Батерейны хүчин чадлын өөр нэг шалгагч: 6 алхам

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

Яагаад дахин нэг хүчин чадал шалгагч

Би олон янзын шалгагч бүтээх зааврыг уншсан боловч тэдгээрийн аль нь ч миний хэрэгцээнд нийцэхгүй байна. Би NiCd/NiMH эсвэл Lion эсүүдийг дангаар нь туршиж үзэхийг хүсч байсан. Цахилгаан хэрэгслийн батерейг эхлээд салгахгүйгээр туршиж үзэхийг хүсч байсан. Тиймээс би энэ асуудлыг нарийвчлан судалж, өөрийн загварыг гаргахаар шийдсэн. Нэг зүйл нөгөө рүү хөтөлдөг бөгөөд эцэст нь би өөрөө зааварчилгаа өгөхөөр шийдсэн юм. Би бас шалгагчийг хэрхэн яаж бүтээх талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл өгөхгүй байхаар шийдсэн, учир нь хүн бүр ямар хэмжээтэй резистор ашиглах, эсвэл ПХБ хэрэгтэй эсэх, эсвэл Веробоард хангалттай эсэх талаар тодорхой сонголтыг хийх боломжтой байдаг. бүргэд суулгах эсвэл ПХБ хэрхэн хийх талаар. Өөрөөр хэлбэл, би схем, код, шалгагчийг хэрхэн тохируулах талаар анхаарлаа хандуулах болно.

Алхам 1: Түүх - Хувилбар 1

Дээр дурдсан 10В -оос дээш оролтын дэмжлэгийг нэмж оруулсан анхны хувилбар юм (R12 & R17 & Q11 & Q12).

Эхний хувилбарыг deba168 -ийн зааварчилгаанаас их эсвэл бага хэмжээгээр авсан (харамсалтай нь би линк өгөх зааварчилгааг нь олж чадаагүй байна). Зөвхөн бага зэрэг өөрчлөлт хийсэн. Энэ хувилбарт би мосфетээр удирддаг нэг 10 ом ачааллын эсэргүүцэлтэй байсан. Гэсэн хэдий ч энэ нь зарим бэрхшээлийг авчирсан. Нэг NiCd эсвэл NiMH эсийг туршихад шаардлагатай хугацааг хэдэн өдөр биш бол хэдэн цагаар хэмжиж болно. 1500 мАч батерей 12 цаг гаруй зарцуулсан (гүйдэл нь ердөө 120 мА байсан). Нөгөө талаас, эхний хувилбар нь зөвхөн 10 В -оос доош зайтай батерейг туршиж үзэх боломжтой байв. Бүрэн цэнэглэгдсэн 9.6V батерей нь 11.2 В хүртэл байж болох бөгөөд үүнийг 10 В -ийн хязгаараас болж туршиж үзээгүй болно. Ямар нэгэн зүйл хийх шаардлагатай байв. Нэгдүгээрт, би хүчдэл хуваагчийг 10 В -оос дээш хүчдэлтэй болгохын тулд хэд хэдэн шумуул, резистор нэмсэн. Гэхдээ энэ нь нөгөө талаас өөр нэг асуудал үүсгэсэн. Бүрэн ачаалагдсан 14.4В батерей нь 16.8В хүртэл хүчдэлтэй байж болох бөгөөд 10 ом эсэргүүцэлтэй бол 1.68А гүйдэлтэй бөгөөд бараг 30Вт -ийн ачааллын эсэргүүцэлээс эрчим хүч алдах болно. Тиймээс, бага хүчдэлтэй хэт урт туршилтын хугацаа, өндөр хүчдэлтэй хэт өндөр гүйдэлтэй. Энэ нь зохих шийдэл биш байсан тул цаашид хөгжүүлэх шаардлагатай байсан нь тодорхой байна.

Алхам 2: Хувилбар 2

Батерейны хүчдэлээс үл хамааран гүйдэл тодорхой хязгаарт байх шийдлийг би хүсч байсан. Нэг шийдэл бол ХОУХ ба зөвхөн нэг эсэргүүцэл ашиглах байсан ч би импульсгүй гүйдэлгүй эсвэл мосфетийн дулааныг зайлуулах шаардлагатай байсан. Тиймээс би 2 хүчдэл бүхий 10 хүчдэлийн үүртэй, 3.3 омын 10 резистор, резистор бүрт мосфет ашиглан шийдэл гаргалаа.

Алхам 3: Энэ нь ийм байдлаар болсон

Мосфетийн эсэргүүцэл маш бага тул мосфет дээрх хүчдэлийн алдагдал нь ач холбогдол багатай гэж маргаж болох юм, гэхдээ би мосфетийн сонголтыг уншигчид үлдээсэн тул эсэргүүцэл нь 1 ом -оос дээш давж болно. асуудал. Нэг хувилбарт зөв мосфет сонгох нь доод цэгийг хэмжих хэрэгцээг арилгах боловч 2 -р хувилбарт би хүчдэлийг зөвхөн нэг эсэргүүцэл дээр хэмжихээр шийдсэн бөгөөд ингэснээр хоёр хэмжих цэгтэй байх нь чухал юм. Сонголт хийх болсон шалтгаан нь Veroboard -ийн утастай холбоотой энгийн байдал байв. Нэг эсэргүүцэл дээрх хэмжсэн хүчдэл нь бүх резисторыг хэмжихээс хамаагүй бага тул энэ нь нарийвчлалын алдааг нэмж өгдөг. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгохдоо би аль хэдийн ашиглаж байсан эсвэл амархан олж авч чадах зүйлээ ашиглахаар шийдсэн. Энэ нь Монголбанкийг дагаж мөрдөхөд хүргэсэн.

• Arduino Pro Mini 5V! ЧУХАЛ! Би 5V хувилбарыг ашигласан бөгөөд бүгд үүн дээр суурилсан болно
• 128x64 I2C OLED дэлгэц
• 10 x 5W 3.3 Ом эсэргүүцэл
• 3 x 2n7000 шумуул
• 10 x IRFZ34N шумуул
• 6 x 10 kOhm эсэргүүцэл
• 2 x 5 kOhm эсэргүүцэл
• 16V 680uF конденсатор
• 1 хуучин CPU сэнс

Би схемд дараахь зүйлийг нэмж оруулаагүй болно

• I2C шугам дээрх татах эсэргүүцэл нь дэлгэцийг илүү тогтвортой болгосон
• цахилгаан шугам
• 5V шугамын конденсатор нь дэлгэцийг тогтворжуулдаг

Туршилтын явцад ачааллын эсэргүүцэл маш их халах болно, ялангуяа хэрэв бүгд ашиглагдаж байсан бол. Температурыг 100 хэмээс дээш (Фаренгейтийн 212 хэмээс дээш) хүртэл өсгөсөн бөгөөд хэрэв бүхэл системийг хайрцагт хаах юм бол ямар нэгэн хөргөлт хийх ёстой. Миний ашигласан резистор нь 3.3 ом / 5 Вт бөгөөд хамгийн их гүйдэл нь 2 В / 3.3 = 0.61А хүчдэлтэй 1 В хүчдэлтэй байх ёстой бөгөөд энэ нь 1.21 Вт болно. Би хайрцагт энгийн сэнс нэмж орууллаа. Ихэнхдээ миний эргэн тойронд хуучин CPU -ийн сэнс байсан юм.

Схемийн функциональ байдал

Энэ нь нэлээд шууд бөгөөд өөрөө тайлбарласан байдаг. Туршилт хийх батерей нь резистор ба газардуулгатай холбогдсон байна. Хүчдэл хэмжих цэгүүд нь батерейны холболт ба анхны эсэргүүцэл юм. Дараа нь хүчдэл хуваагчийг ашиглан хүчдэлийг Arduino -д тохирох түвшинд хүртэл бууруулдаг. Нэг дижитал гаралт нь 10V эсвэл 20V хуваагчийг сонгоход хэрэглэгддэг. Ачаалал дахь эсэргүүцэл бүрийг Arduino шууд удирддаг шумуул ашиглан тус тусад нь газардуулж болно. Эцэст нь дэлгэц нь Arduino I2C зүүтэй холбогдсон байна. Схемийн J -ийн талаар хэлэх зүйл бага байна

Алхам 4: Код

Дээрх кодын бүдүүлэг функцийг харж болно. Дараа нь кодыг нарийвчлан авч үзье (arduino ino файлуудыг хавсаргасан болно). Олон тооны функцууд байдаг бөгөөд дараа нь гол давталт байдаг.

Гол гогцоо

Хэмжилт бэлэн болмогц үр дүнг харуулах бөгөөд гүйцэтгэл үүгээр дуусна. Хэрэв хэмжилт хараахан хийгдээгүй байгаа бол эхлээд ямар батерейны төрлийг сонгож, дараа нь оролтын хүчдэлийг шалгана. Хэрэв хүчдэл 0.1 В -оос хэтэрсэн бол дор хаяж ямар нэгэн зай холбогдсон байх ёстой. Энэ тохиолдолд батерейнд хичнээн олон эс байгааг олж тогтоохын тулд дэд програмыг дуудаж, хэрхэн туршихаа шийднэ. Нүдний тоо нь илүү сайн ашиглах боломжтой их эсвэл бага мэдээлэл боловч энэ хувилбарт зөвхөн цуваа интерфейсээр мэдээлдэг. Хэрэв бүх зүйл сайн байвал цэнэглэх процессыг эхлүүлж, үндсэн эргэлт бүрт зайны багтаамжийг тооцоолно. Үндсэн давталтын төгсгөлд дэлгэц нь мэдэгдэж буй утгуудаар дүүрсэн байна.

Үр дүнг харуулах журам

ShowResults функц нь дэлгэц дээр харуулах мөрүүдийг мөн цуваа интерфэйс рүү илгээх мөрийг тохируулдаг.

Хүчдэлийг хэмжих журам

Функцийн эхэнд Arduino -ийн Vcc хэмжигддэг. Аналог оролт ашиглан хэмжсэн хүчдэлийг тооцоолох чадвартай байх шаардлагатай. Дараа нь батерейны хүчдэлийг 20 В -ийн хүрээнд хэмжиж, аль хүрээ ашиглахаа шийдэх боломжтой болно. Дараа нь батерейны хүчдэл ба эсэргүүцлийн хүчдэл хоёуланг нь тооцоолно. Батерейны хүчдэлийн хэмжилт нь DividerInput ангиллын давуу талыг ашиглан унших, хүчдэлийг ашиглан аналог оролтын түүхий уншилт эсвэл тооцоолсон хүчдэлийг өгдөг.

Ашигласан утгыг сонгох журам

SelectUsedValues функцэд эсийн тоог тооцоолж, батерейны дээд ба доод хязгаарыг цэнэггүй болгох журмаар ашиглахаар тохируулсан болно. Мөн хэмжилтийг эхлүүлсэн гэж тэмдэглэсэн бөгөөд энэ процедурын хязгаарыг дэлхийн хувьсагч гэж эхэнд нь зааж өгсөн болно. Хэдийгээр тэдгээр нь тогтмол байж болох боловч тэдгээрийг дэлхий даяар ашигладаггүй тул процедурын дотор тодорхойлж болно. Гэхдээ сайн сайхныг сайжруулах зүйл үргэлж байдаг.:)

Батерейны хүчин чадлыг тооцоолох журам

Цэнэглэх функц нь батерейны хүчин чадлыг тооцоолоход тусалдаг. Энэ нь туршиж буй батерейны хүчдэлийн доод ба дээд хязгаарыг параметр болгон авдаг. Өндөр утгыг энэ хувилбарт ашигладаггүй боловч бага утгыг туршилтыг хэзээ зогсоохоо шийдэхэд ашигладаг. Функцийн эхэнд ашиглах резисторуудын тоог энэ зорилгоор бүтээсэн функцийг ашиглан олж болно. Функц нь резисторын тоог буцааж өгдөг бөгөөд нэгэн зэрэг цэнэгийг асааж тоолуурыг дахин тохируулдаг. Дараа нь хүчдэлийг хэмжиж, мэдэгдэж буй эсэргүүцлийн утгыг ашиглан гүйдлийг тооцоолно. Одоо бид хүчдэл ба гүйдэл, сүүлийн хэмжилтээс хойших хугацааг мэдэж байгаа тул хүчин чадлыг тооцоолж болно. Цэнэглэх процессын төгсгөлд батерейны хүчдэлийг доод хязгаартай харьцуулж үзээд хэрэв хязгаараас хэтэрсэн бол цэнэглэх үе зогсч, шумуул хаагдаж, хэмжилтийг бэлэн гэж тэмдэглэнэ.

Ашиглах резисторын тоог олох журам

SelectNumOfResistors функц дээр хүчдэлийг урьдчилан тохируулсан утгатай харьцуулж, үр дүнд нь ашиглах резисторын тоог шийддэг. Зарим резисторыг алгасахын тулд тохирох mosfet нээгдэнэ. Хүчдэлийн үүрийг сонгосон бөгөөд ингэснээр гадагшлуулах үед хамгийн их гүйдэл 600 мА (2V/3.3Ohm = 606mA) -аас бага зэрэг үлдэх болно. Функц нь ашигласан резисторын тоог буцаана. Сэнс нь анхны мосфеттэй ижил шугамаас хөдөлдөг тул цэнэглэх үед үргэлж нээх ёстой.

Алхам 5: Тоолуурыг тохируулах

Тоолуурыг тохируулахын тулд би өөр програм үүсгэсэн (хавсаргасан). Үүнтэй ижил тоног төхөөрөмжийг ашигладаг. Эхэндээ залруулга хуваагчийн утгыг бүгдийг нь 1000 болгож тохируулдаг.

const int divCorrectionB10V = 1000; // 10V const int int divCorrectionR10V = 1000 муж дахь хуваагдлын залруулах үржүүлэгч; // 10V const int div divCorrectionB20V = 1000 хүртэлх хуваагдлын залруулах үржүүлэгч; // 20V const int int divCorrectionR20V = 1000 хүртэлх хуваагдлын залруулах үржүүлэгч; // хуваагч залруулах үржүүлэгч 20V мужид

readVcc () функцын үр дүнд Vcc хүчдэл нь буцахаас өмнө функцын сүүлчийн мөр дээрх утгыг тохируулахаас хамаарна. Тооцоонд ашиглах 1126400L утгыг ихэвчлэн интернетээс олж болно. Үр дүн буруу байгааг би анзаарсан.

Калибровк хийх үйл явц:

1. Хэмжилтийн програмыг Arduino руу ачаална уу.
2. Хэрэв ачаалал асаалттай байгаа бол та Arduino дээрээс (мөн цуваа гаралт болон сэнс эргэлдэж байгаа эсэхийг) харж болно. Хэрэв тийм бол батерейны төрлийг сонгох товчлуурыг асаана уу.
3. Зөв үр дүнд хүрэхийн тулд readuVCC () дээрх утгыг тохируулна уу. Функцын өгсөн утгыг (милливольтоор) аваад урт утгыг түүнтэй хуваана. Та дотоод лавлагааны түүхий утгыг авах болно. Бодит тэжээлийн хүчдэлийг мультиметрээр милливольтоор хэмжиж, өмнө нь тооцоолсон утгаар үржүүлснээр та шинэ залруулсан урт утгыг авна. Миний хувьд бодит Vcc 5.14V байхад функц 5288mV -ийг буцааж өгсөн. Туршилтаар дуусгасан 1126400/5288*5140 = 1094874 -ийг тооцоолж байна. Шинэ утгыг кодонд оруулаад дахин Arduino -д байршуулна уу.
4. Аналог оролтын эсэргүүцэл хуваагчийн залруулгын утгыг тохируулах нь тоолуурын оролтыг тэжээх зориулалттай тохируулгатай тэжээлийн эх үүсвэрийг ашиглан хийгддэг. Хамгийн хялбар нь 1V -ээс 20V хүртэлх хүчдэлийг 1V алхамаар ашиглан үр дүнг хүснэгтэд бүртгэх явдал юм. Хүснэгтэнд дундаж утгыг авна. Залруулсан утгыг дараах томъёогоор тооцоолно: "raw_value*муж*Vcc/Vin". Raw_value нь ямар залруулга хийхээс хамаарч 10VdivB, 10VdivR, 20VdivB эсвэл 20VdivR -ийн утга юм.

Хүснэгт намайг хэрхэн хайхыг хараарай. Дундаж дүнг зөвхөн тухайн мужид байх ёстой утгаар нь тооцоолж, дараа нь бодит тоолуурын аппликешнд тохируулна.

Үүн шиг

const int divCorrectionB10V = 998; // 10V const int int divCorrectionR10V = 1022 муж дахь хуваагдлын залруулга хуваагч; // 10V const int div divCorrectionB20V = 1044 муж дахь хуваагдлын залруулга хуваагч; // 20V const int int divCorrectionR20V = 1045 муж дахь залруулах залруулагч хуваагч; // хуваагч залруулга хуваагч 20V мужид

Резисторын утгыг тохируулахын тулд оролтыг бага зэрэг хүчдэлээр хангах боломжтой (өөрөөр хэлбэл 2V), цохиурын хэлбэрийн унтраалгыг асаах (ачаалал авахын тулд), орж буй гүйдэл ба эхний эсэргүүцэл дээрх хүчдэлийг хэмжих, хүчдэлийг гүйдэлд хуваах замаар хийж болно.. Миний хувьд 2V нь 607mA өгсөн бөгөөд энэ нь 2/0.607 = 3.2948 ом өгдөг бөгөөд би үүнийг 3.295 ом болгон бөөрөнхийлсөн. Тиймээс одоо шалгалт тохируулга хийгдэж байна.

Алхам 6: Сүүлийн анхааруулга

Энд нэг чухал тэмдэглэл байна. Батерейгаас эхлээд резистор хүртэлх бүх холболтыг хамгийн сайн нөхцөлд байлгах нь чухал юм. Би нэг муу холболттой байсан бөгөөд яагаад резисторийн сүлжээнд батерейнаас 0.3 В бага вольт авсан юм бол гэж гайхаж байсан. Энэ нь 0.95V -ийн доод хязгаарт хурдан хүрсэн тул хэмжилтийн процесс бараг 1.2V NiCd эсээр дууссан гэсэн үг юм.