DIY Arduino батареянын кубаттуулугун текшерүүчү - V2.0: 11 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бүгүнкү күндө жасалма литий жана NiMH батареялары чыныгы кубаттуулугуна караганда көбүрөөк кубаттуулуктагы жарнак аркылуу сатылат. Демек, чыныгы жана жасалма батареяны айырмалоо кыйын. Ошо сыяктуу эле, куткарылган 18650 ноутбук батареяларында сакталып калган кубаттуулукту билүү кыйын. Ошентип, батареялардын чыныгы кубаттуулугун өлчөө үчүн түзмөк талап кылынат.

2016 -жылы мен "Arduino Capacity Tester - V1.0" боюнча инструкцияны жаздым, ал абдан түз жана жөнөкөй түзмөк болчу. Мурунку версия Ом мыйзамына негизделген. Текшериле турган батарейка туруктуу резистор аркылуу чыгарылат, учурдагы жана убакыттын узактыгы Arduino менен өлчөнөт жана кубаттуулук эки окууну көбөйтүү менен эсептелет (Агымдын агымы жана убактысы).

Мурунку версиянын кемчилиги тестирлөө учурунда, батареянын чыңалуусунун төмөндөшү сыяктуу, токтун да төмөндөшү болгон, бул эсептөөлөрдү татаал жана так эмес кылат. Муну жеңүү үчүн, мен V2.0ди чыгардым, ал заряддоо процессинде ток туруктуу бойдон калат. Мен бул түзмөктү MyVanitar оригиналдуу дизайнына шыктандыруу менен жасадым

Capacity Tester V2.0 негизги өзгөчөлүктөрү төмөнкүлөр:

1. AA / AAA NiMh / NiCd, 18650 Li-ion, Li-Polymer жана Li FePO4 батареясынын кубаттуулугун өлчөөгө жөндөмдүү. Бул 5Вдан төмөн бааланган дээрлик бардык батареяларга ылайыктуу.

2. Колдонуучулар баскычтарды колдонуу менен агымдын агымын орното алышат.

3. OLED колдонуучу интерфейси

4. Аппарат Электрондук жүктөө катары колдонулушу мүмкүн

Жаңыртуу 02.12.2019

Эми сиз PCBWayден комплектке ПХБга жана компоненттерге заказ бере аласыз

Disclaimer: Сиз Li-Ion батарейкасы менен иштеп жатканыңызга көңүл буруңуз, ал өтө жарылуучу жана коркунучтуу. Эгерде мен сөз кыла турган болсом, мен эч кандай мүлктү жоготуу, зыян келтирүү же адам өмүрүн жоготуу үчүн жооп бере албайм. Бул окуу куралы литий-ион технологиясын жакшы билгендер үчүн жазылган. Сураныч, эгер сиз үйрөнчүк болсоңуз, буга аракет кылбаңыз. Коопсуз болуңуз.

Жабдуулар

Колдонулган компоненттер

Эми бул долбоорду PCBWayден комплектке куруу үчүн PCBге жана бардык компоненттерге заказ бериңиз

1. PCB: PCBWay

2. Arduino Nano: Amazon / Banggood

3. Opamp LM358: Amazon / Banggood

4. 0.96 OLED дисплейи: Amazon / Banggood

5. Керамикалык резистор: Amazon / Banggood

6. Capacitor 100nF: Amazon / Banggood

7. Конденсатор 220uF: Amazon / Banggood

8. Резисторлор 4.7K & 1M: Amazon / Banggood

9. Push Button: Amazon / Banggood

10. Push-Buttons Cap: Aliexpress

11. Бурама Терминал: Amazon / Banggood

12. Прототип тактасы: Amazon / Banggood

13. PCB Stand-off: Amazon / Banggood

14. Heatshrink түтүктөрү: Amazon/ Banggood

15. Жылыткыч: Aliexpress

Колдонулган куралдар

1. Ширетүүчү темир: Amazon / Banggood

2. Кыскыч метр: Amazon / Banggood

3. Мультиметр: Amazon / Banggood

4. Hot Air Blower: Amazon / Banggood

5. Wire Cutter: Amazon / Banggood

6. Wire Stripper: Amazon / Banggood

1 -кадам: Схемалык диаграмма

Бүт схема төмөнкү бөлүмдөргө бөлүнөт:

1. Электр менен камсыздоо микросхемасы

2. Туруктуу токтун Load Circuit

3. Батарея чыңалуусун өлчөө схемасы

4. Колдонуучу интерфейсинин схемасы

5. Buzzer Circuit

1. Электр менен камсыздоо микросхемасы

Электр менен камсыз кылуу схемасы DC Jack (7-9V) жана эки чыпкасы C1 жана C2 турат. Кубат чыгаруу (Vin) Arduino pin Vin менен туташкан. Бул жерде мен Arduino борттогу чыңалуу жөндөгүчүн колдонуп, чыңалууну 5В чейин түшүрөм.

2. Туруктуу токтун Load Circuit

Райондун негизги компоненти Op-amp LM358 болуп саналат, анда эки иштөөчү күчөткүч бар. Arduino пин D10дон келген PWM сигналы аз өтмө чыпка (R2 жана C6) аркылуу чыпкаланат жана экинчи иштөөчү күчөткүчкө берилет. Экинчи оп-амптын чыгышы чыңалуунун жолдоочусунун конфигурациясында биринчи оп-ампка туташкан. LM358 энергия менен камсыздоо ажыратуучу конденсатор C5 тарабынан чыпкаланат.

Биринчи op-amp, R1 жана Q1 туруктуу токтун жүгүртүү схемасын түзүшөт. Ошентип, азыр биз PWM сигналынын импульстук кеңдигин өзгөртүү аркылуу жүктү каршылыгы (R1) аркылуу токту башкара алабыз.

3. Батарея чыңалуусун өлчөө схемасы

Батареянын чыңалуусу Arduino аналогдук кирүүчү пин A0 менен өлчөнөт. C3 жана C4 эки конденсатору ADC конверсиясынын иштешин начарлатуучу туруктуу токтун схемасынан чыккан үндөрдү чыпкалоо үчүн колдонулат.

4. Колдонуучу интерфейсинин схемасы

Колдонуучу интерфейсинин схемасы эки баскычтан жана 0.96 дюймдук I2C OLED дисплейинен турат. Өйдө жана ылдый баскычы PWM импульстун туурасын көбөйтүү же азайтуу болуп саналат. R3 жана R4 өйдө жана ылдый басуу үчүн тартма каршылыктар -баскычтар. C7 жана C8 баскычтарды чыгаруу үчүн колдонулат. Үчүнчү баскыч (RST) Arduino'ду баштапкы абалга келтирүү үчүн колдонулат.

5. Buzzer Circuit

Сигналдын схемасы тесттин башталышын жана бүтүшүн эскертүү үчүн колдонулат. 5V ызы -чуусу Arduino санарип пин D9 менен байланыштырылган.

2 -кадам: Бул кантип иштейт?

Теория биримдиктин күчөткүчү катары конфигурацияланган OpAmpдин инверттөөчү (пин-2) жана инверттик эмес (пин-3) чыңалуусун салыштырууга негизделген. PWM сигналын тууралоо менен инвертирленбеген киришке киргизилген чыңалууну орноткондо, опамптын чыгышы MOSFET дарбазасын ачат. MOSFET күйгүзүлгөндө, ток R1 аркылуу өтөт, ал чыңалуунун төмөндөшүн жаратат, ал OpAmpге терс пикир берет. Бул MOSFETти тескери жана инверттик эмес кирүүлөрдөгү чыңалууга барабар башкарат. Ошентип, жүк каршылыгы аркылуу ток OpAmpтин инвертирленбеген киришиндеги чыңалууга пропорционалдуу.

Arduinoдон келген PWM сигналы аз өтмө чыпка схемасы (R2 жана C1) аркылуу чыпкаланат. PWM сигналын жана чыпкалуу схемасынын иштешин текшерүү үчүн, мен DSO ch-1ди чыпка схемасынын чыгышына жана ch-2ге туташтырдым. Чыгаруунун толкун формасы жогоруда көрсөтүлгөн.

3 -кадам: Потенциалды өлчөө

Бул жерде Батарея эң төмөнкү деңгээлдеги чыңалууга (3,2В) чыгарылат.

Батареянын сыйымдуулугу (мАч) = Учурдагы (I) мА х Убакыт (T) саатта

Жогорудагы теңдемеден көрүнүп тургандай, батареянын кубаттуулугун (мАч) эсептөө үчүн биз мАдагы токту жана Сааттагы убакытты билишибиз керек. Долбоорлонгон схема туруктуу токтун жүгүртүү схемасы, андыктан разряддын агымы сыноо мезгилинде туруктуу бойдон кала берет.

Бошотуу агымын Өйдө жана ылдый баскычын басуу менен жөнгө салууга болот. Убакыт узактыгы Arduino кодундагы таймерди колдонуу менен өлчөнөт.

4 -кадам: Районду жасоо

Мурунку кадамдарда мен чынжырдагы ар бир компоненттин милдетин түшүндүрдүм. Акыркы тактаны жасоо үчүн секирүүдөн мурун, адегенде схеманы нан тактасында текшериңиз. Эгерде схема нандын үстүндө кемчиликсиз иштесе, анда прототип тактасындагы компоненттерди ширетүүгө өтүңүз.

Мен 7см X 5см прототип тактасын колдондум.

Нанону орнотуу: Адегенде ар биринде 15 казык бар эки катар ургаачы төөнөгүчтү кесип салыңыз. Мен башын кесүү үчүн диагоналдуу нипперди колдондум. Андан кийин баштык казыктарын ширетүү. Эки рельстин ортосундагы аралык Arduino наносуна туура келерин текшериңиз.

OLED дисплейин орнотуу: 4 баштуу менен аялдын башын кесүү. Андан кийин аны сүрөттө көрсөтүлгөндөй ширетүү.

Терминалдарды жана компоненттерди монтаждоо: Калган компоненттерди сүрөттөрдө көрсөтүлгөндөй ширетүү.

Кабелдөө: Сымдарды схемага ылайык жасаңыз. Мен түстөрдү оңдоо үчүн түстүү зымдарды колдондум.

5 -кадам: OLED дисплейи

Батареянын чыңалуусун, разряддын агымын жана кубаттуулугун көрсөтүү үчүн мен 0.96 дюймдук OLED дисплейин колдондум. Анын 128x64 токтому бар жана Arduino менен байланышуу үчүн I2C шинасын колдонот. байланыш үчүн.

Мен параметрлерди көрсөтүү үчүн Adafruit_SSD1306 китепканасын колдонуп жатам.

Биринчиден, сиз Adafruit_SSD1306 жүктөп алышыңыз керек. Андан кийин аны орнотту.

Байланыштар төмөнкүдөй болушу керек

Arduino OLED

5V -VCC

GND GND

A4- SDA

A5- SCL

6 -кадам: Эскертүү үчүн Buzzer

Тесттин башталышы жана сынагы учурунда эскертүүлөрдү берүү үчүн пьезо -зумер колдонулат. Коңгуроонун эки терминалы бар, узундугу оң, кыска буту терс. Жаңы коңгуроонун стикеринде оң терминалды көрсөтүү үчүн " +" белгиси бар.

Прототип тактасында коңгуроону коюуга орун жетишсиз болгондуктан, мен эки зымдын жардамы менен базерди негизги схемага туташтырдым. Жылаңач байланышты жылуулоо үчүн мен жылуулукту кысуучу түтүктөрдү колдондум.

Байланыштар төмөнкүдөй болушу керек

Arduino Buzzer

D9 оң терминалы

GND терс терминалы

7 -кадам: Страфтарды орнотуу

Ширетүүдөн жана зым өткөргөндөн кийин, тирөөчтөрдү 4 бурчка орнотуңуз. Бул жерден ширетүүчү түйүндөргө жана зымдарга жетиштүү жол берүүнү камсыз кылат.

8 -кадам: PCB Дизайн

Мен схеманы EasyEDA онлайн программасын колдонуу менен тарттым, андан кийин PCB макетине которулду.

Схемага кошкон бардык компоненттер ошол жерде болушу керек, бири -биринин үстүнө тизилип, жайгаштырууга жана багыттоого даяр. Анын подкладкаларынан кармап компоненттерди сүйрөңүз. Андан кийин аны тик бурчтуу чек аранын ичине коюңуз.

Бардык компоненттерди такта минималдуу орунду ээлегендей кылып жайгаштырыңыз. Тактайдын өлчөмү кичирээк болсо, PCB өндүрүшүнүн баасы ошончолук арзан болот. Эгерде бул тактада корпуска орнотула турган кээ бир тешикчелери болсо пайдалуу болот.

Эми сиз маршрутка алышыңыз керек. Маршрут - бул процесстин эң кызыктуу бөлүгү. Бул табышмак чечкенге окшош! Көз салуу куралын колдонуу менен биз бардык компоненттерди туташтыруубуз керек. Сиз эки башка тректин бири -бирине дал келбеши үчүн жана тректерди кыска кылуу үчүн үстүнкү жана астыңкы катмарды колдоно аласыз.

Тактага текст кошуу үчүн Жибек катмарын колдонсоңуз болот. Ошондой эле, биз сүрөт файлын киргизе алабыз, андыктан мен веб -сайтымдын логотипинин сүрөтүн тактага басуу үчүн кошом. Акыр -аягы, жез аянты куралын колдонуп, биз ПХБнын жер аянтын түзүшүбүз керек.

Сиз аны PCBWayден заказ кылсаңыз болот.

US $ 5 купон алуу үчүн азыр PCBWayге катталыңыз. Бул сиздин биринчи заказыңыз акысыз дегенди билдирет, сиз жеткирүү акысын төлөшүңүз керек.

Буйрутма бергенде, мен PCBWayден жумушума салым кошуу үчүн 10% кайрымдуулук алам. Сиздин кичинекей жардамыңыз мени келечекте дагы укмуштуудай иштерге шыктандырышы мүмкүн. Кызматташтыгыңыз үчүн рахмат.

9 -кадам: ПХБны чогултуп алыңыз

Soldering үчүн, сизге татыктуу ширетүүчү үтүк, ширетүүчү, кыргыч жана мультиметр керек болот. Адегенде анча бийик эмес компоненттерди эриткиле.

Компоненттерди ширетүү үчүн төмөнкү кадамдарды аткарсаңыз болот:

1. Компоненттин буттарын тешиктеринен сүрүп, ПХБны артына буруңуз.

2. Пластмассаны жана компоненттин бутун бириктирген жерге ширетүүчү темирдин учун кармаңыз.

3. Коргошундун тегерегине агып, төшөктү жаап турушу үчүн, мууну муунга салыңыз. Айланага агып кеткенден кийин, учун жылдырыңыз.

10 -кадам: Программалык камсыздоо жана китепканалар

Биринчиден, тиркелген Arduino кодун жүктөп алыңыз. Андан кийин төмөнкү китепканаларды жүктөп алып, орнотуңуз.

Китепканалар:

Төмөнкү китепканаларды жүктөп алып, орнотуңуз:

1. JC_Button:

2. Adafruit_SSD1306:

Кодексте сиз төмөнкү эки нерсени өзгөртүшүңүз керек.

1. Учурдагы массивдердин баалуулуктары: Бул мультиметрди батарейка менен катар туташтыруу аркылуу жасалышы мүмкүн. Өйдө баскычын басып, токту өлчөгүлө, учурдагы маанилер массивдин элементтери.

2. Vcc: Сиз Arduino 5V пиндеги чыңалууну өлчөө үчүн мультиметрди колдоносуз. Менин учурда бул 4.96V.

Жаңыртылган күнү: 20.11.2019

Батарея химиясына ылайык коддогу Low_BAT_Level маанисин өзгөртө аласыз. Төмөндө айтылган чыңалуу чыңалуусунан бир аз маржа алганыңыз жакшы.

Бул жерде ар кандай литий-иондук батареялардын разряддары жана чыңалуу чыңалуусу келтирилген:

1. Литий кобальт кычкылы: Кесүү чыңалуусу = 2,5С 1С разряд ченинде

2. Литий марганец кычкылы: 1С разряд ченинде Cut-Off Voltage = 2.5V

3. Литий темир фосфаты: CutCoff Voltage = 2.5C 1C разряд ченинде

4. Литий титанаты: 1С разряд ылдамдыгында Cut-Off Voltage = 1.8V

5. Литий никели марганец кобальт кычкылы: 1С разряд ченинде кесилүүчү чыңалуу = 2,5В

6. Литий никели кобальт алюминий кычкылы: 1С разряд ченинде Вольт = 3.0В

Жаңыртылган 01.04.2020

jcgrabo, тактыкты жакшыртуу үчүн баштапкы дизайнга айрым өзгөртүүлөрдү сунуштады. Өзгөртүүлөр төмөндө келтирилген:

1. Так шилтемени кошуңуз (LM385BLP-1.2) жана аны A1ге туташтырыңыз. Орнотуу учурунда анын маанисин 1.215 вольт деп окуп, анан Vccти эсептеп, Vccти өлчөө зарылчылыгын жок кылыңыз.

2. 1 ом 5% каршылыгын 1 ом 1% кубаттуулуктагы резисторго алмаштырыңыз, ошондо каршылыктын маанисине жараша каталарды азайтыңыз.

3. Ар бир учурдагы кадам үчүн PWM баалуулуктарынын белгиленген топтомун колдонуунун ордуна (5 -кадам менен) мүмкүн болгон жакындыкка жетүү үчүн керектүү PWM баалуулуктарын эсептөө үчүн керектүү учурдагы маанилердин массивин түзүңүз. Ал эсептелген PWM баалуулуктары менен жетишиле турган чыныгы учурдагы баалуулуктарды эсептөө менен.

Жогорудагы өзгөртүүлөрдү эске алуу менен, ал кодду кайра карап чыгып, комментарий бөлүмүндө бөлүштү. Түзөтүлгөн код төмөндө тиркелет.

Менин долбоорума кошкон салымыңыз үчүн чоң рахмат jcgrabo. Мен бул жакшыртуу дагы көптөгөн колдонуучулар үчүн пайдалуу болот деп үмүттөнөм.

11 -кадам: Жыйынтык

Районду текшерүү үчүн, адегенде мен ISDT C4 заряддагычын колдонуп, жакшы Samsung 18650 батарейкасын кубаттадым. Андан кийин батарейканы батарейканын терминалына туташтырыңыз. Эми токту сиздин талабыңызга жараша коюңуз жана "UP" баскычын көп басып туруңуз. Андан кийин сиз бипти угушуңуз керек жана тестирлөө процедурасы башталат. Сыноо учурунда сиз OLED дисплейиндеги бардык параметрлерди көзөмөлдөйсүз. Батарея анын чыңалуусу анын эң төмөнкү деңгээлине (3.2V) жеткенге чейин заряддалат. Тест процесси эки узун сигнал менен аяктайт.

Эскертүү: Долбоор дагы эле иштеп чыгуу стадиясында. Сиз кандайдыр бир жакшыртуу үчүн мага кошула аласыз. Кандайдыр бир каталар же каталар болсо, комментарийлерди көтөрүңүз. Мен бул проект үчүн ПХБ иштеп жатам. Долбоор боюнча көбүрөөк жаңыртуулар үчүн байланышта болуңуз.

Менин үйрөткүчүм пайдалуу деп үмүттөнөм. Эгер сизге жакса, бөлүшүүнү унутпаңыз:) Дагы DIY долбоорлоруна жазылыңыз. Рахмат.