Günümüzde kullanımda olan çok sayıda akümülatör ve şarj edilebilir pil bulunmaktadır. Başta cep telefonları, akıllı telefonlar, tabletler, oyuncular olmak üzere tüm mobil cihazlar, kural olarak pillerle çalışır. Ayrıca kesintisiz güç kaynaklarında, dizüstü bilgisayarlarda ve netbook'larda şarj edilebilir piller takılır. Genellikle bu güç kaynakları arızalanır - kapasiteleri düşer, iç direnç artar. Arduino Uno mikrodenetleyici kartı temelinde monte edilen önerilen cihaz, pilleri ve pilleri teşhis etmenize - kapasitanslarını ve iç dirençlerini ölçmenize olanak tanır.
Bu cihaz, 1 ila 15 V voltaj ve 20 ... 30 Ah kapasiteye sahip pillerin ve depolama pillerinin (bundan sonra piller olarak anılacaktır) elektrik kapasitesini ölçmek için tasarlanmıştır. 0 ... 3 A aralığında değişken dirençlerle kararlı bir deşarj akımı ayarlanabilir, kesme voltajı 0 ... 15 V'tur. Dört hakkında bilgi görüntüleyen iki satırlı on altı karakterli bir LCD kullanılır. pil parametreleri: akım voltajı, kesme voltajı (eşik), deşarj akımı ve kapasitans. Üstelik kapasite sürekli ölçülür ve her an güncel değerini görebilirsiniz. Akü voltajı eşiğin altına düştüğünde, deşarj durur, sesli bir sinyal duyulur, kırmızı LED yanar ve yukarıdaki tüm parametreler LCD'de görüntülenecektir. Ayrıca boşaltma sırasında butona basılırsa,
Cihazın şeması Şek. 1. Temeli, tüm düğümleri kontrol eden ve temel işlemleri gerçekleştiren Arduino Uno kartıdır. Op-amp DA1.1'de, alan etkili transistör VT2 ve akım sensörü - dirençler R9 ve R10, değeri R3 "Kabaca" ve R4 "Tam olarak" değişken dirençleri tarafından ayarlanan bir deşarj akımı dengeleyici monte edilir. Bu, programı basitleştirmenin yanı sıra geniş bir aralıkta istenen deşarj akımını ayarlamayı ve sonuç olarak sadece deşarj süresini ölçmeyi mümkün kıldı. Akünün boşalması gereken eşik voltajı, R5 "Kaba" ve R6 "İnce" değişken dirençleri tarafından ayarlanır. Pilin, eşiğin ve ayrıca akım sensöründeki voltajı Arduino tarafından ölçülür (sırasıyla A0, A1 ve A2 girişleri). İlk iki voltajın değerleri HG1 LCD'de görüntülenir. Deşarj akımı, akım sensörü üzerindeki voltajın direncine oranı olarak hesaplanır ve akü kapasitesi (C), deşarj akımı ile geçen sürenin çarpımı olarak hesaplanır. Akım ve kapasite de LCD ekranda görüntülenir. Arduino modülü, eşik voltajı ve deşarj akımı hakkındaki bilgileri hatırlamaz, ancak doğrudan değişken dirençli motorlardan okur, bu nedenle kurulumdan sonra bunlara dokunulmamalıdır.
Ölçümlerin doğruluğunu artırmak için, tüm giriş voltajı aralığı ikiye bölünür, aralarındaki sınır 4,9 V'tur. Aralıklar, R1, R8 ve VT1 elemanları üzerinde kontrollü bir zayıflatıcı kullanılarak otomatik olarak değiştirilir. İlk aralıkta, transistör VT1 kapatılır ve tüm akü voltajı A0 girişine verilir. İkinci aralıkta, A4 çıkışından yüksek bir seviye transistör VT1'i açar ve A0 girişine yaklaşık üç kat daha az voltaj beslenir.
Deşarj modu, Arduino kartının 7 numaralı çıkışından düşük bir mantık seviyesi ile yanan HL2 LED'i tarafından bildirilir. Bu durumda, transistör VT3 kapatılır, LED HL1'in enerjisi kesilir ve op-amp DA1.1'in çıkışından gelen kontrol voltajı, transistör VT2'nin kapısına serbestçe beslenir. Boşaltma sonunda pin 7'de yüksek bir seviye belirir, HL2 LED'i söner ve VT3 transistörü açılır. HL1 LED'i yanar (içinden geçen akım R7 direnci ile sınırlıdır), transistör VT2'nin kapısındaki voltaj 1,8,2 V'a düşer, bunun sonucunda kapanır ve akünün boşalması durur. Aynı zamanda buna üçlü bip sesi eşlik eder. VD2 ve VD3 diyotları, Arduino kartının A0 girişini, giriş voltajının aşırı veya yanlış polaritesinden korur.
Transistör VT2'de dağıtılan güç birkaç watt'ı aşarsa, SA1 anahtarını kullanarak fanı açmak gerekir.
Cihaz, XS1 soketine bağlı harici (daha iyi stabilize edilmiş) bir 12 V güç kaynağı ile çalışır. Besleme voltajının ters polaritesine karşı koruma sağlamak için bir VD1 diyot takılıdır. Bazı durumlarda, örneğin, birkaç amper saat kapasiteli ve 12 V voltajlı bir pilin parametrelerini ölçerken, cihazlara doğrudan ondan güç verilebilir. Ancak aynı zamanda doğru bir kapasitans ölçümü için cihazın kendisinin tükettiği akımı da hesaba katmak gerekir.
Deşarj sırasında SB2 "R" tuşuna basarsanız cihaz periyodik olarak deşarj akımını kısa süreliğine keserek akü voltajını yük altında ve yüksüz olarak ölçecektir. Bu durumda, LCD, yüksüz akü voltajı ve dahili direnci hakkında bilgi görüntüler.
Besleme gerilimi verildikten sonra R3 ve R5 değişken dirençlerinin kaydırıcıları şemaya göre alt konuma, R4 ve R6 üst konuma getirilir ve deşarj olan akü bağlanır. SB1 "Sıfırla / Başlat" düğmesine kısaca basın. Sonuç olarak, Arduino yeniden başlar ve HL2 "Deşarj" LED'i yeşile döner. LCD'nin sol üst köşesinde, pil voltajı - Ub (volt olarak) hakkında bilgi görünecektir. Bu andan itibaren deşarj süresi için geri sayım başlar, LCD'nin sağ üst köşesinde mevcut kapasite C (Ah cinsinden) görüntülenir. Değişken dirençler R5 ve R6, deşarjın durduğu noktaya ulaşıldığında kapatma eşiğini Ut (volt olarak) ayarlar. Bu parametre LCD'nin sol alt köşesinde görüntülenir. Dirençler R3 ve R4, deşarj akımını Ib (amper cinsinden) ayarlar, sağ alt köşede görüntülenir.
Pili bağlarken çok dikkatli olun! Polariteyi tersine çevirmeyin! Gerçek şu ki, VT2 transistörü, anot tarafından kaynağa, katot ile drenaja bağlanan yerleşik bir koruyucu diyot içerir. Pil polaritesi yanlışsa, bu diyot ve R9, R10 dirençleri üzerinden büyük bir akım akabilir. Değeri, öncelikle voltaj olmak üzere pilin parametrelerine bağlıdır. Sonuç olarak, cihazın bazı öğeleri arızalanabilir.
Parçaların çoğu, bir genişletme kartı (kalkan) şeklinde yapılmış, bir tarafı folyo kaplı cam elyafından yapılmış bir baskılı devre kartı üzerine yerleştirilmiştir. Arduino Uno modülüne bağlanmak için pin konnektörler (XP2 ve XP3 fişleri) cihaz kartına monte edilmiştir. Bu, gerekirse Arduino Uno'yu diğer projelerde kullanarak hızlı bir şekilde kurmanıza ve kaldırmanıza izin verir.
Bu cihaz, 1 ila 15 V voltaj ve 20 ... 30 Ah kapasiteye sahip pillerin ve depolama pillerinin (bundan sonra piller olarak anılacaktır) elektrik kapasitesini ölçmek için tasarlanmıştır. 0 ... 3 A aralığında değişken dirençlerle kararlı bir deşarj akımı ayarlanabilir, kesme voltajı 0 ... 15 V'tur. Dört hakkında bilgi görüntüleyen iki satırlı on altı karakterli bir LCD kullanılır. pil parametreleri: akım voltajı, kesme voltajı (eşik), deşarj akımı ve kapasitans. Üstelik kapasite sürekli ölçülür ve her an güncel değerini görebilirsiniz. Akü voltajı eşiğin altına düştüğünde, deşarj durur, sesli bir sinyal duyulur, kırmızı LED yanar ve yukarıdaki tüm parametreler LCD'de görüntülenecektir. Ayrıca boşaltma sırasında butona basılırsa,
Cihazın şeması Şek. 1. Temeli, tüm düğümleri kontrol eden ve temel işlemleri gerçekleştiren Arduino Uno kartıdır. Op-amp DA1.1'de, alan etkili transistör VT2 ve akım sensörü - dirençler R9 ve R10, değeri R3 "Kabaca" ve R4 "Tam olarak" değişken dirençleri tarafından ayarlanan bir deşarj akımı dengeleyici monte edilir. Bu, programı basitleştirmenin yanı sıra geniş bir aralıkta istenen deşarj akımını ayarlamayı ve sonuç olarak sadece deşarj süresini ölçmeyi mümkün kıldı. Akünün boşalması gereken eşik voltajı, R5 "Kaba" ve R6 "İnce" değişken dirençleri tarafından ayarlanır. Pilin, eşiğin ve ayrıca akım sensöründeki voltajı Arduino tarafından ölçülür (sırasıyla A0, A1 ve A2 girişleri). İlk iki voltajın değerleri HG1 LCD'de görüntülenir. Deşarj akımı, akım sensörü üzerindeki voltajın direncine oranı olarak hesaplanır ve akü kapasitesi (C), deşarj akımı ile geçen sürenin çarpımı olarak hesaplanır. Akım ve kapasite de LCD ekranda görüntülenir. Arduino modülü, eşik voltajı ve deşarj akımı hakkındaki bilgileri hatırlamaz, ancak doğrudan değişken dirençli motorlardan okur, bu nedenle kurulumdan sonra bunlara dokunulmamalıdır.
Ölçümlerin doğruluğunu artırmak için, tüm giriş voltajı aralığı ikiye bölünür, aralarındaki sınır 4,9 V'tur. Aralıklar, R1, R8 ve VT1 elemanları üzerinde kontrollü bir zayıflatıcı kullanılarak otomatik olarak değiştirilir. İlk aralıkta, transistör VT1 kapatılır ve tüm akü voltajı A0 girişine verilir. İkinci aralıkta, A4 çıkışından yüksek bir seviye transistör VT1'i açar ve A0 girişine yaklaşık üç kat daha az voltaj beslenir.
Deşarj modu, Arduino kartının 7 numaralı çıkışından düşük bir mantık seviyesi ile yanan HL2 LED'i tarafından bildirilir. Bu durumda, transistör VT3 kapatılır, LED HL1'in enerjisi kesilir ve op-amp DA1.1'in çıkışından gelen kontrol voltajı, transistör VT2'nin kapısına serbestçe beslenir. Boşaltma sonunda pin 7'de yüksek bir seviye belirir, HL2 LED'i söner ve VT3 transistörü açılır. HL1 LED'i yanar (içinden geçen akım R7 direnci ile sınırlıdır), transistör VT2'nin kapısındaki voltaj 1,8,2 V'a düşer, bunun sonucunda kapanır ve akünün boşalması durur. Aynı zamanda buna üçlü bip sesi eşlik eder. VD2 ve VD3 diyotları, Arduino kartının A0 girişini, giriş voltajının aşırı veya yanlış polaritesinden korur.
Transistör VT2'de dağıtılan güç birkaç watt'ı aşarsa, SA1 anahtarını kullanarak fanı açmak gerekir.
Cihaz, XS1 soketine bağlı harici (daha iyi stabilize edilmiş) bir 12 V güç kaynağı ile çalışır. Besleme voltajının ters polaritesine karşı koruma sağlamak için bir VD1 diyot takılıdır. Bazı durumlarda, örneğin, birkaç amper saat kapasiteli ve 12 V voltajlı bir pilin parametrelerini ölçerken, cihazlara doğrudan ondan güç verilebilir. Ancak aynı zamanda doğru bir kapasitans ölçümü için cihazın kendisinin tükettiği akımı da hesaba katmak gerekir.
Deşarj sırasında SB2 "R" tuşuna basarsanız cihaz periyodik olarak deşarj akımını kısa süreliğine keserek akü voltajını yük altında ve yüksüz olarak ölçecektir. Bu durumda, LCD, yüksüz akü voltajı ve dahili direnci hakkında bilgi görüntüler.
Besleme gerilimi verildikten sonra R3 ve R5 değişken dirençlerinin kaydırıcıları şemaya göre alt konuma, R4 ve R6 üst konuma getirilir ve deşarj olan akü bağlanır. SB1 "Sıfırla / Başlat" düğmesine kısaca basın. Sonuç olarak, Arduino yeniden başlar ve HL2 "Deşarj" LED'i yeşile döner. LCD'nin sol üst köşesinde, pil voltajı - Ub (volt olarak) hakkında bilgi görünecektir. Bu andan itibaren deşarj süresi için geri sayım başlar, LCD'nin sağ üst köşesinde mevcut kapasite C (Ah cinsinden) görüntülenir. Değişken dirençler R5 ve R6, deşarjın durduğu noktaya ulaşıldığında kapatma eşiğini Ut (volt olarak) ayarlar. Bu parametre LCD'nin sol alt köşesinde görüntülenir. Dirençler R3 ve R4, deşarj akımını Ib (amper cinsinden) ayarlar, sağ alt köşede görüntülenir.
Pili bağlarken çok dikkatli olun! Polariteyi tersine çevirmeyin! Gerçek şu ki, VT2 transistörü, anot tarafından kaynağa, katot ile drenaja bağlanan yerleşik bir koruyucu diyot içerir. Pil polaritesi yanlışsa, bu diyot ve R9, R10 dirençleri üzerinden büyük bir akım akabilir. Değeri, öncelikle voltaj olmak üzere pilin parametrelerine bağlıdır. Sonuç olarak, cihazın bazı öğeleri arızalanabilir.
Parçaların çoğu, bir genişletme kartı (kalkan) şeklinde yapılmış, bir tarafı folyo kaplı cam elyafından yapılmış bir baskılı devre kartı üzerine yerleştirilmiştir. Arduino Uno modülüne bağlanmak için pin konnektörler (XP2 ve XP3 fişleri) cihaz kartına monte edilmiştir. Bu, gerekirse Arduino Uno'yu diğer projelerde kullanarak hızlı bir şekilde kurmanıza ve kaldırmanıza izin verir.