DIY Arduino батареянын кубаттуулугун текшерүүчү - V1.0: 12 кадам (сүрөттөр менен)

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

[Видеону ойнотуу] Мен күн долбоорлорумда аларды кайра колдонуу үчүн көптөгөн эски батареяларды (18650) сактап калдым. Батарея пакетиндеги жакшы клеткаларды аныктоо өтө кыйын. Мурун менин Power Bank Instructable биринде мен жакшы клеткаларды алардын чыңалуусун кантип аныктоо керектигин айткам, бирок бул ыкма такыр ишеничтүү эмес. Ошентип, мен чындап эле ар бир клетканын чыңалуусун эмес, анын кубаттуулугун өлчөөнүн жолун кааладым.

Жаңыртуу 30.10.2019

Сиз менин жаңы версиямды көрө аласыз

Бир нече жума мурун, мен долбоорду негиздерден баштадым. Бул версия чындыгында Омс мыйзамына негизделген, тестирлөөнүн тактыгы 100% идеалдуу болбойт, бирок акылга сыярлык натыйжаларды берет жана башка батарея менен салыштырганда, ошондуктан сиз оңой эле эски батарея пакетиндеги жакшы клеткаларды аныктай аласыз. Менин ишимде түшүндүм, жакшыртыла турган нерселер көп. Келечекте мен ошол нерселерди ишке ашырууга аракет кылам. Бирок азырынча мен бактылуумун. Мен бул кичинекей сыноочу пайдалуу болот деп үмүттөнөм, ошондуктан мен аны баарыңар менен бөлүшүп жатам. Эскертүү: начар батареяларды туура ыргытыңыз. -Өтө жарылуучу жана коркунучтуу батарейка. 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 технологиясы боюнча билимге ээ болгондор үчүн жазылган, эгер сиз үйрөнчүк болсоңуз, буга аракет кылбаңыз. Коопсуз болуңуз.

1 -кадам: Бөлүктөр жана шаймандар керек:

Керектүү бөлүктөр: 1. Arduino Nano (Gear Best / Banggood) 2. 0.96 OLED дисплейи (Amazon / Banggood) 3. MOSFET - IRLZ44 (Amazon) 4. Резисторлор (4 x 10K, 1 / 4W) (Amazon / Banggood) 5. Power Resistor (10R, 10W) (Amazon) 6. Бурамалуу терминалдар (3 Nos) (Amazon / Banggood) 7. Buzzer (Amazon / Banggood) 8. Prototype Board (Amazon / Banggood) 9. 18650 Батарея кармагыч (Amazon)

10. 18650 Батарея (GearBest / Banggood) 11. Spacers (Amazon / Banggood) Керектүү шаймандар: 1. Wire Cutter / Stripper (Gear Best) 2. Пайдалануучу Темир (Amazon / Banggood) Колдонулган Инструмент: IMAX Балансы Заряддагыч (Gearbest / Banggood)

Infrared Thermometer Gun (Amazon /Gearbest)

2 -кадам: Схема жана Жумуш

Схема:

Схеманы оңой түшүнүү үчүн мен аны тешилген тактага да тарткам. Компоненттердин жана зымдардын позициясы менин тактайыма окшош. Жалгыз өзгөчөлүктөр - бул зумбул жана OLED дисплей. Чыныгы тактада алар ичинде, бирок схемада алар сыртта жатат.

Дизайн Arduino Nanoго негизделген абдан жөнөкөй. Батарея параметрлерин көрсөтүү үчүн OLED дисплейи колдонулат.3 винт терминалдары батарейканы жана жүк каршылыгын туташтыруу үчүн колдонулат. Зумер ар кандай эскертүүлөрдү берүү үчүн колдонулат. Жүктүн каршылыгындагы чыңалууларды көзөмөлдөө үчүн эки чыңалуу бөлүштүргүч схемасы колдонулат. MOSFETтин милдети - жүктөө каршылыгын батарея менен туташтыруу же ажыратуу.

Иштөө:

Arduino батарейканын абалын текшерет, эгер батарея жакшы болсо, MOSFETти күйгүзүү буйругун бериңиз. Бул аккумулятордун оң терминалынан резистор аркылуу өтүүгө мүмкүнчүлүк берет жана MOSFET терс терминалга кайра жолду бүтүрөт. Бул батареяны белгилүү бир убакыттын ичинде бошотот. Ардуино жүктөө резисторундагы чыңалууну өлчөйт, андан кийин разряддын агымын билүү үчүн каршылыкка бөлүнөт. Миллиамп-сааттын (кубаттуулуктун) маанисин алуу үчүн муну убакытка көбөйткөн.

3 -кадам: чыңалуу, ток жана кубаттуулукту өлчөө

Voltage Өлчөө

Биз жүктөө каршылыгынын чыңалуусун табышыбыз керек. Чыңалуу эки чыңалуу бөлүштүргүч схемасы аркылуу өлчөнөт. Бул ар бири 10k мааниси бар эки резистордон турат. Бөлүүчүдөн чыгуу Arduino аналогдук пин A0 жана A1 менен туташкан.

Arduino аналогдук пин 5В чейин чыңалууну өлчөй алат, биздин учурда максималдуу чыңалуу 4.2V (толук заряддалган). Анда сиз эмне үчүн эки бөлгүчтү керексиз колдонуп жатам деп сурасаңыз болот. Себеби, менин келечектеги планым ошол эле тестирлөөнү мульти химиялык батарея үчүн колдонуу. Ошентип, бул дизайн менин максатыма жетүү үчүн оңой ыңгайлаштырылышы мүмкүн.

Учурдагы өлчөө:

Учурдагы (I) = Чыңалуу (V) - MOSFET / Каршылыктын чыңалуусу (R)

Эскертүү: Мен MOSFET боюнча чыңалуунун төмөндөшү анча маанилүү эмес деп ойлойм.

Бул жерде, V = Жүктүн каршылыгындагы чыңалуу жана R = 10 Ом

Алынган натыйжа амперде. Миллиамперге айландыруу үчүн 1000ди көбөйтүңүз.

Ошентип, максималдуу разряддын агымы = 4.2 / 10 = 0.42A = 420mA

Потенциалды өлчөө:

Сакталган төлөм (Q) = Учурдагы (I) х Убакыт (T).

Биз буга чейин токту эсептеп чыкканбыз, жогорудагы теңдеменин жалгыз белгисизи - убакыт. Ардуинодогу millis () функциясы өткөн убакытты өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн.

4 -кадам: Load Resistor тандоо

Жүк резисторунун тандалышы бизге керек болгон разряддын агымына жараша болот. Батареяны 500мАга чыгаргыңыз келет дейли, анда резистордун мааниси

Каршылык (R) = Максималдуу Батарея Чыңалуусу / Бошотуу Учу = 4.2 /0.5 = 8.4 Ом

Резистор бир аз күчтү таркатышы керек, андыктан бул учурда анын өлчөмү маанилүү.

Жылуулук тарады = I^2 x R = 0,5^2 x 8,4 = 2,1 Ватт

Бир аз маржа сактоо менен 5W тандасаңыз болот. Эгер көбүрөөк коопсуздукту кааласаңыз, 10W колдонуңуз.

Мен 8 Омдун ордуна 10 Ом, 10 Вт резистор колдондум, анткени ал менин запасымда болгон.

5 -кадам: MOSFETти тандоо

Бул жерде MOSFET которгуч сыяктуу иштейт. Arduino пин D2 санариптик чыгуусу которууну көзөмөлдөйт. 5V (HIGH) сигналы MOSFETтин дарбазасына берилгенде, ал аккумулятордун оң терминалынан резистор аркылуу өтүүгө мүмкүндүк берет жана MOSFET терс терминалга кайра жолду бүтүрөт. Бул батареяны белгилүү бир убакыттын ичинде заряды жок кылат. Ошентип, MOSFETти максималдуу разряд агымын ысып кетпестен башкара тургандай тандоо керек.

Мен n-канал логикалык деңгээл MOSFET-IRLZ44 күчүн колдондум. L бул логикалык деңгээл MOSFET экенин көрсөтөт. MOSFET логикалык деңгээли ал микроконтроллердин логикалык деңгээлинен толук күйүү үчүн иштелип чыкканын билдирет. Стандарттык MOSFET (IRF сериясы ж. Б.) 10Вдан иштөө үчүн иштелип чыккан.

Эгерде сиз IRF сериясын MOSFET колдонсоңуз, анда ал Arduinoдон 5V колдонуу менен толук күйгүзүлбөйт. Айтайын дегеним, MOSFET номиналдуу токту өткөрбөйт. Бул MOSFET'терди жөндөө үчүн дарбазанын чыңалуусун жогорулатуу үчүн кошумча схема керек.

Ошентип, IRLZ44 эмес, логикалык деңгээлдеги MOSFETти колдонууну сунуштайм. Сиз дагы башка MOSFET колдоно аласыз.

6 -кадам: OLED дисплей

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 автобусун колдонот. Arduino Unoдо эки казык SCL (A5), SDA (A4) байланыш.

Мен U8glib китепканасын параметрлерди көрсөтүү үчүн колдонуп жатам. Биринчиден U8glib китепканасын жүктөп алуу керек. Андан кийин аны орнотту.

Эгерде сиз OLED дисплейине жана Arduinoго киргиңиз келсе, бул жерди басыңыз

Байланыштар төмөнкүдөй болушу керек

Arduino OLED

5V -Vcc

GND GND

A4- SDA

A5- SCL

7 -кадам: Эскертүү үчүн ызы -чуу

Ар кандай эскертүүлөрдү же эскертүүлөрдү берүү үчүн, пьезо сигналдары колдонулат

1. Батарея Төмөн Чыңалуу

2. Battery Жогорку Voltage

3. Батарея жок

Коңгуроонун эки терминалы бар, узундугу оң, кыска буту терс. Жаңы баззердеги стикерде оң терминалды көрсөтүү үчүн " +" белгиси бар.

Байланыштар төмөнкүдөй болушу керек

Arduino Buzzer

D9 оң терминалы

GND терс терминалы

Arduino Sketchте мен PWM сигналын сигналга жөнөтүүчү, кичине кечигүүнү күтүп, анан өчүрүп, анан дагы бир аз кечигүүгө ээ болгон өзүнчө beep () функциясын колдондум. Ошентип, ал бир жолу сигнал берет.

8 -кадам: Районду жасоо

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

Мен 7см X 5см прототип тактасын колдондум.

Нанону монтаждоо: Биринчиден, ар биринде 15 төөнөгүчтөр бар эки катар ургаачы төөнөгүчтү кесип салыңыз. Мен баштыктарды кесүү үчүн диагоналдуу кыргычты колдонгом.

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

Терминалдарды жана компоненттерди монтаждоо: Калган компоненттерди сүрөттөрдө көрсөтүлгөндөй ширетүү

Wiring: симди схемага ылайык жасаңыз. Мен зымдарды жасоо үчүн түстүү зымдарды колдондум, аларды оңой эле аныктай алам.

9 -кадам: Страфтарды орнотуу

Ширетүү жана зымдарды кийин, 4 бурчунда standoffs минип. Бул жерден ширетүүчү муундар жана зымдар үчүн жетиштүү жол -жобосун камсыз кылат.

10 -кадам: Программалык камсыздоо

Программалык камсыздоо төмөнкү милдеттерди аткарат

1. Чыңалуусун өлчөө

100 ADC үлгүлөрүн алуу, аларды кошуу жана result. This орточо ызы -чууну азайтуу үчүн жасалат.

2. Батарейканын абалын текшерип, эскертүү бериңиз же разряддын айлануусун баштаңыз

Эскертүүлөр

i) Төмөн-V!: Эгерде батареянын чыңалуусу эң төмөнкү разряддан төмөн болсо (Li Ion үчүн 2,9В)

ii) Жогорку-V!: Эгерде батареянын чыңалуусу толук заряддалган абалдан жогору болсо

iii) Батарея жок!: Эгерде батарейканын кармагычы бош болсо

Бошотуу цикли

Эгерде батареянын чыңалуусу төмөнкү чыңалууда (2.9V) жана жогорку вольтто (4.3V) болсо, разряддын цикли башталат. Буга чейин айтылгандай, учурдагы жана кубаттуулукту эсептөө.

3. OLEDде параметрлерди көрсөтүү

4. Сериалдык монитордо маалыматтарды каттоо

Төмөндө тиркелген Arduino кодун жүктөп алыңыз.

11 -кадам: Сериялык маалыматтарды экспорттоо жана Excel баракчасында график түзүү

Районду текшерүү үчүн, адегенде мен IMAX Заряддагычты колдонуп, жакшы Samsung 18650 батареясын кубаттадым. Анан батарейканы жаңы тестериме салыңыз. Бошотуу процессин анализдөө үчүн, мен сериялык маалыматтарды электрондук жадыбалга экспорттойм. Анан мен разряддын ийри сызыгын түздүм. Жыйынтыгы чындыгында укмуш. Мен муну аткаруу үчүн PLX-DAQ аттуу программаны колдондум. Бул жерден жүктөп алсаңыз болот.

PLX-DAQ колдонууну үйрөнүү үчүн бул окуу куралы аркылуу өтсөңүз болот. Бул абдан жөнөкөй.

Эскертүү: Бул Windowsто гана иштейт.

12 -кадам: Жыйынтык

Бир нече тестирлөөдөн кийин мен тестирлөөнүн натыйжасы абдан акылга сыярлык деген жыйынтыкка келдим. Жыйынтык 50-70 мАч аралыкта жайгашкан, батарейканын сыйымдуулугун текшерүүчү резолюциянын жыйынтыгынан. ИК температурасын колдонуп, жүк каршылыгынын температурасынын жогорулашын өлчөгөм, максималдуу мааниси 51 градус C.

Бул конструкцияда агымдын агымы туруктуу эмес, ал батареянын чыңалуусуна жараша болот. Ошентип, разряддын ийри сызыгы батарейканы өндүрүү маалыматында берилген разряддын ийри сызыгына окшош эмес.

Ошентип, менин келечектеги версиямда мен V1.0деги жогорудагы кыска комментарийлерди чечүүгө аракет кылам.

Кредит: Мен YouTubeдагы долбоору бул долбоорду баштоого шыктандырган Адам Уэлчке кредит бергим келет. Сиз анын YouTube видеосун көрө аласыз.

Сураныч, кандайдыр бир жакшыртууну сунуштаңыз. Каталар же каталар болсо, комментарий жазыңыз.

Менин үйрөткүчүм пайдалуу деп үмүттөнөм. Эгер сизге жакса, бөлүшүүнү унутпаңыз:)

Башка DIY долбоорлоруна жазылыңыз. Рахмат.