vysokonapěťové spínané zdroje, takže pokud jste je ještě nevyvinuli, je lepší začít na něčem cvičit jinak méně energeticky nasycené, více nízkonapěťové a v důsledku toho méně nebezpečné... Navíc baterie při nesprávném použití nejsou samy o sobě bezpečné a akumulátorovny ve všech výrobních zařízeních jsou klasifikovány jako třída "A" - jako extrémně požárně nebezpečné.
No, jako vždy - vyloučení odpovědnosti. Výše jsem se zmínil o možnosti požáru a úrazu elektrickým proudem z důvodu porušení provozního řádu a nekvalitní montáže. A teď mluvím o možnosti chemického poškození obsahu baterie v důsledku zkratování jejích svorek a tepelného prasknutí krytu. Proto Veškeré experimenty s bateriemi a podomácku vyrobenými nabíječkami provádíte na vlastní nebezpečí a riziko, přičemž si uvědomujete plnou odpovědnost za možné následky.
No, naše oblíbené PUE... Napájení je provedeno ze sítě střídavého proudu 50Hz, 220V v souladu s „Pravidly elektroinstalace“. Pro zajištění bezpečnosti osob musí být elektrická zařízení spolehlivě uzemněna v souladu s požadavky PUE a pasovými požadavky na elektrická zařízení. Místnost, ve které se zařízení nachází, musí být vybavena obvodem - ochrannou zemnící sběrnicí, ke které jsou prostřednictvím zásuvkové sítě připojena pouzdra všech zařízení. Pro připojení zemnících vodičů na sběrnici je nutné vložit šrouby M8. Obvod - ochranná zemnící sběrnice musí být připojena k uzemňovacímu zařízení. Hodnota uzemnění by neměla být větší než 4 ohmy. Uzemnění uvnitř musí odpovídat GOST 12.1.030-81. Vytvoření uzemnění a dodržování jeho norem zajišťuje uživatel.
Pokud vás výše uvedené odstavce nevyděsily (souhlasíte s nimi) a přečetli jste si na internetu o bezpečnostních opatřeních při práci s bateriemi a teorii první pomoci při poleptání chemikáliemi a úrazu elektrickým proudem a také jste se zásobili hasicím přístrojem pro třída hašení požárů „E“ (umožňuje hašení zařízení pod napětím) a po dokončení všech opatření ke zvýšení bezpečnosti přistoupíme přímo k přeměně napájení na mikroprocesorové nabíjení.
A chci poznamenat Co je v této aplikaci nebezpečné (při nedodržení bezpečnostních opatření) jsou baterie a síťové napětí ~220V. A předělaný zdroj je málo hořlavý (tzn. nepodporuje hoření a prakticky nehoří, pokud ho nespálíte zvenčí foukačem...) a neobsahuje chemicky aktivní látky (kyseliny).
Závěr: Tyto komentáře se týkají téměř všech nabíječek, které nabíjejí baterie a jsou napájeny ze sítě ~220V. Pokud vás tedy autoři jiných domácích nabíječek neupozorní na „vedlejší vlastnosti“ ve svém zařízení a jemnosti jeho fungování, vůbec to neznamená, že tyto vlastnosti a jemnosti v nich nejsou.
Přestože je tento článek zaměřen na poměrně zkušené uživatele, kteří vlastní páječku již několik let, níže vše popíšu velmi podrobně a krok za krokem - jako pro začátečníky. Tento přístup vám umožní plně ovládat sestavu a nezapomenout zkontrolovat žádný z bloků. Tito. Proces výroby a nastavení každého mého bloku bude popsán níže.

Rýže. 7 Blokové schéma zařízení „na prstech“.

Podrobný popis blokového diagramu je sbalen do „vysvětlení“.

"Kliknutím na tento text rozbalíte vysvětlení"

A protože jsme se rozhodli vysvětlit prsty, lze toto zařízení jasně porovnat s vodovodním systémem znázorněným na Obr. 7 (toky energie v něm jsou animovány níže v textu). A pro úplnou analogii, levý horní kohout znázorňuje ovládání PWM ovladače. Levá modrá nádrž je filtrační kondenzátor za usměrňovacím můstkem, dvě zelené nádrže spojené malou trubičkou jsou baterie a trubice zase představuje vnitřní odpor baterie. Kohouty pod nádrží jsou dvě relé pro odpojení baterie od nabíjecí/vybíjecí stanice a odpojení od testovacích systémů. V pravém horním kohoutku jsou dvě testovací výbojky 12V 50W zapnuté na PWM řízené z centrálního procesoru. Pravý spodní kohout je standardní stabilizovaný výbojový systém skládající se z 8 výbojových žárovek na 13,8V 0,16A řízených PWM regulátorem.

Standardní otázky podle blokového diagramu:
- Proč dvě PWM na výboj?
- Je možné mít méně žárovek? Mohu je vyměnit za jednu žárovku?
- Možná místo žárovek dát jeden rezistor a LED?
- Dobře, to je jasné, ale proč dvě spínací relé místo jednoho spínacího relé?

A odpovědi na ně:
- Potřebujete nízký pracovní cyklus pro nízký vybíjecí proud a velmi vysoký pracovní cyklus pro testovací proud. Pokud nainstalujete jeden řadič, pak tato podmínka není splněna, protože dostaneme přesně opak, navíc nám překáží kondenzátor - modrá nádrž podle schématu.
- Žárovky opravdu nemají rády okamžik zapnutí studenou cívkou na plné napětí, takže napětí a proud byly sníženy instalací několika žárovek.
- Žárovky mají na rozdíl od odporů tu vlastnost, že stabilizují proud, pokud je tato funkce přiřazena ovladači, bude proud regulovat pracovním cyklem a my potřebujeme malý a nejlépe konstantní pracovní cyklus v určitém rozsahu napětí. .
- Pro SPOLEHLIVOST jsou instalována dvě spínací relé místo jednoho spínacího relé! Během testování se vyskytly případy samovolného rozepnutí vypínače PWM regulátoru vlivem elektromagnetického rušení na vodičích ve skříni přístroje.

Nalezení vhodného napájecího zdroje.

Najdeme funkční počítačový zdroj ATX, nejlépe s radiátory ve tvaru „T“. Nejjednodušší způsob je hledat s přáteli nebo navštívit nejbližší opravnu počítačů a koupit několik mrtvých napájecích zdrojů za 1 dolar za pár.
Jak vybrat ten správný na základě vnějších vlastností je shrnuto ve „vysvětlivkách“.

"Kliknutím na tento text rozbalíte vysvětlení"

Jak vybrat ten správný: Zářiče ve tvaru „T“ jsou vidět skrz štěrbiny a od jeho modernější verze (například složitější a méně vhodné pro přepracování) poznáte podle velikosti mikroobvod a přítomnost druhého mikroobvodu nebo tranzistorů v sekundáru. To znamená, že pokud v sekundáru vidíte dva mikroobvody nebo spoustu tranzistorů, pak to rozhodně není GS6105, ale nebo jeho analog. Jde například o oříznutou verzi z hlediska ochrany před přebytečným vstupním napětím, ale zároveň je plně kompatibilní z hlediska nožiček. Pokud máte na výběr z několika poškozených napájecích zdrojů, můžete určit, který z nich je opravitelný bez otevření pouzdra, měřením ohmů na konektoru napájecího kabelu ~220V. Buď jsou na vstupu ohmy, nebo je tam nekonečno (přerušená vstupní pojistka). Pokud je vstupní pojistka prasklá, pak je lepší takovou jednotku opustit (oprava primáru je dlouhá, náročná a zdlouhavá). A když jsme změřili Ohmy mezi zemí a sběrnicí +5, vidíme buď nabití kondenzátoru nebo odpor asi 1-20 Ohmů. Pokud je místo nabíjení detekováno 1-20 Ohmů, pak se dioda sběrnice +5V přitavila do matice. Pokud se vstupní pojistka nevypálí, pak má napájecí zdroj s největší pravděpodobností ochranu (ale hlavní závěr je, že máte štěstí a tato instance ji má). A protože pro náš návrh nepotřebujeme diodu v 5voltovém obvodu, v 95% případů lze takové napájení obnovit (pro kontrolu „startování bez zátěže“ výměnou za dvě běžné) a pak předěláno.
Mimochodem, bylo poznamenáno, že ne všechny napájecí zdroje se spustí bez zatížení. Pokud je tedy rozbitý ventilátor v napájecím zdroji (a zejména pokud kromě větráku vyschly i kondenzátory v sekundáru), pak pokus o jeho zapnutí uzavřením PW_On nemusí vést k požadovanému výsledku. a z tohoto důvodu může být napájecí zdroj zaznamenán jako mrtvý.
Pozornost!!! Pokud nefunguje přepínač zátěže v napájecím zdroji (+5vSb), pak jsou vstupní kondenzátory po můstku nabity až na 400V a mohou zůstat nabité dlouhou dobu i po odpojení zdroje od sítě.
Narazil jsem na napájecí zdroj s obvodem, který matně připomíná obvod z tohoto návodu.
Pokud ale máte jiný, pak přikládám archiv s 28 namontovanými napájecími obvody ATX a jejich analogy.
No a pak je potřeba zkontrolovat zdroj při malé zátěži (používám dva HDD - dinosauři po 25 MB) a když to nepůjde, tak opravit, další informace o opravě zdrojů hledej na internetu .

Přípravná fáze
(montáž analogové části).

Přípravná fáze zahrnuje kontrolu napájení, nastavení zpětné vazby operačního zesilovače a sestavení vybíjecího obvodu.

Rýže. 8 Bitová část v provozu.

Podrobnosti o této položce jsou shrnuty ve „vysvětlivkách“.

"Kliknutím na tento text rozbalíte vysvětlení"

Rýže. 9 Rošt pro chladič.

1) Ujistěte se, že se napájecí zdroj zapne a dává +5 a +12 (s rozptylem +/-1V). Chcete-li zapnout vodič PW_On (obvykle se jedná o zelený vodič umístěný mezi dvěma černými v zástrčce ATX), musíte jej uzavřít kancelářskou sponkou na jeden z černých vodičů (zem). Pokud nefunguje zdroj nebo se chladič špatně točí, tak zdroj opravíme a chladič promažeme (pokud ani po namazání netočí dobře, vyměníme chladič). Pokud je mřížka chladiče provedena ve formě štěrbin v těle jednotky, pak pro zlepšení proudění vzduchu a snížení hlučnosti je vhodné ji vyříznout kleštěmi a nahradit ji běžnou vnější mřížkou chladiče.

Rýže. 10 Po instalaci obrazovky.

Rýže. 11 Transformátor ventilátoru a stabil. +/-5V.

Pozornost!!! Napájení počítače nelze zapnout bez zátěže, takže se musí něčím zatížit. Volitelně připojte polomrtvý HDD (s otočnou mechanikou, já používám dva HDD - dinosaury po 25 MB) nebo pár +12V chladičů CD-ROM není vhodný jako zátěž, protože neposkytuje konstantní zátěž.
7) Zkontrolujeme stabilizaci napětí +5 a -5V a namontujeme zdroj do skříně, přičemž +12/+5/Gnd/-5/-12 od a stabilizovaných +5 a -5V z instalovaného výkonového transformátoru by měly být výstupem z případu. Žárovka ~220V 200W by neměla doutnat ani svítit.
8) Sestavíme obvod od operačního zesilovače po . Na základě znalostí elektrotechniky (v rámci školního kurzu fyziky) sestavujeme zkušební děliče z konstantního odporu, který napájí diodu (na klasických diodách je úbytek napětí cca 0,56 V), na kterou je připojen proměnný rezistor. Otáčením proměnného rezistoru získáme napětí +0,100V a na druhém podobném rameni je napětí -0,100V. Samostatně uvedu, že tester je nutné přepnout na stupnici s milivolty, pokud má váš tester stupnici pouze 20V nebo je jeho třída přesnosti horší než 0,5, pak hledáme normální tester.
9) Výsledných +0,100V a -0,100V střídavě přivedeme na vstup namontovaného proudového obvodu a zvolíme zpětnovazební odpory, čímž nastavíme měřicí část pro měření proudů. Naším úkolem je dosáhnout napětí 1.250V na výstupu operačního zesilovače proudoměru. Pro nabíjecí obvod se používá +0,100V a pro vybíjecí obvod -0,100V. Samostatnou výhradu uvedu, že tester musí být přepnut na stupnici 2B (ale ne vyšší než na stupnici 3B) Pokud váš tester takovou stupnici nemá nebo je jeho třída přesnosti horší než 0,5, pak hledáme normální tester.
10) Pomocí dalšího děliče získáme 6000V, přivedeme je na vstup sestaveného obvodu pro měření napětí a upravíme napětí na jeho výstupu na 1000V. Pro ty, kteří tester nevlastní, uvedu výhradu, že je nutné měřit co nejblíže, tedy 1000V se měří na stupnici 2V (ne však vyšší než 3V) a 6000V na stupnici větší stupnice je přibližně 10V (ale ne vyšší než 20V).
11) Vedle obvodu operačního zesilovače je implementován zvukový alarm indikující chybné zapnutí (přepólování) vývodů baterie na integrovaném bzučáku 1212FXP nebo jeho analogu (mimochodem, pokud má někdo datashield pro 1212FXP nebo jeho analog, zašlete jej). Při zapojování je třeba dodržet polaritu bzučáku a blokovací diody pro případ, že je v bzučáku detekován zkrat, v obvodu je ochranný proud omezující odpor. Po sestavení je vhodné zkontrolovat bzučák. K testování jsem použil 9V baterii Krona. Před experimentem je vhodné odpojit napájení ze sítě.
12) Sestavíme vybíjecí obvod a nakonfigurujeme jej na odběr proudu cca 0,5A (zátěž by měla být zvolena na základě 10hodinového vybíjení pro vaši baterii, přičemž proud bude cca 0,1C. Další podrobnosti viz. dokumentaci k vaší baterii, tam na grafu jeden z vybíjecích proudů udává 10Hr). Pro ty, kteří neznají terminologii, „C“ je kapacita baterie a pro baterii 7,2 Ah 0,1*C=0,72A. Můj obvod připojení zátěže není úplně standardní, ale protože vyrábíme stabilizátor proudu (a ne snižující PWM zdroj), který by měl fungovat téměř při jakékoli hodnotě vstupního napětí, bylo rozhodnuto nainstalovat přepínač na zemní strana (která je typická pro Step-Up, nikoli Step-Down), tímto zapojením ji otevřeme napětím, které nezávisí na napětí na vstupních svorkách. Pravda, v tomto případě se na zátěži získá střídavé napětí (výbojka), ale žárovky nejsou polární a tento obvod řeší hlavní funkci (vybíjení stabilizovaným proudem).
Pozornost!!! Řídicí obvod Mosfet musí obsahovat běžnou vysokorychlostní diodu. Nejedná se o Schottkyho diodu a v pouzdře BAV70 není potřeba zapojovat obě diody, připojte pouze jednu z nich.

Rýže. 12 Osm žárovek.

Aby bylo zařízení kompaktní, místo jedné 12V 1A automobilové výbojkové žárovky jsem do zařízení nainstaloval 8 13,8V 0,16A DISCHARGE žárovek (přímo na ventilátor, aby se odvádělo teplo, které vytvářejí). Toto řešení umožňuje eliminovat externí vybíjecí jednotku a umístit všechny jednotky do standardního pouzdra napájecího zdroje. Použil jsem diodu s obrácenou polaritou odstraněnou z 12V linky, obvykle analog SR1040 (viz návod pro celou řadu).
Pro ty, kteří nehádali, bitová část se zapíná uzavřením tranzistoru, tedy zkratováním ovládacího kolíku k zemi (uzemnění přes odpor báze tranzistoru).
Žárovka ~220V 200W ve vstupním obvodu by měla při pokusech se zapnutým výbojem mírně svítit.
Pozornost!!! Napájení počítače nelze zapnout bez odfouknutí radiátorů, proto jej nezapínejte se sejmutým krytem!!!

Instalace do pouzdra a opětovné připojení transformátoru.

Rýže. 13 Filtrační kondenzátory.

Tento odstavec pojednává o připojení transformátoru pomocí nového obvodu, zpětné vazbě a filtrování šumu. Pojednává také o nutnosti převinout transformátor a tvrdí, že bez převíjení bude dostatek proudu. Podrobnosti o této položce jsou shrnuty ve „vysvětlivkách“.

"Kliknutím na tento text rozbalíte vysvětlení"

1) Odpájíme všechen přebytek v sekundáru, poté rozpájíme „kmen“ a připojíme jej k centrální části a přidáme kondenzátory. Vybírejte kvalitní keramické kondenzátory určené pro relativně vysoký proud. Toto rozhodnutí je dáno tím, že kondenzátory LowECR 105C s napětím nad 16V je obtížné sehnat, proto je nahrazujeme v páru - běžný elektrolyt a kvalitní keramika. Jako keramiku jsem použil polyethylentereftalátové kondenzátory typu 1 μF na 250 V.
V tomto případě kombinujeme vinutí z vedení +5V a +12V, čímž získáme jedno +16V, ale s proudem z nejmenšího vedení. Číňané mívají na pouzdru zdroje napsáno lípa a musíme vycházet ze skutečné velikosti napájecího transformátoru. U 250W transformátoru (neplést s tím, že mu lípa na štítku říká 450W) můžeme ze sběrnice +5V odebrat proud až 20A, ze sběrnice +12V až 6A. Tito. dostaneme proud až 5A.

Rýže. 14 Linden 450W (vlevo), 170W (uprostřed) a 300W (vpravo).

Ano, samozřejmě, můžete transformátor převinout (způsob převíjení a fotografie byly popsány výše)... Tím se samozřejmě zvýší proud, řekněme až 15A (pro 250W transformátor), ale potřebujeme toto zvýšení? Se standardním vinutím může transformátor poskytnout 3-5A (pro transformátory 100-250W), z toho v tomto provedení spotřebujeme max. 1-2A (14V*2A=28W) a nepotřebujeme 15A pro naše technické specifikace (14,8V*15A= 217W).
Osadil jsem proto obyčejné 3ampérové diody.Pokud ale chcete opravdu dosáhnout vysokých proudů, tak vybírejte ze 100V Schottkyho diod. No třeba ze série (viz návod na celou sérii) a umístěte je na radiátor.
2) Ještě jednou se podíváme na blokové schéma (na obr. 2) a potlačíme proudovou zpětnou vazbu (na 16. noze), poté vyjmeme spínač (na 4. noze) a nahradíme jej vlastním na 2 optočlenech, přidáme 1kOhm 2W nastavovací odpor k výstupu a zapnutí bez zpětné vazby. Generace by neměla selhat (~220V 200W žárovka by neměla doutnat ani svítit) a odpor by měl být asi 36V, zatímco generátor by měl charakteristicky „cvakat“ (vydávat velmi tiché zvuky jako cvrček).
Pokud na výstupu není vůbec nic, tak s největší pravděpodobností máš +5V na 4. noze a je potřeba to stáhnout k zemi (zkontroluj odpor 10kOhm vůči zemi). Pokud se napětí objeví na výstupu pouze po zapnutí a poté zmizí, znamená to, že standardní proudová zpětná vazba je cítit na noze 16.
3) Zavedeme napěťovou zpětnou vazbu, vybereme dělič tak, aby výstup byl správně 2,275V*6=13,65V a podle špatných rad „zkušených“ lidí, kteří „nesednou“ s GOST 825-73, se rovná 2,450V*6=14,7 B (což podle stejné GOST 825-73 snižuje životnost baterie 4krát, na 25%, viz graf závislosti životnosti baterie na napětí konstantního dobíjení ve StendBy režim, znázorněný na obr. 3 výše). Žárovka ~220V 200W by neměla doutnat ani svítit. Poté z výstupu převodníku odpájíme odpor 1kOhm 2W, připájený pro účely nastavení, což vede k tomu, že frekvence „cyklů“ (produkovaných zvuků) třikrát klesne.
4) Nainstalujte výbojový okruh a žárovky na chladič. Zapneme systém. Výkonový transformátor by měl charakteristicky „syčet“ a žárovka ~220V 200W by měla začít doutnat. Bez víka dlouho neexperimentujeme, protože... Bez krytu se primární radiátor zbavený proudění vzduchu začne znatelně zahřívat. Zvláštní pozornost věnujeme kvalitě a správnému provedení proudových obvodů (na l.2 schématu jsou vyznačeny tučně). Pro každý z nich jsem použil dvojitý pigtailový drát k ATX zástrčce připájené v odstavci výše.
5) Připojíme proudovou část pro vypnutí výstupních spínačů a pomocí vybíjecího obvodu zkontrolujeme správné zapojení polarity... Tedy na proudovém detektoru (tom, proti kterému LED váží) kladné napětí cca + 0,625. V by měl být získán.
6) Pokud v kroku 5 vše proběhlo v pořádku, pak na výstup připojíme žárovku 12V 1,5A a pomocí proměnného rezistoru v blízkosti LED omezíme proud na 1A (napětí na proměnném rezistoru je asi +1,25V).
7) Zhotovíme propojovací vodiče k baterii. K tomu jsem vzal 3 oranžové a 3 černé dráty z pigtailu do ATX zástrčky připájené v kroku výše. Stočíme 3 dráty do pigtailu a připájeme standardní svorky baterie ke kroucení na jedné straně. Na druhé straně dva ze tří vodičů pigtailu jsou připojeny k proudovým obvodům a zbývající konec je připojen k měření napětí. Z důvodu estetiky jsme na svorky nasadili teplem smrštitelné pouzdro.
8) Nyní máme „automatickou“ nabíječku vyrobenou z počítačového ATX zdroje, jejíž automatika znamená omezení nabíjecího proudu (nastavíme na 1A) a při dosažení určitého prahového napětí (nastavíme na 13,8V), přechod na stabilizaci napětí . A po přidání digitální části dostaneme mikroprocesorovou nabíječku pro bezúdržbové olověné akumulátory.

Sestavení digitální části.

Tento odstavec popisuje zapojení mikroprocesoru, relé, tlačítek, částí RS232 atd. Podrobnosti o sestavení digitální části jsou uvedeny ve "vysvětlivkách".

"Kliknutím na tento text rozbalíte vysvětlení"

1) Pozor!!! Mikroprocesor ATMega8 (existují i možnosti firmwaru pro ATMega48 a ATMega88) je osazen do patice až v bodě 6! Všechny testy se provádějí s odstraněným mikroprocesorem.
2) Sestavíme obvod pro sepnutí relé. Jako relé bylo zvoleno 12V relé se spínacím proudem 10A, i když při srovnání se startérem velikosti 3 lze dojít k závěru, že tamní Ampery jsou čínské (stejně malé). Poté na předním panelu pouzdra zobrazíme LED diodu indikující připojení k baterii (indikující sepnutí relé). Nepotřebuji žádné další prostředky indikace, každopádně ani tato LED nebude při použití ve skříni vidět.
3) Sestavíme obvod klávesnice, připevníme jej k přednímu panelu a pod něj v pouzdře připevníme tlačítko Reset, aby se dalo promáčknout štěrbinou pro přívod vzduchu zápalkou.

Rýže. 15 Tlačítka klávesnice a pod nimi tlačítko Reset.

4) Sestavíme část RS232 a přes pojistku připojíme ke zvonkovému kolíku +5Sb (je nutná pro napájení externího řídicího modulu). Dočasně uzavřete piny RX a TX patice mikroprocesoru, otevřete HyperTerminal a zkontrolujte funkčnost části RS232.
5) Konce připojíme na DAC, zkontrolujeme omezovací diody, zapájeme je a zkontrolujeme, že při vybíjení odpojují záporné napětí. Jako omezovací diody jsem použil nízkonapěťové Schottkyho diody.
6) Pokud byly všechny kontroly úspěšné, nainstalujte procesor a flashujte jej.

Rýže. 16 Montáž desky do pouzdra.

Technika firmwaru a pojistkové bity.

Co musí uživatel vidět na nejvyšší úrovni?

Uživatel v režimech vybíjení/nabíjení (o servisním a testovacím režimu budeme hovořit samostatně) by rád věděl o aktuálním stavu procesu (a proces je charakterizován průměrnými proudy a napětími) s daty aktualizovanými alespoň jednou za 5 sekund.
A rád bych znal data o tocích energie a aktuální procesní data (celkový proteklý nebo vypuštěný proud), abych mohl sestavit graf. Graf není v relativních jednotkách, takže data jsou striktně potřebná 1x za minutu (nejlépe s velkou přesností).

"Kliknutím na tento text rozbalíte vysvětlení"

Na základě požadavků na minutové zprávy ze zařízení a s přihlédnutím k tomu, že pro získání průměrných dat je pro mikroprocesor velmi vhodné do určité míry dělit číslem 2, takže počet měření bereme rovný 2^8 = 256 za minutu.
Pokud předpokládáme, že cykly by měly trvat asi 2 sekundy (a každý sestává z alespoň 8 sad měření), vezměme počet cyklů rovný 256/8=32
V tomto případě získáme dobu trvání jednoho cyklu rovnou 60/32 = 1,875 sekundy.
Kontrola: 1,875 sekundy je v toleranci 2 sekund.
V tomto případě bude příjezd sad každých 60/(32*8)=0,234375 sekund.
Vzhledem k tomu, že pro generování každé sady je nutné provést měření a z něj vypočítat hodnoty, je potřeba přerušení každých 60/(32*8*2)=0,1171875 sekund... Jinak 512krát za minutu .
Máme 11059200 křemenů, takže zvolíme redukci pro první časovač na hodnotu 64 a bude se zvyšovat 172800krát za sekundu. Ale potřebujeme ne 172800krát, ale 8,53(3) rychleji než 172800/8,53(3)=0x4F1A.
Celý cyklus bude trvat 32*8*2*64*20250/11059200, což je přesně 60 sekund (beze zbytku)
Kontrola: 60 sekund (beze zbytku) se rovná úkolu „cykluje přesně 1 minutu“.
Pro změnu křemene v automatickém režimu napíšeme vzorec pro výpočet periody časovače 0xFFFF-(CLOCKr/64)*60/512.
ADC mikroprocesoru má šířku 10 bitů, ale dokumentace říká, že absolutní chyba je ±2 nejméně významné číslice, takže akceptujeme šířku ADC = 8 bitů. Máme 0xFF měření za minutu pro každý kanál a bereme maximální počet uložených minutových zpráv rovný 0xFFFF (za 45 dní). Proto alokujeme 4 bajty na kanál pro proudy a 5 bajtů na kanál pro výkony. Každý paket je vhodné očíslovat a zařízení budeme používat minimálně 24 hodin - pro čísla paketů alokujeme dva bajty (NnNn).
To vše balíme do textového formátu a neposíláme nejnižší bajt, což je ekvivalent dělení 256 (systém měří 256x za minutu, reporty jsou minutové, takže bylo nutné částku vydělit 256)
Dále to vše zabalíme do takového balíčku:

>N_NnNnXiXiXiYyYyYyWwWwWwWwTtTtTtTt +#11 +#13

A to je 37 bajtů pro minutové pakety (přesně 60 sekund).
A pokud jde o údaje o aktuálním vybití/nabití, které je nutné poskytnout alespoň jednou za 5 sekund, vezmeme aritmetický průměr za dva cykly (2 cykly * 8 měření = 16, což je 2 na čtyři = pohodlně děleno MK ), zabalte je do textové zprávy, přidejte stavový bajt a vystavte jej uživateli každých 2*1,875 = 3,75 sekundy (což se vejde do zadaného času alespoň jednou za 5 sekund).
Údaje uvedeme v textové podobě, proto na začátku předpona „>P_“.

>P_KkIrIzUu +#11 +#13

A to je 13 bajtů na 4 sekundové pakety (přesněji 3,75 sekundy).

Závěrečné testování.

Algoritmus autonomního provozu.

Jak již bylo napsáno výše, algoritmus je sestaven podle dostupných dat a pro tuto konkrétní situaci... Tento návrh byl vytvořen „tak jak je“, podle údajů nalezených na internetu, z paralelních větví a dokumentace k bateriím (tj. nezávislý výzkum parametrů Autor netestoval několik stovek baterií od různých výrobců). Systém byl testován na několika autorem dostupných bateriích a vykázal pozitivní výsledky, takže s vysokou mírou pravděpodobnosti je tento algoritmus vhodný pro jiné podobné baterie od jiných výrobců.
Pokud si tedy všimnete jakýchkoli nepřesností v tomto popisu nebo máte nápady, jak jej vylepšit, napište na e-mailovou adresu uvedenou úplně dole na stránce.
Jeden filozof řekl: "Věřit znamená odmítat rozumět." Proto neopakujte naslepo, ale před opakováním tohoto návrhu si ověřte kompatibilitu s vašimi podmínkami.
Reset - Tlačítko, které lze stisknout zápalkou skrz štěrbinu vzduchového potrubí.
Pro aktivaci režimu samoprogramování.

Dálkové ovládání.

Jak bylo popsáno výše, bylo rozhodnuto nepřetěžovat zařízení zobrazovacími prvky z důvodu jejich vysoké ceny a nízké účinnosti při použití systému v místech, která jsou pro vizuální kontrolu obtížně přístupná.
Proto bylo rozhodnuto vybavit zařízení rozhraním RS232, přes které lze toto zařízení ovládat buď z počítače nebo z ovládacího panelu. Navíc v případě použití více nabíječek paralelně můžete ke každé z nabíječek postupně připojit jeden externí ovládací panel.

Algoritmus nabíjení.

1) Zkontrolujte napětí na svorkách. Pokud je napětí nižší než 6,5 V, nabíjení se zruší zvukovým signálem.
2) Nabíjecí cyklus omezí nabíjecí proud (obvykle asi 1-2A) na určité prahové napětí (obvykle asi 13,8-14,5V) a poté přejde na stabilizaci napětí.
3) Kontrola podmínek pro nahromadění.
4) Kontrola stavu odtoku 1:10 zaplavený.
Pokud během vypouštění klesne napětí pod 6,5 V = výstup se zvukovým signálem.
Pokud již došlo k nánosu a při odtoku 1:10 napětí kleslo pod 8,6 V = výstup se zvukovým signálem.
5) Zkontrolujte stav pro ukončení nabíjení - Pokud již došlo k nahromadění, ale průměrný proud za minutu je menší než 0,09A = výstup se zvukovým signálem.
6) Kontrola podmínek pro generování reportu pro dva cykly.
7) Kontrola podmínek pro generování zápisu.
8) Zkontrolujte, zda příkaz k zastavení dorazil přes RS232 nebo zda bylo stisknuto SB4.
9) Přejděte k bodu 2

Algoritmus vybíjení

1) Zkontrolujte napětí na svorkách. Pokud je nižší než 12,0 V, vybíjení se zruší zvukovým signálem.
2) Vybíjecí cykly jsou prováděny pulzujícím proudem maximálně 0,1C (pro 7,2Ah při I=0,1C dostaneme I=0,75A).
3) Zkontrolujte napětí na svorkách. Pokud je průměr za minutu menší než 10,8V, výboj se zruší zvukovým signálem.
4) Zkontrolujte napětí na svorkách. Pokud je průměr za dva cykly menší než 6,5 V, vybíjení se zruší zvukovým signálem.
5) Kontrola podmínek pro generování reportu pro dva cykly.
6) Kontrola podmínek pro generování zápisu.
7) Zkontrolujte, zda příkaz k zastavení dorazil přes RS232 nebo zda bylo stisknuto SB4.
8) Přejděte k bodu 2

Firmware a ovládací program.

Matematická část projektu není jednoduchá, proto jsme zatím vypracovali pouze její základní část. Základní část dokáže řídit procesy nabíjení a vybíjení, zvládá všechny nouzové situace a disponuje samodiagnostickými algoritmy. Později plánujeme napsat algoritmy pro testování a flexibilní konfiguraci vašeho hardwaru (s ohledem na tolerance součástí). Proto jsou prozatím soubory firmwaru a ovládací program tak, jak jsou (v testovací a hlavní sadě), tzn. autor dotáhl systém do bodu “Ale mně to funguje a líbí se mi všechno!”, ale pokud máte zájem o další vývoj projektu nebo máte nápady na zlepšení, napište na email dole stránky... pokusíme se společně něco vymyslet...
K tomuto systému můžete přidat:
1) Úprava pro hardware z počítače přes RS232.
2) Načtení parametrů ladění do programu z hardwaru.
3) Teletubbies a animace v ovládacím programu.
4) Algoritmus pro testování zbývající kapacity a procenta nabití baterie.
5) Hardwarový ovládací panel - záznamové zařízení vybavené LCD displejem a I2C pamětí pro záznam logů.

Na internetu je mnoho různých typů informací o problematice domácích nabíječek, ale podle mého názoru je kritériem jejich užitečnosti jejich soulad s fyzikou a chemií procesů v baterii. Užitečnost v tomto kontextu znamená absenci negativních důsledků (škody) pro baterie po aplikaci informací v praxi. Podrobnosti a odkazy na tuto položku jsou sbaleny do „vysvětlení“.

"Kliknutím na tento text rozbalíte vysvětlení"

Povoláním jsem inženýr, který navrhuje automatizované systémy řízení procesů (automatizované systémy řízení procesů) a k chemii mám trochu daleko (technologickí chemici většinou píší technické specifikace pro řízení chemických procesů), takže na konci článku mám shromáždil nejvíce informativní, podle mého názoru, odkazy na toto téma. Ale nezavazuji se posuzovat jejich soulad (adekvátní odraz) fyzikálních a chemických procesů v baterii. Chci vás ale upozornit, že je psali amatéři a každý z nich může mít své pozitivní, negativní a bohužel i velmi škodlivé stránky.

Materiály na zdrojích ATX:
Výkonné napájení díky upgradu z menších energetických jednotek.
Úprava napájecího zdroje..
Nabíječka pro olověné baterie na MK Atmega8.
Nabíječka pro atmega8.

Omezení.

Zařízení je navrženo JAK JE a autor nenese odpovědnost za zjevné (nebo ne zjevné) škody způsobené v důsledku opakování.

To znamená, že všechny experimenty děláte na vlastní nebezpečí a riziko.

Přečtěte si seznam často kladených otázek na

Pokud máte nějaké dotazy nebo návrhy, napište mi na adresu dole na stránce

Pokud jste na mém webu našli něco zajímavého nebo pro sebe užitečného a chcete na tomto webu vidět nové zajímavé projekty a také podporu a vylepšení stávajících projektů, tak každý může podpořit tento projekt, částečně pokrýt náklady na hosting, vývoj a přepracování náklady na projekty.

Toto zařízení je určeno k měření kapacity Li-ion a Ni-Mh akumulátorů a také k nabíjení Li-ion akumulátorů s volbou počátečního nabíjecího proudu.

Řízení

Zařízení připojíme na stabilizovaný zdroj 5V a proud 1A (například z mobilu). Indikátor zobrazí na 2 sekundy výsledek předchozího měření kapacity „xxxxmA/c“ a na druhém řádku hodnotu registru OCR1A „S.xxx“. Vložíme baterii. Pokud potřebujete baterii nabít, stiskněte krátce tlačítko CHARGE, pokud potřebujete změřit kapacitu, stiskněte krátce tlačítko TEST. Pokud potřebujete změnit nabíjecí proud (hodnotu registru OCR1A), stiskněte dlouze (2 sekundy) tlačítko CHARGE. Přejděte do okna úpravy registru. Pustíme tlačítko. Krátkým stisknutím tlačítka CHARGE měníme hodnoty registru (50-75-100-125-150-175-200-225) v kruhu, první řádek zobrazuje nabíjecí proud prázdné baterie na zvolené hodnotě (za předpokladu, že máte v obvodu odpor 0,22 Ohm). Krátce stiskněte tlačítko TEST, hodnoty registru OCR1A se uloží do energeticky nezávislé paměti.
Pokud jste se zařízením prováděli různé manipulace a potřebujete resetovat hodiny nebo naměřenou kapacitu, pak dlouze stiskněte tlačítko TEST (hodnoty registru OCR1A se neresetují). Jakmile je nabíjení dokončeno, podsvícení displeje zhasne, pro zapnutí podsvícení krátce stiskněte tlačítko TEST nebo CHARGE.

Provozní logika zařízení je následující:

Po připojení napájení indikátor zobrazí výsledek předchozího měření kapacity baterie a hodnotu registru OCR1A, uloženou v energeticky nezávislé paměti. Po 2 sekundách přejde zařízení do režimu určování typu baterie na základě napětí na svorkách.

Pokud je napětí větší než 2V, pak se jedná o Li-ion baterii a napětí do úplného vybití bude 2,9V, v opačném případě se jedná o baterii Ni-MH a napětí do úplného vybití bude 1V. Ovládací tlačítka jsou dostupná pouze po připojení baterie. Dále zařízení čeká na stisknutí tlačítka Test nebo Charge. Na displeji se zobrazí „_STOP“. Když krátce stisknete tlačítko Test, zátěž se připojí přes MOSFET.

Velikost vybíjecího proudu je určena napětím na rezistoru 5,1 Ohm a každou minutu se sčítá s předchozí hodnotou. Zařízení používá k provozu hodin 32768 Hz quartz.

Displej zobrazuje aktuální hodnotu kapacity baterie "xxxxmA/s" a torus vybití "A.xxx" a také čas "xx:xx:xx" od okamžiku stisknutí tlačítka. Zobrazí se také animovaná ikona slabé baterie. Na konci testu pro Ni-MH baterii se zobrazí zpráva „_STOP“, výsledek měření se zobrazí na displeji „xxxxmA/c“ a uloží se.

Pokud je baterie Li-ion, pak se výsledek měření zobrazí také na displeji „xxxxmA/c“ a je zapamatován, ale okamžitě se aktivuje režim nabíjení. Na displeji se zobrazí obsah registru OCR1A "S.xxx". Zobrazí se také animovaná ikona nabíjení baterie.

Nabíjecí proud se upravuje pomocí PWM a je omezen odporem 0,22 Ohm. V hardwaru lze nabíjecí proud snížit zvýšením odporu z 0,22 Ohm na 0,5-1 Ohm. Na začátku nabíjení se proud postupně zvyšuje až na hodnotu registru OCR1A nebo dokud napětí na svorkách baterie nedosáhne 4,22V (pokud byla baterie nabitá).

Velikost nabíjecího proudu závisí na hodnotě registru OCR1A – čím větší hodnota, tím větší nabíjecí proud. Když napětí na svorkách baterie překročí 4,22V, hodnota registru OCR1A se sníží. Proces dobíjení pokračuje, dokud není hodnota registru OCR1A 33, což odpovídá proudu asi 40 mA. Tím nabíjení končí. Podsvícení displeje se vypne.

Nastavení

1. Připojte napájení.
2. Připojte baterii.
3. Připojte voltmetr k baterii.
4. Pomocí dočasných tlačítek + a - (PB4 a PB5) zajistíme shodu údajů voltmetru na displeji a referenčního voltmetru.
5. Dlouze stiskněte tlačítko TEST (2 sekundy), dojde k uložení do paměti.
6. Vyjměte baterii.
7. Připojte voltmetr k rezistoru 5,1 Ohm (podle schématu poblíž tranzistoru 09N03LA).
8. Připojte nastavitelný zdroj na svorky baterie, nastavte napájení na 4V.
9. Krátce stiskněte tlačítko TEST.
10. Změříme napětí na rezistoru 5,1 Ohm - U.
11. Vypočítejte vybíjecí proud I=U/5,1
12. Pomocí dočasných tlačítek + a - (PB4 a PB5) nastavíme vypočítaný vybíjecí proud I na indikátoru „A.xxx“.
13. Dlouze stiskněte tlačítko TEST (2 sekundy), dojde k uložení do paměti.

Zařízení je napájeno ze stabilizovaného zdroje s napětím 5 Voltů a proudem 1A. Quartz na 32768Hz je navržen pro přesné měření času. Řadič ATmega8 je taktován z interního oscilátoru s frekvencí 8 MHz a dále je nutné nastavit ochranu proti vymazání EEPROM s příslušnými konfiguračními bity. Při psaní ovládacího programu byly použity vzdělávací články z tohoto webu.

Aktuální hodnoty napěťových a proudových koeficientů (Ukof. Ikof) lze vidět, pokud na třetím řádku připojíte displej 16x4 (pro ladění je vhodnější 16x4). Nebo v Ponyprog, pokud otevřete soubor firmwaru EEPROM (načtete z řadiče EEPROM).
1 byte - OCR1A, 2 byty - I_kof, 3 byty - U_kof, 4 a 5 bytů jsou výsledkem předchozího měření kapacity.

Video, jak zařízení funguje:

Baterie jsou dnes velmi běžné, ale komerčně dostupné nabíječky pro ně většinou nejsou univerzální a jsou příliš drahé. Navržené zařízení je určeno pro nabíjení dobíjecích baterií a jednotlivých baterií (dále jen „baterie“) o jmenovitém napětí 1,2...12,6 V a proudu 50 až 950 mA. Vstupní napětí zařízení je 7...15 V. Odběr proudu bez zátěže je 20 mA. Přesnost udržení nabíjecího proudu je ±10 mA. Zařízení má LCD a pohodlné rozhraní pro nastavení režimu nabíjení a sledování jeho průběhu.

Byla implementována kombinovaná metoda nabíjení, která se skládá ze dvou stupňů. V první fázi se baterie nabíjí konstantním proudem. Jak se nabíjí, napětí na něm roste. Jakmile dosáhne nastavené hodnoty, začne druhý stupeň - nabíjení konstantním napětím. V této fázi se nabíjecí proud postupně snižuje a baterie si udržuje stanovené napětí. Pokud napětí z jakéhokoli důvodu klesne pod nastavenou hodnotu, automaticky se znovu spustí nabíjení konstantním proudem.

Obvod nabíječky je znázorněn na Obr. 1.

Rýže. 1. Obvod nabíječky

Jeho základem je mikrokontrolér DD1. Je taktován interním RC oscilátorem na 8 MHz. Jsou použity dva kanály mikrokontroléru ADC. Kanál ADC0 měří napětí na výstupu nabíječky a kanál ADC1 měří nabíjecí proud.

Oba kanály pracují v osmibitovém režimu, jehož přesnost je pro popisované zařízení dostatečná. Maximální naměřené napětí je 19,9 V, maximální proud je 995 mA. Pokud jsou tyto hodnoty překročeny, objeví se na LCD displeji HG1 nápis „Hi“.

ADC pracuje s referenčním napětím 2,56 V z vnitřního zdroje mikrokontroléru. Aby bylo možné změřit vyšší napětí, odporový dělič napětí R9R10 ho sníží před jeho přivedením na vstup ADC0 mikrokontroléru.

Snímač nabíjecího proudu je rezistor R11. Napětí, které na něm poklesne, když tento proud teče, je přivedeno na vstup operačního zesilovače DA2.1, který jej zesílí přibližně 30krát. Zisk závisí na poměru odporů rezistorů R8 a R6. Z výstupu operačního zesilovače je napětí úměrné nabíjecímu proudu přiváděno přes opakovač do operačního zesilovače DA2.2 na vstup ADC1 mikrokontroléru.

Na tranzistorech VT1-VT4 je namontován elektronický spínač, který pracuje pod řízením mikrokontroléru, který generuje impulsy na výstupu OS2, následující o frekvenci 32 kHz. Pracovní cyklus těchto impulsů závisí na požadovaném výstupním napětí a nabíjecím proudu. Dioda VD1, induktor L1 a kondenzátory C7, C8 převádějí pulzní napětí na stejnosměrné napětí, úměrné svému pracovnímu cyklu.

LED HL1 a HL2 jsou indikátory stavu nabíjení. Svítící LED HL1 znamená, že výstupní napětí bylo omezeno. LED HL2 svítí, když se nabíjecí proud zvyšuje, a nesvítí, když se proud nemění nebo klesá. Při nabíjení zdravé vybité baterie se nejprve rozsvítí LED HL2. Poté budou LED střídavě blikat. Dokončení nabíjení lze posoudit podle svitu pouze LED HL1.

Volbou rezistoru R7 se nastaví optimální kontrast obrazu na LCD displeji.

Proudový snímač R11 může být vyroben z kusu vysokoodporového drátu z topné cívky nebo z výkonného drátového odporu. Autor použil kus drátu o průměru 0,5mm a délce cca 20mm od reostatu.

Mikrokontrolér ATmega8L-8PU lze nahradit kterýmkoli z řady ATmega8 s taktovací frekvencí 8 MHz a vyšší. Tranzistor BUZ172 s efektem pole by měl být instalován na chladiči s chladicí plochou alespoň 4 cm2. Tento tranzistor lze nahradit jiným p-kanálovým tranzistorem s přípustným odběrovým proudem větším než 1 A a nízkým odporem otevřeného kanálu.

Místo tranzistorů KT3102B a KT3107D je vhodná jiná doplňková dvojice tranzistorů s koeficientem přenosu proudu alespoň 200. Pokud tranzistory VT1-VT3 fungují správně, měl by být signál na hradle tranzistoru podobný jako na Obr. 2.

Rýže. 2. Graf signálu brány

Tlumivka L1 je vyjmuta ze zdroje počítače (je navinutá drátem o průměru 0,6 mm).

Konfigurace mikrokontroléru musí být naprogramována podle Obr. 3. Kódy ze souboru V_A_256_16.hex by měly být vloženy do programové paměti mikrokontroléru. Do EEPROM mikrokontroléru je nutné zapsat následující kódy: na adresu 00H - 2CH, na adresu 01H - 03H, na adresu 02H - 0BEH, na adresu 03H -64H.

Rýže. 3. Programování mikrokontroléru

Nabíječku můžete začít nastavovat bez LCD a mikrokontroléru. Odpojte tranzistor VT4 a propojkou propojte připojovací body jeho kolektoru a zdroje. Na zařízení přiveďte napájecí napětí 16 V. Vyberte odpor R10 tak, aby napětí na něm bylo v rozmezí 1,9...2 V. Tento odpor můžete vytvořit ze dvou zapojených do série. Pokud nenaleznete zdroj napětí 16 V, použijte 12 V nebo 8 V. V těchto případech by napětí na rezistoru R10 mělo být přibližně 1,5 V nebo 1 V.

Místo baterie zapojte do série ampérmetr a výkonný rezistor nebo autosvítilnu. Změnou napájecího napětí (ale ne nižším než 7 V) nebo výběrem zátěže nastavte proud procházející jím na 1 A. Vyberte rezistor R6 tak, aby výstup operačního zesilovače DA2.2 měl napětí 1,9...2 V. Stejně jako rezistor R10 je vhodné vytvořit rezistor R6 ze dvou.

Vypněte napájení, připojte LCD a nainstalujte mikrokontrolér. Na výstup zařízení připojte rezistor nebo žárovku 12 V s proudem asi 0,5 A. Po zapnutí zařízení se na LCD zobrazí napětí na jeho výstupu U a nabíjecí proud I, stejně jako mezní napětí Uz a maximální nabíjecí proud Iz. Porovnejte hodnoty proudu a napětí na LCD s hodnotami standardního ampérmetru a voltmetru. Pravděpodobně se budou lišit.

Vypněte napájení, nainstalujte propojku S1 a znovu zapněte napájení. Pro kalibraci ampérmetru stiskněte a podržte tlačítko SB4 a pomocí tlačítek SB1 a SB2 nastavte na LCD hodnotu nejbližší hodnotě zobrazené referenčním ampérmetrem. Pro kalibraci voltmetru stiskněte a podržte tlačítko SB3 a pomocí tlačítek SB1 a SB2 nastavte na LCD hodnotu stejnou, jakou ukazuje referenční voltmetr. Bez vypnutí napájení odstraňte propojku S1. Kalibrační koeficienty budou zapsány do EEPROM mikrokontroléru pro napětí na adrese 02H a pro proud na adrese 03H.

Vypněte napájení nabíječky, vyměňte tranzistor VT4 a na výstup zařízení připojte autosvítilnu 12 V. Zapněte zařízení a nastavte Uz = 12 V. Při změně Iz by se měl plynule měnit jas svítilny . Zařízení je připraveno k použití.

Požadovaný nabíjecí proud a maximální napětí na baterii se nastavuje tlačítky SB1 "▲", SB2 "▼", SB3 "U", SB4 "I". Interval změny nabíjecího proudu je 50...950 mA v krocích po 50 mA. Interval změny napětí je 0,1...16 V v krocích po 0,1 V.

Chcete-li změnit Uz nebo Iz, stiskněte a podržte tlačítko SB3 nebo SB4 a pomocí tlačítek SB1 a SB2 nastavte požadovanou hodnotu. 5 s po uvolnění všech tlačítek bude nastavená hodnota zapsána do EEPROM mikrokontroléru (Uz - na adrese 00H, Iz - na adrese 01H). Je třeba mít na paměti, že přidržením tlačítka SB1 nebo SB2 po dobu delší než 4 s se rychlost změny parametrů zvýší přibližně desetkrát.

Program pro mikrokontrolér lze stáhnout.

Datum publikace: 25.09.2016

Názory čtenářů

Oleg / 19.05.2018 - 21:49
Pošlete mi prosím soubor firmwaru eeprom e-mailem [e-mail chráněný] Tlačím už přes měsíc a kytka nevychází!!!
Saša / 19.01.2018 - 19:10
Lidi, sestavil někdo toto zařízení!
Juri / 19.01.2018 - 18:35
Dotaz na autora Výstup mikroprocesoru 1 visí ve vzduchu.Nejedná se o překlep.

Toto zařízení je určeno k měření kapacity Li-ion a Ni-Mh akumulátorů a také k nabíjení Li-ion akumulátorů s volbou počátečního nabíjecího proudu.

Řízení

Provozní logika zařízení je následující:

Velikost vybíjecího proudu je určena napětím na rezistoru 5,1 Ohm a každou minutu se sčítá s předchozí hodnotou. Zařízení používá k provozu hodin 32768 Hz quartz.

Nastavení