DIY Arduino батерейны хүчин чадал шалгагч - V2.0: 11 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Өнөө үед хуурамч лити ба NiMH батерейг хаа сайгүй зардаг бөгөөд жинхэнэ хүчин чадлаасаа илүү өндөр хүчин чадалтай зар сурталчилгаагаар зардаг. Тиймээс жинхэнэ ба хуурамч батерейг ялгахад үнэхээр хэцүү байдаг. Үүний нэгэн адил, аврагдсан 18650 зөөврийн компьютерын батерейны хүчин чадлыг мэдэх нь хэцүү байдаг. Тиймээс батерейны жинхэнэ хүчин чадлыг хэмжих төхөөрөмж шаардлагатай болно.

2016 онд би "Arduino Capacity Tester - V1.0" дээр зааварчилгаа бичсэн бөгөөд энэ нь маш шулуун, энгийн төхөөрөмж байв. Өмнөх хувилбар нь Ohms Law дээр үндэслэсэн байв. Туршилт хийх батерейг тогтмол резистороор цэнэглэж, гүйдэл ба үргэлжлэх хугацааг Arduino хэмжиж, уншилтыг хоёуланг нь үржүүлж (цэнэглэх гүйдэл ба цаг) тооцоолно.

Өмнөх хувилбарын сул тал нь туршилтын явцад батерейны хүчдэл буурах тусам гүйдэл буурч, тооцоог нарийн төвөгтэй, буруу болгодог. Үүнийг даван туулахын тулд би цэнэглэх явцад гүйдэл тогтмол байхаар зохион бүтээсэн V2.0 -ийг хийсэн. Би энэ төхөөрөмжийг MyVanitar -ийн анхны загварыг өдөөж хийжээ

Capacity Tester V2.0 -ийн гол онцлогууд нь:

1. AA / AAA NiMh / NiCd, 18650 Li-ion, Li-Polymer, Li FePO4 батерейны хүчин чадлыг хэмжих чадвартай. Энэ нь 5 В -оос доош үнэлгээтэй бараг бүх төрлийн батерейнд тохиромжтой.

2. Хэрэглэгчид товчлуурыг ашиглан цэнэглэх гүйдлийг тохируулж болно.

3. OLED хэрэглэгчийн интерфэйс

4. Төхөөрөмжийг Цахим ачаалал болгон ашиглаж болно

2019 оны 12 -р сарын 02 -ны өдөр шинэчлэгдсэн

Одоо та ПХБ болон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг PCBWay -аас иж бүрдэл болгон захиалах боломжтой боллоо

Анхааруулга: Та маш их тэсрэх аюултай аюултай Li-Ion батерейгаар ажилладаг болохыг анхаарна уу. Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол эд хөрөнгө, хохирол, амь насаа алдахад би хариуцлага хүлээх боломжгүй болно. Энэхүү гарын авлага нь цэнэглэдэг лити-ион технологийн мэдлэгтэй хүмүүст зориулагдсан болно. Хэрэв та эхлэгч бол үүнийг бүү оролдоорой. Аюулгүй байх.

Хангамж

Ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Одоо энэ төслийг PCBWay -аас цуглуулахын тулд ПХБ болон бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг захиалаарай

1. PCB: PCBWay

2. Arduino Nano: Amazon / Banggood

3. Opamp LM358: Amazon / Banggood

4. 0.96 OLED дэлгэц: Amazon / Banggood

5. Керамик эсэргүүцэл: Amazon / Banggood

6. 100nF конденсатор: Amazon / Banggood

7. Конденсатор 220uF: Amazon / Banggood

8. Эсэргүүцэл 4.7K ба 1M: Amazon / Banggood

9. Push Button: Amazon / Banggood

10. Push-Buttons Cap: Aliexpress

11. Шураг терминал: Amazon / Banggood

12. Прототипийн самбар: Amazon / Banggood

13. ПХБ-ийн зогсолт: Amazon / Banggood

14. Дулаан дамжуулах хоолой: Amazon/ Banggood

15. Хөргөгч: Aliexpress

Ашигласан хэрэгсэл

1. Гагнуурын төмөр: Amazon / Banggood

2. Хавчаар хэмжигч: Amazon / Banggood

3. Мультиметр: Amazon / Banggood

4. Халуун агаар үлээгч: Amazon / Banggood

5. Утас таслагч: Amazon / Banggood

6. Утас хуулагч: Amazon / Banggood

Алхам 1: Схем диаграм

Схемийг бүхэлд нь дараах хэсгүүдэд хуваана.

1. Цахилгаан хангамжийн хэлхээ

2. Тогтмол гүйдлийн ачааллын хэлхээ

3. Зайны хүчдэлийг хэмжих хэлхээ

4. Хэрэглэгчийн интерфейсийн хэлхээ

5. Buzzer Circuit

1. Цахилгаан хангамжийн хэлхээ

Цахилгаан хангамжийн хэлхээ нь DC Jack (7-9V), хоёр шүүлтүүрийн конденсатор C1 ба C2-ээс бүрдэнэ. Цахилгаан гаралт (Vin) нь Arduino pin Vin -тэй холбогддог. Энд би хүчдэлийг 5V хүртэл бууруулахын тулд Arduino самбар дээрх хүчдэлийн зохицуулагчийг ашиглаж байна.

2. Тогтмол гүйдлийн ачааллын хэлхээ

Уг хэлхээний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь хоёр үйлдлийн өсгөгч агуулсан Op-amp LM358 юм. Arduino зүү D10-аас ХОУХД-ийн дохиог бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрээр (R2 ба C6) шүүж, хоёр дахь үйлдлийн өсгөгч рүү өгдөг. Хоёрдахь op-amp-ийн гаралт нь хүчдэлийн дагалдагчийн анхны тохируулагчтай холбогдсон байна. LM358 -ийн тэжээлийн хангамжийг салгах C5 конденсатороор шүүнэ.

Эхний op-amp, R1 ба Q1 нь тогтмол гүйдлийн ачааллын хэлхээг бий болгодог. Тиймээс одоо бид ХОУХ -ны дохионы импульсийн өргөнийг өөрчлөх замаар ачааллын эсэргүүцэл (R1) -ээр гүйдлийг хянах боломжтой боллоо.

3. Зайны хүчдэлийг хэмжих хэлхээ

Батерейны хүчдэлийг Arduino аналог оролтын зүү A0 хэмждэг. C3 ба C4 гэсэн хоёр конденсаторыг тогтмол гүйдлийн ачааллын хэлхээнээс гарах дуу чимээг шүүхэд ашигладаг бөгөөд энэ нь ADC хувиргах ажиллагааг доройтуулдаг.

4. Хэрэглэгчийн интерфейсийн хэлхээ

Хэрэглэгчийн интерфейсийн хэлхээ нь хоёр товчлуур ба 0.96 инчийн I2C OLED дэлгэцээс бүрдэнэ. Дээш ба Доош товчлуур нь ХОУХ-ны импульсийн өргөнийг нэмэгдүүлэх эсвэл багасгах зориулалттай. R3 ба R4 нь дээш ба доош түлхэх эсэргүүцэл юм. -товчлуурууд. C7 ба C8 товчлууруудыг салгахад ашигладаг. Гурав дахь товчлуур (RST) нь Arduino-г дахин тохируулахад хэрэглэгддэг.

5. Buzzer Circuit

Дуут дохионы хэлхээг туршилтын эхлэл ба төгсгөлийг анхааруулахад ашигладаг. 5V дохио нь Arduino дижитал зүү D9 -тэй холбогддог.

Алхам 2: Энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Энэхүү онол нь эв нэгдлийн өсгөгч болгон тохируулсан OpAmp-ийн урвуу (pin-2) ба урвуу бус (pin-3) оролтын хүчдэлийн харьцуулалт дээр үндэслэсэн болно. PWM дохиог тохируулах замаар урвуу оролтгүй оролтын хүчдэлийг тохируулах үед опампын гаралт нь MOSFET-ийн хаалгыг нээдэг. MOSFET-ийг асаахад гүйдэл нь R1-ээр дамждаг бөгөөд энэ нь хүчдэлийн уналтыг бий болгодог бөгөөд энэ нь OpAmp-т сөрөг санал өгдөг. Энэ нь MOSFET-ийг хянадаг бөгөөд урвуу ба урвуу оролтын хүчдэл тэнцүү байх болно. Тиймээс ачааллын эсэргүүцэлээр дамжих гүйдэл нь OpAmp-ийн урвуу оролтгүй оролтын хүчдэлтэй пропорциональ байна.

Arduino -аас ирсэн ХОУХ -ны дохиог бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр (R2 ба C1) ашиглан шүүнэ. ХОУХ-ны дохио ба шүүлтүүрийн хэлхээний ажиллагааг шалгахын тулд би DSO ch-1-ээ оролтын хэсэгт, шүүлтүүрийн хэлхээний гаралтанд ch-2-ийг холбосон. Гаралтын долгионы хэлбэрийг дээр харуулав.

Алхам 3: Хүчин чадлын хэмжилт

Энд батерейг доод түвшний босго хүчдэл (3.2V) хүртэл цэнэглэдэг.

Батерейны багтаамж (мАч) = Одоогийн (I) мА x Цаг (T) цаг

Дээрх тэгшитгэлээс харахад батерейны хүчин чадлыг (мАч) тооцоолохын тулд бид гүйдлийг мА -аар, цагийг Цагийн хувьд мэдэх ёстой. Төлөвлөсөн хэлхээ нь тогтмол гүйдлийн ачааллын хэлхээ тул туршилтын хугацаанд гадагшлуулах гүйдэл тогтмол хэвээр байна.

Дээш, доош товчлуурыг дарж гүйдлийн урсгалыг тохируулж болно. Хугацаа үргэлжлэх хугацааг Arduino код дахь таймер ашиглан хэмждэг.

Алхам 4: Хэлхээ хийх

Өмнөх алхамуудад би хэлхээний бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн үүргийг тайлбарласан болно. Эцсийн самбар хийхийн тулд үсрэхээсээ өмнө эхлээд талхны самбар дээрх хэлхээг туршиж үзээрэй. Хэрэв хэлхээ нь талхны самбар дээр төгс ажилладаг бол прототип самбар дээрх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнахаар хөдөлнө үү.

Би 7см х 5см хэмжээтэй прототип хавтанг ашигласан.

Нано суурилуулах: Эхлээд тус бүрдээ 15 голтой эмэгтэй толгойн зүү хоёр эгнээ хайчилж ав. Толгойг таслахын тулд би диагональ хайч ашигласан. Дараа нь толгойн голыг гагнана. Хоёр төмөр замын хоорондох зай Arduino нано хэмжээтэй тохирч байгаа эсэхийг шалгаарай.

OLED дэлгэцийг холбох: 4 толгойтой эмэгтэй толгойг хайчилж ав. Дараа нь зураг дээр үзүүлсэн шиг гагнана.

Терминал ба эд ангиудыг суурилуулах: Үлдсэн хэсгүүдийг зураг дээр үзүүлсэн шиг гагнана.

Утас тавих: Утасыг схемийн дагуу хий. Би утаснуудаа хялбархан танихын тулд өнгөт утсыг ашигласан.

Алхам 5: OLED дэлгэц

Батерейны хүчдэл, цэнэгийн гүйдэл, хүчин чадлыг харуулахын тулд би 0.96 инчийн OLED дэлгэцийг ашигласан. 128x64 нягтралтай, I2C автобусыг ашиглан Arduino -тэй холбогддог. Arduino Uno дээр хоёр зүү SCL (A5), SDA (A4) ашигладаг. харилцааны хувьд.

Би параметрүүдийг харуулахын тулд Adafruit_SSD1306 номын санг ашиглаж байна.

Эхлээд та Adafruit_SSD1306 татаж авах хэрэгтэй. Дараа нь суулгасан.

Холболтууд дараах байдлаар байх ёстой

Arduino OLED

5V -VCC

GND GND

А4- SDA

A5- SCL

Алхам 6: Анхааруулга өгөх дохио

Туршилтын эхлэл ба өрсөлдөөний үеэр анхааруулга өгөхийн тулд пьезо дуугаруулагч ашигладаг. Дуугар нь хоёр терминалтай бөгөөд урт нь эерэг, богино хөл нь сөрөг байдаг. Шинэ дуугаралтын наалт нь эерэг терминалыг харуулахын тулд " +" тэмдэглэгдсэн байна.

Прототип самбар дээр дуугаруулагч тавих хангалттай зай байхгүй тул би хоёр утас ашиглан дуугаруулагчийг үндсэн хэлхээний самбартай холбосон. Нүцгэн холболтыг тусгаарлахын тулд би дулааныг багасгадаг хоолой ашигласан.

Холболтууд дараах байдлаар байх ёстой

Arduino Buzzer

D9 эерэг терминал

GND сөрөг терминал

Алхам 7: Зөрчилдөөнийг бэхжүүлэх

Гагнах, утсыг холбосны дараа бэхэлгээг 4 буланд холбоно. Энэ нь газраас гагнуурын үе ба утаснуудад хангалттай цэвэрлэгээ хийх болно.

Алхам 8: ПХБ -ийн дизайн

Би EasyEDA онлайн програмыг ашиглан схемийг зурсны дараа ПХБ -ийн схемд шилжсэн.

Схемд оруулсан бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд тэнд байх ёстой, бие биенийхээ дээр овоолсон байх ёстой бөгөөд байрлуулах, чиглүүлэхэд бэлэн байх ёстой. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дэвсгэр дээрээс нь чирж чирнэ үү. Дараа нь тэгш өнцөгт хилийн дотор байрлуулна.

Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг самбар хамгийн бага зай эзэлдэг байдлаар байрлуул. Самбарын хэмжээ бага байх тусам ПХБ -ийн үйлдвэрлэлийн өртөг хямд байх болно. Хэрэв энэ самбарыг бэхэлгээнд бэхлэхийн тулд хэд хэдэн холбох нүхтэй байвал энэ нь ашигтай байх болно.

Одоо та маршрут хийх хэрэгтэй. Чиглүүлэлт нь энэ бүх үйл явцын хамгийн хөгжилтэй хэсэг юм. Энэ нь таавар шийдвэрлэхтэй адил юм! Хяналтын хэрэгслийг ашиглан бид бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбох хэрэгтэй. Хоёр өөр замын хооронд давхцахаас зайлсхийж, замыг богиносгохын тулд та дээд ба доод давхаргыг ашиглаж болно.

Та Торгоны давхаргыг ашиглан самбар дээр текст нэмж болно. Түүнчлэн, бид зургийн файл оруулах боломжтой тул би вэбсайтынхаа логоны зургийг самбар дээр хэвлэхээр нэмж оруулав. Эцэст нь зэсийн талбай багажийг ашиглан ПХБ -ийн газрын талбайг бий болгох хэрэгтэй.

Та үүнийг PCBWay дээрээс захиалж болно.

5 долларын купон авахын тулд PCBWay -д бүртгүүлээрэй. Энэ нь таны анхны захиалга үнэ төлбөргүй гэсэн үг бөгөөд зөвхөн тээвэрлэлтийн төлбөрийг төлөх ёстой.

Та захиалга өгөхдөө миний ажилд оруулсан хувь нэмрийнхээ төлөө би PCBWay -ээс 10% -ийн хандив авах болно. Таны өчүүхэн туслалцаа намайг ирээдүйд илүү гайхалтай ажил хийхийг урамшуулж магадгүй юм. Хамтран ажилласан танд баярлалаа.

Алхам 9: ПХБ -ийг угсрах

Гагнуурын хувьд танд сайн гагнуурын төмөр, гагнуур, хайч, мултиметр хэрэгтэй болно. Бага өндөртэй хэсгүүдийг эхлээд гагнана.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнахын тулд та дараах алхмуудыг хийж болно.

1. Бүрэлдэхүүн хэсгийн хөлийг нүхээр нь түлхэж, ПХБ -ийг нуруун дээр нь эргүүлнэ.

2. Гагнуурын төмрийн үзүүрийг дэрний эд анги ба хөлний уулзвар хүртэл барина.

3. Гагнуурыг холбоос руу оруулаарай. Эргэн тойрон урссаны дараа үзүүрийг нь холдуул.

Алхам 10: Програм хангамж ба номын сан

Нэгдүгээрт, хавсаргасан Arduino кодыг татаж аваарай. Дараа нь дараах сангуудыг татаж аваад суулгаарай.

Номын сан:

Дараах сангуудыг татаж аваад суулгана уу.

1. JC_Button:

2. Adafruit_SSD1306:

Кодод та дараах хоёр зүйлийг өөрчлөх ёстой.

1. Одоогийн массивуудын утга: Үүнийг мултиметрийг батерейтай цувралаар холбосноор хийж болно. Дээш товчлуурыг дарж гүйдлийг хэмжихэд одоогийн утгууд нь массивын элементүүд болно.

2. Vcc: Та мултиметр ашиглан Arduino 5V зүү дээрх хүчдэлийг хэмждэг. Миний хувьд энэ нь 4.96V байна.

2019.11.20 -нд шинэчлэгдсэн

Та кодын Low_BAT_Level утгыг зайны химийн дагуу өөрчилж болно. Доор дурдсан таслах хүчдэлээс бага зэрэг зай авах нь дээр.

Лити-ион батерейны янз бүрийн химийн бодисуудын цэнэгийн хэмжээ, таслах хүчдэлийг энд харуулав.

1. Лити кобальт оксид: 1С цэнэглэх хурдаар таслах хүчдэл = 2.5V

2. Литийн манганы исэл: Таслах хүчдэл = 1С-ийн цэнэглэх үед 2.5V

3. Литийн төмрийн фосфат: 1С цэнэглэх хурдаар таслах хүчдэл = 2.5V

4. Литиум титанат: 1С цэнэглэх хурдаар таслах хүчдэл = 1.8V

5. Литийн никель манганы кобальтын исэл: Таслах хүчдэл = 2.5С 1С цэнэглэх хурд

6. Литийн никель кобальт хөнгөн цагааны исэл: Таслах хүчдэл = 3.0С, 1С цэнэглэх хурд

2020.04.01 -нд шинэчлэгдсэн

jcgrabo, нарийвчлалыг сайжруулахын тулд анхны загварт зарим өөрчлөлт оруулахыг санал болгов. Өөрчлөлтүүдийг доор жагсаав.

1. Нарийвчилсан лавлагаа (LM385BLP-1.2) нэмээд A1-т холбоно уу. Тохируулах явцад 1.215 вольтын утгыг уншиж, Vcc -ийг тооцоолсноор Vcc -ийг хэмжих шаардлагагүй болно.

2. 1 ом 5% -ийн резисторыг 1 ом 1% -ийн хүчдэлийн резистороор сольж, эсэргүүцлийн утгаас хамаарах алдааг бууруулна.

3. Одоогийн алхам тутамд ХБХ -ны утгуудын тогтмол багцыг ашиглахын оронд (5 -аар нэмэгдэх) хүссэн утгын массивыг бий болгож, эдгээр утгыг аль болох ойртуулахын тулд шаардлагатай ХОУХ -ны утгыг тооцоолоход ашигла. Үүний дараа тэрээр тооцоолсон ХОУХШ -ийн утгуудын тусламжтайгаар хүрэх бодит өнөөгийн утгыг тооцоолов.

Дээрх өөрчлөлтүүдийг харгалзан тэрээр кодыг шинэчилж, тайлбар хэсэгт хуваалцсан. Шинэчилсэн кодыг доор хавсаргасан болно.

Миний төсөлд үнэтэй хувь нэмэр оруулсан jcgrabo танд маш их баярлалаа. Энэхүү сайжруулалт нь олон хэрэглэгчдэд тустай байх гэж найдаж байна.

Алхам 11: Дүгнэлт

Хэлхээг шалгахын тулд эхлээд би ISDT C4 цэнэглэгчээ ашиглан сайн Samsung 18650 батерейг цэнэглэв. Дараа нь зайг зайны терминал руу холбоно уу. Одоо та өөрийн шаардлагын дагуу гүйдлийг тохируулж, "UP" товчийг удаан дарна уу. Дараа нь та дуут дохиог сонсох ёстой бөгөөд туршилтын процедур эхэлнэ. Туршилтын явцад та OLED дэлгэц дээрх бүх параметрүүдийг хянах болно. Батерей нь хүчдэлийг доод түвшний босго (3.2V) хүрэх хүртэл цэнэггүй болно. Туршилтын процессыг хоёр урт дуут дохиогоор дуусгах болно.

Жич: Төслийг боловсруулах шатандаа явж байна. Та ямар ч сайжруулалт хийхийн тулд надтай нэгдэж болно. Алдаа, алдаа гарсан тохиолдолд сэтгэгдлээ илэрхийлэх. Би энэ төслийн ПХБ -ийн загварыг хийж байна. Төслийн талаар илүү их мэдээлэл авахын тулд холбоотой байгаарай.

Миний заавар тустай гэж найдаж байна. Хэрэв танд таалагдаж байвал хуваалцахаа бүү мартаарай:) Өөр DIY төслүүдийг захиалах. Баярлалаа.