DIY Arduino մարտկոցի հզորության փորձարկիչ - V1.0: 12 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

[Նվագարկեք տեսանյութը] Ես փրկեցի այնքան հին մարտկոցներ (18650), որպեսզի դրանք նորից օգտագործեմ իմ արևային նախագծերում: Շատ դժվար է որոշել մարտկոցի տուփի լավ բջիջները: Ավելի վաղ իմ Power Bank Instructable- ից մեկում ես պատմել էի, թե ինչպես կարելի է ճանաչել լավ բջիջները `չափելով դրանց լարումները, սակայն այս մեթոդը բոլորովին հուսալի չէ: Այսպիսով, ես իսկապես ուզում էի մի միջոց ՝ յուրաքանչյուր բջջի ճշգրիտ հզորությունը չափելու իրենց լարման փոխարեն:

Թարմացվել է 30.10.2019 թ.:

Դուք կարող եք տեսնել իմ նոր տարբերակը

Մի քանի շաբաթ առաջ ես նախագիծը սկսել եմ հիմունքներից: Այս տարբերակը իսկապես պարզ մեկն է, որը հիմնված է Օմսի օրենքի վրա: Փորձարկողի ճշգրտությունը 100% -ով կատարյալ չի լինի, բայց տալիս է ողջամիտ արդյունքներ, որոնք կարող են օգտագործվել և համեմատած այլ մարտկոցի հետ, այնպես որ կարող եք հեշտությամբ որոշել հին մարտկոցի լավ բջիջները: Իմ աշխատանքի ընթացքում ես հասկացա, որ շատ բաներ կարող են բարելավվել: Հետագայում ես կփորձեմ իրականացնել այդ բաները: Բայց առայժմ ես գոհ եմ դրանից: Հուսով եմ, որ այս փոքրիկ փորձարկողը օգտակար կլինի, ուստի այն կիսում եմ բոլորիդ հետ: Նշում. Խնդրում ենք պատշաճ կերպով հեռացնել վատ մարտկոցները: Հրաժարում. Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ դուք աշխատում եք Լիի հետ -Իոն մարտկոց, որը շատ պայթուցիկ և վտանգավոր է: Ես չեմ կարող պատասխանատվություն կրել գույքի կորստի, վնասի կամ կյանքի կորստի համար, եթե խոսքը վերաբերում է դրան: Այս ձեռնարկը գրվել է նրանց համար, ովքեր գիտեն վերալիցքավորվող լիթիում-իոնային տեխնոլոգիայի վերաբերյալ: Խնդրում ենք մի փորձեք դա, եթե սկսնակ եք: Մնացեք ապահով:

Քայլ 1: Պահանջվող մասեր և գործիքներ

Պահանջվող մասեր ՝ 1. Արդուինո Նանո (Gear Best / Banggood) 2. 0.96 OLED էկրան (Amazon / Banggood) 3. MOSFET - IRLZ44 (Amazon) 4. Դիմադրիչներ (4 x 10K, 1 / 4W) (Amazon / Banggood) 5. Power Resistor (10R, 10W) (Amazon) 6. Պտուտակային տերմինալներ (3 Nos) (Amazon / Banggood) 7. Buzzer (Amazon / Banggood) 8. Prototype Board (Amazon / Banggood) 9. 18650 Մարտկոցի սեփականատեր (Amazon)

10. 18650 մարտկոց (GearBest / Banggood) 11: Spacers (Amazon / Banggood) Պահանջվող գործիքներ. 1. Մետաղական կտրիչ / մերկացուցիչ (լավագույն հանդերձում) 2. oldոդման երկաթ (Amazon / Banggood) Գործիք, որն օգտագործվում է. IMAX մնացորդի լիցքավորիչ (Gearbest / Banggood)

Ինֆրակարմիր ջերմաչափ ատրճանակ (Amazon /Gearbest)

Քայլ 2: Սխեմատիկ և աշխատանքային

Սխեմատիկ:

Սխեմատիկան հեշտությամբ հասկանալու համար ես այն նույնպես գծել եմ ծակոտած տախտակի վրա: Բաղադրիչների և էլեկտրագծերի դիրքերը նման են իմ իրական տախտակին: Բացառություն են միայն ազդանշանային ազդանշանը և OLED էկրանը: Փաստացի տախտակի վրա նրանք ներսում են, բայց սխեմատիկորեն դրսում պառկած են:

Դիզայնը շատ պարզ է, որը հիմնված է Arduino Nano- ի վրա: Մարտկոցի պարամետրերը ցուցադրելու համար օգտագործվում է OLED էկրան: Պտուտակային տերմինալներն օգտագործվում են մարտկոցը և բեռի դիմադրությունը միացնելու համար: Buանգը օգտագործվում է տարբեր ազդանշաններ տալու համար: Երկու լարման բաժանարար միացում օգտագործվում է բեռի դիմադրության լարումները վերահսկելու համար: MOSFET- ի գործառույթն է միացնել կամ անջատել մարտկոցի հետ բեռի դիմադրությունը:

Աշխատանքային:

Arduino- ն ստուգում է մարտկոցի վիճակը, եթե մարտկոցը լավ է, հրաման տվեք միացնել MOSFET- ը: Այն թույլ է տալիս հոսանքը անցնել մարտկոցի դրական տերմինալից ՝ դիմադրության միջոցով, իսկ MOSFET- ն այնուհետև ավարտում է բացասական տերմինալ վերադառնալու ուղին: Սա մարտկոցը լիցքաթափում է որոշակի ժամանակահատվածում: Arduino- ն չափում է բեռի դիմադրության լարումը, այնուհետև բաժանվում է դիմադրության վրա `պարզելու արտանետման հոսանքը: Սա բազմապատկելով ժամանակով ՝ միլիամպ ժամ (հզորություն) արժեքը ստանալու համար:

Քայլ 3. Լարման, հոսանքի և հզորության չափում

Լարման չափում

Մենք պետք է գտնենք բեռնվածքի դիմադրության լարումը: Լարման չափումը կատարվում է երկու լարման բաժանարար սխեմաների միջոցով: Այն բաղկացած է երկու ռեզիստորից ՝ յուրաքանչյուրը 10k արժեքով: Բաժանարարից ելքը միացված է Arduino անալոգային A0 և A1 կապին:

Arduino անալոգային քորոցը կարող է չափել մինչև 5 Վ լարումը, մեր դեպքում առավելագույն լարումը 4.2 Վ է (ամբողջությամբ լիցքավորված): Հետո կարող եք հարցնել, թե ինչու եմ ես անհարկի օգտագործում երկու բաժանարար: Պատճառն այն է, որ իմ ապագա ծրագիրն է օգտագործել նույն փորձարկիչը բազմաքիմիական մարտկոցի համար: Այսպիսով, այս դիզայնը կարող է հեշտությամբ հարմարվել `նպատակիս հասնելու համար:

Ընթացիկ չափում

Ընթացիկ (I) = Լարման (V) - Լարման անկում MOSFET / դիմադրության (R)

Նշում. Ենթադրում եմ, որ MOSFET- ի լարման անկումը աննշան է:

Այստեղ, V = Լարման բեռի դիմադրության միջով և R = 10 Օմ

Ստացված արդյունքը ամպեր է: Բազմապատկեք 1000 -ը ՝ այն միլիամպեր փոխարկելու համար:

Այսպիսով, առավելագույն լիցքաթափման հոսանքը = 4.2 / 10 = 0.42A = 420mA

Կարողությունների չափում

Պահված լիցք (Q) = Ընթացիկ (I) x Timeամանակ (T):

Մենք արդեն հաշվարկել ենք հոսանքը, վերը նշված հավասարման մեջ միակ անհայտը ժամանակն է: Arduino- ում millis () գործառույթը կարող է օգտագործվել անցած ժամանակը չափելու համար:

Քայլ 4: Ընտրելով բեռի դիմադրիչ

Բեռի դիմադրության ընտրությունը կախված է մեզ անհրաժեշտ լիցքաթափման հոսանքից: Ենթադրենք, դուք ցանկանում եք լիցքաթափել մարտկոցը @ 500mA, ապա ռեզիստորի արժեքը կազմում է

Դիմադրություն (R) = Մարտկոցի առավելագույն լարման / լիցքավորման հոսանք = 4.2 /0.5 = 8.4 Օմ

Ռեզիստորը պետք է մի փոքր էներգիա ցրի, ուստի չափը այս դեպքում նշանակություն ունի:

Atրված ջերմություն = I^2 x R = 0.5^2 x 8.4 = 2.1 Վտ

Պահելով որոշակի լուսանցք, կարող եք ընտրել 5 Վտ: Եթե ցանկանում եք ավելի շատ անվտանգություն օգտագործել 10 Վտ:

Ես օգտագործել եմ 10 Օմ, 10 Վտ դիմադրություն 8,4 Օմ -ի փոխարեն, քանի որ այն ժամանակ իմ պահեստում էր:

Քայլ 5. Ընտրելով MOSFET- ը

Այստեղ MOSFET- ը գործում է որպես անջատիչ: Arduino pin D2- ից թվային ելքը վերահսկում է անջատիչը: Երբ 5V (HIGH) ազդանշանը սնվում է MOSFET- ի դարպասին, այն թույլ է տալիս հոսանքն անցնել մարտկոցի դրական տերմինալից `դիմադրության միջոցով, իսկ MOSFET- ն այնուհետև ավարտում է բացասական տերմինալ վերադառնալու ուղին: Սա մարտկոցը լիցքաթափում է որոշակի ժամանակահատվածում: Այսպիսով, MOSFET- ը պետք է ընտրվի այնպես, որ այն կարողանա կառավարել առավելագույն արտանետման հոսանքը ՝ առանց գերտաքացման:

Ես օգտագործել եմ n-channel տրամաբանական մակարդակի հզորություն MOSFET-IRLZ44: L- ը ցույց է տալիս, որ դա տրամաբանական մակարդակի MOSFET է: MOSFET- ի տրամաբանական մակարդակը նշանակում է, որ այն նախատեսված է միկրոկոնտրոլերի տրամաբանական մակարդակից լիովին միանալու համար: Ստանդարտ MOSFET- ը (IRF սերիա և այլն) նախատեսված է 10 Վ -ից աշխատելու համար:

Եթե դուք օգտագործում եք IRF սերիայի MOSFET, ապա այն ամբողջովին չի միանա ՝ Arduino- ից 5 Վ կիրառելով: Ես նկատի ունեմ, որ MOSFET- ը չի կրելու անվանական հոսանք: Այս MOSFET- ներին միացնելու համար ձեզ հարկավոր է լրացուցիչ միացում դարպասի լարումը բարձրացնելու համար:

Այսպիսով, ես խորհուրդ կտամ օգտագործել տրամաբանական մակարդակի MOSFET, ոչ պարտադիր IRLZ44: Կարող եք նաև օգտագործել ցանկացած այլ MOSFET:

Քայլ 6: OLED էկրան

Մարտկոցի լարման, լիցքավորման հոսանքի և հզորության ցուցադրման համար ես օգտագործել եմ 0.96 դյույմանոց OLED էկրան: Այն ունի 128x64 թույլատրելիություն և օգտագործում է I2C ավտոբուսը Arduino- ի հետ հաղորդակցվելու համար: Arduino Uno- ում օգտագործվում են երկու կապող SCL (A5), SDA (A4): հաղորդակցություն.

Ես օգտագործում եմ U8glib գրադարանը `պարամետրերը ցուցադրելու համար: Նախ պետք է ներբեռնել U8glib գրադարանը: Այնուհետեւ տեղադրեք այն:

Եթե ցանկանում եք սկսել OLED էկրանին և Arduino- ին, կտտացրեք այստեղ

Կապերը պետք է լինեն հետևյալը

Arduino OLED

5V -Vcc

GND GND

A4-- SDA

A5-- SCL

Քայլ 7: uzգուշացման ազդանշան

Տարբեր նախազգուշացում կամ ահազանգ տրամադրելու համար օգտագործվում է պիեզո ազդանշան: Տարբեր ազդանշաններն են

1. Մարտկոցի ցածր լարման

2. Մարտկոցի բարձր լարման

3. Մարտկոց չկա

Buանգի ազդանշանն ունի երկու տերմինալ, ավելի երկարը `դրական, իսկ կարճ ոտքը` բացասական: Նոր ազդանշանի կպչուն պիտակը նույնպես " +" է նշված `նշելով դրական տերմինալը:

Կապերը պետք է լինեն հետևյալը

Arduino Buzzer

D9 Դրական տերմինալ

GND Բացասական տերմինալ

Arduino Sketch- ում ես օգտագործել եմ առանձին գործառական ազդանշան (), որն ուղարկում է PWM ազդանշանը ազդանշանին, սպասում փոքր հետաձգման, այնուհետև անջատվում է, այնուհետև ունենում է փոքր այլ ուշացում: Այսպիսով, այն մեկ անգամ ազդանշան է տալիս:

Քայլ 8: Շրջանի պատրաստում

Նախորդ քայլերում ես բացատրել եմ սխեմայի բաղադրիչներից յուրաքանչյուրի գործառույթը: Մինչև վերջնական տախտակ պատրաստելը ցատկելուց առաջ փորձարկեք սխեման հացի տախտակի վրա: Եթե միացումն անթերի է աշխատում հացի տախտակի վրա, ապա տեղափոխեք նախատիպի տախտակի բաղադրիչները միացնելու համար:

Ես օգտագործեցի 7 սմ X 5 սմ նախատիպ տախտակ:

Նանոյի ամրացում. Սկզբում կտրեք երկու տող իգական գլխիկի քորոց ՝ յուրաքանչյուրում 15 կապում: Ես գլխարկները կտրելու համար օգտագործեցի անկյունագիծ: Այնուհետև ամրացրեք վերնագրի կապում: Համոզված եղեք, որ երկու ռելսերի միջև հեռավորությունը համապատասխանում է arduino nano- ին:

Տեղադրեք OLED էկրան. Կտրեք կին վերնագիր 4 պտույտով: Այնուհետև կպցրեք այն, ինչպես ցույց է տրված նկարում:

Տերմինալների և բաղադրիչների տեղադրում. Մնացեք մնացած բաղադրիչները, ինչպես ցույց է տրված նկարներում

Հաղորդալարեր. Կատարեք էլեկտրագծերը ըստ սխեմատիկ: Ես էլեկտրալարեր պատրաստելու համար օգտագործեցի գունավոր լարեր, որպեսզի կարողանամ դրանք հեշտությամբ ճանաչել:

Քայլ 9: Անկյունների ամրացում

Eringոդման և էլեկտրագծերի տեղադրումից հետո ամրացրեք ամրացումները 4 անկյուններում: Այն կապահովի բավականաչափ ազատություն եռակցման հոդերի և լարերի գետնից:

Քայլ 10: Softwareրագրակազմ

Softwareրագրակազմը կատարում է հետևյալ խնդիրները

1. Չափել լարումները

100 ADC նմուշ վերցնելը, դրանք ավելացնելը և արդյունքը միջինացնելը: Դա արվում է աղմուկը նվազեցնելու համար:

2. Ստուգեք մարտկոցի վիճակը `նախազգուշացում տալու կամ լիցքաթափման ցիկլը սկսելու համար

Ահազանգեր

i) Lowածր-V! Եթե մարտկոցի լարումը ցածր է լիցքաթափման ամենացածր մակարդակից (2.9V Li Lion- ի համար)

ii) Բարձր-V!. Եթե մարտկոցի լարումը գերազանցում է լրիվ լիցքավորված վիճակը

iii) Մարտկոց չկա:. Եթե մարտկոցի պահիչը դատարկ է

Լիցքաթափման ցիկլ

Եթե մարտկոցի լարումը ցածր լարման (2.9V) և բարձր լարման (4.3V) սահմաններում է, լիցքաթափման ցիկլը սկսվում է: Հաշվարկեք հոսանքը և հզորությունը, ինչպես բացատրվել է ավելի վաղ:

3. Displayուցադրել պարամետրերը OLED- ում

4. Սերիական մոնիտորի վրա տվյալների մուտքագրում

Ներբեռնեք ստորև կցված Arduino ծածկագիրը:

Քայլ 11. Սերիական տվյալների արտահանում և գծագրում Excel թերթիկում

Շղթան փորձարկելու համար ես սկզբում լիցքավորեցի լավ Samsung 18650 մարտկոց ՝ օգտագործելով իմ IMAX լիցքավորիչը: Հետո մարտկոցը դրեք իմ նոր փորձարկիչի մեջ: Լիցքաթափման ամբողջ գործընթացը վերլուծելու համար ես սերիական տվյալները արտահանում եմ աղյուսակ: Հետո գծագրեցի արտանետումների կորը: Արդյունքն իսկապես հիանալի է: Ես դրա համար օգտագործել եմ PLX-DAQ անունով ծրագրակազմ: Կարող եք ներբեռնել այստեղ:

Դուք կարող եք անցնել այս ձեռնարկի միջոցով ՝ PLX-DAQ- ի օգտագործման սովորելու համար: Դա շատ պարզ է:

Նշում. Այն աշխատում է միայն Windows- ում:

Քայլ 12: Եզրակացություն

Մի քանի փորձարկումներից հետո ես եզրակացնում եմ, որ փորձարկողի արդյունքը բավականին խելամիտ է: Արդյունքը 50 -ից 70 մԱ / ժ է մարտկոցի մարտկոցի հզորության փորձարկիչի արդյունքից հեռու: IR ջերմաստիճանի ատրճանակի միջոցով ես չափեցի նաև բեռի դիմադրության ջերմաստիճանի բարձրացումը, առավելագույն արժեքը 51 աստիճան C

Այս նախագծում լիցքաթափման հոսանքը մշտական չէ, այն կախված է մարտկոցի լարումից: Այսպիսով, լիցքաթափման կորը նման չէ մարտկոցի արտադրության տվյալների թերթիկում տրված լիցքաթափման կորին: Այն ապահովում է միայն մեկ Li Ion մարտկոց:

Այսպիսով, իմ ապագա տարբերակում ես կփորձեմ լուծել V1.0- ի վերը նշված կարճատև մուտքերը:

Վարկ. Ես կցանկանայի վարկ տալ Ադամ Ուելչին, որի նախագիծը YouTube- ում ինձ ոգեշնչեց այս նախագիծը սկսելու համար: Դուք կարող եք դիտել նրա YouTube տեսանյութը:

Առաջարկեք որևէ բարելավում: Սխալների կամ սխալների դեպքում բարձրացրեք մեկնաբանություններ:

Հուսով եմ, որ իմ ձեռնարկը օգտակար է: Եթե ձեզ դուր է գալիս, մի մոռացեք կիսվել:)

Բաժանորդագրվեք ավելի շատ DIY նախագծերի: Շնորհակալություն.