Реклама ⓘ
Главная » Электроника для авто
Призовой фонд
на май 2024 г.
1. 1000 руб
Сайт Паяльник
2. 50 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Реклама ⓘ

Умное зарядное устройство - версия 5

Умное зарядное устройство версия 5 (УЗУ-5) для автомобильных аккумуляторных батарей (АБ) ёмкостью от 50 до 99 А*ч. Заряд осуществляется асинхронным апериодическим током: средний 5 А, импульсы (если они будут) ограничиваются 15 А, разряд 0,15 А. При тренировке разрядный ток 5 А. Напряжения заряда, разряда, поддержки вычисляются микроконтроллером в зависимости от температуры электролита (корпуса).

Зарядное устройство не требует никаких регулировок и присмотра, к сети УЗУ-5 само себя подключит только на период заряда. Умеет заряжать, поддерживать в заряженном состоянии сколь угодно долго, проводить тренировочный цикл и измерять емкость аккумулятора. Принципы заряда, дежурного режима,  измерения емкости, тренировки и все защиты остались практически прежними, как в . Судя по комментариям и личной переписке около 30 человек уже собрали УЗУ-4 и пользуются им - это только те, у кого возникали вопросы. Кроме того, я изготовил и отправил Почтой России 9 плат индикации (А3) с комплектом прошитых микроконтроллеров. Обращались радиолюбители, которые пока еще не «дружат» с микроконтроллерами, но хотят и могут собрать это устройство. Вещь получилась хорошая,а конкретная ёмкость АБ лучше любого аккумуляторщика оценит его состояние и укажет дальнейшую судьбу.

Еще при отладке, а затем и в процессе эксплуатации появились мысли об улучшении и устранении некоторых недостатков УЗУ-4, а именно:

  • Если АБ имеет замыкание банки или совсем осыпались пластины УЗУ все равно будет его заряжать и пытаться «впихнуть» в него заряд. В итоге выкипает электролит, да еще и газы  опасные выделяются. Решение: через 30 минут после включения проверяются симптомы замыкания банки, через 60 минут (или при достижении номинального напряжения) на индикаторе появится надпись «ПРОВ» и включится лампа разряда на 30 секунд – это проверка АБ на способность накапливать заряд. Если АБ не пройдет проверки, УЗУ отключится от заряда, напишет –АБ- и перейдет в экономный режим, периодически (раз в минуту) показывая напряжение и надпись –АБ-.
  •  Плохое реагирование на кнопку переключения режимов. Решение: в УЗУ-5 кнопка предназначена только для установки тренировочного цикла. При нажатии моргнет светодиод «тренировка» - это значит, что УЗУ Вас поняло и после корректного завершения неотложных задач включит разряд.
  • Трансформатор включается и выключается механическим реле –  хоть какая-то искра но проскакивает. Решение: бесконтактный выключатель на симисторе.
  • «Нежный» датчик температуры – один автолюбитель умудрился его растоптать. Решение: заключение термодатчика в медную (латунную, нержавеющую и т.п.) трубку или приобретение готового «водонепроницаемого» датчика.
  • При заряде дефектной АБ  или малой емкости в какой-то период резко возрастает температура корпуса. Решение: в режиме заряда начиная со второго часа проверяется изменение температуры каждые 6 минут. Если рост составит более 2˚С УЗУ отключится, а на индикатор выведет «⁰⁰⁰⁰».
  • Для установки напряжения и тока при тестировании нужно подбирать резисторы. Решение: применены многооборотные подстроечные резисторы.
  • Соединение плат припаянными проводами неудобно при наладке, поиске и устранении ошибок монтажа или неисправностей. Разъёмы конечно снижают надежность, но очень удобно. Решение: модуль А3 полностью на разъёмах.
  • Нет индикации наличия сети. Были случаи неисправности в проводе, вилке, забывали вставить вилку в розетку. Решение: введен светодиод  для индикации сетевого напряжения.

Схема получилась вот такая.

Стабилизатор напряжения LM2575Т-5.0 – экономный и более надежный.

Печатные платы выглядят так.

Да, я собрал его в апреле прошлого года. И с того времени "издеваюсь" над ним, самым длительным оказался процесс обучения распознавания АБ с замкнутой банкой или совсем изношенных, не способных накапливать заряд. Сложно предусмотреть абсолютно все варианты состояния аккумулятора и учесть их в программе, но всё что я мог придумать - реализовал.

Сообщения при самодиагностике и перегреве остались прежними:

Т10 – не годен силовой транзистор Т1 или цепи его управления;

А-А-  - температура внутри УЗУ более 70 градусов. После устранения – возвращается в тот режим, из которого он попал сюда.

АВАР – нет сети, не включается трансформатор или он не годен, не годен диодный мост или ток заряда менее 0,15 А.

Размещено все в подходящем корпусе.

Термодатчик теперь выглядит так.

Наладка

Не устанавливая микроконтроллер в панельку проверяется:

  • Неправильное подключение аккумулятора – звуковой сигнал бузера и свечение ламп La1 и La2.
  • При правильном подключении и включении выключателя S2 проверяется наличие напряжения 5 вольт на 20 ножке панельки микроконтроллера, а на 3 ножке не более 4 вольт (регулируется (R8).
  • При подключении сетевой вилки зажигается светодиод «сеть».

Выключить S2, подключить вольтметр и амперметр и вставить микроконтроллер с тестовой прошивкой zar5test.

Переход на следующий пункт осуществляется кнопкой S1.

  1. После включения: температура, напряжение, самодиагностика: ( при неисправностях может появиться Т10 или АВАР). Проверка цепей индикации и самого индикатора: 80.00, 8.00, 0.80, 0.08
  2. Проверка светодиодов (кроме заряда): дозаряд, разряд, дежурю, тренировка, тренировка, дежурю, разряд, дозаряд …
  3. «НАПР», напряжение АБ и светодиод «дежурю».
  4. « ЗАР», включается заряд, светодиод «заряд» горит постоянно, светодиод «дозаряд» загорается периодически, ток заряда…
  5. «РАЗР», включается «разряд», ток разряда, светодиод «разряд».
  6. Проверяется работа термодатчика, индицируется температура. Расположить рядом R16 и DS18B20 и нагревать их феном (над паяльником, над утюгом). При температуре около 70 ˚С включится режим перегрева А-А-. Изменить можно подбором R15.

Подстроечными резисторами привести в соответствие показания УЗУ к показаниям приборов в пунктах 3, 4, 5. Чем точнее выставите эти параметры, тем точнее будет считаться емкость, качественнее заряжаться АБ, безопаснее будет работать всё устройство.

На видео ниже работа тестовой программы, но подстроечники я там не кручу - выставил все раньше.

Выключаем, вставляем микроконтроллер с прошивкой zar5.1 (или записываем в тестовый МК эту прошивку) и пользуемся.

На видео "работа" весь тренировочный цикл.

Через пару лет, а точнее после 12 включений режима «тренировка» нужно перепрошить МК. Без этого УЗУ сохранит все параметры зарядного устройства, но тренировка включаться не будет.

Для зарядного УЗУ-4 год назад я создал файл zar4.2 в котором можно снять ограничения. Пять радиолюбителей уже воспользовались им. Ссылки на видео о том, как это делается, можно найти в комментариях к статье о УЗУ-4 или http://mimik.esy.es/zar.html . Для УЗУ-5 уже тоже есть такой файл zar5.2, но он в PIC16F876А (в 873 пока не вмещается) и проходит всесторонние испытания. Надеюсь, что в течение месяца он будет готов.

Прошивки, печатные платы и видео прилагаются.

14 марта 2017 года в схему внесены изменения, а именно вывод № 4 МОС 3062 подключается к управляющему электроду симистора. Ошибка закралась в схему при подготовке к печати. На печатной плате ничего менять не нужно - там все верно.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
IC МК PIC 8-бит
PIC16F873
1 AПоиск в магазине ОтронВ блокнот
DC Кодер, декодер
SN74LS138
1 К555ИД7Поиск в магазине ОтронВ блокнот
OP1, OP2 Операционный усилитель
LM358-N
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
DA Оптопара
MOC3062M
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VR1 DC/DC импульсный конвертер
LM2575
1 5.Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Q Датчик температуры
DS18B20
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
7seg1 цифровой индикаторFYQ-3641AS211 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
T1 MOSFET-транзистор
IRF4905
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
T2, T4 MOSFET-транзистор
IRF730
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
T3 MOSFET-транзистор
IRFZ46N
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VT1, VT2 Биполярный транзистор
КТ3102
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VDS1 Диодный мостGBU25M1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
VD1 СимисторВТВ161 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D1, D2, D6 Выпрямительный диод
1N4148
3 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D3 Стабилитрон
BZX55C5V1
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D4 Диод Шоттки
1N5818
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
D5 Выпрямительный диод
1N4007
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Led1 - Led6 Светодиодлюбые6 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Tr1 Трансформатор80 ВА 220/171 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
L1 дроссель330мкГн 0.5А1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Ls1 звуковой излучатель с генераторомKPX-G1212B1 12vПоиск в магазине ОтронВ блокнот
Cr1 кварц4 МГц1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
S1 кнопкабез фиксации1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
S2 выключатель1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
La1 лампа12В 0.15А1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
La2 лампа12В 5А1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
М1 вентилятор12В1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
F1 предохранитель1 А1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С1 Конденсатор0.1мкФ 630в1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С2 Конденсатор0.01мкФ 630в1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С3,6,7,10,11 Конденсатор100 нФ5 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С4,5 Конденсатор20 пФ2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С8 Электролитический конденсатор100мкФ 35в1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С9 Электролитический конденсатор2200мкФ 35в1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С12 Электролитический конденсатор330мкФ 16в1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С13,14,16 Конденсатор100n3 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
С15 Конденсатор1 мкФ1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1 Резистор
2 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R2 Резистор
430 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R3 Резистор
36 Ом 0.5Вт
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R4,18,23,40 Резистор
1 кОм
4 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R5 Резистор
10 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R6,7 Резистор
430 Ом 0.5 Вт
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R8 Подстроечный резистор3.3 кОм1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R9 Резистор
5.6 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R10 Резистор
390 Ом
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R11,12,14,17 Резистор
2.7 кОм
4 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R13 Резистор
4.7 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R15 Резистор
4.3 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R16 терморезистор10 кОм1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R19,20,32,39 Резистор
100 кОм
4 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R21 Резистор
2.7 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R22,38 Подстроечный резистор15 кОм2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R24 - R31 Резистор
330 Ом
8 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R33 - R36 Резистор
300 Ом
4 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R37,43 Резистор
0.02 Ом 5 Вт
2 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R41 Резистор
5.1 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R42 Резистор
1 кОм
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 18.03.2017 0 18
Я собрал 7 Участие в конкурсе 3
x

Оценить статью

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

Средний балл статьи: 5 Проголосовало: 3 чел.

Комментарии (367) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Алексей #
С наступлением зимы отвёз УЗУ-5 в гараж. Думал заряжать иногда зимой. Пробовал трижды-зарядка идёт затем включается проверка, и после проверки пишет АВАР и заряд не идёт. Дождался тёплых дней-включил-всё работает как положено. Не подскажите ли как это объяснить?
Ответить
0
Владимир #
Вы гляньте на детальки ...Какой их рабочий диапазон температур ? Вопросы и исчезнут ...
Ответить
0

[Автор]
VIG #
В холодное время "Понижается температура электролита батареи (возрастает его вязкость, снижается скорость его диффузии в поры активного материала пластин, уменьшается электропроводность) и по этой причине снижается эффективность процесса заряда".Если с УЗУ всё в порядке, но аккумулятор уже подношен, такое может произойти. Года 3 назад зимой у меня тоже был такой случай. Но причина нашлась в дополнительной нагрузке: при открытом капоте в багажнике включалась лампа освещения.
Ответить
0
Алексей #
Владимир! Вы хотите сказать,что УЗУ-4 НЕ ПРЕДНАЗНАЧЕН для работы при минусовых температурах. А ведь все электроэлементы в схеме работоспособны при минус 40. Зимы в средней полосе России не доходят до минус 40 .Очевидно Ваш ответ ничего не объясняет!
Ответить
0
Владимир #
Уже объяснял здесь один раз. Делал зарядное один раз. Пока не заменил К140УД1 на военное производство было также. Проверь внимательнее еще раз и найдешь элемент .
Ответить
0
Алексей #
Но я хотел зарядить АКБ и клеммы были отсоединены. Попытки зарядить были с января по март. Но УЗУ-5 стоял в гараже с октября. Вероятно что-то и правда перемёрзло. Почему рассказываю всё это? Может быть у кого-то было нечто похожее?
Может кто-то морозил свой УЗУ как я? А если перемёрзло что-то, то хотелось бы знать что именно?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
При включении УЗУ показывает напряжение и температуру. Значения не помните? После полной зарядки тренировку не включали? Насколько АБ изношена?
Ответить
0
Алексей #
АБ-второй год. Температура в гараже была 0-+3. Напряжение не помню,но не ниже 12,4. Включаю-идёт заряд. При 13.2V включается проверка. После проверки-АВАР. Тогда я повторно вкл.заряд и при 13,2 принудительно откл.заряд. Так я прожил зиму. С наступлением тепла всё работает как положено - претензий нет.
Оставлять ЗУ в гараже на зиму больше не буду. Всё-таки что-то мёрзнет и работает не корректно. Но хочется знать что именно (вопрос конечно интересный)
Ответить
0

[Автор]
VIG #
У меня УЗУ живет в гараже уже много лет. Замерзать там нечему. У Вас лампа разряда 60 Ватт или больше? Или резистор? Возможно, что при проверке ток более 5 Ампер. Можно заменить лампу 40-55 Вт. Аккумулятор более 50 Ачас?
Ответить
0
Алексей #
Лампа у меня 60 Вт-галогеновая. Аккумулятор 55 Ачас Лампу заменить попробую-чем заменить пока не знаю. За совет спасибо! Подскажите пожалуйста по какой цепи идёт проверка? Это что бы для полного понимания процесса.Зная цепь проверки можно попробовать заменить другие элементы, участвующие в этой цепи. У меня были подозрения на LM 358.
Ответить
0
vitaliywhite #
Из личного опыта. Если на тестовой прошивке Вы отрегулировали все правильно, то не должно быть таких проблем. По поводу АВАР. У меня 60-ке аккумулятору год. Работал только на УПС при отключении света. Ниже 10.8 Вольт отключение, заряд 14.4 Вольта током не более 6А. Работал в отапливаемом помещении. После года эксплуатации его ёмкость 18 А/ч. И такая-же проблема как и у Вас. На другом аккумуляторе всё нормально. Вывод - смотрите в сторону АКБ.. Попробуйте настроить ещё раз УЗУ и провести тренировку. Заодно узнаете реальную ёмкость своего АКБ. И провода с крокодилами проверьте.
Ответить
0

[Автор]
VIG #
О проверке написано в статье. Задействованы все элементы, кроме цепей трансформатора и Т1, Т2. Проверьте качество контактов (пайки) лампы Ла2, транзистора Т3, шунтов, крокодилов.
Ответить
0
Михаил #
Здравствуйте, уважаемый VIG. Можете ли Вы рассписать значения величин, покоторым идёт зарядка/разрядка, или дать ссылку на материал? Меня интересует:
1. время заряда, паузы, разряда, паузы.
2. Напряжение, до которого происходит заряд и после которого включается поддержка заряда на 2 часа. Какого "напряжение заряда" и "напряжение поддержки"?
3. Напряжение разряда 10,8 В?
4. Температурная поправка 30 мВ/С?
Спасибо!
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Источники информации: инструкции заводов-изготовителей, статьи в научно-популярной литературе и радио-технических журналах, в книгах и интернете.
1. зависит от тока.
2и3. зависит от температуры.
4. Поправка нелинейная, в формуле есть 5мВ*элемент*градус при заряде, но 3,3мВ*элемент*деление при разряде.
Ответить
0
Михаил #
Можете написать формулы, по которым рассчитываются все эти величины?
Ответить
0

[Автор]
VIG #
Михаил, Вы собираете себе зарядное? Или у Вас символический интерес?
Ответить
0
Михаил #
Да, я хочу собрать себе умное зарядное устройство. И хочу понять как правильно, и по какому принципу заряжать аккумулятор.
Ответить
«234
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров
Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров
Квадрокоптер Syma X11 Мультиметр DT9205A
вверх