DIY Arduino батерейны хүчин чадлын шалгагч - V1.0: 12 алхам (зурагтай)

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

[Видео тоглуулах] Би нарны төслүүддээ дахин ашиглахын тулд маш олон хуучин батерейг (18650) аварсан. Батерейны сайн эсүүдийг тодорхойлоход маш хэцүү байдаг. Өмнө нь Power Bank Instructable -ийн нэг хэсэгт би сайн эсүүдийг хүчдэлийг нь хэмжих замаар яаж таних талаар хэлж байсан боловч энэ арга нь тийм ч найдвартай биш юм. Тиймээс би эс бүрийн хүчдэлийг биш харин яг багтаамжийг нь хэмжих арга замыг үнэхээр хүсч байсан.

2019.10.30 -ны өдрийн шинэчлэлт

Та миний шинэ хувилбарыг үзэх боломжтой

Хэдхэн долоо хоногийн өмнө би төслийг үндсэн ойлголтоос эхлүүлсэн бөгөөд энэ хувилбар нь Ohms Law дээр үндэслэсэн үнэхээр энгийн хувилбар бөгөөд шалгагчийн нарийвчлал 100% төгс биш боловч ашиглах боломжтой боломжийн үр дүнг өгдөг. Бусад батерейтай харьцуулахад та хуучин батерейны сайн эсүүдийг хялбархан таних боломжтой. Миний ажлын явцад сайжруулж болох олон зүйл байгааг би ойлгосон. Ирээдүйд би эдгээр зүйлийг хэрэгжүүлэхийг хичээх болно. Гэхдээ одоогоор би үүнд баяртай байна. Энэ бяцхан шалгагч хэрэг болно гэж найдаж байгаа тул та бүхэнтэй хуваалцаж байна. Жич: Муу батерейг зохих ёсоор устгаарай. -Тэсрэх аюултай, аюултай батерей. Хэрэв ийм зүйл тохиолдвол эд хөрөнгө, хохирол, амь насаа алдахад би хариуцлага хүлээх боломжгүй болно. Энэхүү гарын авлага нь цэнэглэдэг лити-ион технологийн талаар мэдлэгтэй хүмүүст зориулагдсан болно. Хэрэв та эхлэгч бол үүнийг бүү оролдоорой. Аюулгүй байх.

Алхам 1: Шаардлагатай эд анги, багаж хэрэгсэл:

Шаардлагатай эд ангиуд: 1. Arduino Nano (Gear Best / Banggood) 2. 0.96 OLED дэлгэц (Amazon / Banggood) 3. MOSFET - IRLZ44 (Amazon) 4. Эсэргүүцэл (4 x 10K, 1 / 4W) (Amazon / Banggood) 5. Эрчим хүчний эсэргүүцэл (10R, 10W) (Amazon) 6. Шураг терминалууд (3 Nos) (Amazon / Banggood) 7. Buzzer (Amazon / Banggood) 8. Prototype Board (Amazon / Banggood) 9. 18650 Батерей эзэмшигч (Amazon)

10. 18650 батерей (GearBest / Banggood) 11. Зай (Amazon / Banggood) Шаардлагатай хэрэгсэл: 1. Утас таслагч / хуулагч (Gear шилдэг) 2. Гагнуурын төмөр (Amazon / Banggood) Хэрэглэсэн хэрэгсэл: IMAX тэнцвэржүүлэгч цэнэглэгч (Gearbest / Banggood)

Хэт улаан туяаны термометрийн буу (Amazon /Gearbest)

Алхам 2: Схем ба ажиллах

Схем:

Схемийг хялбар ойлгохын тулд би үүнийг цоолсон самбар дээр зурсан. Бүрэлдэхүүн хэсэг ба утаснуудын байрлал нь миний жинхэнэ самбартай төстэй юм. Үл хамаарах зүйл бол дуугаралт ба OLED дэлгэц юм. Бодит самбар дээр тэд дотор байгаа боловч схемийн дагуу тэд гадаа хэвтэж байна.

Энэхүү загвар нь маш энгийн бөгөөд Arduino Nano дээр суурилсан болно. OLED дэлгэц нь батерейны параметрүүдийг харуулахад ашиглагддаг. 3 шураг хавчаарыг зай болон ачааллын эсэргүүцлийг холбоход ашигладаг. Дуут дохиог янз бүрийн дохио өгөхөд ашигладаг. Ачааллын эсэргүүцлийн хүчдэлийг хянахын тулд хүчдэл хуваагч хоёр хэлхээг ашигладаг. MOSFET -ийн үүрэг бол батерейгаар ачааллын эсэргүүцлийг холбох эсвэл салгах явдал юм.

Ажиллаж байна:

Arduino нь батерейны байдлыг шалгадаг, хэрэв зай сайн байвал MOSFET -ийг асаах тушаалыг өгнө үү. Энэ нь батерейны эерэг терминалаас резистороор гүйдэл дамжуулах боломжийг олгодог бөгөөд MOSFET нь сөрөг терминал руу буцах замыг дуусгадаг. Энэ нь батерейг тодорхой хугацаанд цэнэггүй болгодог. Arduino нь ачааллын эсэргүүцэл дээрх хүчдэлийг хэмжиж, эсэргүүцлийг хувааж гадагшлуулах гүйдлийг олж мэднэ. Миллиамп-цаг (хүчин чадал) утгыг олж авахын тулд үүнийг үржүүл.

Алхам 3: Хүчдэл, гүйдэл ба хүчин чадлын хэмжилт

Хүчдэлийн хэмжилт

Бид ачааллын эсэргүүцлийн хүчдэлийг олох ёстой. Хүчдэлийг хүчдэл хуваагч хоёр хэлхээг ашиглан хэмждэг. Энэ нь тус бүр нь 10k гэсэн утгатай хоёр резистороос бүрдэнэ. Хуваагчаас гаралт нь Arduino аналог зүү A0 ба A1 -тэй холбогддог.

Arduino аналог зүү нь 5V хүртэлх хүчдэлийг хэмжих боломжтой бөгөөд манай тохиолдолд хамгийн их хүчдэл нь 4.2V (бүрэн цэнэглэгдсэн) юм. Дараа нь та яагаад хоёр хуваагчийг шаардлагагүй ашиглаж байна гэж асууж магадгүй юм. Шалтгаан нь миний ирээдүйн төлөвлөгөө бол олон химийн батерейны хувьд ижил шалгагчийг ашиглах явдал юм. Тиймээс энэ загварыг зорилгодоо хүрэхийн тулд амархан өөрчилж болно.

Одоогийн хэмжилт:

Одоогийн (I) = Хүчдэл (V) - MOSFET / эсэргүүцэл дэх хүчдэлийн уналт

Тэмдэглэл: MOSFET дээрх хүчдэлийн уналт нь ач холбогдолгүй гэж би бодож байна.

Энд V = Ачааллын эсэргүүцлийн хүчдэл ба R = 10 Ом

Үр дүн нь амперт байна. Миллиампер болгон хувиргахын тулд 1000 -ыг үржүүлнэ үү.

Тиймээс хамгийн их цэнэгийн гүйдэл = 4.2 / 10 = 0.42A = 420mA

Хүчин чадлын хэмжилт:

Хадгалагдсан цэнэг (Q) = Одоогийн (I) x Цаг (T).

Бид аль хэдийн гүйдлийг тооцоолсон бөгөөд дээрх тэгшитгэлд үл мэдэгдэх цорын ганц зүйл бол цаг хугацаа юм. Arduino дахь millis () функцийг өнгөрсөн хугацааг хэмжихэд ашиглаж болно.

Алхам 4: Ачааллын эсэргүүцэл сонгох

Ачааллын эсэргүүцлийг сонгох нь бидэнд хэрэгтэй цэнэгийн гүйдлийн хэмжээнээс хамаарна. Та 500 мА батерейг цэнэглэхийг хүсч байна гэж бодъё

Эсэргүүцэл (R) = Зайны хамгийн их хүчдэл / цэнэггүй гүйдэл = 4.2 /0.5 = 8.4 Ом

Эсэргүүцэл нь бага зэрэг хүчийг зайлуулах шаардлагатай тул энэ тохиолдолд хэмжээ нь чухал юм.

Дулаан сарнисан = I^2 x R = 0.5^2 x 8.4 = 2.1 Ватт

Бага зэрэг маржин хийснээр та 5W -ийг сонгож болно. Хэрэв та илүү аюулгүй байдлыг хүсч байвал 10W хүчийг ашиглаарай.

Тухайн үед миний нөөцөд байсан болохоор би 8.4 Ом биш 10 Ом, 10 Вт эсэргүүцэл ашигласан.

Алхам 5: MOSFET -ийг сонгох

Энд MOSFET нь унтраалга шиг ажилладаг. Arduino pin D2 -ийн дижитал гаралт нь унтраалгыг хянадаг. 5V (HIGH) дохиог MOSFET -ийн хаалга руу оруулах үед энэ нь батерейны эерэг терминалаас резистороор гүйдэл дамжуулах боломжийг олгодог бөгөөд MOSFET нь сөрөг терминал руу буцах замыг дуусгадаг. Энэ нь батерейг тодорхой хугацаанд цэнэггүй болгодог. Тиймээс MOSFET -ийг хэт халалтгүйгээр хамгийн их гадагшлуулах гүйдлийг зохицуулж чадахаар сонгох хэрэгтэй.

Би n-сувгийн логик түвшний MOSFET-IRLZ44 хүчийг ашигласан. L нь логик түвшин MOSFET болохыг харуулж байна. MOSFET логик түвшин нь микроконтроллерийн логик түвшингээс бүрэн асаах зориулалттай гэсэн үг юм. Стандарт MOSFET (IRF цуврал гэх мэт) нь 10В -аас ажиллах зориулалттай.

Хэрэв та IRF цуврал MOSFET ашигладаг бол Arduino -аас 5V ашигласнаар бүрэн асахгүй болно. MOSFET нь нэрлэсэн гүйдэл дамжуулахгүй гэсэн үг юм. Эдгээр MOSFET -ийг тохируулахын тулд хаалганы хүчдэлийг нэмэгдүүлэх нэмэлт хэлхээ хэрэгтэй болно.

Тиймээс би IRLZ44 биш харин логик түвшний MOSFET-ийг ашиглахыг зөвлөж байна. Та бусад MOSFET програмыг ашиглаж болно.

Алхам 6: OLED дэлгэц

Батерейны хүчдэл, цэнэгийн гүйдэл, хүчин чадлыг харуулахын тулд би 0.96 инчийн OLED дэлгэцийг ашигласан бөгөөд 128x64 нягтралтай, I2C автобусыг ашиглан Arduino -тэй холбогддог. харилцаа холбоо.

Би параметрүүдийг харуулахын тулд U8glib номын санг ашиглаж байна. Эхлээд та U8glib номын санг татаж авах хэрэгтэй.

Хэрэв та OLED дэлгэц болон Arduino дээр ажиллаж эхлэхийг хүсвэл энд дарна уу

Холболтууд дараах байдлаар байх ёстой

Arduino OLED

5V -Vcc

GND GND

А4- SDA

A5- SCL

Алхам 7: Анхааруулга өгөх дохио

Янз бүрийн сэрэмжлүүлэг, сэрэмжлүүлэг өгөхийн тулд пьезо дуугаруулагчийг ашигладаг

1. Батерейны бага хүчдэл

2. Батерейны өндөр хүчдэл

3. Батерей байхгүй

Дуугар нь хоёр терминалтай бөгөөд урт нь эерэг, богино хөл нь сөрөг байна. Шинэ дуугаралт дээрх наалт нь эерэг терминалыг илэрхийлэхийн тулд " +" тэмдэгтэй байна.

Холболтууд дараах байдлаар байх ёстой

Arduino Buzzer

D9 эерэг терминал

GND сөрөг терминал

Arduino Sketch дээр би ХОУХ -ны дохиог дуут дохио руу илгээж, бага зэрэг саатал хүлээж, дараа нь унтрааж, дараа нь өөр нэг удаашралтай байдаг. Тиймээс энэ нь нэг удаа дуугардаг.

Алхам 8: Хэлхээ хийх

Өмнөх алхамуудад би хэлхээний бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн үүргийг тайлбарласан болно. Эцсийн самбарыг хийхийн тулд үсрэхээсээ өмнө эхлээд талхны тавцан дээрх хэлхээг туршиж үзээрэй.

Би 7см х 5см хэмжээтэй прототип хавтанг ашигласан.

Нано суурилуулах: Эхлээд тус бүрдээ 15 зүү бүхий эмэгтэй толгойн зүүг хоёр эгнээ хайчилж ав. Толгойг нь таслахын тулд ташуу зүүг ашиглана. Дараа нь толгойн голыг гагнана.

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

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

Цахилгааны утас: Схемийн дагуу утсыг хий. Би өнгөт утсыг ашиглан утсыг хялбархан таних боломжтой болсон.

Алхам 9: Зөрчилдөөнийг бэхжүүлэх

Гагнах, утсыг холбосны дараа бэхэлгээг 4 буланд байрлуулна.

Алхам 10: Програм хангамж

Програм хангамж нь дараахь ажлуудыг гүйцэтгэдэг

1. Хүчдэлийг хэмжих

ADC -ийн 100 дээж авч, тэдгээрийг нэмж, үр дүнг дунджаар гаргадаг бөгөөд энэ нь дуу чимээг бууруулах зорилгоор хийгддэг.

2. Анхааруулга өгөх эсвэл цэнэглэх мөчлөгийг эхлүүлэхийн тулд батерейны нөхцлийг шалгана уу

Анхааруулга

i) Бага-V!: Хэрэв батерейны хүчдэл цэнэгийн доод түвшнээс доогуур байвал (Ли Ионы хувьд 2.9В)

ii) Өндөр-V!: Хэрэв зайны хүчдэл бүрэн цэнэглэгдсэн нөхцлөөс дээш байвал

iii) Батерей байхгүй!: Хэрэв зай эзэмшигч хоосон байвал

Буулгах мөчлөг

Хэрэв батерейны хүчдэл бага хүчдэл (2.9V) ба өндөр вольт (4.3V) дотор байгаа бол цэнэглэх мөчлөг эхэлнэ. Өмнө тайлбарласны дагуу гүйдэл ба хүчин чадлыг тооцоолно уу.

3. Параметрүүдийг OLED дээр харуулна

4. Цуваа монитор дээр өгөгдөл бүртгэх

Доор хавсаргасан Arduino кодыг татаж авна уу.

Алхам 11: Цуваа өгөгдлийг экспортлох, Excel хуудсан дээр зураг зурах

Цахилгаан хэлхээг шалгахын тулд эхлээд IMAX цэнэглэгчээ ашиглан сайн Samsung 18650 батерейг цэнэглэв. Дараа нь батерейгаа миний шинэ шалгагч руу хий. Буулгах үйл явцыг бүхэлд нь шинжлэхийн тулд би цуваа өгөгдлийг хүснэгт рүү экспортлодог. Дараа нь би гадагшлах муруйг зурсан. Үр дүн нь үнэхээр гайхалтай. Би үүнийг хийхийн тулд PLX-DAQ нэртэй програмыг ашигласан. Та эндээс татаж авч болно.

Та PLX-DAQ-ийг хэрхэн ашиглах талаар энэ гарын авлагад хамрагдах боломжтой. Энэ нь маш энгийн.

Тэмдэглэл: Энэ нь зөвхөн Windows дээр ажилладаг.

Алхам 12: Дүгнэлт

Туршилтын үр дүн нэлээд үндэслэлтэй гэж би дүгнэж байна. Үр дүн нь батерейны батерейны туршилтын үр дүнгээс 50-70 мАч байна. IR температурын буу ашиглан ачааллын эсэргүүцлийн температурын өсөлтийг хэмжсэн. 51 хэм.

Энэхүү дизайны хувьд цэнэг алдах гүйдэл нь тогтмол биш бөгөөд энэ нь батерейны хүчдэлээс хамаардаг тул зургийн цэнэгийн муруй нь батерейны үйлдвэрлэлийн өгөгдлийн хуудсан дахь цэнэгийн муруйтай төстэй биш бөгөөд зөвхөн нэг литийн ион батерейг дэмждэг.

Тиймээс миний ирээдүйн хувилбарт би дээрх богино тайлбарыг V1.0 дээр шийдвэрлэхийг хичээх болно.

Кредит: Би YouTube дээрх төсөл нь энэ төслийг эхлүүлэхэд надад урам зориг өгсөн Адам Уэлчэд зээл өгөхийг хүсч байна. Та түүний YouTube дээрх видеог үзэх боломжтой.

Аливаа сайжруулалт хийхийг санал болгоорой. Алдаа, алдаа байвал сэтгэгдлээ бичнэ үү.

Миний заавар тустай гэж найдаж байна. Хэрэв танд таалагдсан бол хуваалцахаа бүү мартаарай:)

Өөр DIY төслүүдийг захиалах. Баярлалаа.