Arduino akkumulátor tesztelő WEB felhasználói felülettel: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Manapság az elektronikus berendezések tartalék elemeket használnak, hogy megmentsék azt az állapotot, amelyben a művelet a berendezés kikapcsolásakor vagy a berendezés véletlen kikapcsolásakor maradt. A felhasználó, amikor bekapcsol, visszatér arra a pontra, ahol maradt, és így nem veszteget sem időt, sem feladatainak végrehajtásának sorrendjét.

1. lépés: Bevezetés

Egy projektet végzek a különböző kapacitású és feszültségű elemek állapotának mérésére a következő módszerrel: Kétszintű egyenáramú terhelés. Ez a módszer abból áll, hogy 10 másodpercig kis áramot vesz fel az akkumulátorból, és 3 másodpercig nagy áramot (IEC 61951-1: 2005 szabvány). Ebből a mérésből kiszámítják a belső ellenállást és így az állapotát.

A munkaállomás több csatlakozóból, egy -egy akkumulátor típusból és PC -ből áll. Ehhez felhasználói felületre (UI) van szükség. Ennek az oktatóanyagnak a legfontosabb része a felhasználói felület, mivel más utasításokban leírták ezeket az akkumulátor -tesztelési módszereket. Kipróbáltam a Processing programot, és jó eredményeket értem el, de úgy döntöttem, hogy saját szoftvert készítek egy helyi webszerver segítségével, és kihasználom a HTML, CSS és php lehetőségeit.

Ismeretes, hogy nagyon nehéz információt küldeni az Arduino -ról egy Windows PC -re, de végül sikerült. Ebben az oktatóanyagban minden program szerepel.

2. lépés: Mit mérünk és hogyan

Belső ellenállás.

Minden valódi akkumulátor belső ellenállással rendelkezik. Mindig feltételezzük, hogy ideális feszültségforrás, vagyis sok áramot kaphatunk a névleges feszültség állandó értéken tartásával. Mindazonáltal az akkumulátor mérete, kémiai tulajdonságai, kora és hőmérséklete egyaránt befolyásolja az akkumulátor által rendelkezésre bocsátott áram mennyiségét. Ennek eredményeképpen sorozatos ideális feszültségforrással és ellenállással rendelkező akkumulátor jobb modelljét készíthetjük el, amint az az 1. ábrán látható.

Az alacsony belső ellenállású akkumulátor több áramot tud szolgáltatni és hidegen tart, azonban a nagy ellenállású akkumulátor felmelegíti az akkumulátort, és a feszültség csökken a terhelés alatt, ami korai leállást idéz elő.

A belső ellenállást a kisülési görbe két pontja által megadott áram-feszültség összefüggésből lehet kiszámítani.

A kétszintű egyenáramú terhelési módszer alternatív módszert kínál, két különböző áramerősségű és időtartamú, egymást követő kisülési terhelés alkalmazásával. Az akkumulátor először kis áramon (0,2 ° C) lemerül 10 másodpercig, majd 3 másodpercig nagyobb árammal (2 ° C) (lásd 2. ábra); az Ohm -törvény kiszámítja az ellenállási értékeket. A feszültség aláírásának értékelése a két terhelési feltétel mellett további információkat nyújt az akkumulátorról, de az értékek szigorúan ellenállók, és nem fedik fel a töltés állapotát (SoC) vagy a kapacitásbecsléseket. A terhelésvizsgálat az előnyben részesített módszer azoknál az akkumulátoroknál, amelyek egyenáramú terhelést táplálnak.

Amint azt korábban említettük, számos módszer létezik az egyéb utasításokban kezelt elemek mérésére, és amelyek megvalósíthatók az Arduino -val, de ebben az esetben, bár nem nyújt teljes körű értékelést az akkumulátor állapotáról, megadja az értékeket. jövőbeli viselkedésük megbecsülésére használják.

A belső ellenállást a reláció használatával találjuk meg

Ahol

Ri = (V1 - V2) / (I2 - I1)

Az 1-feszültséget gyenge áram és hosszabb idő alatt mérik;

-2-feszültség a nagy áram alatt és rövidebb idő alatt;

? 1 - Aktuális hosszabb idő alatt;

? 2 - Aktuális a rövidebb idő alatt.

3. lépés: Áramkör

Az áramkör olyan áramforrás, amely 0,2C (ebben az esetben 4mA) és 2C (ebben az esetben 40mA) áramot fogyaszt az akkumulátorokból, és csak egy áramkört használ, amelyet az Arduino PWM jelével vezérelnek. Ily módon meg lehet mérni az összes tartalék akkumulátort C = 20mAh -val, függetlenül azok feszültségétől az 1,2 V -tól 4,8 V -ig, és más, eltérő kapacitású akkumulátorokat is. Az első változatban két -két tranzisztorral, terheléssel használtam a 4 mA, a másik 40 mA áramot. Ez a változat nem volt megfelelő a jövőre nézve, mivel más, eltérő kapacitású elemeket akartak mérni, és ehhez a rendszerhez sok ellenállás és tranzisztor szükséges.

Az áramforrás áramköre a 3. ábrán látható. Az Arduino kártya 5. tűjének PWM -jeleinek frekvenciája 940 Hz, ezért az aluláteresztő szűrő (LPF) Fc értéke 8 Hz, ez azt jelenti, hogy az A PWM jel (940 Hz) 20 dB lesz gyengített, mert az RC szűrők 10 dB csillapítást biztosítanak évtizedenként (minden 10 alkalommal az Fc - csillapítás 10 Hz lesz 80 Hz -en és 20 dB 800 Hz -en). Az IRFZ44n tranzisztor túlméretezett, mert a jövőben nagyobb kapacitású akkumulátorokat tesztelnek. Az LM58n, kettős operációs erősítő (OA), az interfész az Arduino kártya és az IRFZ44n között. Az LPF -et a 2 operációs erősítő közé helyezték be, hogy biztosítsák a szétválasztást a mikroprocesszor és a szűrő között. A 3. ábrán az Arduino A1 csapja az IRFZ44n tranzisztor forrásához van csatlakoztatva, hogy ellenőrizze az akkumulátorból vett áramot.

Az áramkör 2 részből áll, az Arduino UNO kártya alatt és az aktuális forrás felett, amint az a következő képen látható. Mint látható, ebben az áramkörben nincsenek kapcsolók és gombok, ezek a számítógép felhasználói felületén vannak.

Ez az áramkör lehetővé teszi az akkumulátor kapacitásának mAh -ban történő mérését is, mivel áramforrás és az Arduino kártya időzítővel rendelkezik.

4. lépés: Programok

Amint fentebb említettük, az alkalmazás egyik oldalán HTML, CSS, és a másik oldalon Arduino vázlat készült. Az interfész egyelőre rendkívül egyszerű, mert csak a belső ellenállás mérését hajtja végre, a jövőben több funkciót fog ellátni.

Az első oldalon található egy legördülő lista, ahonnan a felhasználó kiválasztja a mérendő akkumulátor feszültségét (4. ábra). Az első oldal HTML programja BatteryTesterInformation.html. Minden akkumulátor kapacitása 20 mAh.

Második oldal, BatteryTesterMeasurement.html.

A második oldalon az akkumulátor csatlakozik a jelzett csatlakozóhoz, és indítsa el (START gomb) a mérést. Jelenleg ez a led nincs benne, mert csak egy csatlakozóval rendelkezik, de a jövőben több csatlakozóval fog rendelkezni.

A START gombra kattintás után megkezdődik a kommunikáció az Arduino táblával. Ugyanezen az oldalon a Mérési eredmények űrlap jelenik meg, amikor az Arduino board elküldi az akkumulátor teszt eredményeit, és a START és CANCEL gombok el vannak rejtve. A BACK gomb egy másik akkumulátor tesztelésének megkezdésére szolgál.

A következő program, a PhpConnect.php funkciója, hogy csatlakozzon az Arduino kártyához, továbbítson és fogadjon adatokat Arduino táblákról és webszerverekről.

Megjegyzés: A PC -ről az Arduino -ra történő átvitel gyors, de az Arduino -ról a PC -re történő átvitel 6 másodperces késéssel rendelkezik. Próbálom megoldani ezt a bosszantó helyzetet. Kérem, bármilyen segítséget nagyra értékelnek.

És az Arduino vázlat, BatteryTester.ino.

Ha az eredő belső ellenállás kétszer nagyobb, mint az eredeti (új akkumulátor), akkor az akkumulátor rossz. Ez azt jelenti, hogy ha a tesztelt akkumulátor 10 ohmos vagy annál nagyobb, és specifikáció szerint az ilyen típusú akkumulátornak 5 ohmnak kell lennie, akkor az akkumulátor rossz.

Ezt a felhasználói felületet gond nélkül tesztelték a FireFox és a Google segítségével. Telepítettem az xampp -ot és a wampp -ot, és mindkettőben jól működik.

5. lépés: Következtetés

Ez a fajta fejlesztés a felhasználói felületen a PC -n számos előnnyel jár, mivel lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy könnyebben megértse az általuk végzett munkát, és elkerülje a drága alkatrészek használatát, amelyek mechanikus kölcsönhatást igényelnek, és így érzékenyek a törésekre.

Ennek a fejlesztésnek a következő lépése a csatlakozók hozzáadása és az áramkör egyes részeinek módosítása más akkumulátorok teszteléséhez, valamint egy akkumulátortöltő hozzáadása. Ezt követően tervezik és megrendelik a NYÁK -t.

A felhasználói felület további módosításokat tartalmaz, amelyek tartalmazzák az akkumulátortöltő oldalt

Kérjük, hogy bármilyen ötlete, javítása vagy javítása ne habozzon megjegyzéseket fűzni a munka javításához. Viszont ha kérdésed van, tedd fel, amint tudok, válaszolok.