Tartalomjegyzék:
- 1. lépés: Szükséges alkatrészek és eszközök:
- 2. lépés: Séma és működés
- 3. lépés: Feszültség, áram és kapacitás mérése
- 4. lépés: A terhelési ellenállás kiválasztása
- 5. lépés: A MOSFET kiválasztása
- 6. lépés: OLED kijelző
- 7. lépés: Figyelmeztető hangjelző
- 8. lépés: Az áramkör létrehozása
- 9. lépés: Az akadályok felszerelése
- 10. lépés: Szoftver
- 11. lépés: Soros adatok exportálása és ábrázolása Excel -lapon
- 12. lépés: Következtetés
Videó: DIY Arduino akkumulátor kapacitás tesztelő - V1.0: 12 lépés (képekkel)
2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41
[Videó lejátszása] Annyi régi lap-top akkumulátort mentettem meg (18650), hogy újra felhasználhassam őket napelemes projektjeimben. Nagyon nehéz azonosítani az akkumulátor jó celláit. Korábban az egyik Power Bank Instructable -ban elmondtam, hogyan lehet azonosítani a jó cellákat feszültségük mérésével, de ez a módszer egyáltalán nem megbízható. Szóval nagyon szerettem volna egy módszert, amellyel az egyes cellák pontos kapacitását mérhetjük a feszültségük helyett.
Frissítés: 2019.10.30
Láthatod az új verziómat
Néhány héttel ezelőtt az alapoktól kezdtem a projektet. Ez a verzió nagyon egyszerű, és Ohms -törvényen alapul. A tesztelő pontossága nem lesz 100% -ban tökéletes, de ésszerű eredményeket ad, amelyek használhatók és összehasonlítva más akkumulátorokkal, így könnyen azonosíthatja a jó cellákat egy régi akkumulátorban. Munkám során rájöttem, hogy sok minden javítható. A jövőben megpróbálom ezeket a dolgokat megvalósítani. De egyelőre elégedett vagyok vele. Remélem, hogy ez a kis tesztelő hasznos lesz, ezért megosztom veletek. Megjegyzés: Kérjük, megfelelően dobja ki a rossz akkumulátorokat. -Ion akkumulátor, amely rendkívül robbanásveszélyes és veszélyes. Nem vállalok felelősséget semmilyen vagyonvesztésért, kárért vagy életvesztésért, ha erről van szó. Ez az oktatóanyag azoknak készült, akik ismerik az újratölthető lítium-ion technológiát. Kérjük, ne próbálja meg ezt, ha kezdő. Maradj biztonságban.
1. lépés: Szükséges alkatrészek és eszközök:
Szükséges alkatrészek: 1. Arduino Nano (Gear Best / Banggood) 2. 0,96 OLED kijelző (Amazon / Banggood) 3. MOSFET - IRLZ44 (Amazon) 4. Ellenállások (4 x 10K, 1 / 4W) (Amazon / Banggood) 5. Teljesítményellenállás (10R, 10W) (Amazon) 6. Csavaros csatlakozók (3 szám) (Amazon / Banggood) 7. Zümmögő (Amazon / Banggood) 8. Prototípus tábla (Amazon / Banggood) 9. 18650 Akkumulátor tartó (Amazon)
10. 18650 akkumulátor (GearBest / Banggood) 11. Távtartók (Amazon / Banggood) Szükséges eszközök: 1. Drótvágó / sztripper (Gear Best) 2. Forrasztópáka (Amazon / Banggood) Használt eszköz: IMAX Balance Charger (Gearbest / Banggood)
Infravörös hőmérő pisztoly (Amazon /Gearbest)
2. lépés: Séma és működés
Vázlatos:
A vázlat egyszerű megértéséhez perforált táblára is rajzoltam. Az alkatrészek és a vezetékek helyzete hasonló a tényleges táblámhoz. Az egyetlen kivétel a zümmögő és az OLED kijelző. A tényleges táblán belül vannak, de a sematikus ábrán kívül fekszenek.
A tervezés nagyon egyszerű, az Arduino Nano -n alapul. Az akkumulátor paramétereinek megjelenítéséhez OLED kijelzőt használnak. 3 csavaros kapocs az akkumulátor és a terhelés ellenállás csatlakoztatására szolgál. A hangjelző különböző riasztásokat ad. Két feszültségosztó áramkört használnak a terhelési ellenállás feszültségeinek figyelésére. A MOSFET funkciója az akkumulátorral történő terhelésellenállás csatlakoztatása vagy leválasztása.
Dolgozó:
Az Arduino ellenőrzi az akkumulátor állapotát, ha az akkumulátor jó, adja ki a parancsot a MOSFET bekapcsolására. Lehetővé teszi az áram átjutását az akkumulátor pozitív kivezetéséről az ellenálláson keresztül, majd a MOSFET befejezi az utat vissza a negatív pólusra. Ez egy bizonyos idő alatt lemeríti az akkumulátort. Az Arduino méri a feszültséget a terhelési ellenálláson, majd elosztja az ellenállással, hogy megtudja a kisülési áramot. Ezt megszorozzuk az idővel, hogy megkapjuk a milliamp-órás (kapacitás) értéket.
3. lépés: Feszültség, áram és kapacitás mérése
Feszültségmérés
Meg kell találnunk a feszültséget a terhelési ellenálláson. A feszültségeket két feszültségosztó áramkör segítségével mérik. Két ellenállásból áll, egyenként 10k értékkel. Az osztó kimenete az Arduino analóg A0 és A1 tűjéhez van csatlakoztatva.
Az Arduino analóg csap 5 V -ig képes mérni a feszültséget, esetünkben a maximális feszültség 4,2 V (teljesen feltöltve). Akkor megkérdezheti, miért használok feleslegesen két elválasztót. Ennek az az oka, hogy a jövőbeli tervem az, hogy ugyanazt a tesztert használom a többkémiai akkumulátorhoz. Így ez a kialakítás könnyen adaptálható a célom eléréséhez.
Jelenlegi mérés:
Áram (I) = Feszültség (V) - Feszültségcsökkenés a MOSFET -en / Ellenállás (R)
Megjegyzés: Feltételezem, hogy a MOSFET feszültségcsökkenése elhanyagolható.
Itt V = feszültség a terhelési ellenálláson és R = 10 Ohm
A kapott eredmény amperben van megadva. Szorozzuk meg az 1000 -et, hogy milliamperré alakítsuk.
Tehát a maximális kisülési áram = 4,2 / 10 = 0,42A = 420mA
Kapacitásmérés:
Tárolt töltés (Q) = Jelenlegi (I) x Idő (T).
Az áramot már kiszámítottuk, a fenti egyenletben az egyetlen ismeretlen az idő. Az Arduino millis () függvényével lehet mérni az eltelt időt.
4. lépés: A terhelési ellenállás kiválasztása
A terhelési ellenállás kiválasztása a szükséges kisülési áram mennyiségétől függ. Tegyük fel, hogy le akarja meríteni az akkumulátort 500 mA -en, akkor az ellenállás értéke
Ellenállás (R) = Maximális akkumulátorfeszültség / kisülési áram = 4,2 / 0,5 = 8,4 Ohm
Az ellenállásnak el kell oszlatnia egy kis energiát, így a méret ebben az esetben számít.
Hőeloszlás = I^2 x R = 0,5^2 x 8,4 = 2,1 Watt
Ha megtartja a tartalékot, 5W -ot választhat. Ha nagyobb biztonságot szeretne, használjon 10W -ot.
10 ohmos, 10 W -os ellenállást használtam 8,4 ohm helyett, mert akkoriban a készletemben volt.
5. lépés: A MOSFET kiválasztása
Itt a MOSFET úgy működik, mint egy kapcsoló. Az Arduino D2 érintkező digitális kimenete vezérli a kapcsolót. Amikor 5V (HIGH) jelet táplálnak a MOSFET kapujába, lehetővé teszi az áram átjutását az akkumulátor pozitív pólusából az ellenálláson keresztül, és a MOSFET ezután befejezi az utat a negatív terminálhoz. Ez egy bizonyos idő alatt lemeríti az akkumulátort. Tehát a MOSFET -et úgy kell megválasztani, hogy túlmelegedés nélkül képes kezelni a maximális kisülési áramot.
N-csatornás logikai szintű MOSFET-IRLZ44 teljesítményt használtam. Az L azt mutatja, hogy ez egy logikai szintű MOSFET. A MOSFET logikai szint azt jelenti, hogy úgy tervezték, hogy teljesen bekapcsoljon egy mikrokontroller logikai szintjéről. A szabványos MOSFET (IRF sorozat stb.) 10 V -ról való működésre lett tervezve.
Ha IRF sorozatú MOSFET -et használ, akkor az nem kapcsol be teljesen az Arduino 5V -os feszültségének alkalmazásával. Úgy értem, a MOSFET nem hordozza a névleges áramot. Ezen MOSFET -ek behangolásához további áramkörre van szükség a kapu feszültségének növeléséhez.
Ezért javaslom a logikai szintű MOSFET használatát, nem feltétlenül az IRLZ44-et. Bármilyen más MOSFET -et is használhat.
6. lépés: OLED kijelző
Az akkumulátor feszültségének, kisülési áramának és kapacitásának megjelenítéséhez 0,96 hüvelykes OLED kijelzőt használtam. 128x64 felbontású, és I2C buszt használ az Arduino -val való kommunikációhoz. Két tű SCL (A5), SDA (A4) az Arduino Uno -ban kommunikáció.
U8glib könyvtárat használok a paraméterek megjelenítéséhez. Először le kell töltenie az U8glib könyvtárat. Ezután telepítse.
Ha el szeretné kezdeni az OLED kijelzőt és az Arduino -t, kattintson ide
A kapcsolatoknak a következőknek kell lenniük
Arduino OLED
5V -Vcc
GND GND
A4- SDA
A5- SCL
7. lépés: Figyelmeztető hangjelző
Különböző figyelmeztetések vagy riasztások megadásához piezo hangjelzőt használnak. A különböző riasztások a következők
1. Akkumulátor alacsony feszültsége
2. Akkumulátor nagyfeszültségű
3. Nincs akkumulátor
A zümmögőnek két terminálja van, a hosszabb pozitív, a rövidebb pedig negatív. Az új zümmeren található matrica " +" jelzéssel jelzi a pozitív kapocs jeleit.
A kapcsolatoknak a következőknek kell lenniük
Arduino csengő
D9 Pozitív kapocs
GND negatív terminál
Az Arduino vázlatban külön funkciós hangjelzést () használtam, amely elküldi a PWM jelet a zümmögőnek, vár egy kis késleltetésre, majd kikapcsolja, majd újabb késleltetéssel rendelkezik. Így egyszer sípol.
8. lépés: Az áramkör létrehozása
Az előző lépésekben elmagyaráztam az áramkör egyes összetevőinek működését. Mielőtt ugrik a végső tábla elkészítéséhez, először tesztelje az áramkört egy kenyértáblán. Ha az áramkör tökéletesen működik a kenyértáblán, akkor lépjen a prototípus táblán lévő alkatrészek forrasztására.
7 cm x 5 cm -es prototípus táblát használtam.
A Nano felszerelése: Először vágjon le két sor női fejlécet, mindegyikben 15 tűvel. Átlós csipeszt használtam a fejrészek vágásához. Ezután forrasztja le a fejléceket. Győződjön meg arról, hogy a két sín közötti távolság illeszkedik az arduino nano -hoz.
OLED kijelző felszerelése: Vágjon el egy női fejlécet 4 tűvel. Ezután forrasztja a képen látható módon.
A sorkapcsok és alkatrészek felszerelése: Forrasztja a többi alkatrészt a képek szerint
Kábelezés: Csatlakoztassa a huzalozást a vázlat szerint. Színes vezetékeket használtam a kábelezéshez, hogy könnyen azonosíthassam őket.
9. lépés: Az akadályok felszerelése
A forrasztás és a huzalozás után szerelje fel az ütközőket 4 sarokra. Ez elegendő távolságot biztosít a forrasztási kötések és vezetékek számára a talajról.
10. lépés: Szoftver
A szoftver a következő feladatokat végzi
1. Mérje meg a feszültségeket
100 ADC minta vétele, hozzáadása és az eredmény átlagolása. Ez a zaj csökkentése érdekében történik.
2. Ellenőrizze az akkumulátor állapotát, hogy figyelmeztessen, vagy indítsa el a kisütési ciklust
Riasztások
i) Alacsony-V!: Ha az akkumulátor feszültsége a legalacsonyabb kisülési szint alatt van (2,9 V Li -ion esetén)
ii) Magas-V!: Ha az akkumulátor feszültsége meghaladja a teljesen feltöltött állapotot
iii) Nincs akkumulátor!: Ha az elemtartó üres
Kisütési ciklus
Ha az akkumulátor feszültsége az alacsony feszültség (2,9 V) és a nagyfeszültségű (4,3 V) között van, indítsa el a kisütési ciklust. Számítsa ki az áramot és a kapacitást a korábban leírtak szerint.
3. Jelenítse meg a paramétereket az OLED -en
4. Adatnaplózás soros monitoron
Töltse le az alább csatolt Arduino kódot.
11. lépés: Soros adatok exportálása és ábrázolása Excel -lapon
Az áramkör teszteléséhez először feltöltöttem egy jó Samsung 18650 akkumulátort az IMAX töltőm segítségével. Ezután tegye az akkumulátort az új tesztelőmbe. A teljes mentesítési folyamat elemzéséhez exportálom a soros adatokat egy táblázatba. Ezután felrajzoltam a kisülési görbét. Az eredmény valóban fantasztikus. Ehhez egy PLX-DAQ nevű szoftvert használtam. Letöltheti innen.
Ezen az oktatóanyagon keresztül megtudhatja a PLX-DAQ használatát. Nagyon egyszerű.
Megjegyzés: Csak Windows rendszeren működik.
12. lépés: Következtetés
Néhány teszt után azt a következtetést vonom le, hogy a teszter eredménye meglehetősen ésszerű. Az eredmény 50-70 mAh távolságra van a márkás akkumulátor -kapacitás -tesztelő eredményétől. IR -hőmérsékletű pisztoly használatával megmértem a terhelési ellenállás hőmérséklet -emelkedését is, a maximális érték 51 fok.
Ebben a kialakításban a kisülési áram nem állandó, az akkumulátor feszültségétől függ. Tehát a lemerített kisülési görbe nem hasonlít az akkumulátorgyártási adatlapon megadott kisülési görbére. Csak egyetlen Li -ion akkumulátort támogat.
Tehát a jövőbeli verziómban megpróbálom megoldani a fenti hiányosságokat a V1.0 -ban.
Köszönet: Szeretnék elismerést adni Adam Welchnek, akinek a YouTube -on megvalósított projektje inspirált a projekt elindítására. Megnézheti YouTube -videóját.
Kérjük, javasoljon bármilyen fejlesztést. Hibák vagy hibák esetén tegyen megjegyzést.
Remélem az oktatóanyagom hasznos lesz. Ha tetszik, ne felejtsd el megosztani:)
Iratkozzon fel további DIY projektekhez. Köszönöm.
Ajánlott:
Akkumulátor-kapacitás-tesztelő Arduino használatával [Lítium-NiMH-NiCd]: 15 lépés (képekkel)
Akkumulátor-kapacitás-tesztelő Arduino [Lithium-NiMH-NiCd] használatával: Jellemzők: Hamis lítium-ion/lítium-polimer/NiCd/NiMH akkumulátor azonosítása Állítható állandó áramterhelés (a felhasználó is módosíthatja) bármilyen típusú akkumulátor (5 V alatt) Könnyen forrasztható, építhető és használható
DIY Arduino akkumulátor kapacitás tesztelő - V2.0: 11 lépés (képekkel)
DIY Arduino akkumulátor kapacitásmérő - V2.0: Napjainkban mindenhol hamis lítium- és NiMH -akkumulátorok találhatók, amelyeket a valódi kapacitásuknál nagyobb kapacitással hirdetnek. Így valóban nehéz különbséget tenni a valódi és a hamis akkumulátor között. Hasonlóképpen nehéz megismerni a
3 X 18650 akkumulátor kapacitás tesztelő: 6 lépés
3 X 18650 Akkumulátor -kapacitás -tesztelő: Sok utasítás található az arduino -alapú kapacitás -tesztelők felépítésére az interneten keresztül. A helyzet az, hogy meglehetősen hosszú folyamat az akkumulátor kapacitásának tesztelése. Tegyük fel, hogy 2000 mAh -s akkumulátort szeretne lemeríteni ~ 0,5A árammal. Előre fog kerülni
IC tesztelő, opcionális erősítő, 555 időzítő tesztelő: 3 lépés
IC tesztelő, opcionális erősítő, 555 időzítő tesztelő: Minden rossz vagy csere IC található, de ha összekeverednek egymással, sok időbe telik a rossz vagy jó azonosítása. Ebben a cikkben megtudjuk, hogyan készíthetjük az IC-t tesztelő, folytassuk
Akkumulátor tesztelő és töltésfigyelő: 6 lépés (képekkel)
Akkumulátor tesztelő és töltésfigyelő: Helló srácok Hosszú ideig lítium -ion akkumulátorokat gyűjtöttem a projektjeim táplálásához, DE … Néha rossz akkumulátorokat kaptam, amelyek jól néznek ki … Szóval … Készítettem akkumulátor -tesztelő eszközt, amely képes tesztelni az akkumulátort, és elmondja