Tartalomjegyzék:

DIY Arduino akkumulátor kapacitás tesztelő - V1.0: 12 lépés (képekkel)
DIY Arduino akkumulátor kapacitás tesztelő - V1.0: 12 lépés (képekkel)

Videó: DIY Arduino akkumulátor kapacitás tesztelő - V1.0: 12 lépés (képekkel)

Videó: DIY Arduino akkumulátor kapacitás tesztelő - V1.0: 12 lépés (képekkel)
Videó: Dog Repeller, Dog Repellent Original J1003, Dog Go Away. 2024, November
Anonim
Image
Image
DIY Arduino akkumulátor kapacitás tesztelő - V1.0
DIY Arduino akkumulátor kapacitás tesztelő - V1.0

[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

Séma és működés
Séma és működés
Séma és működés
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

Terhelési ellenállás kiválasztása
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

A MOSFET kiválasztása
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

OLED kijelző
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

Figyelmeztető hangjelző
Figyelmeztető hangjelző
Figyelmeztető hangjelző
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 áramkör elkészítése
Az áramkör elkészítése
Az áramkör elkészítése
Az áramkör elkészítése
Az áramkör elkészítése
Az áramkör elkészítése

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 leállások felszerelése
A leállások felszerelése
A leállások felszerelése
A leállások felszerelése
A leállások felszerelése
A leállások 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

Szoftver
Szoftver
Szoftver
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

Soros adatok exportálása és ábrázolása Excel -lapon
Soros adatok exportálása és ábrázolása Excel -lapon
Soros adatok exportálása és ábrázolása Excel -lapon
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

Következtetés
Következtetés
Következtetés
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: