Главная » Питание
Призовой фонд
на март 2017 г.
1. UNI-T UT-39C
Паяльник
2. Тестер компонентов LCR-T4
Паяльник
3. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Умное зарядное устройство

Зарядное устройство для свинцово-кислотных аккумуляторов разрабатывалось в рамках общепризнанных «нельзя» и «надо»:

  • Нельзя заряжать выше определенного напряжения.
  • Нельзя разряжать ниже определенного напряжения.
  • Нельзя хранить незаряженный аккумулятор.
  • Надо проводить тренировки 2-4 раза в год при постоянной эксплуатации и ежемесячно при циклической.

Перелопатив интернет и свою библиотеку электротехнических журналов (статей об зарядных  у меня оказалось аж 615!) пришел к выводу, что все остальные параметры: сила и форма тока, стабилизация тока или напряжения, временные интервалы, ТКН и т.д. варьируются в очень широких пределах.

В моем ЗУ «определенное напряжение» вычисляется с учетом «температурного коэффициента напряжения электролита». Коэффициент при заряде, при поддержке и при разряде совершенно разный. Получается, что при температуре 0˚С заряжать нужно до напряжения 15,12В, а при 25˚С только до 14,37В. Разница весьма даже ощутимая.

Термодатчик совать в электролит не хотелось, поэтому вырезал с ненужной камеры кольцо и натянул на аккумулятор. Под него и вставляю датчик.

Зарядное умное потому, что:

  • его нужно подключить к сети 220В, к аккумулятору подсунуть термодатчик, подсоединить крокодилы и включить. Если перепутали полярность аккумулятора, то еще при подсоединении аккумулятора включится «противная» пищалка. Будет пищать, пока не подключите правильно.
  • Если Вы спешите, то это и все. ЗУ само решит: нужно заряжать аккумулятор – зарядит, сейчас не надо – подождет, пока будет надо. 

Если же есть желание «покомандовать» - пожалуйста. Есть одна кнопка управления. Ею можно перебирать режимы: тренировка – заряд – дозаряд (с зажиганием соответствующего светодиода). Режим поменять можно в любой момент.

Тренировка - это: разряд аккумулятора (ток зависит от применяемой лампы + ток вентилятора) до напряжения V разряда,  потом заряд, дозаряд и выход в режим контроля. При разряде включается вентилятор, потому что лампа даже 40 Ватт выделяет много тепла. Пригодилась лампа фары с перегоревшей нитью дальнего света.

Процесс заряда циклический: заряд – пауза – разряд током 0,5А – пауза. Длительность цикла определяется из расчета среднего тока за 1 сек = 5А. И этот процесс идет до определенного V заряда.

Дозаряд – это периодическое включение заряда при уменьшении напряжения аккумулятора до V заряда – 0,2В в течение 2 часов. 

Потом ЗУ переходит в режим контроля: зажигаются все светодиоды. Когда напряжение уменьшится до V поддержки  – включится заряд, а потом и дозаряд.

Индикатор будет периодически показывать напряжение аккумулятора с точностью 0,01В и его температуру с точностью 0,1˚ С. 

Схема умного зарядного устройства на PIC-контроллере

Схема не сложная. Микроконтроллер с индикатором, термодатчик, два входа АЦП меряют напряжения, три порта управляют полевыми ключами. Трансформатор, выпрямительный мост, стабилизатор напряжения 5,12 В. Бузер Ls пищит, если перепутали полярность аккумулятора.

Полевые на радиаторах: Т1 отдельно, а Т2 и Т3 на одном через изолирующую прокладку. Требования к транзисторам: Т1 - с р-каналом, сопротивление в открытом состоянии 0,1 Ом, ток - более 10А; Т2 - n-канал, более 1А; Т3 - n-канал, более10А. Внутри зарядное выглядит так.

Радиаторы от блока питания ПК. Печатная плата выглядит так.

Печатка и прошивка прилагаются.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
IC МК PIC 8-бит
PIC16F873
1 -AПоиск в FivelВ блокнот
VR1 DC/DC импульсный конвертер
LM2575
1 -AdjПоиск в FivelВ блокнот
T1 MOSFET-транзистор
IRF9Z34N
1 Поиск в FivelВ блокнот
T2 MOSFET-транзистор
IRF730
1 Поиск в FivelВ блокнот
T3 MOSFET-транзистор
IRFZ46N
1 Поиск в FivelВ блокнот
VT1-VT5 Биполярный транзистор
КТ3102
5 Поиск в FivelВ блокнот
VDS1 Диод
Д242
4 Поиск в FivelВ блокнот
VD1, VD7 Выпрямительный диод
1N4007
2 Любой 10АПоиск в FivelВ блокнот
VD2 Диод Шоттки
1N5819
1 Поиск в FivelВ блокнот
VD3, VD6 Стабилитрон
BZX79-B5V1
2 Поиск в FivelВ блокнот
VD4, VD5 Выпрямительный диод
SB5H100
2 Шоттки 5АПоиск в FivelВ блокнот
HL1-4 СветодиодFYL30144 ЛюбыеПоиск в FivelВ блокнот
C1, C2 Конденсатор20 пФ2 Поиск в FivelВ блокнот
C3, C7 Электролитический конденсатор470мкФ 35В2 Поиск в FivelВ блокнот
C4, C6, C8, C9 Конденсатор100 нФ4 Поиск в FivelВ блокнот
C5 Электролитический конденсатор330мкФ 16В1 Поиск в FivelВ блокнот
R1-R3, R9-R16 Резистор
330 Ом
8 Поиск в FivelВ блокнот
R4, R21 Резистор
10 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R5 Резистор
4.7 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R6 Резистор
2 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R7 Резистор
7.5 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R8 Резистор
2.2 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R17, R19, R22 Резистор
3 кОм
3 Поиск в FivelВ блокнот
R18, R27, R30 Резистор
100 кОм
3 Поиск в FivelВ блокнот
R20, R25 Резистор
1 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R23, R24, R26 Резистор
3 кОм
3 Поиск в FivelВ блокнот
R29, R31 Резистор
3 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
LED Светодиодный индикаторFYQ3641AS211 Поиск в FivelВ блокнот
Q Датчик температуры
DS18B20
1 Поиск в FivelВ блокнот
Z1 РезонаторHC-49U7 4 МГцПоиск в FivelВ блокнот
L1 Катушка индуктивностиR09121 Поиск в FivelВ блокнот
Ls1 БузерKPX-G1212B1 12ВПоиск в FivelВ блокнот
M1 ВентиляторPFS-08A12M1 12В 120мАПоиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 22.04.2015 0 1
Я собрал 0 5
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 4.1 Проголосовало: 5 чел.

Комментарии (52) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Tm #
Стабилитроны для увеличения разрядности АЦП?
Ответить
0
Smelter #
Стабилитроны для того, чтобы у контроллера "пинджак не завернулся". По определению, контроллер питается напряжением 5 вольт и соответственно на АЦП нельзя подавать напряжение, выше напряжения питания. Поэтому R19,20 и R24,25 образуют делить напряжения 1:3 и на АЦП поступает напряжение в три раза меньше т.е. максимум 5 вольт, но если вдруг что-то пойдёт не так (мало ли какой АКБ юзверь прицепит для зарядки, например на 24В), в этом случае стабилитроны откроются и больше 5 вольт на входы контроллера всё равно не поступит (автор подстраховал схему таким решением).
Ответить
-3
Тм #
Встроенных в микроконтроллер защитных диодов вам не достаточно?
Ответить
+2
Zlodey #
Встроенные демпферные диоды от таких манипуляций вылетят в первую очередь.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Извините, что не отвечал - проблемы со связью. Стабилитрон VD3 нужен обязательно, потому что когда Т1 закрыт на С7 напряжение более 20 вольт. VD6 я поставил как "защиту от дурака". Но потом экспериментировал с аккумулятором, который не брал ток, и признал полезность этого стабилитрона.
Ответить
0
Tm #
Можете обосновать, почему они должны вылететь?
Ответить
0
Smelter #
Читаем внимательно техдокументацию на PIC16F87X http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30292D.pdf раздел 11.0, страница 44, раздел 11.1, страница 52 и не задаём глупых вопросов. Вообще это общее правило для цифровой электроники, – напряжение на входах для любых цифровых микросхем не может превышать напряжение питания. Откуда у Вас такая уверенность, что в конкретную модель микросхемы встроили защитные диоды, даже если и встроили, то откуда Вы знаете на какое напряжение они рассчитаны? Или хотите сказать, куча идиотов специально преобразователи уровней напряжения ставят, защиты всякие навешивает, усложняет схемы. А Вы один такой грамотный, "а нафига, там диоды защитные". Поэтому вместо демагогии просто соблюдайте правила и требования к цифровой схемотехнике (британские учёные настоятельно рекомендуют).
Ответить
+1

[Автор]
VIG #
Полностью поддерживаю. Невнимательность по этому вопросу привела к выходу со строя одного пина порта (а может и не одного). МК шьётся нормально, но один порт на команды не реагирует.
Ответить
0
Тм #
Для того, чтобы порты не вылетали нужно соблюдать допустимые токи. Всё есть в документации на МК
Ответить
0
Тм #
Я вижу, читаете вы слабо. Посмотрите хотя бы картинки, а именно схему АЦП.
Ответить
-1
Smelter #
Удивите меня, процитируйте отрывок техдокументации в котором говорится о "встроенных защитных диодах", а заодно тыкните на какое напряжение они рассчитаны. Если я буду подавать на АЦП один киловольт при токе 0.1 наноампер, это нормальный ток будет, допустимый, "защитные диоды", как положено сработают?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Для надежности конструкции параметры тока и напряжения нужно соблюдать. Вот максимальное напряжение для 873 пика:
15.0 ELECTRICAL CHARACTERISTICS
........ Voltage on any pin with respect to VSS (except VDD, MCLR. and RA4) ..................... -0.3 V to (VDD + 0.3 V)
Ответить
0
alend #
Вообще то, умное зарядное устройство,- это совсем не то, что предложено здесь.
Самое главное при заряде АКБ в стационарных условиях,это его полная до 100% зарядка,при этом умная зарядка позволяет наименьшим образом "изнасиловать" сам АКБ. Умная зарядка работает в двух режимах, сначала идёт заряд АКБ в режиме стабилизации тока, затем через некоторый промежуток времени зарядное устройство переходит в режим стабилизации напряжения, что позволяет без бурного кипения зарядить АКБ до упора, после окончания процесса заряда АКБ отключается. А в чём заключается умность приведённой выше схемы я так и не понял.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Первый этап и есть стабилизация среднего тока заряда, а второй этап: дозаряд - это стабилизация напряжения в течение 2 часов.
Ответить
0
kalyn #
Схема имеет право на жизнь! Здесь реализовано именно то, чего и не хватало многим подобным устройствам - заряда по температуре электролита.
Сам вопрос о "изнасиловании" акума остается - регулировка ШИМом? Емкость то разная. Но в машине происходит то же самое - сразу токовый "удар", после "удара" мощным разрядом на стартер.
Схема представляет интерес в "обрезанном" виде вместо штатного РР - вот тебе и напряжение, вот и температура. А именно в машине стартер и "гибнет", не смотря на всякие изощренные зарядные. Автору - СПАСИБО! Есть тема для работы...
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Насчет насилия. В литературе встречаются рекомендации по заряду автомобильных аккумуляторов импульсами тока более 20 Ампер. Кроме того рассчитано количество энергии для разрушения... и т.д. А некоторые считают самым лучшим "ползучий" заряд током 0,01С.
Ответить
0
asd81 #
Не забываем, что это пусковой акб и для него это норма. Не понятно это:
А именно в машине стартер и "гибнет", не смотря на всякие изощренные зарядные.
С какого перепуга ему гибнуть?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
kalyn имел в виду "гибнет аккумулятор". И я с ним согласен. Ток заряда на авто не регулируется, а РР ограничивает напряжение 14,2...14,6 В (такие я встречал) не учитывая температуру под капотом.
Ответить
0
111284 #
Можно ли этим ЗУ заряжать свинцово-гелиевые аккумуляторы 12в*7А?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Думаю, что можно. Принесли два аккумулятора от бесперебойника 12В 7Ачас. Напряжение на них 12,6 В, но от маленькой лампочки падает до нуля. Капнули дисцилированной воды (крышки пришлось аккуратно взломать). На следующий день подключили это зарядное в режиме тренировки. Зарядное сразу переходило в режим заряда, потом дозаряд.Через пару часов переходит в дежурный режим. Опять включаем тренировку... Короче: один из двух восстановился и сейчас работает в бесперебойнике. Насколько долго? Посмотрим.
Ответить
+1
Роман #
Для 7Аh максимально допустимый ток заряда - вряд ли больше 3А, а в этом устройстве он, как написано, "в среднем 5А" (как вычислено?), и никак не регулируется, поскольку - судя по схеме - ограничен мощностью трансформатора.
Ответить
0
111284 #
Просто нужна зарядка для таких аккумов от 1 до 7 ампер емкости
Ответить
0
Zlodey #
Стрёмное зарядное. Тупо ШИМуется питание с диодного моста. Нету ни индуктивности, ни конденсаторов. Без каких-либо ограничений. АКБ 12В*7А сразу же рванёт от такой радости. Не вздумайте собирать!
Ответить
0
111284 #
Да действительно сейчас повнимательней стал изучать схему. Как то странно работает без выпрямления ШИМ, непонятно это напряжение на акумуляторе должно скакать от 0 до напряжения источника с частотой ШИМ очень странно
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Странно не значит неправильно. Я и не говорю, что это просто. Пришлось снимать ВАХ до 10А всех (у меня их оказалось 8шт) IRF9Z34 и диодов Шоттки, сравнивать с даташитом, составлять графики и таблицы. А считать микроконтроллер умеет.
Ответить
0
111284 #
Просто впервые встретил такое решение, как говориться век живи век учись
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Я пробовал разные варианты. Диоды Шоттки пришлось ставить из-за разрядного диода в полевике. Был и шунт с ОУ. Возможно я к этому вернусь, когда созреет решение об измерении емкости аккумулятора.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
В коментарии к статье Вы оставили сообщение о недопустимости использования МК в зарядных устройствах!? Япошки до 50 МК всовывают в авто, а тут вдруг в зарядное нельзя... Когда-то я собирал "автоматические зарядные" и приставки к зарядным на реле, логике, оптотиристоре... Очень хлопотно и ненадежно.
Ответить
0
Zlodey #
В авто используются специальные микроконтроллеры, с кучей разных вачдогов, и прочих вкусностей. Если микроконтроллер в Вашем ЗУ повиснет (не буду расписывать причины, например, кратковременное пропадание питания или мощная импульсная помеха, или банальная статика), то есть все шансы получить пожар
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Я выдергивал вилку в разных режимах. После восстановления включался режим контроля, а потом если надо заряд. Сейчас я обкатываю второй вариант ЗУ (осталось доделать корпус). Когда зарядное решит, что надо зарядить аккумулятор, само подключится к сети. После заряда отключится.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Тем аккумуляторам, которые мне принесли, уже было все равно. Но они не вздулись и не взорвались. Один из них исправно работает в бесперебойнике (сегодня специально спросил у хозяина).
Ответить
0
lukinov #
Можно PIC16F873 заменить на PIC16F876
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Честно говоря не знаю. Программу писал на микроС для 873. Хотя все порты этих МК совпадают, но зашьется ли НЕХ в 876?
Ответить
0
Владимир #
Может устройству добавить еще немножко мозгов?
Добавить настройку тока заряда, разряда и т.д... Добавить еще 4 кнопки, надеюсь, не составит труда?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Какое-же это будет умное, если нужно что-то настраивать? Может к зарядному мобилки пристроить амперметр, вольтметр и регулятор?
Здесь кнопка нужна в основном только если Вы решили потренировать аккумулятор.
Ответить
+1
nik920 #
Попробовали восстановить гелиевый аккумулятор с японского спортивного мотоцикла. Обычные зарядные поставили на нем крест, т.к. напряжение было 6,1В. Через 1,5 суток он набрал 12,5В и теперь будет жить.
Прикрепленный файл: DSC_0543.JPG
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Признаюсь. Хозяин этого зарядного уже не я, а nik. Он не сообщил, что с его автомобильным аккумулятором все в порядке. Ведь зарядное конкретно для этого.
А эксперименты с гелиевым аккумулятором - это уже его "помощь другу". Я рад, что зарядное справилось.
Ответить
0
Александр #
Возник вопрос! Как быть,если в аккумулятор добавлялась вода? Ведь после этого нужно заряжать батарею до бурления электролита, чтобы перемешалась кислота с водой?
Ответить
0
nik920 #
Мы заливали воду в аккумулятор, он закипел (было слышно бурление) . Заряжался больше суток. Зарядился - работает - всё в порядке
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Благодаря форме зарядного цикла перемешается без бурного газовыделения еще до достижения нужного напряжения заряда.
Ответить
0
Kotu #
Купил проц, буду повторять. Какие фьюзы выставлять? Есть ли доработки к зарядке?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Вторая версия умнее. Та, где Вы про трансформатор пишите.
Никаких фьюзов выставлять не надо. Все есть в программе и соответственно в НЕХ-файле.
Доработок к второй версии нет, работает отлично.
Ответить
0
Дмитрий #
Прошу прощения что встреваю.
Наличие выносного термодатчика не есть хорошая идея. Если для себя, оно ещё куда ни шло, а для например подарка знакомому тут плохо.
1. Провод к датчику должен быть экранированный и очень короткий.
2. Провод будет постоянно протираться, трескаться.
3. На него может попадать кислота
4. Как обычно какой нибудь увалень тупо пропрётся между АКБ и зарядкой и рванёт его.
Потом будут постоянно выносить моск ремонтом этого датчика. Недолговечный аксессуар прибора получается.
Ответить
+1

[Автор]
VIG #
1. Провод экранировать не надо, длина может быть десятки метров. Провода "+", "-" и термодатчика сплетены в одну "косичку".
2. Провод я использовал от старой "мышки". Не трескается и не протирается.
3. При заряде ток ограничен, кислота не выплескивается. Можно дополнительно одеть защиту: резиновый или ПВХ шланг.
4. Увалень сорвет не только термодатчик, но и провода с крокодилами, само зарядное, гаражный электрощит и т.д. Тут уж ставьте ограждение или растяжки.
Ответить
0
Андрей #
А есть ли возможность перестроить Ваше устройство на заряд современных Ca/Ca аккумуляторов.
А то у них и конечное напряжение заряда больше, и график заряда отличается от старых малосурьмянистых. Или может ввести 'тумблер' который будет переключать PbSb/PbCa.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Интересовался я АБ с кальциевыми решетками. Мало достоверной информации, а зачастую и противоречивая. Если бы заводы-изготовители требовали при установке на авто ставить еще и другое реле-регулятор, то это был бы факт. Опыта эксплуатации Са АБ у меня нет и покупать его пока не собираюсь. Сейчас занят другим: хочу научить УЗУ-4 определять АБ с негодной (замкнутой) банкой.
Ответить
0
Игорь #
Собрал эту зарядку. Понравилась друзьям за простоту. Хочу повторить. Но задумался о замене диодов Шоттки, поскольку их характеристики у автора в алгоритме МК. Можно ли их заменить на качественные другие?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Конечно. Падение напряжения на диоде (диодах) при 5 А - 0,56 В. Учтите, что отклонение в меньшую сторону увеличит зарядный ток и наоборот.
Ответить
0
IGORP #
Можно ли питать устройство от импульсного БП, принципиально постоянным напряжением?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Можно. Почитай УЗУ-3.
Ответить
0
Сергей #
Какая необходимость в использовании LM2575? Можно ли использовать L7805CV, у неё стабилизированный выход 5в и она дешевле в 5 раз?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Можно. Проконтролируй нагрев.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
Бокс для хранения компонентов Конструктор: DDS генератор сигналов
вверх