Схема зарядки с измерением емкости аккумулятора. Основы измерений заряда аккумулятора

Модульный вариант наглядного и точного измерителя Ампер-часов аккумуляторов, собранный с минимальными затратами из компьютерного мусора.
Это мой отклик на статью .

Небольшая прелюдия…
Под моим покровительством находится парк из 70 компов, разных годов выпуска и состояния. Естественно на подавляющем количестве имеются источники бесперебойного питания (по тексту – ИБП). Организация бюджетная, денег конечно не дают, типа - делай, что хочешь, но должно всё работать. После коротких тестов с нагрузкой в виде лампочки на 150 Ватт выявил что 70% ИБП не держат нагрузку больше 1 минуты, ИБП фирмы АРС грешат контактами реле переключения (он переходит на АКБ, гудит-пищит, а на выходе полный ноль). Конечно никто мне не давал все ИБП проверить разом. Выход оказался прост: раз в пол года – год забирал компы на чистку, смазку, заодно и ИБП на тест и осмотр потрохов.

Конечно ИБП разных марок и мощностей (есть старичек на 600 Ватт 1992 года выпуска, АКБ родная сдохла этой осенью, до этого делал реанимацию 4 года назад). Если кто не в курсе в бытово-оффисных ИБП применяются АКБ разных типов, корпусов, напряжений и ёмкостей. Типовой представитель - это GP1272F2 (12 Вольт, 7 А/ч). Но попадаются и на 6В - 4,5 А/ч.

Цены на аккумуляторы часто превышаю половину цены нового ИБП. Да ещё в конторке (в которой подрабатываю) тоже скапливаются дохлые батарейки. Возник вопрос, а какова реальная ёмкость до и после поднятия из мусорной корзины, сколько минут работы можно ожидать от ИБП. И тут попалась на глаза статейка И. Нечаева в журнале "Радио" 2/2009 о подобном измерителе.
Конечно, некоторые моменты мне не понравились, такая вот я сволочь .
И так начнём-с…

Это оригинальная схема из статьи

Про ток разряда: у аккумов бывает что активная масса как бы запечатывается в намазке (не путать с сульфатацией), при этом подвижность электролита снижается и если разряжать его малым током, то он может отдать ёмкость полностью, а при установке в ИБП тест не пройдёт. Ну тогда надо разряжать его малым током и заряжать, т.е. лечить.
Модульность того, что у меня получилось, хороша тем что можно изготовить 2 и больше разрядных модуля (можно 1 и переключать токовые резисторы) разной мощности или даже типа и 2 отсекателя для 6-ти и 12-вольтовых батарей или 1 с переключателем.

Фотки моего измерителя:

Ну и самая страшная часть, это отсекатель.

Возможные вариации: верхнее плечо (по исходной схеме это R4) заменить на сопротивление + переменник, ограничив таким образом диапазон настройки (требуется когда ток разряда соизмерим с ёмкостью АКБ); возможны иные идеи.

Для формул Uref=2.5v для обычных 431, а для 431L оно равно 1.25v.

Отсекатель с фиксированным напряжением:

Отсекатель с регулируемым напряжением:

Формула для расчета: Uотс = Uref(1+(R4+R6)/R5)
или R5 = (Uотс- Uref) / (Uref*(R4+R6))

Но тут надо считать от переменника, на нём при разряде 0,1с должно падать (Uдельта) 1,15v для 6в акб и 2,30v для 12v акб.
Поэтому формулы преобразуются и расчет несколько иной.
Uмин смотрим в таблице ниже.
R5 = Uref * R6 / Uдельта
R4 = ((Uмин -Uref) * R5) / Uмин

На этот раз - интеллектуальное зарядное устройство для Ni-Mh аккумуляторов типоразмера AAA и AA.
Почему интеллектуальное?

В отличие от обычных зарядных устройств, которые продаются задешево китайцами или входят в комплекты типа «10 дешевых аккумуляторов и дешевая зарядка за 2000 рублей», и заряжают «капельным» способом, это зарядное устройство имеет в себе контроллер, в который заложены программы быстрой зарядки аккумуляторов, и некоторые другие фишки - вроде определения емкости и «тренировки» аккумуляторов для восстановления емкости.

О терминологии

99% аккумуляторов, продающихся в магазинах формфакторов АА или ААА - Ni-MH. Обусловлено это более привлекательными для потребителя качествами - менее заметный эффект памяти, большая емкость. Правда, вместе с этими характеристиками в комплекте идет и быстрый саморазряд (когда через некоторое время неиспользованные аккумуляторы приходится заряжать заново).

LSD Ni-MH - Ni-MH с низким саморазрядом. Несмотря на интригующую аббревиатуру в названии, она всего лишь сокращение от Low Self-Discharge:) Несмотря на это, они обладают еще несколькими преимуществами - бОльшими токами разряда, возможностью работать при низких температурах, увеличенным количеством рабочих циклов.

Еще термины, для тех, кто не читал статью о зарядке литиевых аккумуляторов.

О умном и глупом заряде

Заряд средним током с контролем температуры.
В этом режиме аккумулятор заряжается уже токами от 1/3C до 1/2C, которые позволяют зарядить уже за приемлемое время - от 5 часов. При заряде такими токами аккумулятор начинает нагреваться после окончания заряда, что может привести к его взрыву. Поэтому, в таких зарядках рядом с аккумулятором находится температурный датчик, который отслеживает резкое повышение температуры, и останавливает заряд. Если зарядка еще чуть «умнее», она сначала разряжает аккумулятор для избавления от эффекта памяти, а потом начинает заряжать его. Некоторые модели еще считают время от начала заряда, что позволяет косвенно судить о исправности аккумулятора - если зарядка закончилась на гораздо меньшее время (час или полтора), то аккумулятор неисправен, о чем зарядка сигнализирует.

Заряд высокими токами с контролем -ΔV и температуры
Самая быстрая технология заряда. Аккумулятор заряжается высокими токами (от 1C до 2С), позволяя заряжать аккумулятор за час или два.


Основной принцип такой технологии заключается в том, что до окончания заряда напряжение всегда растет, а сразу после полного заряда - снижается. Ненамного, на десятки или даже единицы милливольт. Контроллер в зарядном устройстве постоянно мониторит напряжение на аккумуляторе и после скачка напряжения вниз - снижает ток заряда примерно до 10mA - для компенсации саморазряда - чтобы аккумуляторы всегда были готовы, даже если их оставят в зарядке на день.
Существует опасность не заметить этот момент, и серьезно перегреть аккумулятор на таких токах, поэтому во все зарядные устройство дополнительно встроена защита по температуре - термодатчики на каждый аккумулятор, которые временно выключают процесс заряда, если аккумулятор сильно нагрелся.

Как правило, производители не ограничиваются только таким режимом - если уж встраивать контроллер, то на него можно повесить еще несколько функций - контроль тока, для определения реальной емкости аккумулятора, функцию тренировки - когда аккумулятор несколько раз заряжается и разряжается для компенсации эффекта памяти, и другие функции.

О самой зарядке

Внутренности:

Быстрый старт:

Кнопкой Mode можно выбрать режим работы - Charge, Discharge, Test, Refresh. Для выбора надо подержать кнопку 2 секунды, после чего можно выбрать режим одиночными нажатиями. Первый режим - Заряд. Он установлен по умолчанию и просто заряжает аккумуляторы до полной емкости. Второй - Разряд, разряжает, а затем заряжает аккумулятор. Третий - заряжает аккумулятор, если он был не заряжен, потом разряжает, в процессе измеряя емкость, потом опять заряжает. Восстановление - четвертый режим, циклично разряжает и заряжает аккумуляторы, до тех пор, как емкость не перестанет изменяться.


Как я понимаю, смысл использования такой - если надо зарядить аккумуляторы быстро, то достаточно их вставить, и выбрать ток заряда. А если время терпит - например, если аккумуляторы пригодятся только утром, то лучше выбрать режим разрядки или тестирования - аккумуляторы разрядятся, а потом автоматически полностью зарядятся. Таким образом, и волки сыты, и овцы целы - аккумуляторы будет заряжены без вашего вмешательства, а сценарий разряд-заряд избавит от эффекта памяти.
Режим тестирования по времени длительнее, потому что для определения емкости надо сначало полностью зарядить аккумуляторы. Но зато после его окончания вы получите информацию о емкости аккумултятора, и в случае чего, вовремя сможете заменить резко умерший аккумулятор(это всяко лучше, чем узнать об этом во время работы).

О основных функциях я рассказал, все остальное - есть в руководстве:

Тестирование функции восстановления:

Стоимость:

Вывод:

Посмотреть все фотографии, включая не вошедшие в обзор, в оригинальном разрешении можно в Picasa-альбоме . Там же можно задать вопрос или оставить комментарий.

Если у вас нет аккаунта на Хабрахабре, вы можете читать и комментировать наши статьи на сайте BoxOverview.com

Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите , пожалуйста.

Каждый автовладелец задается вопросом, какой необходим прибор для измерения емкости аккумулятора. Измерение данной величины зачастую проводится при прохождении планового ТО, однако будет полезным научиться самому ее определять.

Прибор для измерения емкости аккумулятора

Емкость аккумулятора - это параметр, который определяет объем энергии, отдаваемый батареей при определенном напряжении за один час. Измеряется он в А/ч (Ампер в час), и зависит от которую определяют специальным устройством - ареометром. При покупке новой батареи все технические параметры производитель указывает на корпусе. Но эту величину можно определить и самому. Для этого существуют специальные приборы и методы.

Самый простой способ - это взять специальный тестер, например "Кулон". Это современный прибор для измерения емкости автомобильного аккумулятора, а также его напряжения. В этом случае вы затратите минимальное количество времени и получите достоверный результат. Для проверки необходимо подключить прибор к клеммам батареи и в течение нескольких секунд он определит не только емкость, а также напряжение аккумулятора и состояние пластин. Однако существуют и другие емкости АКБ.

Первый метод (классический)

К примеру, мультиметр можно использовать, как прибор для измерения емкости аккумулятора автомобиля, но с его помощью точных показаний вы не получите. Обязательным условием для данного метода (его называют методом контрольной разрядки) является полный заряд батареи. Для начала необходимо подключить к аккумулятору мощный потребитель (вполне подойдет обычная лампочка мощностью 60Вт).

Второй метод

Также можно воспользоваться методом, при котором аккумулятор разряжают через резистор, применяя специальную схему. Используя секундомер определяем время, затраченное на разряд. Так как энергия будет теряться при напряжении в пределах 1 Вольта, мы с легкостью определим воспользовавшись формулой I=UR, где I - сила тока, U - напряжение, R - сопротивление. При этом необходимо избежать полной разрядки батареи, используя, например, специальное реле.

Как сделать прибор самостоятельно

При отсутствии возможности приобретения готового устройства, всегда можно собрать прибор для измерения емкости аккумулятора своими руками.

Для определения степени заряда и емкости АКБ можно воспользоваться В продаже имеется много моделей уже готовых вилок, однако можно собрать ее собственноручно. Далее рассматривается один из вариантов.

В данной модели используется расширенная шкала, благодаря чему достигается высокая точность измерений. Имеется встроенное нагрузочное сопротивление. Шкала разделена на два диапазона (0-10 В и 10-15 В), что дает дополнительное снижение погрешности измерений. Устройство также имеет 3-х вольтовую шкалу и другой вывод измерительного приспособления, давая возможность проверки отдельных банок АКБ. Шкала на 15В достигается благодаря снижению на диоде и стабилитроне напряжения. Величина тока устройства возрастает, если значение напряжения превышает уровень открытия стабилитрона. При подаче напряжения ошибочной полярности защитную функцию выполняет диод.

На схеме: R1- передает стабилитрону требуемый ток; R2 и R3 - резисторы, подобранные для микроамперметра М3240; R4 - определяет ширину узкого диапазона шкалы; R5 - нагрузочное сопротивление, включается тумблером SB1.

Сила тока нагрузки определяется по закону Ома. В расчет принимается нагрузочное сопротивление.

Прибор для измерения емкости аккумулятора АА

Емкость аккумуляторов типа АА измеряется в мА/ч (миллиампер в час). Для измерения таких батарей можно применять специальные зарядные устройства, которые определяют ток, напряжение и емкость батареи. Примером такого устройства является прибор для измерения емкости аккумулятора AccuPower IQ3, который имеет блок питания с диапазоном напряжения от 100 до 240 Вольт. Для измерения потребуется вставить аккумуляторы в устройство, и на дисплее появятся все необходимые параметры.

Определение емкости с помощью зарядного устройства

Также емкость можно определить и с помощью обычного зарядного устройства. Определив величину силы тока заряда (она указывается в характеристиках прибора), необходимо полностью зарядить аккумулятор и засечь затраченное на это время. После, перемножив эти два значения, получаем приблизительную емкость.

Более точные показания можно получить, воспользовавшись еще одним методом, для которого вам потребуется полностью заряженный АКБ, секундомер, мультиметр и потребитель (можно использовать, например, фонарик). Подключаем потребитель к аккумулятору, и при помощи мультиметра определяем ток потребления (чем он меньше, тем более достоверны результаты). Засекаем время, в течение которого светил фонарик, и полученный результат умножаем на ток потребления.

16-11-2008

Гуляев Сергей Николаевич
kvant19 [ a ] rambler.ru

Применение микроконтроллеров в электротехнике позволяет значительно упростить конструкцию, придать устройству такие функции, реализовать которые на отдельных логических элементах очень трудно а то и вообще невозможно.Примером может служить следующая конструкция.

Данное устройство подключается как приставка к зарядному устройству, разнообразных схем которых в интернете уже описано немало. Оно выводит на жидкокристаллический дисплей значение входного напряжения, величину тока зарядки аккумулятора, время зарядки и емкость зарядного тока(которая может быть или в Ампер-часах или в миллиампер-часах - зависит только от прошивки контроллера и примененного шунта). Выходное напряжение зарядного устройства не должно быть менее 7 вольт, иначе для данной приставки потребуется отдельный источник питания. Основу устройства составляет микроконтроллер PIC16F676 и жидкокристаллический 2-строчный индикатор SC 1602 ASLB-XH-HS-G. Максимальная зарядная емкость составляет 5500 ма/ч и 95,0 А/ч соответственно.

Принципиальная схема приведена на Рис 1.

Подключение к зарядному устройству - на Рис 2.

При включении микроконтроллер сначала запрашивает требуемую емкость зарядки. Устанавливается кнопкой SB1. Сброс - кнопкой SB2.

Если кнопку не нажимать более 5 секунд - контроллер автоматически переходит в режим измерений. На выводе 2 (RA5)устанавливается высокий уровень.

Алгоритм подсчета емкости в данной приставке следующий:

1 раз в секунду микроконтроллер измеряет напряжение на входе приставки и ток, и если величина тока больше единицы младшего разряда - увеличивает счетчик секунд на 1. Таким образом часы показывают только время зарядки.

Далее микроконтроллер высчитывает средний ток за минуту. Для этого показания зарядного тока делятся на 60. Целое число записываются в счетчик, а остаток от деления потом прибавляется к следующему измеренному значению тока,и уже потом эта сумма делится на 60. Сделав, таким образом, 60 измерений в счетчике будет число среднего значения тока за минуту.

Далее среднее значение тока в свою очередь делится на 60(по такому же алгоритму). Таким образом, счетчик емкости увеличивается 1 раз в минуту на величину одна шестидесятая от величины среднего тока за минуту.

После этого счетчик среднего значения тока обнуляется и подсчет начинается сначала. Каждый раз, после подсчета емкости зарядки, производится сравнение измеренной емкости и заданной, и при их равенстве на дисплей выдается сообщение - "Зарядка завершена", а во второй строке - значение этой емкости зарядки и напряжение. На выводе 2 микроконтроллера (RA5) появляется низкий уровень, что приводит к гашению светодиода. Данный сигнал можно использовать для включения реле, которое, например, отключает зарядное устройство от сети (см Рис 3).

Наладка устройства сводится только к установке правильных показаний зарядного тока (R1 R3)и входного напряжения (R2)с помощью эталонного амперметра и вольтметра. Для точной установки показаний приставки рекомендуется использовать многооборотные подстроечные резисторы или ставить дополнительные резисторы последовательно с подстроечными (подобрать экспериментально).

Теперь о шунтах.

Для зарядного устройства на ток до 1000 мА можно использовать блок питания на 15 в, в качестве шунта резистор на 5-10 Ом мощностью 5Вт, и последовательно с заряжаемым аккумулятором переменное сопротивление на 20-100 Ом, которым и будет выставляться величина зарядного тока.

Для зарядного тока до 10 А (max 25,5 A) потребуется изготовить шунт из высокоомной проволоки подходящего сечения на сопротивление 0,1 Ом. Проведенные испытания показали, что даже при сигнале с токового шунта равным 0,1 вольт настроечными резисторами R1 и R3 можно легко установить показания тока в 10 А. Однако, чем больше сигнал с датчика тока, тем легче настроить правильные показания.

В качестве шунта для приставки на 10 А я пробовал использовать кусок аллюминиевого провода сечением 1,5 мм длиной 30 см -прекрасно работает.

Печатная плата для данного устройства из-за простоты схемы не разрабатывалась, оно собрано на макетной плате таких же размеров как и жидкокристаллический индикатор и закреплен сзади. Микроконтроллер устанавливается на панельку и позволяет быстро поменять прошивку для перехода на другой ток зарядного устройства.

• решение задачи всегда начинается с самого простого варианта - взять готовое. а купить это и есть - готовое. а потом все сложнее и сложнее, вплоть до разработки и изготовления с нуля. это самый сложный вариант
• Хуже другое - он самый опасный. Тестировать-то придется на собственной голове...
• Возможно это и так. Только написанное на акб иногда подозрительно близко совпадает с показаниями, а вот иногда совсем нет. На основании этого можно смело утверждать, что от прибора польза есть. На чём ваше утверждение основано - не знаю. И вы узнаете, что показания, снятые таким(очень не быстрым) способом отличаются от тех, которые вы получите тем прибором сразу же. И наверняка в большую сторону - т.е например на акб написано 2600, но если его зарядить\разрядить несколько раз(а это равносильно уже функции refresh) то получим 2800 и более. И что в результате - разница - мизер, времени убито много, мы узнали "идеальную" ёмкость. Если же речь об авто акб, то в автомобиле он так не будет заряжаться. Соответственно этот прибор показывает, скорее косвенно накопленный заряд, а не ёмкость. Но для практики и этого достаточно. Некоторые приборы подобного назначения измеряют и внутреннее сопротивление батареи. При наличии же множества однотипных батарей - отсортировать вполне позволит. Да это ужасно. А ещё большая часть страны пользуется не лицензионной ОС и не хочет платить налоги, чтобы очередной захарченко их украл. Я как то всю жизнь обходился без госреестра. И большинству граждан, пользующихся измерительными приборами в электронике, ЦСМ без надобности. Ваш госреестр и поверки нужны примерно как техосмотр автолюбителю. Но это я так к слову. А то запахло тут официозом. С чем я согласен - так с мнением kovigor. Безопастность прежде всего.
• Тема плавно перетекает в обсуждение безопасности)))). Уважаемый kovigor с чего-то взял что те, кто хочет измерять этим прибором накопленную ёмкость аккумулятора - обязательно использует говноаккумуляторы и непонятную зарядку. И начинается: бэзопасность, а вы знаете что жизнь... Знаю, знаю. Предлагаю прекратить этот флуд, и писать в тему. Знающих я прошу внести изменения в прошивку для поднятия до 45 вольт контролируемые напряжения заряда разряда.
• ни один из знающих не знает, что ты сваял? на чем ты сваял? и какой прошивкой пользуешься в данный момент
• ну каждому свое раз вы пользуетесь псевдо приборами то и показания при измерениях у вас будут такие расплывчатые, а вообще даже проверенные приборы я стараюсь перепроверять на эталонных, хоть вы и гуру но скорее всего приборами которыми вы пользуетесь это дешевый сегмент оборудования которые не подлежат поверки из-за больших погрешностей измерения, а вообще для крупных проектов на крупных предприятиях связанных с электронным оборудованием все приборы подлежат поверки не для того что-бы кого-то кормить а для проведения точных измерений.
• абсолютно в дырочку. как поверитель - поверителю могу сказать. что все измерительное оборудование, абсолютно все, делится на два больших класса: 1. измерительное оборудование, любого класса точности 2. показометры первые, в зависимости от класса точности, могут быть либо стандартами, либо эталонами,либо измерителями с четко оговоренным классом точности. вторые - показывают, что измеряемая величина присутствует. тоже с различной точностью, причем под час эта точность может превосходить точность приборов из первой группы. с этого места возникает вопрос - в чем тогда разница. разница в том, что приборы из первой группы перечислены в госреестре измерительных средств. и все официальные данные, имеющие юридическую ценность, могут предоставлятся только на основе измерения этими приборами. а приборы из второй группы такими возможностями, юридического обоснования, не обладают. но и цена приборов из этих групп существенно разная. вот возмем к примеру Ц20 и в7-36. воткнем их в розетку и измерим напряжение сети. ц 20 покажет 217в., а в736 - 220в (все это в один и тот же момент времени). и что мне эта разница даст при ремонте например любого электрического прибора. эти приборы оба в реестре присутсвовали одновременно. у первого 20 ком\в входное сопротивление, а у второго 11 мом\в. поэтому разнятся показания при измерениях при одинаковых заявленных погрешностях. вот стоит передо мной, на домашнем столе, не на казенном, с 1-114, последний раз он поверялся лет 20 назад, но ни точнее, ни грубее от этого он не показывает. но на нем я не смогу сделать заключение эксперта (не важно для кого) потому как в заключении я должен буду указать дату поверки, поверителя и заводской номер прибора. отсюда вывод - не важно какой прибор, дешевый сегмент, самодельный на коленке или из супер лаборатории, в которой стоят пылевые фильтры. главное это понимание - что измеряем, для чего измеряем, что прибор показывает, и что есть на самом деле... ну не все, хотя это очень хорошо, когда все. даже на предприятия не связанных с электронным оборудование поверка производится тоже (правда на многих только когда петух в темечко поклюет) на некоторых существуют свои поверочные лаборатории, на некоторых через ЦСМ прогоняются приборы.
• Реверс-инжиниринг прошивки будет стоить как десяток самых дорогих гиробордов с лучшими в мире аккумуляторами. А специалисты, которые способны на это, на форумах не появляются...
• По ходу это вы пользуетесь говноприборами и живёте в своём воображаемом мире, который уже в дешёвых приборах давно ушёл вперёд. А для большинства приборов, потребляющих 220 без разницы - 220 или 223 в розетке. Похоже вы больше теоретик Там есть исходник в асме. Ничего реверсировать не надо. Нужно всего лишь кое-что переделать. Для этого надо быть практическим юзером микрочипа.
• По просьбе inosat выкладываю модернизированную прошивку с повышеным напряжением контроля, до 50В. Не забудьте пересчитать входной делитель вольтметра, по моей схеме R4. Прошивка для микроконтроллера 16F684. Меню выбора режимов присутствует.
• Ну и обещаные прошивки для 676, с одним режимом заряда и удвоеным контрольным напряжением.
• Один из моих любимых МК! Есть считатель емкости USB . Замер тока 10 раз в секунду, ну и расчёт ёмкости соответственно. Ну а если для автомобильного то на atmega8 , все режимы - заряд - разряд, тренировка, подсчёт ёмкости при постоянном заряде (разряде) , ассиметричный заряд, в любом режиме. Ток устройство не регулирует, а управляет лишь мосфет ключами по заданному с клавиатуры напряжению.
• А все поверки приборов - это надо лишь для военки, ну что бы пиндосов сбивать в воздухе и на море! А для всего остального - это дармоеды, которые хотят доказать свою "нужность" ... А по сути нафиг не нужны как и 90 процентов начальства. Как то так!
• ... сейчас приборы регулировки хранят в памяти, нет уплывающих по номиналу резисторов подстройки и регулировать там нечего. А лошара из ЦСМ, хотевший срубить с меня бабла, даже не смог включить мой осцил SONY\TEKTRONIX(которого в 1998 году стопудово не было в госреестре - ни фига хуже он от этого не работал Гыыы). Молодец Иван_79. Я микрочип забросил давно - после того как MPLAB скомпилировала не существующую команду для кристалла. Да и на тот момент пик существенно проигрывал атмелу(хотя которого потом купил - Гыыы).
• Спасибо! Вот только в протеусе с прошивкой для 16F684 не отключается реле при достижении выставленного напряжения для заряда. Для разряда - отключается, я для заряда нет)). Прошивка для PIC16F676 - все гуд. Кому интересно - выкладываю разводку платы для PIC16F676 с функцией заряда (в моем случае - для 42 вольт, поэтому чуть переделал схему). В железе еще не делал, за правильность не ручаюсь
• Про ЭТУ приставку можно забыть раз и на всегда.... Собирал ее очень давно, толковой прошивки ни одной, и ее не может быть из-за выбранного пика... Для меня она уже не существует...тем более что есть НАМНОГО больше лучшая альтернатива если решено собрать своими руками, вот она: https://www..html?di=66280 смотреть полностью статью, там все есть... Думаю что многие со мной согласятся..
• Кстати последний проект - вольтметр переменного тока сети. На PIC16F684 и одном регистре 595 4-х сегментный индикатор. без трансформатора. И точность 0,5 - 1 вольт!
• Реле не очень подходят для зарядных устройств при больших токах. Потому что имеет место быть неприятный казус с залипанием контактов (причём даже если токи меньше заявленных в паспорте реле) . Потому для надёжной работы пришлось придумать схему пОлевых ключей. Схемка прилагается. Она для токов не более 3-х ампер, для бОльших поставить более мощные ключи.
• На днях проверю, исправлю отключение при заряде. Вроде в протеусе все работало.
• Иван? Может дело не в протеусе? Может и правда реле залипает? Ты посмотри на схемку выше! А у меня проблемы ушли, с внедрением оной! И всё стало работать как часы! Правда контроллер на атмеге8 , но это уже не важно.

В персональных устройствах с аккумуляторным питанием может быть от одной аккумуляторной ячейки, как, например, в мобильных телефонах, до нескольких, как в электромобилях. Тревожное ожидание приближающегося разряда аккумулятора (в английском языке это называется range anxiety) характерно для работы со всеми автономными электронными устройствами. Пользователей беспокоит, смогут ли они досмотреть до конца фильм, прежде чем разрядится аккумулятор планшета, или доедут ли они на электромобиле до следующей зарядной станции, не встав посреди шоссе. Система измерения заряда представляет собой компонент, отвечающий за определение оставшейся в аккумуляторе энергии. В этой статье описана система измерения заряда, используемая в устройствах с одной аккумуляторной ячейкой. Рассматриваются различные алгоритмы определения емкости аккумулятора, используемые в подобных системах, а также плюсы и минусы этих алгоритмов. Статья затрагивает также некоторые факторы, которые необходимо принимать во внимание при выборе системы измерения заряда для потребительских приложений с батарейным питанием.

На Рисунке 1 показана блок-схема стандартного измерителя заряда. Он состоит, по меньшей мере, из двух АЦП, один из которых предназначен для измерения тока аккумулятора. Второй АЦП мультиплексирован и может использоваться для измерения напряжения и температуры аккумулятора или выполнять функцию АЦП общего назначения. Измеренные напряжение, ток и температура подаются в микропроцессор, в котором реализован алгоритм определения заряда. В энергонезависимой памяти микропроцессора содержится определенная информация о специфических характеристиках аккумулятора, таких как импеданс или зависимость емкости ячейки от напряжения. Встроенный или внешний стабилизатор обеспечивает микропроцессор, АЦП и другие цепи регулируемым напряжением питания. Измеритель заряда взаимодействует с остальной частью системы с помощью стандартных протоколов, например, I 2 C.

Простейший алгоритм оценки заряда заключается в определения емкости аккумулятора по измеренному на нем напряжению с использованием графиков Рисунка 2. На Рисунке 2 показана стандартная зависимость напряжения литий-ионного аккумулятора от его емкости. Из графика можно получить значение емкости при данном напряжении. Рисунок 2 также показывает, как уменьшается емкость с увеличением количества циклов заряда-разряда. Метод, основанный на измерении напряжения, прост в реализации и позволяет узнать точное значение максимальной емкости аккумулятора (Q MAX) при отсутствии на нем нагрузки. Однако фактическая полезная емкость аккумулятора (Q USABLE) меньше максимальной емкости из-за внутреннего импеданса аккумулятора (Рисунок 3). Для оценки полезной емкости можно использовать среднее значение импеданса аккумулятора (R BAT), но эта оценка, скорее всего, будет содержать большие ошибки, поскольку R BAT является функцией температуры аккумулятора (T), его возраста (Age) и состояния заряда (SoC). Хотя, в принципе, для корректировки сопротивления аккумулятора может использоваться большая многомерная таблица, для расчета сопротивления требуется много информации об аккумуляторе и цепи.

Более совершенным решением является метод подсчета заряда. В этом случае для получения точной оценки текущей емкости интегрируется заряд, втекающий в аккумулятор и вытекающий из него. Данный метод хорошо работает при условии, что точно известно начальное состояние заряда. Если исходная емкость аккумулятора известна, интегрируя общий ток, можно получить текущую емкость. Основная проблема, связанная с этим методом, заключается в том, что здесь не учитывается саморазряд аккумулятора, поскольку ток саморазряда не протекает по внешней цепи. Это может привести к неточной оценке емкости. Саморазряд может быть смоделирован, но любые модели неточны, и, кроме того, уровень саморазряда зависит от температуры и возраста аккумулятора.

Чтобы решить проблемы обоих методов, для прогнозирования емкости можно использовать информацию о напряжении и токе, а также о температуре аккумулятора. В этом случае напряжение холостого хода измеряется при ненагруженном аккумуляторе, а измерение тока выполняется, когда аккумулятор заряжается или разряжается. Напряжение аккумулятора измеряется постоянно, даже при отсутствии нагрузки. Непрерывное измерение напряжения используется для обновления информации о текущем состоянии заряда на основе графика, изображенного на Рисунке 2.

Затем, когда нагрузка приложена, методом подсчета определяется результирующий заряд, втекающий в систему или вытекающий из нее. После снятия нагрузки батарее дают некоторое время на восстановление, и напряжение измеряется вновь. Используя данные двух измерений напряжения и результаты подсчета суммарного заряда, можно определить максимальную емкость аккумулятора . Также можно рассчитать текущий импеданс, основываясь на измеренном токе, напряжении холостого хода с поправками на температуру и состояние заряда, полученными из таблицы соответствия и на напряжении, измеренном под нагрузкой. Таким образом, зная максимальную емкость и значение импеданса аккумулятора, можно получить точную оценку оставшейся полезной емкости.

Выбор микросхемы для измерения заряда

Основное внимание при выборе микросхемы определения заряда следует уделить точности алгоритма, потребляемому току и количеству внешних компонентов, необходимых для ее нормальной работы, прежде всего, регуляторов напряжения и токочувствительных резисторов. Даже тогда, когда фактическая нагрузка отключена, микросхема остается включенной для периодического измерения напряжения холостого хода. Любая энергия, используемая измерителем заряда, сокращает время работы системы, поэтому микросхема должна иметь низкий ток покоя. Ей требуется регулируемый источник питания для АЦП, микропроцессора и других блоков, а также низкоомный резистор для измерения тока аккумулятора. В идеале все это должно быть интегрировано на одном кристалле, чтобы сократить число внешних компонентов и сэкономить место на плате. В качестве примера такого измерителя можно привести микросхему , содержащую LDO регулятор.

Факторами, рассматриваемыми на системном уровне, являются место установки измерителя (на стороне батареи или на стороне хоста), его инициализация и разработка алгоритма. В случае установки на стороне батареи измеритель размещается непосредственно на ней. Это позволяет ему быть все время синхронизированным с аккумулятором и предоставлять о нем мгновенную информацию. В случае установки на стороне хоста измеритель нужно правильно инициализировать каждый раз, когда устанавливается аккумулятор. При установке на батарее алгоритм разрабатывает производитель аккумулятора, поэтому системный интегратор просто должен запросить аккумулятор, соответствующий требуемым параметрам. Единственным недостатком такого метода является то, что микросхема будет выброшена вместе с аккумулятором, когда тот придет в негодность, что потенциально может привести к увеличению общей стоимости системы. При размещении на стороне хоста системный интегратор должен иметь опыт измерения заряда и в графике работ учесть время, необходимое для разработки алгоритма.

Заключение

Оценка емкости аккумулятора является сложной задачей, поскольку на эту емкость влияет множество взаимосвязанных параметров. Простые алгоритмы могут привести к неточным результатам, которые потенциально могут сократить время работы системы. Поэтому при конструировании устройств измерения заряда следует рассматривать компромиссы, как на уровне микросхем, так и на системном уровне.

1. Yevegen Barasukov, «Challenges and Solutions in Battery Fuel Gauging,» .
2. «Theory and Implementation of Impedance Track Battery Fuel-Gauging Algorithm in bq2750x Family,» Application Note (SLUA450), Texas Instruments, January 2008.