Измеритель ёмкости аккумуляторов Li-Ion Ni-MH Ni-CD

[CraCk]

Собрал на макете схему. Шунт 10А отпаял от мультиметра. Компоненты все собраны по предложенной схеме. Програму собрал тестовую. Сила тока задается потенциометром и выводиться на дисплей. Значение шим тоже на дисплее выводиться. А тепер о проблеме: При значение шим 0 мультиметр показывает 0. При значение шим 4 ток разряда уже на мультиметре 180мА, а на дисплее мк 15,6 мА. Есть смысл подбирать R9 если у меня шим 0 и ток тоже 0? Может проблема в чем то другом?

Добавлено (27.02.2016, 00:15)
---------------------------------------------
Мне кажется что на шунте 10А не будет возможно точно регулировать ток разрядки в мА. Все таки придется делать на двух отдельных каналах схему разрядки с разным сопротивление шунтов. DWD можете рассчитать схему разряда током 1А до 5В и датчик тока на 0,47Ом или 1Ом?
P.S
Самый навороченный тестер аккумуляторов. http://olegart.ru/wordpress/batterytester/

[DWD]

При значение шим 4 ток разряда уже на мультиметре 180мА, а на дисплее мк 15,6 мА.

А какое значение тока при ШИМ 255?
Если при максимальных значениях ШИМ выходной ток точнее, то виновата нелинейность ОУ, вызванная отсутствием отрицательного напряжения питания (вывод ОУ 4 заземлён).

Подбирайте резисторы R7 и R9 в зависимости от диапазона выходного тока 10А или 1А соответственно.
И добивайтесь соответствия при малых значениях ШИМ 1...10.
Эти резисторы будут влиять только на малые значения тока при малых значениях ШИМ.

Если не сможете получить приемлемого соответствия на малых значениях, то придётся вводить отрицательное напряжение питания ОУ по 4-му выводу. Достаточно будет напряжения от -2В от какого-то инвертирующего конденсаторного преобразователя.
Тогда резисторы R7 и R9 можно убрать совсем, и линейность сама появится.

Мне кажется что на шунте 10А не будет возможно точно регулировать ток разрядки в мА.

Но при переключении в режим 1А, когда работает усилитель на 10 на ОУ DA1.2, дискретность получается 1000мА/255=3,9мА.
Разве мало?..

DWD можете рассчитать схему разряда током 1А до 5В и датчик тока на 0,47Ом или 1Ом?

Да Вы и сами уже должны уметь - все необходимые формулы я приводил...

Малое сопротивление шунта выгоднее из-за малых потерь мощности на нём. Вся мощность будет рассеиваться на транзисторе, который проще прикрепить к радиатору, чем резистор.

С другой стороны, при больших значениях сопротивления датчика тока, улучшится линейность ОУ без отрицательного напряжения питания.

С сопротивлением 0,47Ом потери мощности на нём будут:
Iн*Iн*R=1А*1А*0,47Ом=0,47Вт.
С сопротивлением 1Ом - 1Вт.

Но при этом нужно учитывать, что на этом резисторе упадёт напряжение либо  1А*0,47Ом=0,47В, либо  1А*1Ом=1В.
И станет проблематично разряжать кадмиевые или гидридные  элементы, для которых напряжение разряда равно 0,8-0,9В.
Так что 1Ом не подходит.

В общем, я пересчитаю схему на 0,47Ом и 1Ом - попробуете...
Ещё останется вариант с увеличением КУ ОУ DA1.2, например до 100...

Добавлено (27.02.2016, 13:26)
---------------------------------------------

Самый навороченный тестер аккумуляторов. http://olegart.ru/wordpress/batterytester/

Да, когда-то собрался его сделать, но посчитав стоимость деталей - прослезился и отложил до лучших времён...

Добавлено (27.02.2016, 15:28)
---------------------------------------------
Вариант для отдельного канала на 1А:



Значения резисторов R3 и R6 указаны для двух вариантов - с сопротивлением датчика тока 0,47Ом и в скобках для 1Ом.
Соответственно указаны напряжения в контрольтных точках схемы: без скобок - для 0,47Ом и в скобках - для 1Ом.

Настройка такая же.
Резистором R3 добиваются максимального тока нагрузки 1А при значении ШИМ 255 (5В).
Резистором R5 добиваются линейности при малых значениях ШИМ - 1...10.
То есть, выставив значение ШИМ, например, 5 добиваются получения тока нагрузки 1000мА/255*5=19,6мА.
Если не получится, попробовать сделать то же самое при значении ШИМ 10. И так далее, определяя минимальное значение тока, при котором появится линейность. То есть, соответствие значения ШИМ выходному току.

Ну и, как говорил, если не получится приемлемой погрешности малых значений тока, то придётся ставить преобразователь напряжения для запитывания ОУ отрицательным напряжением.

Схема преобразователя отрицательного напряжения может быть такой:



На первых двух элементах микросхемы и элементах R1,R2,C1 собран генератор. На двух других элементах, соединённых параллельно для увеличения мощности, усилитель мощности. На С2,С3,VD1,VD2 собран инвертор напряжения.

Выход преобразователя подключаете к 4-у выводу ОУ. На 8-м выводе +5В.

Номиналы резисторов и конденсаторов не критичны и могут меняться в больших пределах.
R1 - От нуля до 1МОм.
R2,С1 определяют рабочую частоту преобразователя (20...50КГц).
Конденсаторы С2,С3 и диоды поределяют выходную мощность и напряжение. Чем больше ёмкость, тем больше мощность.
Выходное напряжение можно увеличить, применив диоды Шоттки, имеющие меньшее падение напряжения.

Добавлено (27.02.2016, 17:59)
---------------------------------------------
CraCk, Пока не переделали первый вариант, попробуйте ещё такой:



Он мало чем отличается от первого, но имеет большую дискретность изменения напряжения управления и, соответственно, тока нагрузки.

ШИМ от 0 до 255 (напряжение 0...5В) подаётся непосредственно на вход ОУ источника тока DA1.1. А обратная связь идёт через усилитель на ОУ DA1.2 с переключаемым КУ.
Если транзистор VT2 закрыт, то КУ DA1.2 равен R10/R11+1=100K/2.04K+1=50/, а если открыт, КУ равен R10/R11||R9+1=100K/2.04K||0.22КОм+1=500.
В результате, при одном и том же напряжении ШИМ выходной ток может меняться в одном случае до 10А, в другом - до 1А.
Отличие от первого варианта в том, что дискретность управляющего напряжения ШИМ будет не 100мВ/255=0,39мВ, а больше - 5000мВ/255=19,6мВ.

Это должно прилично уменьшить нелинейность источника тока при малых значениях ШИМ (малых токах нагрузки).

Добавлено (27.02.2016, 19:51)
---------------------------------------------
CraCk, только что промоделировал схемку и прихожу к выводу, что кардинально исправить ситуацию можно только применением прецизионного ОУ (например ОР07) с двухполярным питанием.

LM358 имеет слишком большое напряжение смещения при больших КУ, что всё равно требует коррекции даже при двухполярном питании. А прецизионные ОУ (тот же ОР07) не работают с нулевыми уровнями сигнала.

[CraCk]

Разобрал схему 0-1А 0-10А. Не хватило у меня терпения с нею возиться. Уж очень она чувствительна. Даже реагирует на приближение руки к плате. 
Собрал на макете на 1А. Не удалось получить линейность и значение шага 3,9 мА получаю шаг, 3,1 мА до 50 мА и 3,6мА до 150 мА. Я так понял что таких точны регулировок тока с таким ОУ и не очень прямыми руками не реально достичь. По этому есть идея не усложнять схему но усложнить программную часть урезав диапазон регулировок.  Использовать туже схему. Но сделать например 10 уровней регулировки с шагом ~200мА. 
Берем схему без каких либо подстроек резисторов, подключаем амперметр вставляем нужен нам ток с помощью ардуино. И создаем своего рода шаблон с  током разряда например 201,5 и значением ШИМ 65 и записываем в epprom. Таким методом создаем еще 9 шаблонов до 1А. В конечно результате получим точний ток разряда на всем диапазоне, и не нужно переживать за линейность. 
Сейчас застрял на создание меню в котором можна создавать шаблоны сохраняя в epprom значения ШИМ и силу тока.

[CraCk]

Новая версия
Постараюсь кратко и доходчиво.
Комплектующые: Ардуино, Дисплей 16х2, джойстик 5-ти позиционный, схема от DWD, держатель батареи и провода.
Собираем схему предложенную DWD. Печатную схему еще доделываю.

1) Схему собрал на макетке без подстройки. Удалось выжать до 720мА. Для изменение максимального тока подбираем R3.

5652950.jpg

2) Корректируем точность работы таймера. Прошиваем МК Battery test timer.flp.
Нажатием средний кнопки джойстика запускаем таймер, одновременно с эталонным секундомером на ПК или телефоне. Тестируем от пол часа до 2-3 часов.

6800059.jpg

Если таймер спешит или опаздывает тогда нужна корректировка в микросекундах.

3365279.jpg

1. Открываем блок пользователя Timer
2. Вносим корректирующее значение. У меня получилось 495100
Для каждой Ардуины задержка в миллисекундах будет отличаться. Выставленное значение запоминаем. В будущем пригодиться.

3)Калибруем Ардуино под разные токи разряда. Прошиваем МК Battery calibrate.flp.
В основном меню выбор слота батареи джойстик вверх/вниз (пока что только одна).

4733229.jpg

Переходим во второе меню джойстик вправо. Для возврата в основное меню джойстик влево.

6413577.jpg

Теперь к схеме подключаем любую батарею или БП до 5В паралельно с эталонным амперметром. Определяемся с какими токами будем разряжать будущие батареи. Максимум пять вариантов.
Например 100,250,350,500,720 мА. Джойстиком вверх/вниз выбираем ШИМ значение от 0 до 255. Плавно его увеличиваем пока на амперметре не увидим нужный ток. После чего, показатели заносим в таблицу.
Например при ШИМ сигнале 36 мы получаем 100мА, при ШИМ 95 получаем 250мА и т.д.

[CraCk]

1.Таблица Battery calibrate table.csv
2.Токи разряда.
3.ШИМ при этих токах.

4) Настройка основной прошивки Tester AKB_V2.1.flp.
Основное меню состоит:

1. Слот батареи. Прошивка рассчитана пока что только на один слот.
2. Таймер считает пройденное время от начала запуска теста.
Для его коррекции на плате 2 вносим значение из пункта 2)

1. Открываем блок пользователя Timer
2. Вносим откорректированное значение.

3. Напряжение подключенной батареи. Без делителя напряжения можна подключать батареи любые до 5В.
Для точного измерение напряжения корректируем прошивку.
Для расчета констант 1 и 2, нужно измерит напряжение питания Ардуино. Например напряжение будет 4,96В, теперь (4,96 * 1000)/1024=4,843 заносим в константу 1. В константу 2 заносим тоже значение но умножаем на 1000.

4.Измеряемая емкость батареи.
Для обнуление показателей таймера и емкости после теста, нужно вынуть батарею из держателя.

Следующее меню выбора типа тестируемой батареи джойстик вправо:
Батарея NiMH или NiCd

[CraCk]

Три NiNH соединенные последовательно

8703183.jpg

Li-ion

0705326.jpg

1. Тип батареи которую будем подключать, выбираем джойстиком вверх/вниз.
2. Минимальное и максимальное напряжение для даного типа батареи.
После выбора типа батареи жмем на джойстике среднюю кнопку. И переходим в следующие меню, кнопка в право.
Для корректировки или добавления нового профиля с типом батареи, редактируем плату 3

1520143.jpg

1. Отображение типа батареи и допустимого напряжения
2. Минимальное напряжение для даного типа батареи при котором останавливается тест.
3.Максимальное напряжение для даного типа батареи.

Следующее меню выбор тока разряда:

3224305.jpg

1. Ток разряда меняем джойстиком вверх/вниз. После чего жмем на джойстике среднюю кнопку, и тест начинается и будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на батареи не впадет ниже заданого, в выбранном профиле батареи.
Для коррекции тока относительно ШИМ сигнала редактируем плату 4

2388247.jpg

1.Открываем блок полигон
2.Импортируем наш файл Battery calibrate table.csv
3.Переносим в константы блока многоходового переключателя значение токов.

Все сохраняем проект и компилируем.

[CraCk]

Жду критики 

[Sher2104]

Спасибо зачетно

[CraCk]

1. Добавил тест для Li-Pol и Li-Fe
2. Теперь измерение емкости в А*ч. С точностью до сотых.
3. Изменил отображены допустимых напряжений для выбранного типа батареи. Теперь отображаться значение реальное, а не то что прописанное в константе дисплея.

[CraCk]

Переделано проект под дисплей nokia 5110 спасибо slavas за блоки. Теперь вся информация вмещается на одном дисплее.

1. Слот батареи. Выбор батареи джойстиком вправо\влево
2. Таймер считает пройденное время от начала запуска теста.
3. Отображение типа батареи и допустимого напряжения. Меняем джойстиком вправо\влево, подтверждение выбора средняя кнопка джойстика.
4. Ток разряда. Меняем джойстиком вправо\влево, подтверждение выбора средняя кнопка джойстика.
5. Напряжение подключенной батареи.
6.Измеряемая емкость батареи.

Добавлено (04.12.2016, 14:59)
---------------------------------------------
Хочу попробовать измерять кислотные аккумуляторы на 6В 12В. Как измерять МК, понятно что через делитель напряжения. Но как сделать защиту МК при переплюсовке измерительных проводов? Возможность переплюсовки когда держиш два провода от тестера очень большая. При неправильном подключение к АКБ мы получаем с 12В как минимум 8В на аналоговый порт. Схема защиты должна бы простая, измерять напряжение в диапазоне 1-25В,и низким падением напряжения для точного измерения напряжения на аккумуляторе.

[MaksQWI]

Привет всем! Не знаю, конечно ответить кто или нет. Но все же. А можно код прошивки в .ino потому что я с вашей программой не могу разобраться и она мне выдает какие-то не понятные ошибки. И если можно под дисплей с I2C. Использую Arduino nano v3 c CH340.

[pan]

MaksQWI, ошибки и проект в студию.

[MaksQWI]

pan да какой там проект. Я же говорю, что программа ваша не видит мою дуню и не могу понять, как в этой программе мне сделать подключение по i2c. По этим причинам и прошу скетч в .ino

Добавлено (24.11.2017, 14:00)
---------------------------------------------
Давайте просто без вопросов. Можно ли сделать скетч под Arduino IDE или нет?

[AVGN]

MaksQWI, Вам сюда Тестер аккумуляторов v3 на Ардуино
_uVideoPlayer({'url':'https://www.youtube.com/watch?v=BODFInB ... 01rg1EicJU');

[MaksQWI]

Он меряет только Li-ion, Po аккумуляторы, а я хочу что бы тестер так же менял Ni-MH, CD аккумуляторы. Так что это точно не совсем то. Попрошу ещё раз, кто может переделать эту программу под скетч для ИДЕ.

[pan]

программа ваша не видит мою дуню

 это как? 

как в этой программе мне сделать подключение по i2c

 с помощью пользовательских блоков если нужного нет в стандартных

кто может переделать эту программу под скетч для ИДЕ

 чего переделывать если она и так откроет нарисованную программу в ИДЕ в виде скетча.

Добавлено (24.11.2017, 16:30)
---------------------------------------------
вам выше дали ссылку , там на странице есть скетч, отредактируйте чтоб мерил то что вам нужно

[CraCk]

А можно код прошивки в .ino

[fsergei70]

Интересный проект, каналов бы сделать хотя бы парочку. Ну и немного переделать управление под кнопки или энкодер. А если бы прикрутить еще и зарядку то было бы вообще отлично.