Приставка для вимірювання ємності зарядки.

Застосування мікроконтролерів в електротехніці дозволяє значно спростити конструкцію, додати пристрою такі функції, реалізувати які на окремих логічних елементах дуже важко а то й взагалі неможливо.

Прикладом може служити наступна конструкція.

Цей пристрій підключається як приставка до зарядного пристрою, розмаїтості-них схем яких в інтернеті вже описано чимало. Воно виводить на жідкокрісталлічес-кий дисплей значення вхідної напруги, величину струму зарядки акумулятора, час зарядки і ємність зарядного струму (яка може бути або в Ампер-годинах або в міліампер-годинах – залежить тільки від прошивки контролера та застосованого шунта). (Див. Foto1. Foto2)


Foto1.


Foto2.

Вихідна напруга зарядного пристрою не повинно бути менше 7 вольт, інакше для даної приставки потрібно окреме джерело живлення.

Основу пристрою складає мікроконтролер PIC16F676 і рідкокристалічний 2-рядковий індикатор SC 1602 ASLB-XH-HS-G.

Максимальна зарядна ємність становить 5500 ма / год і 95,0 А / год відповідно.

Принципова схема приведена на Рис 1.


Рис. 1. Принципова схема.

Підключення до зарядного пристрою – на Рис 2.


Рис. 2. Підключення до зарядного пристрою.

При включенні мікроконтроллер спочатку запитує необхідну ємність зарядки.
Встановлюється кнопкою SB1. Скидання – кнопкою SB2.
На виводі 2 (RA5) встановлюється високий рівень.
Якщо кнопку не натискати більше 5 секунд – контролер автоматично переходить в режим вимірів.

Алгоритм підрахунку ємності в даній приставці наступний:
1 раз в секунду мікроконтроллер вимірює напругу на вході приставки і струм, і якщо величина струму більше одиниці молодшого розряду – збільшує лічильник секунд на 1. Таким чином годинник показує тільки час зарядки.
Далі мікроконтроллер вираховує середній струм за хвилину. Для цього свідчення зарядного струму діляться на 60. Ціле число записуються в лічильник, а залишок від ділення потім додається до наступного обмірюваному значенням струму, і вже потім ця сума ділиться на 60. Зробивши, таким чином, 60 вимірювань за 1 хвилину в лічильнику буде число середнього значення струму за хвилину.
При переході показань секунд через нуль середнє значення струму в свою чергу ділиться на 60 (за таким же алгоритмом). Таким чином лічильник ємності збільшується 1 раз на хвилину на величину одна шестидесятих від величини середнього струму за хвилину. Після цього лічильник середнього значення струму обнуляється і підрахунок починається спочатку. Кожного разу, після підрахунку ємності зарядки, проводиться порівняння вимірюваної ємності і заданої, і при їх рівності на дисплей видається повідомлення – "Зарядка завершена", а у другому рядку – значення цієї ємності зарядки і напруга. На виводі 2 мікроконтролера (RA5) з'являється низький рівень, що призводить до гасіння світлодіода. Цей сигнал можна використовувати для включення реле, яке, наприклад, відключає зарядний пристрій від мережі (см Рис 3).


Рис. 3.

Налагодження пристрою зводиться тільки до установки правильних показань зарядного струму (R1 R3) та вхідної напруги (R2) за допомогою еталонного амперметра і вольтметра.

Тепер про шунтах.
Для зарядного пристрою на струм до 1000 мА можна використовувати блок живлення на 15 в, як шунт резистор на 5-10 Ом потужністю 5Вт, і послідовно з заряджає акумулятор змінний опір на 20-100 Ом, яким і буде виставлятися величина зарядного струму.
Для зарядного струму до 10А потрібно виготовити шунт з високоомній дроту відповідного перерізу на опір 0,1 Ом. Проведені випробування показали, що навіть при сигналі з токового шунта рівним 0,1 вольт настроювальними резисторами R1 і R3 можна легко встановити показання струму в 10 А.

Друкована плата для цього пристрою через простоту схеми не розроблялася, воно зібрано на макетної платі таких же розмірів як і рідкокристалічний індикатор і закріплений ззаду. Мікроконтролер встановлюється на панельку і дозволяє швидко поміняти прошивку для переходу на інший струм зарядного пристрою.

Перед першим включенням подстроєчниє резистори встановити в середнє положення.

Download:


emk1A.asm, emk10A.asm – вихідний текст програми
emk1A.hex, emk10A.hex – скомпільованій формі


Foto1. Foto2. – Зовнішній вигляд

 

Література:

Н.І. Заєць "Радіолюбительські конструкції на PIC мікроконтролерах" Книга 2, СОЛОН-ПРЕС Москва 2005

Автор проекту: Гуляєв Сергій Миколайович

email:
Цей e-mail адреса захищена від спам-ботів, для перегляду у Вас повинен бути включений Javascript


Додатки від 25.11.2008 р.

Нещодавно я посилав Вам опис своєї останньої розробки під назвою "Вимірювач ємності зарядки акумуляторів". На жаль, випробування цього пристрою виявили ряд недоліків, які були усунуті мною вже після публікації на Вашому сайті. Змін у схемі не потрібно, тільки нова прошивка для мікроконтролера. Всі прошивки та вихідні тут: emk.zip


.