Главная » Микроконтроллеры
Призовой фонд
на январь 2017 г.
1. 1000 руб.
Radio-Sale
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 600 руб.
От пользователей
4. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник

Похожие статьи:


Тестер АА аккумуляторов

Тестер АА аккумуляторов

У вас есть куча АА аккумуляторов? Некоторые из них старые, другие новые, и надо определиться, какие из них можно взять с собой в поездку, а какие нет? Я люблю использовать аккумуляторные батареи, но я уверен, что характеристики некоторых из них не соответствуют тому, что написано на упаковке. Просто тестеры аккумуляторов измеряют напряжение, но нам необходимо знать ещё и ёмкость батареи, и сколько она держит заряд. Работу данного устройства можно увидеть в видео в конце статьи.

Шаг 1. Это задача для микроконтроллера!

Простым способом проверки аккумулятора является подключение к нему нагрузки и измерение времени за которое напряжение опустится ниже необходимого. Это простое решение, но оно требует наблюдения за вольтметром в течении длительного времени. С этим прекрасно справится микроконтроллер AVR, освободив ваше время. Мой измеритель тестирует аккумуляторы АА и сообщает их мощности в миллиампер-часах (мАч), поэтому вы можете сравнить их емкость.

Особенности

Прибором можно измерять несколько аккумуляторов одновременно с индикацией каждого на дисплее. Когда аккумулятор разрядится ниже допустимого уровня, он будет отключен. Когда все аккумуляторы протестированы, прибор оповещает об этом звуковым сигналом. Он определяет тип аккумулятора, его начальное напряжение и работает с NiCd и NiMh аккумуляторами. Конструкция основана на микроконтроллере ATmega168 который имеет 6 АЦП, которые будут использоваться для измерения напряжения батареи и тока нагрузки. Каждый аккумулятор требует два АЦП, поэтому одновременно можно измерять до трех аккумуляторов. Я построил два тестера, сначала на основе Arduino для отладки, а затем автономный, который является более компактным, и освобождает Arduino для других проектов.

Шаг 2. Основные части

Необходимые компоненты

Вот что нам понадобиться:

  • Arduino или ATmega168(328p) с обвязкой (см. схему).   
  • ЖК-дисплей от Nokia 5510.
  • Три MOSFETs транзистора – используются для переключения нагрузки.
  • Резисторы для разряда батареи.
  • Резисторы для взаимодействия с дисплеем.
  • Маленький динамик.
  • Текстолит или макетная плата.
  • Разъем для батарей типа АА(с раздельными ячейками).
  • Корпус.

Шаг 3. Схемотехника

Принцип работы тестера

Схема довольно проста, каждая батарея имеет свой нагрузочный резистор для разряда аккумулятора, когда транзистор открыт. АЦП микроконтроллера используется для контроля напряжения батареи. Второй АЦП подключен к транзистору для определения текущего напряжения на резисторе. Оно рассчитывается путем вычитания напряжения на транзисторе из напряжения аккумулятора. Деление напряжения на сопротивление дает значение тока. Умножьте это на время, и вы получите значение в мАч. Если вы посмотрите на код, вы заметите, что всё не так просто. Микроконтроллер измеряет состояние батареи каждую секунду. Таким образом, вместо подсчета мАч, я подсчитываю количество мкАч. 1 мАч = 1000мкАч, т.е. при отображении значение делится на 1000. Код хорошо прокомментирован, так что должен быть всем понятен.

Нагрузочный резистор
Резистор рассеивает много мощности, поэтому используйте достаточно мощный резистор. При тестировании NiCd и NiMH аккумуляторов (1.2В) рассеиваемая мощность составит более 1 Вт, так что используйте достаточно большое сопротивление, или несколько резисторов включенных параллельно. При большем токе, не забудьте использовать толстую проволоку для монтажа.
Я считал возможным тестирование аккумуляторов типа 14500 Li-Ion, так как они тоже АА, но сопротивление нагрузки для них должно быть больше. Если аккумулятор установлен, программа проверяет напряжение батареи, и не выполняет тест, если обнаруживает Li-Ion аккумулятор. Если бы я не сделал этого, нагрузочного резистор бы получал около 1400мА, что превышает максимальной рекомендуемой разрядный ток 450мА. Резистор бы рассеивал около 6 Вт, что очень много. Я мог бы разработать схему для тестирования Li-Ion аккумуляторов, добавив дополнительные транзисторы и нагрузочные резисторы, но мне это не нужно.

MOSFET (полевой транзистор)
Этот компонент действует как управляемый микроконтроллером переключатель. Когда он открыт, ток с аккумулятора проходит через нагрузочный резистор, постепенно разряжая его. Я вытащил полевой транзистор из старого компьютера. Любое подобное устройство должно работать до тех пор, пока сопротивление сток-исток низкое. 2МОм резистор обеспечивает 0В при вынутых аккумуляторах. Без него, АЦП может выдавать всё что угодно.

Дисплей
Я использовал LCD от старой Nokia 5510 которым достаточно легко управлять. Arduino работает от 5В, но дисплей и управляющие линии требуют не более 3,3В. Я сделал делитель напряжения из резисторов на 1800 Ом и 3300 Ом, который делят 5В до 3,3В. Дисплей имеет подсветку и я включил её через токоограничивающий резистор. Дисплей Nokia является графическим, так что я воспользовался этим и сделал анимированные иконки батареи, чтобы показать их состояние. Библиотеки управления этим дисплеем на основе контроллера PCD8544: http://code.google.com/p/pcd8544/

Шаг 4. Полная схема

Схема на Arduino

Схема на Arduino

Одна из схем предназначена для Arduino, а другая для автономного проекта.

Схема на Arduino

Примечания
- Тестер дает не самый точный, однако вполне приемлемый результат.
- Падение напряжения на полевом транзисторе должно быть незначительным.
- После того как тестирование завершено, тестер продолжает показывать напряжение батареи - поскольку снимается нагрузка, напряжение вернется к минимальному приемлемому, но в действительности аккумулятор разряжен.

Шаг 5. Корпус

Корпус

Вы можете использовать металлические или пластмассовый корпус, но я решил сделать деревянный. Эта часть проекта делалась довольно долго, но результат мне понравился

Шаг 6. Улучшение

Тестер

Только через несколько дней после завершения проекта, я понял, что необходима возможность подключать аккумуляторы большего размера. Поэтому я добавил разъем в нижней части устройства, который просто предоставляет доступ контактам двух батарей. Теперь я могу проверить батареи, которые не помещаются в держатель батарей AA. Когда это не используется, разъем с крокодильчиками можно просто вытащить.

Экран

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
МК AVR 8-бит
ATmega168
1 ATmega368 либо плата ArduinoПоиск в FivelВ блокнот
LCD-дисплейNokia 55101 Контроллер PCD8544Поиск в FivelВ блокнот
Линейный регулятор
LM7805
1 Поиск в FivelВ блокнот
FET1-FET3 MOSFET-транзистор3 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор22 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
Конденсатор0.1 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
Электролитический конденсатор4.7 мкФ1 Поиск в FivelВ блокнот
Электролитический конденсатор100 мкФ2 Поиск в FivelВ блокнот
Load Resistor Резистор
2.5 Ом
3 МощныйПоиск в FivelВ блокнот
Резистор
180 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
30 Ом
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
1.8 кОм
6 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
3.3 кОм
6 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
10 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
Резистор
10 МОм
3 Поиск в FivelВ блокнот
Кварц16 МГц1 Поиск в FivelВ блокнот
SPKR Пьезоизлучатель1 Поиск в FivelВ блокнот
Reset, Button 1 КнопкаЗамыкающая2 Поиск в FivelВ блокнот
ICSP РазъёмPLD-61 ISPПоиск в FivelВ блокнот
B1-B3 Колодка3 элемента AA1 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Прикрепленные файлы:

Теги:

none Опубликована: 2012 г. 0 1
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Юрий #
Супер! Давно искал такую статью, такой пример для тестера батарей и с дисплеем от Нокия! Большое спасибо за статью!
Ответить
0
zelenka #
Да конечно не плохо - дело в другом: меряют не напряжение, а ток. К батареи подключают амперметр и смотрят как ток падает. Задумка не плохая, но также важна мощность нагрузочного резистора, иначе можно за два раза убить аккумулятор. И половой транзистор не внушает доверия - они до статики живут не долго.
Ответить
0
Капитан #
Ток определяется косвенно через шунт. Микроконтроллер может явно измерить только напряжение и то как двоичное число.
Ответить
0
shim22 #
Какие полевики использовали?
Ответить
0
Юрий #
Кто нибудь собирал? Не могу скомпилировать скетч, много ошибок при компиляции. Пришлите пожалуйста откомпилированный файл!
Ответить
0
edgi #
Подскажите как рассчитать этот нагрузочный резистор, на разные аккумуляторы с разным напряжением? Может как-то можно его менять электронно?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Программатор Pickit3
Программатор Pickit3
Raspberry Pi 2 Модуль радиореле на 4 канала
вверх