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

Обсуждение и помощь в разработке различных проектов форумчан, например автоматика для теплицы, автоматика для котельной и т.д.
Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#1

Сообщение CraCk » 23.01.2016{, 21:41}

Это мой первый проект. Так что если будут идеи, пожелания, пинки, и тд. не стесняйтесь критикуйте Изображение .
Сначала планировал сделать простое разрядное устройство для NiMh аккумуляторов, которое должно контролировать напряжение батареи и при падение напряжения ниже 1В происходит отключение нагрузки. Все это нужно для избавления аккумуляторов от эффекта памяти. Но оценив все за и против. До меня дошло что использовать Ардуино для такого дела не целесообразно. По этому решил сделать боле сложное устройство используя Ардуино по полной. Из чего получился простой измеритель емкости аккумулятора NiMh NiCd и Li-Ion. Заодно подучил закон Ома, а также использование Ардуино в виде измерительного устройства ну и навыки работы в супер-пупер программе.

Принципиальная схема
9643049.jpg
R1- Нагрузочный резистор который разряжает аккумулятор, от него зависит скорость проведение теста. Мощность должна быть не меньше 5W.
R2- Защита выхода МК.
R3- Подтягивает затвор к земле. Не дает самопроизвольно включаться транзистору от внешних помех.
R4- Делает практически то же самое что и R3 в тот момент когда аккумулятор извлечен.
Q1- Транзистор Logic-Level. Открывается полностью затвор при напряжение 5В.
A0- Измеряет напряжение на аккумуляторе.
А1- Измеряет падение напряжения на нагрузочном резисторе после чего в программе идет расчет силы тока разряда аккумулятора.
D6- Кнопка для перехода между пунктами меню и включения отключения теста измерения емкости.

Принцип работы
Батарея вставлена тест не запущен.

Меню 1
1- Таймер считает количество пройденного времени от начала запуска теста
2- Статус теста
3- Отображение подключенного типа аккумулятора
9419122.jpg
Меню 2
4- Напряжение аккумулятора
5- Ток нагрузки
6- Ёмкость аккумулятора
3410737.jpg
Зажимаем кнопку и держим 2 сек. Тест начат

Меню 1
5327051.jpg
Меню 2
6029482.jpg
Продолжение в следующем посте........
Для скачивания вложений Вы должны быть зарегистрированы.
Последний раз редактировалось CraCk 24.01.2016{, 00:02}, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#2

Сообщение CraCk » 23.01.2016{, 22:18}

При падение напряжения на аккумуляторе ниже 1В для Ni-MH\CD и 3,7В для Li-Ion тест останавливается. Полевой транзистор отключает нагрузку от аккумулятора.

Меню 1
1476278.jpg
Меню 2
4371741.jpg
[/b]

Вот и все.

Теперь о корректировке прошивки под Ваш МК.

Шаг 1
1. Нужно измерит точно напряжения питания Ардуино мультиметром на пинах +5В и GND.
2. Если напряжение например 4,95В преобразовываем в милливольты и делим на 1024.
4950/1024 = 4,834
3.Ставим свое значение в блок множителя плата 1
7355401.jpg
Шаг 2[/b]
1. Если изменяем нагрузочное сопротивление, тогда нужно значение блока делителя на плате 1 переписать на свое в Омах.

4063589.jpg
Шаг 3[/b]
1. Калибровка таймера (генератор секунд). Тестовая прошивка которую заливаем в контролер запускает счет времени при нажатии кнопки reset. Включаем секундомер на телефоне и жмакаем одновременно кнопку reset на Ардуино. Теперь ждем несколько часов и сверяем насколько опаздывает или спешит наш таймер на Ардуино. При неточном подсчете времени редактируем блок генератора изменяя Длину паузы.
1302327.jpg
Продолжение в следующем посте............
Для скачивания вложений Вы должны быть зарегистрированы.
Последний раз редактировалось CraCk 24.01.2016{, 00:11}, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#3

Сообщение CraCk » 23.01.2016{, 23:02}

2. После калибровки таймера переносим параметры Длины паузы в проект тестера аккумулятора.


Шаг 4
1) Если есть необходимость изменит минимальное напряжение разряда аккумулятора, то тогда редактируем блоки сравнения на плате 4.

Все!!!

Рекомендации по сборке схемы.
1- Все соединения и проводники в силовой части схемы делайте толстыми. Макетные платы и проводки не используйте. Идут потери по току через что измерения могут быть не точными.
2- Дисплей использовал 2х16 подключение стандартное RS-12, E-11, D4-5, D5-4, D6-3, D7-2

Теперь о недостатках такого тестера
1- Ток разрядки не стабилизирован, то есть при снижение напряжения на аккумуляторе ток падает пропорционально.
2- Опорное напряжение МК не очень стабилизировано. Влияет на точность измерений. Рекомендую питать Ардуино от внешнего источника питания через встроенный стабилизатор напряжение на самой Ардуинке.

Планы на будущее
1- Добавит пищалку. Сигнал при окончание теста.
2- Увеличить количество каналов до четырех.
3- Добавление функции измерение внутреннего сопротивления аккумулятора. Хотя очень сомнительная функция.

Вопрос к знатокам
1- Есть ли смысл переводить все значения в проекте из float в integer уменшыв нагрузку на МК?
Тема по этой проблеме http://arduino-diy.com/arduino-tip-dannykh
2- Хватит ли мощности Ардуино Нано или Про мини для обработки данных из четырех каналов.
3- Как можно обойти такую проблемку? Хочу обойтись без использования ненужной переменной на 0 Выходе демультиплексора.
Для скачивания вложений Вы должны быть зарегистрированы.
Последний раз редактировалось CraCk 24.01.2016{, 00:01}, всего редактировалось 1 раз.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#4

Сообщение DWD » 23.01.2016{, 23:39}

CraCk писал(а):3- Добавление функции измерение внутреннего сопротивления аккумулятора. Хотя очень сомнительная функция.
Это важная функция!
Аккумулятор, даже с большой ёмкостью, но завышеным внутренним сопротивлением, не сможет питать энергоёмкие устройства. Например, мобилка, с таким аккумулятором не сможет держать связь.

Ещё учтите, что по "ГОСТ-у" внутреннее сопротивление измеряется, во первых, на полностью заряженом аккумуляторе и, во вторых, на частоте 1КГц, а не на постоянном токе.
Изображение

Аватара пользователя
Сергей
Лейтенант
Сообщения: 578
Зарегистрирован: 31.08.2015{, 15:06}
Репутация: 6
Имя: Сергей
Контактная информация:

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

#5

Сообщение Сергей » 24.01.2016{, 00:15}

CraCk, схему рисовать не буду, попробую на словах.
цепь: 1. + АКБ - 2. точка измерения напряжения - 3. транзистор - 4. датчик тока - 5. резистор нагрузочный - 6. "-"АКБ
Распишу:
2 - измеряете ардуиной напряжение на АКБ
3 - транзистор тот что на Вашей схеме, управляется от ардуины
4 - Датчик тока
Изображение
и Вы о нем знаете)))
1036543.jpg
вообщем это точнее измерит ток чем резистор на 3,3 Ом, сопротивление которого может меняться от температуры. А греться и остывать он по любому будет. Мы же хотим сделать устройство не только под себя, правда? А подбирать показания измеренного тока на резисторе для каждого устройства и резистора отдельно не очень хорошо. Сам Бог велел использовать датчик тока.
5. А вот нагрузочный резистор можно теперь любой поставить и сопротивление его (и изменение сопротивления) нас уже не интересует, ток через него мы и так знаем, и напряжение на нем можем измерить.

Осталось дело за малым. Измерить напряжение АКБ перед тестом, включить транзистор, записать время и следить за напряжением на АКБ. Через каждую секунду вычислять отданные в нагрузку мА-ры, переводить это в мАч и суммировать их к результату, пока напряжение на АКБ не опуститься до минимума. Мин. и макс. напряжение, между которыми надо запомнить отданные мА-ры в нагрузку, можно установить пользователю.

Вот пример уже готовых устройств
Изображение

если надо измерить емкость АКБ на 3,7 В, то лучше с ардуинкой не заморачиваться, уже все придумано:
http://ru.aliexpress.com/item.....4zMJCl
[video][/video]
Для скачивания вложений Вы должны быть зарегистрированы.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#6

Сообщение DWD » 24.01.2016{, 00:45}

Сергей писал(а):...вообщем это точнее измерит ток чем резистор на 3,3 Ом, сопротивление которого может меняться от температуры.
Во первых, не обязательноставить резистор, сопротивление которого может меняться от температуры. К тому же у низкоомных резисторов ТКС маленький.

А во вторых, лучше вместо резистора или дтчика тока поставить источник тока управляемый напряжением.
В этом случае легче будет считать ёмкость, так как ток будет стабильным и заранее заданым. И появится возможность задавать значение тока разрядки самим пользователем - в зависимости от исходной ёмкости аккумулятора или с целю проверки его нагрузочной характеристики.
Последний раз редактировалось DWD 24.01.2016{, 11:18}, всего редактировалось 1 раз.
Изображение

Аватара пользователя
Сергей
Лейтенант
Сообщения: 578
Зарегистрирован: 31.08.2015{, 15:06}
Репутация: 6
Имя: Сергей
Контактная информация:

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

#7

Сообщение Сергей » 24.01.2016{, 01:44}

DWD писал(а):А во вторых, лучше вместо резистора или дтчика тока поставить источник тока управляемый напряжением.
Датчик тока самое оптимальное, по цене и программным расчетам, решение. Не усложняйте схему еще и источником тока. Посмотрите видео в прошлом сообщении. Что еще надо? какой источник тока?
Есть еще, более дорогой вариант
[video][/video]
Уже все придумано и сделано.
Возьмите хотя бы за основу идею.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#8

Сообщение DWD » 24.01.2016{, 11:32}

Сергей писал(а):Сам Бог велел использовать датчик тока.5. А вот нагрузочный резистор можно теперь любой поставить и сопротивление его (и изменение сопротивления) нас уже не интересует, ток через него мы и так знаем, и напряжение на нем можем измерить.
Это Ваш вариант.
Если же поставить поставить источник тока, который и по цене дешевле и по деталям доступнее и для самостоятельной сборки прост, то два Ваших устройства будут объединены в одном.

Возможности останутся такие же, но упростится процедура измерений-вычислений, так как ток измерять нет необходимости (он задаётся самим пользователем в любое удобное время нажатием кнопочки больше/меньше) и появятся дополнительные функциональные возможности.
Изображение

Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#9

Сообщение CraCk » 24.01.2016{, 15:53}

DWD писал(а):Это важная функция!Аккумулятор, даже с большой ёмкостью, но завышеным внутренним сопротивлением, не сможет питать энергоёмкие устройства. Например, мобилка, с таким аккумулятором не сможет держать связь.
Если нет возможности изменять ток нагрузки. Смысла в измерение внутреннего сопротивление нет. Ели получиться собрать регулируемый ток нагрузки то да можно добавлять.
Сергей писал(а):4 - Датчик тока
Неплохой вариант. Но как он будет измерять малые токи до 500мА?
Сергей писал(а):вообщем это точнее измерит ток чем резистор на 3,3 Ом, сопротивление которого может меняться от температуры. А греться и остывать он по любому будет.
А если параллельно нагрузочному резистору подключит низкоомный резистор 0,47Ом и на нем уже измерять ток?
Сергей писал(а):Осталось дело за малым.
Все практически есть. Только осталось вход А1 переделать на датчик тока.
Сергей писал(а):Возьмите хотя бы за основу идею.
Там используется как раз для измерения тока шунты и стабилизация тока на ОУ. Понравилось в Аймаксе то что нагрузкой выступает сам полевой транзистор.
http://ru-radio-electr.livejournal.com/1295897.html
http://mysku.ru/blog/aliexpress/32004.html

Добавлено (24.01.2016, 15:53)
---------------------------------------------
DWD писал(а):В этом случае легче будет считать ёмкость, так как ток будет стабильным и заранее заданым. И появится возможность задавать значение тока разрядки самим пользователем - в зависимости от исходной ёмкости аккумулятора или с целю проверки его нагрузочной характеристики.
Возможно будет и лучше. Но в аналоговой технике я дуб дубом, практически ка и в цифровой.
Несколько проектов в которых используется стабилизация тока.
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=114813&st=40  пост 52 и 54
http://radiokot.ru/circuit/digital/measure/89/
http://radiokot.ru/circuit/power/charger/20/

Но так и не нашел идеально решение. Под идеальным разумеется: Простота
схемы, Возможность плавной регулировки тока с помощью МК до 5-10А,
Измерение емкости аккумулятор всех видов и автомобильных тоже.
Сергей писал(а):если надо измерить емкость АКБ на 3,7 В, то лучше с ардуинкой не заморачиваться, уже все придумано:
Такой тестер измеряет ток зарядки АКБ а не разрядки. Даже если подключить на
вход сам аккумулятор вместо зарядного устройства иди повербанка, тогда
как контролировать отключение процесса разрядки при достижение
напряжения 3,7В в том случае когда литий используется без контролера?
Последний раз редактировалось CraCk 24.01.2016{, 15:59}, всего редактировалось 1 раз.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#10

Сообщение DWD » 25.01.2016{, 01:26}

CraCk писал(а):Если нет возможности изменять ток нагрузки. Смысла в измерение внутреннего сопротивление нет.
Ещё раз - по госту, внутреннее сопротивление измеряется на переменном токе частотой 1КГц.
CraCk писал(а):Возможно будет и лучше. Но в аналоговой технике я дуб дубом, практически ка и в цифровой. Несколько проектов в которых используется стабилизация тока.
Да, такой принцип. Но по Вашим ссылкам либо всё накручено, либо с ошибками.
Завтра нарисую схемку и распишу, что для чего и как управлять...
CraCk писал(а):...как контролировать отключение процесса разрядки при достижениенапряжения 3,7В в том случае когда литий...
Для лития конечное напряжение разряда 2.5, 2.7 или 3В в зависимости от типа электрода (угольный или графитовый) и фирмы производителя.
Так как не всегда известны парамтеры элемента, лучше принять за минимальное значение 3В.
Последний раз редактировалось DWD 25.01.2016{, 01:28}, всего редактировалось 1 раз.
Изображение

Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#11

Сообщение CraCk » 25.01.2016{, 02:34}

А как вам такой вариант чтобы не заморачиваться с ОУ, сделать программный ОУ?
Шунт-> АЦП-> ПИД-> ШИМ на полевой транзистор, измеряем напряжение на шунте подаем напряжение на АЦП, реализуем программно ПИД-функцию, сравниваем с заданным напряжением или током, вычисляем напряжение ошибки, и в зависимости от результата увеличиваете/уменьшаете процентное заполнение ШИМа...
Последний раз редактировалось CraCk 25.01.2016{, 02:35}, всего редактировалось 1 раз.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#12

Сообщение DWD » 25.01.2016{, 09:48}

Хм... Пожалуй, может получиться. :)
Только ПИД там не нужен. Выход ШИМ с МК подать на полевик чере RC цепочку фильтра.

Вот только ток разряда в 10А для автомобильной АКБ меня смущает...
Это ведь мощность 13В*10А=130Вт, которую Вы хотите рассеивать на полевике.
Для этого потребуется радиатор площадью не менее 2000см2 !!!
Да и вряд ли один полевик потянет, придётся ставить несколько...
Да, придётся ставить параллельно е менее 2-3 штук. А ещё лучше - больше.

P.S.
Может пока не трогать автомобильные АКБ?
Последний раз редактировалось DWD 25.01.2016{, 09:50}, всего редактировалось 1 раз.
Изображение

Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#13

Сообщение CraCk » 25.01.2016{, 16:40}

DWD писал(а):Только ПИД там не нужен.
А как регулировать?
DWD писал(а):Выход ШИМ с МК подать на полевик чере RC цепочку фильтра.
Можно схему?
DWD писал(а):Да, придётся ставить параллельно е менее 2-3 штук. А ещё лучше - больше.
Совсем не выгодно.
DWD писал(а):Может пока не трогать автомобильные АКБ?
Можно создать отдельный канал для разрядки 6-12В аккумуляторов используя выше представленный датчик тока а нагрузку разряда уже подбирать относительно полевого транзистора который будет работать только как ключ.  Нагрузка может быть лампа накаливания. Что упростит конструкция. Но придеться пожертвовать стабилизированным током разрядки.
Последний раз редактировалось CraCk 25.01.2016{, 16:41}, всего редактировалось 1 раз.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#14

Сообщение DWD » 26.01.2016{, 13:16}

Наконец-то сайт заработал...

CraCk, вот типовая схема источника тока, управляемого напряжением:

Изображение

Выходной ток равен входному напряжению, делённому на резистор-датчик тока R5.
Нужно стремиться ставить сопротивление R5 побольше, что бы было большое напряжение, но при этом выделяемая на нём мощность была поменьше.

Если нужен ток 10А, то с резистором R5 на 0,1Ом напряжение на нём будет 10А*0,1Ом=1В, но выделяемая мощность аж 10А*1В=10Вт. Не реально...
Берём сопротивление 0,01Ом. Получим напряжение 10А*0,01Ом=0,1В и мощность 10А*0,1В=1Вт. Подходит.

Ток 10А мы получим при напряжении 0,1В на резисторе R5, значит на неинвертирующем входе ОУ тоже должно быть такое же напряжение - 0,1В.
Так как выходное напряжение МК будет максимум 5В, значит для получения напряжения 0,1В потребуется делитель R1,R2 с коэффициентом деления 5В/0,1В=50раз.
Взяв резистор R1 величиной 10КОм, резистор R2 потребуется на 10К/(50-1)=0,204КОм=204Ом.

Соотношение между входным напряжением и выходнм током I=U/50/R5= I=U/50/0.01=U/0.5.
Соотвтетственно, при известном токе напряжение потребуется U=I*0.5.

Если потребуется ток, например, 5А, то МК должен выдать напряжение 5А*0,5=2,5В.
При токе 1А нужно подать напряжение 1А*0,5=0,5В. И так далее...

Резистор R4 и конденсатор С1 ставятся для предотвращения самовозбуждения ОУ. Резистор R4 ставить обязательно, а С1 - по необходимости.

Резистор R3 линеаризирует зависимость тока от напряжения при малых его значениях путём разбаланса входных токов ОУ. Необходимость в этом возникает из-за однополярного напряжения питания ОУ.
Если напряжение питания сделать двухполярным или подать на отрицательный вывод питания ОУ хотя бы маленький минус (-1...-2В), то корректировка не потребуется и характеристика будет линейной.
Подбирать R3 нужно так, что бы при нулевом напряжении на входе ОУ выходной ток был как можно меньше (нулевым в идеале).

А от точности соотношения резисторов делителя R1, R2 зависит соответствие максимального выходного тока заданному напряжению на входе ОУ.

Добавлено (25.01.2016, 19:42)
---------------------------------------------
CraCk писал(а):А как регулировать?
Молча... :)
Просто RC фильтр. Алгоритм ПИД слишком сложен для реализации и, главное, не нужен. Достаточно будет простой фильтрации.
CraCk писал(а):Выход ШИМ с МК подать на полевик чере RC цепочку фильтра.Можно схему?
Позже нарисую. Тем более, что мне вариант переноса ОУ в МК самому показался интересным в том плане, что можно будет получить лучшую линейность в начале шкалы, чем с внешним ОУ. Потому что, по идее, будет более жёсткая привязка напряжения управления к значению уставки.
Но над этим нужно подумать и потом проверить. Так как я себе это представляю, то будет работать. Вопрос в тонкостях...
CraCk писал(а):Да, придётся ставить параллельно е менее 2-3 штук. А ещё лучше - больше.Совсем не выгодно.
В принципе, да. Но если учесть, что таких полевиков можно натягать с убитых комповых материнок, на которых, порой, их установлено до двух десятков штук, то не так уже всё плохо.
CraCk писал(а):Нагрузка может быть лампа накаливания. Что упростит конструкция. Но придеться пожертвовать стабилизированным током разрядки.
Не факт. Источник тока остаётся таким же, просто он подключается не напрямую к АКБ, а через лампу. Главное, что бы лампа сама не ограничивала ток значением меньше 10А.
В этом случае напряжение поделится между лампой и полевиком. Скажем, если поделится поровну, то на полевике мощность уменьшится со 10А*12В=120Вт до 10А*6В=60Вт.
Если подобрать лампу менее мощную, то на ней упадет напряжение больше, чем на полевике и мощность на последнем можно будет свести к единицам ватт.

Добавлено (26.01.2016, 13:16)
---------------------------------------------
CraCk, не получится без внешнего ОУ. Я как-то выпустил из виду, что внутренний компаратор МК это не то же самое, что и ОУ. Он не увидит такое малое значение напряжения, которое будет выделяться на резисторе датчике тока.
Можно, конечно, это напряжение предварительно усилить внешним ОУ и затем подать на МК, но проще уже сразу собрать ту схему, которую я рисовал.

Чуть подправленная схема показана в начале поста (предыдущую схему я убрал).
Добравлен входной фильтр для получения среднего значения напряжения из ШИМ сигнала. Остальное - так же, как описывал ранее.
Последний раз редактировалось DWD 27.01.2016{, 09:27}, всего редактировалось 1 раз.
Изображение

Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#15

Сообщение CraCk » 27.01.2016{, 02:39}

DWD писал(а):Но если учесть, что таких полевиков можно натягать с убитых комповых материнок, на которых, порой, их установлено до двух десятков штук, то не так уже всё плохо.
Я не ремонтер не електроник. А просто интернет самоучка. Все радиодетали добываю из магазинов. Доступа к поломанной и Б\У техники нет. :(
DWD писал(а):типовая схема источника тока, управляемого напряжением:
Чем еще источники тока могут управляться?
DWD писал(а):При токе 1А нужно подать напряжение 1А*0,5-0,5В. И так далее...
Как будет работать схема при токе 1,2В 0,2А то есть на ШИМ выходе 0,1В?
Контрольные вопросы.
Чем питать ОУ. Можно 5В от Ардуино?
Полевой транзистор на схеме IRLR7843 имеет R DS(on) 3.3mΩ , а уменя купленых 4шт. IRLZ34N R DS(on) = 0.035Ω. Как с этим быть? Нужно пересчитывать схему?
В этой схеме нагрузкой является сам транзистор?
DWD писал(а):Он не увидит такое малое значение напряжения, которое будет выделяться на резисторе датчике тока.
А можно 1 канал сделать на 10А 1-12В, все остальные до 1А  1-5В? И в тех что до 5В использовать шунт резистор 1Ом. Думаю 0-1В МК уже сможет считывать и точно регулировать.
Последний раз редактировалось CraCk 27.01.2016{, 02:40}, всего редактировалось 1 раз.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#16

Сообщение DWD » 27.01.2016{, 14:33}

CraCk писал(а):Доступа к поломанной и Б\У техники нет. :(
Зайдите в любой сервисный центр по ремонту ноутбуков и попросите продать убитую комповую материнку.
Были бы рядом - я бы Вам просто подарил... :)
CraCk писал(а):Чем еще источники тока могут управляться?
Ачем нужно?
CraCk писал(а):Как будет работать схема при токе 1,2В 0,2А то есть на ШИМ выходе 0,1В?
При 0,1В на входе, на самом ОУ будет напряжение 0,1В/50=2мВ.
При таком напряжении ещё работает.
Переделывая комповые БП на лабораторные, гаражные или зарядные устройства, я в качестве датчика тока использую фрагмент печатной дорожки на плате БП. Обычно, её сопротивление не превышает 3...5мОм.
Выходного тока, обычно, хватает 10...15А.
Так вот, с таким датчиком минимальный ток нагрузки выставляется на уровне 0,1..0,15А. Если перевести это в напряжение, получится 0,1А*5мОм=0,5мВ, которое в состоянии увидеть ОУ.

Так что в Вашем случае можно надеяться на минимальный ток разряда порядка 0,5мВ/10мОм=50мА.
CraCk писал(а):Чем питать ОУ. Можно 5В от Ардуино?
В принципе, можно. Но нужно учитывать, что не все ОУ в состоянии выдать на выходе напряжение, равное напряжению питания. Это умеют только, так наываемые, Rail-to-Rail ОУ.
У LM358 выходное напряжение меньше напряжения питания на 0,5-2В в зависимости от нагрузки.
По этому желательно запитать ОУ напряжением повыше, чем 5В.  Напряжения от 7В и выше будет достаточно.
Если такого напряжения нет, то придётся пересчитывать схему, исходя из того, что максимальный ток должен быть получен при выходном напряжении МК не более 3,5...4В.

CraCk
Полевой транзистор на схеме IRLR7843 имеет R DS(on) 3.3mΩ , а уменя купленых 4шт. IRLZ34N R DS(on) = 0.035Ω. Как с этим быть? Нужно пересчитывать схему?
Ни чего пересчитывать не нужно. Сопротивление канала полевика играет роль только при использовании его как ключа. А в данной схеме полевик работает в линейном режиме и напряжение на нём будет равно напряжению питания разряжаемого АКБ.
Полевик, ведь, работает в качестве нагрузки.

Я просто скопировал схему со своего зарядного устройства, которое сейчас ваяю, а этих полевиков в нём несколько штук работают в качестве ключей. Но что бы не расширять спецификацю на детали, все полевики поставил одинаковые...

Для Вашего случая главными критериями подбора для полевика являются напряжение, ток и допустимая мощность. А так как напряжение у них у всех, обычно не менее 25...30В а токи от 20А и выше, то решающим параметром будет рассеиваемая мощность и тепловое сопротивление. У разных полевиков оно разное. Скажем, полевик в корпусе TO-220 много слабее по мощности и теплопередаче, чем в корпусе TO-247. По дататшиту нужно смотреть.
CraCk писал(а):А можно 1 канал сделать на 10А 1-12В, все остальные до 1А  1-5В?
Можно. Только мне кажется, что в этом случае лучше поставить дополнительный усилитель на ОУ. А для этого задействоать второй ОУ LM358, всё равно их 2 штуки в одном корпусе...

Хотя, наверное ещё проще будет добавить в приведенную схему ещё один реистор и маломощный транзистор. В МК выделить один управляющий выход, который будет либо открывать дополнительный транистор, либо закрывать, таким образом меняя коэффициент усиления ОУ и максимальный ток в нагрузке.
Так, что бы получить два режима:  один - 10А 1-12В, и другой - 1А  1-5В.
Подумаю над этим, пересчитаю схему, нарисую и выложу. Но чуть позже...
Последний раз редактировалось DWD 27.01.2016{, 14:43}, всего редактировалось 1 раз.
Изображение

Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#17

Сообщение CraCk » 28.01.2016{, 02:27}

DWD писал(а):Так, что бы получить два режима:  один - 10А 1-12В, и другой - 1А  1-5В.
Ели представленная схема сможет регулировать ток от 50мА тогда ненужно делать два режима?
Может пересчитать схему на питание ОУ 5В? Хотя наверное тогда ОУ, уже не сможет регулировать малые токи. Мне так кажется, или я неправ?
Последний раз редактировалось CraCk 28.01.2016{, 02:31}, всего редактировалось 1 раз.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#18

Сообщение DWD » 30.01.2016{, 12:57}

В общем, без дополнительного ОУ не получается. Ну да не страшно, всё равно в одном корпусе их два.

Изображение

На одном ОУ DA1.1 и транзисторе VT2 собран источник тока.
На втором DA1.2 собран усилитель с изменяемым коэффициентом усиления напряжения с датчика тока R12.
На транзисторе VT1 собран ключ, переключающий коэффициент усиления ОУ DA1.2 либо на 10 либо на 1.

Если VT1 закрыт, коэффициент усиления ОУ DA1.2 равен 1 и максимальный ток нагруки будет 10А.
Если же VT1 открыть, то коэффициент усиления ОУ DA1.2 станет равным 10 и максимальный ток нагрузки уменьшится до 1А.

Регулировка тока нагрузки посредством ШИМ сохраняется, меняется только дискретность - либо 10А/255=39мА, либо 1А/255=3,9мА.

Настройка.
Резистором R5 добиваются тока нагруки 10А при напряжении 5В с ШИМ выхода МК при выключеном транзисторе VT1.

Затем резистором R6 выставляют ток нагрузки 1А при включенном VT1.

Резисторами R7 и R9 добиваются нулевых токов нагрузки при напряжении 0В с ШИМ выхода МК.
Скорее всего эти реисторы будут одинаковыми.

Добавлено (30.01.2016, 12:57)
---------------------------------------------
CraCk писал(а):Ели представленная схема сможет регулировать ток от 50мА тогда ненужно делать два режима?
Пробовать нужно. Зависит от ОУ и разводки печатной платы, так как напряжение будет на уровне смещения самого ОУ и неправильная разводка земли может не позволить из-за увеличенных наводок и утечек.

Ранее озвученые цыфры получены на переделываемых комповых ИБП с ШИМ контроллером TL494, в котором используются ОУ с такими же характеристиками, как и у LM358. Так что шанс хороший. Главное печатку грамотно развести.
CraCk писал(а):Может пересчитать схему на питание ОУ 5В? Хотя наверное тогда ОУ, уже не сможет регулировать малые токи. Мне так кажется, или я неправ?
Можно, только в этом случае напряжение управления полевиком уменьшиться и придётся специально подбирать самый низкопороговый из них. В то время как с увеличенным напряждения питания ОУ можно было бы взять практически любой полевик.

К тому же, напряжение питания величиной 5В вряд ли окажется самым большим в устройстве...
Последний раз редактировалось DWD 30.01.2016{, 13:03}, всего редактировалось 1 раз.
Изображение

Аватара пользователя
CraCk
Лейтенант
Сообщения: 593
Зарегистрирован: 10.09.2015{, 21:51}
Репутация: 8

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

#19

Сообщение CraCk » 31.01.2016{, 01:57}

Спасибо
Попробую собрать на макете схему. Только каким транзистором можно заменит 2N7002 не SMD из обще доступных?
Последний раз редактировалось CraCk 31.01.2016{, 01:57}, всего редактировалось 1 раз.

DWD
Лейтенант
Сообщения: 349
Зарегистрирован: 18.10.2015{, 13:51}
Репутация: 5
Откуда: Кривой Рог

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

#20

Сообщение DWD » 31.01.2016{, 10:58}

На 2N7000 - характеристики такие же, но корпус TO-92.
Изображение

Ответить

Вернуться в «Проекты различных устройств на Ардуино»