Cargador de coche basado en microcontrolador atmega8. IMAX en ruso: opción de carga inteligente USB en un microcontrolador para cualquier batería

En este artículo te diré cómo hacer un cargador bastante "inteligente" para baterías de plomo-ácido a partir de una fuente de alimentación de computadora AT/ATX y una unidad de control casera. Estos incluyen los llamados. “UPS”, baterías de automóvil y otras de amplia aplicación.

Descripción
El dispositivo está diseñado para cargar y entrenar (desulfatar) baterías de plomo-ácido con una capacidad de 7 a 100 Ah, así como para evaluar aproximadamente su nivel de carga y capacidad. El cargador tiene protección contra conexión incorrecta de la batería (inversión de polaridad) y contra cortocircuito de terminales abandonados accidentalmente. Utiliza el control por microcontrolador, gracias al cual se implementan algoritmos de carga óptimos y seguros: IUoU o IUIoU, seguido de una “recarga” hasta un nivel de carga del 100%. Los parámetros de carga se pueden ajustar a una batería específica (perfiles personalizables) o se pueden seleccionar los que ya están incluidos en el programa de control. Estructuralmente, el cargador consta de una fuente de alimentación AT/ATX, que debe modificarse ligeramente, y una unidad de control en el ATmega16A MK. Todo el dispositivo se monta libremente en la carcasa de la misma fuente de alimentación. El sistema de refrigeración (enfriador de PSU estándar) se enciende y apaga automáticamente.
Las ventajas de esta memoria son su relativa simplicidad y la ausencia de ajustes que requieren mucha mano de obra, lo que es especialmente importante para los radioaficionados principiantes.
]1. Modo de carga: menú "Cargar". Para baterías con capacidades de 7Ah a 12Ah, el algoritmo IUoU está configurado de forma predeterminada. Esto significa:
- primera etapa - carga con una corriente estable de 0,1C hasta que el voltaje alcanza los 14,6V
- la segunda etapa se carga con un voltaje estable de 14,6 V hasta que la corriente cae a 0,02 C
- la tercera etapa mantiene un voltaje estable de 13,8 V hasta que la corriente cae a 0,01 C. Aquí C es la capacidad de la batería en Ah.
- cuarta etapa - "acabado". En esta etapa, se monitorea el voltaje de la batería. Si cae por debajo de 12,7 V, la carga comienza desde el principio.
Para baterías de arranque (a partir de 45 Ah) utilizamos el algoritmo IUIoU. En lugar de la tercera etapa, la corriente se estabiliza en 0,02 C hasta que el voltaje de la batería alcanza los 16 V o después de aproximadamente 2 horas. Al final de esta etapa, se detiene la carga y comienza la “recarga”. Esta es la cuarta etapa. El proceso de carga se ilustra mediante gráficos en la Fig. 1 y la Fig. 2.
2. Modo entrenamiento (desulfatación) - Menú “Entrenamiento”. Aquí está el ciclo de formación:
10 segundos: descarga con una corriente de 0,01 C, 5 segundos: carga con una corriente de 0,1 C. El ciclo de carga-descarga continúa hasta que el voltaje de la batería aumenta a 14,6 V. El siguiente es el cargo habitual.
3. Modo de prueba de batería. Le permite estimar aproximadamente el grado de descarga de la batería. La batería se carga con una corriente de 0,01 C durante 15 segundos, luego se activa el modo de medición de voltaje en la batería.
4. Ciclo control-entrenamiento (CTC). Si primero conecta una carga adicional y activa el modo "Carga" o "Entrenamiento", en este caso, la batería primero se descargará a un voltaje de 10,8 V y luego se activará el modo seleccionado correspondiente. En este caso se mide la corriente y el tiempo de descarga, calculando así la capacidad aproximada de la batería. Estos parámetros se muestran en la pantalla una vez completada la carga (cuando aparece el mensaje "Batería cargada") cuando presiona el botón "seleccionar". Como carga adicional, puede utilizar una lámpara incandescente de automóvil. Su potencia se selecciona en función de la corriente de descarga requerida. Por lo general, se establece entre 0,1 °C y 0,05 °C (corriente de descarga de 10 o 20 horas).
El desplazamiento por el menú se realiza mediante los botones “izquierda”, “derecha”, “seleccionar”. El botón “reset” sale de cualquier modo de funcionamiento del cargador al menú principal.
Los principales parámetros de los algoritmos de carga se pueden configurar para una batería específica, para ello hay dos perfiles personalizables en el menú: P1 y P2. Los parámetros configurados se guardan en una memoria no volátil (EEPROM).
Para acceder al menú de configuración, debe seleccionar cualquiera de los perfiles, presionar el botón "seleccionar", seleccionar "configuración", "parámetros de perfil", perfil P1 o P2. Habiendo seleccionado el parámetro deseado, presione “seleccionar”. Las flechas izquierda o derecha cambiarán a flechas arriba o abajo, lo que indica que el parámetro está listo para cambiarse. Seleccione el valor deseado usando los botones “izquierda” o “derecha”, confirme con el botón “seleccionar”. La pantalla mostrará "Guardado", indicando que el valor se ha escrito en la EEPROM.
Valores de configuración:
1. "Algoritmo de carga". Seleccione IUoU o IUIoU. Ver gráficos en la Fig. 1 y la Fig. 2.
2. “Capacidad de la batería”. Al configurar el valor de este parámetro, configuramos la corriente de carga en la primera etapa I=0,1C, donde C es la capacidad de la batería V Ah. (Por lo tanto, si necesita configurar la corriente de carga, por ejemplo, 4,5 A, debe seleccionar una capacidad de batería de 45 Ah).
3. "Tensión U1". Este es el voltaje al que termina la primera etapa de carga y comienza la segunda. El valor predeterminado es 14,6 V.
4. "Tensión U2". Solo se utiliza si se especifica el algoritmo IUIoU. Este es el voltaje al que finaliza la tercera etapa de carga. El valor predeterminado es 16V.
5. “Corriente I2 de 2ª etapa”. Éste es el valor actual en el que finaliza la segunda etapa de carga. Corriente de estabilización en la tercera etapa del algoritmo IUIoU. El valor predeterminado es 0,2C.
6. “Fin de la carga I3”. Este es el valor actual al alcanzar el cual la carga se considera completa. El valor predeterminado es 0,01 °C.
7. "Corriente de descarga". Este es el valor de la corriente que descarga la batería durante el entrenamiento con ciclos de carga-descarga.

Selección y modificación de la fuente de alimentación.

En nuestro diseño utilizamos una fuente de alimentación de computadora. ¿Por qué? Hay varias razones. En primer lugar, se trata de una unidad de potencia casi lista para usar. En segundo lugar, este es también el cuerpo de nuestro futuro dispositivo. En tercer lugar, tiene pequeñas dimensiones y peso. Y, en cuarto lugar, se puede adquirir en casi cualquier mercado de radio, mercadillo y centro de servicios informáticos. Como dicen, barato y alegre.
De toda la variedad de modelos de fuentes de alimentación, la que mejor se adapta a nosotros es una unidad de formato ATX con una potencia de al menos 250 W. Sólo necesitas considerar lo siguiente. Solo son adecuadas aquellas fuentes de alimentación que utilizan el controlador PWM TL494 o sus análogos (MB3759, KA7500, KR1114EU4). También puedes utilizar una fuente de alimentación de formato AT, pero solo tendrás que realizar una fuente de alimentación de reserva de bajo consumo (standby) para un voltaje de 12V y una corriente de 150-200mA. La diferencia entre AT y ATX está en el esquema de inicio inicial. El AT arranca de forma independiente; la energía para el chip controlador PWM se toma del devanado de 12 voltios del transformador. En ATX, se utiliza una fuente separada de 5 V, llamada "fuente de alimentación de reserva" o "en espera", para alimentar inicialmente el chip. Puedes leer más sobre fuentes de alimentación, por ejemplo, y cómo convertir una fuente de alimentación en un cargador está bien descrito.
Entonces, hay una fuente de alimentación. Primero debe verificar su capacidad de servicio. Para ello lo desmontamos, retiramos el fusible y en su lugar soldamos una lámpara incandescente de 220 voltios con una potencia de 100-200 W. Si hay un interruptor de voltaje de red en el panel posterior de la fuente de alimentación, debe configurarse en 220 V. Encendemos el suministro de energía a la red. La fuente de alimentación AT se inicia inmediatamente, para ATX es necesario cortocircuitar los cables verde y negro en el conector grande. Si la luz no se enciende, el refrigerador está girando y todos los voltajes de salida son normales, entonces tenemos suerte y nuestra fuente de alimentación está funcionando. De lo contrario, tendrás que empezar a repararlo. Deje la bombilla en su lugar por ahora.
Para convertir la fuente de alimentación en nuestro futuro cargador, necesitaremos cambiar ligeramente la “tubería” del controlador PWM. A pesar de la gran variedad de circuitos de alimentación, el circuito de conmutación TL494 es estándar y puede tener un par de variaciones, dependiendo de cómo se implementen la protección de corriente y los límites de voltaje. El diagrama de conversión se muestra en la Fig. 3.


Muestra solo un canal de voltaje de salida: +12V. Los canales restantes: +5V, -5V, +3.3V no se utilizan. Deberán apagarse cortando las correspondientes vías o retirando elementos de sus circuitos. Lo cual, por cierto, nos puede resultar útil para la centralita. Más sobre esto un poco más adelante. Los elementos que se instalan adicionalmente se indican en rojo. El condensador C2 debe tener una tensión de funcionamiento de al menos 35 V y se instala en sustitución del existente en la fuente de alimentación. Después de que la “tubería” TL494 se muestra en el diagrama de la Fig. 3, conectamos la fuente de alimentación a la red. El voltaje en la salida de la fuente de alimentación está determinado por la fórmula: Uout=2.5*(1+R3/R4) y con los valores indicados en el diagrama debe ser de unos 10V. Si este no es el caso, tendrás que comprobar la correcta instalación. En este punto se completa la modificación, puede quitar la bombilla y reemplazar el fusible.

Esquema y principio de funcionamiento.

El diagrama de la unidad de control se muestra en la Fig. 4.


Es bastante sencillo, ya que todos los procesos principales los realiza el microcontrolador. En su memoria se escribe un programa de control que contiene todos los algoritmos. La fuente de alimentación se controla mediante PWM desde el pin PD7 del MK y un DAC simple basado en los elementos R4, C9, R7, C11. La medición del voltaje de la batería y la corriente de carga se realiza mediante el propio microcontrolador: un ADC incorporado y un amplificador diferencial controlado. El voltaje de la batería se suministra a la entrada ADC desde el divisor R10R11. La corriente de carga y descarga se mide de la siguiente manera. La caída de voltaje de la resistencia de medición R8 a través de los divisores R5R6R10R11 se suministra a la etapa del amplificador, que está ubicada dentro del MK y conectada a los pines PA2, PA3. Su ganancia se establece mediante programación, dependiendo de la corriente medida. Para corrientes inferiores a 1A, el factor de ganancia (GC) se establece en 200, para corrientes superiores a 1A GC=10. Toda la información se muestra en la pantalla LCD conectada a los puertos PB1-PB7 a través de un bus de cuatro cables. La protección contra inversión de polaridad se realiza en el transistor T1, la señalización de conexión incorrecta se realiza en los elementos VD1, EP1, R13. Cuando el cargador está conectado a la red, el transistor T1 se cierra a un nivel bajo desde el puerto PC5 y la batería se desconecta del cargador. Se conecta solo cuando seleccionas el tipo de batería y el modo de funcionamiento del cargador en el menú. Esto también garantiza que no se produzcan chispas cuando la batería esté conectada. Si intenta conectar la batería con la polaridad incorrecta, sonarán el timbre EP1 y el LED rojo VD1, indicando un posible accidente. Durante el proceso de carga se controla constantemente la corriente de carga. Si llega a ser igual a cero (se han quitado los terminales de la batería), el dispositivo pasa automáticamente al menú principal, detiene la carga y desconecta la batería. El transistor T2 y la resistencia R12 forman un circuito de descarga, que participa en el ciclo de carga-descarga de la carga desulfatante (modo de entrenamiento) y en el modo de prueba de la batería. La corriente de descarga de 0,01 C se establece mediante PWM desde el puerto PD5. El refrigerador se apaga automáticamente cuando la corriente de carga cae por debajo de 1,8 A. El enfriador está controlado por el puerto PD4 y el transistor VT1.

Detalles y diseño.

Microcontrolador. Generalmente se encuentran a la venta en un paquete DIP-40 o TQFP-44 y están etiquetados de la siguiente manera: ATMega16A-PU o ATMega16A-AU. La letra después del guión indica el tipo de paquete: “P” - paquete DIP, “A” - paquete TQFP. También hay microcontroladores descatalogados ATMega16-16PU, ATMega16-16AU o ATMega16L-8AU. En ellos, el número después del guión indica la frecuencia máxima de reloj del controlador. La empresa fabricante ATMEL recomienda utilizar controladores ATMega16A (es decir, con la letra "A") y en un paquete TQFP, es decir, así: ATMega16A-AU, aunque todas las instancias anteriores funcionarán en nuestro dispositivo, como lo confirma la práctica. Los tipos de cajas también se diferencian por el número de pines (40 o 44) y su finalidad. La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de la unidad de control del MK en un paquete DIP.
La resistencia R8 es de cerámica o alambre, con una potencia de al menos 10 W, R12 - 7-10 W. Todos los demás son de 0,125W. Las resistencias R5, R6, R10 y R11 deben usarse con una tolerancia del 0,1-0,5%.. ¡Es muy importante! De ello dependerá la precisión de las mediciones y, en consecuencia, el correcto funcionamiento de todo el dispositivo.
Es recomendable utilizar transistores T1 y T1 como se muestra en el diagrama. Pero si tiene que elegir un reemplazo, debe tener en cuenta que deben abrirse con un voltaje de puerta de 5 V y, por supuesto, deben soportar una corriente de al menos 10 A. Son adecuados, por ejemplo, los transistores marcados como 40N03GP, que a veces se utilizan en las mismas fuentes de alimentación de formato ATX, en un circuito de estabilización de 3,3V.
El diodo Schottky D2 se puede coger de la misma fuente de alimentación, del circuito de +5V, que no utilizamos. Los elementos D2, T1 y T2 se colocan sobre un radiador de 40 centímetros cuadrados mediante juntas aislantes. Buzzer EP1: con un generador incorporado, para un voltaje de 8-12 V, el volumen del sonido se puede ajustar con la resistencia R13.
Indicador LCD – WH1602 o similar, en el controlador HD44780, KS0066 o compatible con ellos. Desafortunadamente, estos indicadores pueden tener diferentes ubicaciones de pines, por lo que es posible que tengas que diseñar una placa de circuito impreso para tu instancia.
Programa
El programa de control está contenido en la carpeta “Programa”. Los bits de configuración (fusibles) se configuran de la siguiente manera:
Programado (establecido en 0):
CKSEL0
CKSEL1
CKSEL3
ESPIEN
SUT0
BODEN
NIVEL DEL CUERPO
BOTASZ0
BOTASZ1
todos los demás no están programados (establecidos en 1).
Configuración
Así, la fuente de alimentación ha sido rediseñada y produce un voltaje de aproximadamente 10V. Al conectarle una unidad de control en funcionamiento con un firmware MK, el voltaje debe caer a 0,8...15 V. La resistencia R1 establece el contraste del indicador. La configuración del dispositivo implica verificar y calibrar la pieza de medición. Conectamos una batería o una fuente de alimentación de 12-15V y un voltímetro a los terminales. Vaya al menú "Calibración". Verificamos las lecturas de voltaje en el indicador con las lecturas del voltímetro, si es necesario, las corregimos usando el "<» и «>" Haga clic en "Seleccionar". Luego viene la calibración actual en KU=10. Con los mismos botones "<» и «>“Es necesario establecer la lectura actual en cero. La carga (batería) se apaga automáticamente, por lo que no hay corriente de carga. Idealmente, debería haber ceros o valores muy cercanos a cero. Si es así, esto indica la precisión de las resistencias R5, R6, R10, R11, R8 y la buena calidad del amplificador diferencial. Haga clic en "Seleccionar". De manera similar, calibración para KU=200. "Elección". La pantalla mostrará "Listo" y después de 3 segundos. el dispositivo irá al menú principal.
La calibración está completa. Los factores de corrección se almacenan en una memoria no volátil. Vale la pena señalar aquí que si durante la primera calibración el valor de voltaje en la pantalla LCD difiere mucho de las lecturas del voltímetro y las corrientes en cualquier KU son muy diferentes de cero, es necesario usar (seleccionar) otras resistencias divisorias. R5, R6, R10, R11, R8. De lo contrario, el dispositivo podría funcionar mal. Con resistencias precisas (con una tolerancia de 0,1-0,5%), los factores de corrección son cero o mínimos. Esto completa la configuración. Si el voltaje o la corriente del cargador en algún momento no aumenta al nivel requerido o el dispositivo "aparece" en el menú, debe verificar nuevamente cuidadosamente que la fuente de alimentación se haya modificado correctamente. Quizás se active la protección.
Todo el material se puede descargar en un solo archivo.

Que se ensambló para realizar pruebas en una carcasa desde una unidad de CD. Resultó que el dispositivo hace frente perfectamente a sus funciones, carga y descarga casi cualquier batería, mientras calcula la capacidad. Al alternar ciclos de carga y descarga, las baterías se pueden reacondicionar. En un reciente concurso de ideas se propuso hacer una versión más humana.

El nuevo cargador universal se alimenta mediante USB desde un cargador de smartphone o tablet. También se puede alimentar desde el puerto USB de una computadora. La placa tiene micro-usb instalado, pero se puede instalar cualquier otra opción. También hay una toma para un enchufe de CC estándar; cuando se alimenta a través de él con un voltaje de más de 5 voltios, se quita el puente de la placa y la parte lógica comienza a recibir alimentación a través del estabilizador LDO. Cuando se alimenta con 5 voltios, se debe instalar el puente (simplemente cortocircuita la entrada y salida del regulador de +5 voltios).

El dispositivo se coloca sobre una placa de 10*12 cm y sobre bastidores de montaje se monta un indicador LCD de 16*2 con un convertidor i2c. La placa dispone de terminales de tornillo para conectar una batería recargable y una carga para descarga, que puede ser una bombilla o una potente resistencia de cemento de 5W con una resistencia de, por ejemplo, 4,7 Ohmios. La resistencia de esta resistencia se calcula mediante la fórmula R=U/I, donde U es el voltaje de la batería e I es la corriente de descarga inicial deseada. Si no se planea descargar, entonces no es necesario conectar la carga. El control se realiza mediante tres botones. La información se muestra en la pantalla, además se utiliza un pequeño beeper sin generador incorporado y un LED. Cuanto más brillante sea el LED, mayor será el ancho del pulso en el modo de carga.

El circuito del cargador es el mismo que en la versión de prueba original con cambios menores. Los transistores de efecto de campo deben tener un nivel de control lógico; se pueden encontrar en las placas de las computadoras. Los transistores del controlador de campo del canal P deben estar actualizados, por ejemplo: SS8050 y SS8550. La inductancia del convertidor debe poder soportar la corriente adecuada.

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Modos de funcionamiento del cargador universal inteligente:

• Menú principal. le permite seleccionar parámetros de carga y descarga y calibrar el voltímetro
• cargar. Los parámetros de carga actuales y establecidos se muestran en la pantalla; es posible cambiar los parámetros directamente durante el proceso de carga. El voltaje y la corriente se limitan a valores específicos mediante PWM. la carga se completa cuando se alcanza el voltaje especificado y la corriente de carga disminuye por debajo del especificado.
• descargar. El control es similar a la carga. la descarga termina cuando el voltaje o la corriente disminuyen por debajo del valor especificado.

La calibración de las mediciones de corriente durante la carga y descarga se realiza mediante resistencias de ajuste de acuerdo con las lecturas de un amperímetro estándar. La calibración del voltímetro se realiza de la misma forma. Para flashear el microcontrolador, la placa tiene un conector ISP.

Esta versión del dispositivo es bastante adecuada para su uso, pero se puede mejorar mucho. La placa se puede hacer más compacta, los soportes para baterías se pueden colocar directamente sobre ella. Quizás haya otra versión del dispositivo si hay interés en ella. Puede expresar este interés dándole Me gusta en cualquier red social haciendo clic en el botón debajo del artículo. Cuanto mayor sea el interés, mayor será el incentivo para trabajar en este proyecto, se complementará la información.

Con deseos, adiciones y aclaraciones, son bienvenidos en los comentarios.

PCB: próximamente
firmware: próximamente

Versión "popular" de carga casi universal en Aliexpress: Lii-100.

Una pequeña modificación del cargador universal que permite configurar la corriente de descarga. Inicialmente, estaba determinado únicamente por la resistencia de la resistencia de carga. Con esta modificación, la corriente se puede ajustar dentro de este valor, es decir La corriente máxima está determinada por la resistencia de carga, pero se puede configurar una más baja.

La modificación se puede realizar mediante montaje en superficie o en un tablero pequeño. Algunas señales cambian junto con él. Entonces, la señal PWM de carga (frecuencia alrededor de 66 kHz) ahora se toma de OC1A, la señal PWM de descarga de OC1B y el sonido de OC2. Para hacer esto, tendrás que cruzar dos resistencias en la placa (yendo a OC1A y OC2) y hacer un descanso del PB0 no utilizado. Los cambios en el diagrama se muestran en amarillo.

Se puede utilizar un amplificador operacional de la misma manera que para medir la corriente en la parte principal del circuito. No teníamos el MCP6002; en su lugar instalamos el TLC2272. El ajuste de la corriente de descarga funciona igual que en el IMAX original. En este caso, no sólo se calentará la resistencia de carga, sino también el interruptor de campo Q1.

Dado que durante todo el tiempo que usamos el dispositivo lo alimentamos exclusivamente desde USB, el firmware está optimizado para un voltaje de salida de no más de 5 voltios, para casi todas las baterías "redondas" esto es suficiente: puede cargar y descargar bancos de litio individuales o dos baterías de níquel conectadas en serie, la corriente máxima: 2 amperios.

Cargador por microprocesador para baterías de plomo-ácido sin mantenimiento.

Arroz. 1 Dispositivo sin tapa.

Plan.

Comentario.

Como al final del artículo nadie ve el enlace al hilo del foro sobre este tema, coloco este enlace en la parte superior. Es decir, si tienes dudas o sugerencias sobre este tema, entonces debes acudir a nuestro foro. O escriba a la dirección de correo electrónico indicada al final de la página.

Introducción.

Después de la publicación de dos artículos en nuestra web sobre UPS y necesidades, muchas veces nos hemos encontrado con el problema de cargar y probar baterías de plomo ácido sin mantenimiento (también conocidas como baterías de plomo ácido o, simplemente, baterías de UPS). Al momento de escribir este artículo, el autor ya tenía experiencia en la creación y operación de un cargador "automático" hecho a partir de una fuente de alimentación ATX de computadora (a su vez ensamblada en un controlador PWM) durante dos años. Aquí está la documentación de y su análogo.

¿Cuál es la automatización más simple?

Bueno, comencemos con la definición. En la mayoría de los circuitos de los cargadores "automáticos" más simples que se encuentran en Internet, la automatización significaba limitar la corriente de carga (generalmente alrededor de 1-2 A) a un cierto umbral de voltaje (generalmente alrededor de 13,8-14,5 V) y luego cambiar a estabilización de voltaje.

Arroz. 2 Diagrama de bloques del TL494.

La medición de voltaje se realiza a través de un divisor de voltaje conectado a la 1ª y 2ª pata, y un limitador de corriente apagando los interruptores de salida del microcircuito mediante el suministro de +5V a la 4ª pata. De otra manera, tomamos una fuente de alimentación ATX o su analógica, creamos un circuito de medición de corriente a partir de una resistencia de 1 Ohm 5W y un optoacoplador, conectamos las salidas del optoacoplador a la retroalimentación de corriente (cuarta pata), organizamos un divisor de voltaje (para la primera y 2. patas) para limitar el voltaje de salida y, finalmente, organizamos el suministro de energía para el ventilador; eso es todo el trabajo. Para mayor claridad, daré un diagrama de conversión para .
Si la copia de mi circuito de alimentación es diferente a la suya, entonces con 28 circuitos de alimentación ATX diferentes ensamblados y sus análogos.
El análogo más cercano del circuito para mi fuente de alimentación está aquí.
Si hay diagramas de suministro de energía para diferentes automóviles, pero el que necesita, como siempre, no está disponible, tendrá que copiar el diagrama usted mismo. La falta de unificación se debe al hecho de que las fuentes de alimentación baratas se ensamblan "en la rodilla", según el principio tal como está, incluido.
Pero volvamos a nuestras fuentes de alimentación: lamentablemente, una solución tan sencilla y bonita tiene una serie de deficiencias tecnológicas. Como se escribió en un sitio con un tema similar: "Existe tal ciencia: la QUÍMICA. Y todo lo que sucede en las baterías obedece las leyes de la química. Todos los "consejos inteligentes de personas experimentadas" que no se aplican a la química son perjudiciales para definición” (C) adoptar-zu-soroka.
Por mi parte, me gustaría agregar que la batería se encuentra en la intersección de FÍSICA y QUÍMICA, es decir, además de los procesos químicos, existe una convención de solución de masa activa, secado de placas y calentamiento, que se analizan en física.

¿Qué significa esto en relación con nuestra carga "automática" más simple?
1) Una "pequeña recarga" constante que mantiene el voltaje umbral (en modo de estabilización de voltaje) seca las baterías (el agua se evapora de ellas, lo que es relativamente difícil de agregar a las baterías sin mantenimiento), lo que a su vez reduce en gran medida la vida útil de la batería. . Especialmente si se deja recargar la batería todas las noches.
2) Cargar con una corriente grande y no pulsante al comienzo de la carga (especialmente con baterías muy descargadas) reduce en gran medida la vida útil restante de la batería (número restante de ciclos de carga/descarga) y, en algunos casos, la batería no tarda un cargar sin cargar.
3) La carga con corriente continua sin pulsaciones, en décimas de hercio, aumenta la sulfatación e impide un uso más completo de los químicos, porque no permite pausas para igualar la densidad de la solución de masa activa.
4) El punto 3 también se aplica a la descarga de entrenamiento, que simplemente no se implementa en la carga "automática" más simple, y en la mayoría de las cargas caseras basadas en microprocesadores no está completamente controlada.
5) La ECR de una batería se mide a una frecuencia relativamente alta, por lo que para medir la ECR es deseable tener un circuito de descarga de prueba con una corriente relativamente alta y un ciclo de trabajo bajo, es decir, tener conectada una unidad de prueba sin condensadores de filtro.

En resumen: para un solo uso, las cargas "automáticas" más simples son bastante adecuadas, pero con una carga constante (todos los días) de la misma batería, el uso de las cargas más simples reduce en gran medida la vida útil de la batería que se está cargando. Y en su mayor parte no cuentan con herramientas de diagnóstico en absoluto, ya que con tal implementación el único método de diagnóstico es verificar con una lámpara de DESCARGA de corriente continua de 12V 75W. Pero basándose en el resultado de dicha prueba, sólo se puede estimar aproximadamente el porcentaje de carga y es casi imposible determinar la capacidad restante de la batería (la capacidad se puede inferir indirectamente del valor ECR). Una mirada más cercana a su software reveló una falta casi total de autodiagnóstico en los dispositivos caseros.
Saliendo del tema, diré que al configurar mi dispositivo, registré casos de corrupción parcial de algunos bytes de firmware en el microcontrolador, es decir. durante la programación, pasó la verificación, pero al día siguiente el firmware falló y si mi sistema no tenía una unidad de autocontrol para la integridad del firmware, el sistema podría comportarse de manera inapropiada (o posiblemente arruinar la batería).

¿Cómo podemos mejorar la situación?

Cree un circuito para medir corrientes (corriente de carga y corriente de descarga) y voltaje en modo normal y de medición, que en conjunto permitirán calcular la cantidad de energía transferida en ambas direcciones y asignar la carga a un algoritmo COMPETENTEMENTE compuesto que alterna carga/ descarga y duración del ciclo (es decir, algoritmo compilado teniendo en cuenta la estructura física y química de este tipo de batería). Es cierto que aquí es necesario aclarar que un algoritmo bien diseñado se elabora de acuerdo con los datos disponibles y para una situación específica determinada, y si los datos o la situación inicial cambian, el algoritmo debe ajustarse.

Vayamos a la pregunta:
"¿Qué quería el usuario?"

No sé otros, pero la mayoría de mis usuarios necesitan un cargador con controles simples que puedan usarse:
1) Para cargar baterías de plomo-ácido sin mantenimiento, voltaje de 12 V y capacidad de 12 V 3,3 Ah a 12 V 18 Ah. La descripción se contrae en "explicaciones":

En este caso, este diseño debe proporcionar:
1) Función de autodiagnóstico de las unidades principales del dispositivo e indicación sonora de situaciones de emergencia como: inversión de polaridad de terminales, conexión de la batería a un voltaje incorrecto, desconexión repentina de la batería durante la carga/descarga, cortocircuito del circuito de salida, etc. .
2) Función de actualización de firmware sin programador externo (sin abrir la carcasa del dispositivo).
3) Memoria del último modo activo y, en caso de corte de energía y reinicio, retorno automático al funcionamiento interrumpido.
4) Precisión suficiente del sistema de medición, cuya necesidad viene dictada por la física y química del proceso.

Arroz. 3 Dependencia de la vida útil de la tensión en modo StendBy.

Los detalles sobre la cuestión de la "precisión suficiente del sistema de medición" se resumen en "explicaciones".

Según GOST 825-73 "Baterías de plomo para instalaciones estacionarias", la tensión nominal de una batería estacionaria de plomo de cualquier capacidad se considera 2V. Este es el voltaje más bajo permitido en los terminales de una batería completamente cargada durante la primera hora de descarga en modo de diez horas con una densidad de solución de ácido clorhídrico de 1205 ± 5 kg/m3 y una temperatura de solución de +25 ° C. El voltaje máximo al que se permite descargar las baterías a una temperatura de solución de +25 ° C es: para modos de descarga, no menos de tres horas = 1,8 V, y para modos más cortos (incluidos 15 minutos) = 1,75 V (es decir es decir, hasta 10,8 V en una batería de 12 V, medida bajo carga o no inferior a 12 V sin carga).
Pero en la documentación de una de las baterías (ver), estos parámetros son ligeramente diferentes. Hasta 10,8 V en una batería de 12 V con corrientes de 0,16 C o menos (de 5 horas de descarga a 18 horas de descarga) y hasta 9,3 V en una batería de 12 V con corrientes de 1 C a 3 C (de 8 minutos de descarga a 43 minutos de descarga) . Es cierto, con una advertencia: con tales corrientes, la batería durará 260 ciclos de carga/descarga o 5 años en modo StendBy.
Lo mismo, pero a pequeña escala (pero con explicaciones) se presenta en la documentación de la batería.
En la figura se muestra un gráfico de la dependencia de la duración de la batería del voltaje de recarga constante en el modo StendBy. 3.
Los límites de voltaje especificados a los que se pueden descargar las baterías se establecieron empíricamente. Se seleccionan de tal manera que no toda la masa activa se convierta en sulfato de plomo durante la descarga, ya que esto provocaría una sulfatación excesiva de las placas.
Es decir, podemos concluir que no se puede descargar por debajo del límite permitido y no se puede recargar por encima de la clasificación especificada; en este caso, se trabaja solo con la "masa activa" y la destrucción de las placas en el primer caso y la ebullición del La solución en el segundo no está permitida.

Desventajas de los diseños encontrados en Internet.

Vamos a Internet y encontramos varias docenas de cargadores de microprocesadores ya preparados. Como dicen, la tarea está al nivel de un club escolar de bricolaje, por lo que casi todos los radioaficionados comienzan su creatividad con la "invención" de la carga con medios improvisados. Pero, lamentablemente, la calidad del resultado no supera el nivel del club escolar... Miramos la descripción de los dispositivos y sus esquemas y en algunos de ellos encontramos cosas no muy agradables:
1) Ni siquiera se mencionan las precauciones de seguridad al trabajar con baterías y una red de ~220V.
2) Falta de ajuste preciso del sistema de medición (tensión y corriente medidas). Como se indicó anteriormente, exceder o subestimar los parámetros puede provocar la destrucción de las placas o la ebullición de la solución.
3) Uso de costosos sensores de corriente. Permítanme recordarles que un sensor de corriente basado en el efecto Hall más una pantalla son más caros que todo el sistema en conjunto. Teniendo en cuenta que, según la química y las dimensiones de las baterías utilizadas (permítanme recordarles, mi usuario quería de 3,3 a 18 Ah), no tendremos que medir más que unos pocos amperios. Y sobre la pantalla está escrito en el párrafo 4.
4) La presencia de un montón de LED, botones y una pantalla costosa en el cuerpo del dispositivo. ¿Alguna vez ha intentado meterse en las profundidades de un gabinete de servidor y mirar lo que está escrito en una pantalla del tamaño de una caja de cerillas a una distancia de 1 m? Y sin configurar el modo a través de los botones de navegación (verificando las inscripciones en la pantalla), los diseños encontrados no funcionan. ¿Debo instalar una pantalla más grande y moverla junto con los botones del primer cable? Y una vez que lo sacas, ya son dos dispositivos diferentes: una carga separada y una pantalla separada.
5) Alimentación del ventilador del sistema a partir de la tensión de carga. Es decir, ya sea desde 16V (ver punto 5) y al mismo tiempo bloquear la parte reductora o alimentar directamente de la tensión en los terminales (donde tenemos de 9V a 14V en lugar de los 12V estándar).
6) Crear su propio circuito de estabilización de voltaje de pulso desde la entrada de 16V. Es decir, la historia va sobre el tema, creemos otro PWM adicional (uno ya está en la fuente de alimentación), pero en la parte de bajo voltaje, lo que aumentará las dimensiones del circuito, requerirá interruptores de alimentación adicionales en los radiadores y reducir la eficiencia del sistema en su conjunto.
7) Algoritmo de descarga sin control de corriente de descarga. Y en la mayoría de los casos, sin elementos para medirla (no me refiero a la corriente total, que se mide en casi todas partes, sino a la corriente de descarga).
8) La necesidad de rebobinar el transformador de potencia (a continuación se detallan 3 métodos de desmontaje y rebobinado). Por supuesto, esto dará un aumento en la corriente, pero ¿necesitamos este aumento? Con devanados estándar, el transformador puede proporcionar 3-5A, de los cuales en este diseño usamos un máximo de 1-2A (14V*2A=28W) y no necesitamos 15A para nuestra especificación técnica (14.8V*15A=217W ).

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Método 1 = Desoldar el transformador, quitar con cuidado la pegatina con la inscripción y desenrollar la cinta amarilla, calentarla en el horno a 150 grados durante 15 minutos y aflojar el núcleo manualmente con guantes.

Arroz. 4 Después de aflojar.
Fuente de alimentación SL-Lite

Método 2 = Soldar el transformador, quitar con cuidado la pegatina con la inscripción y desenrollar la cinta amarilla, soplar la ferrita con un secador de pelo de una estación de soldadura o un secador de pelo por todos lados durante un par de minutos. Las mitades comienzan a moverse entre sí, simplemente sepárelas. El carrete en sí se puede quitar fácilmente, lo cual resulta muy conveniente al enrollar.

Arroz. 5 El proceso de soplar con secador de pelo.
Foto de DenGess del tema SL-Lite BP

Método 3 = Soldar el transformador, quitar con cuidado la pegatina con la inscripción y desenrollar la cinta amarilla, hervir el transformador en agua durante 10 minutos.

Arroz. 6 ¿Todavía cocinas transformadores en teteras?
Foto de DenGess del tema SL-Lite BP

Creando tu propio sistema.

Bueno, dado que no existen desarrollos adecuados ya preparados, intentaremos describir el procedimiento para fabricar dicho sistema independientemente de lo que teníamos a mano: "Te moldeé a partir de lo que tenía" (C) no es mío.
Aunque se escribió anteriormente que esta es una tarea que puede hacer usted mismo a nivel de club escolar, su implementación implica fuentes de alimentación conmutadas de alto voltaje, por lo tanto, si no las ha desarrollado antes, entonces es mejor comenzar a entrenar en algo. de lo contrario, menos saturada de energía, más bajo voltaje y, como resultado, menos peligroso... Además, las baterías, si se usan incorrectamente, no son seguras en sí mismas y las salas de baterías en todas las instalaciones de producción están clasificadas como clase "A". - como extremadamente peligroso para el fuego.
Bueno, como siempre, un descargo de responsabilidad. Mencioné anteriormente sobre la posibilidad de incendio y descarga eléctrica debido a la violación de las reglas de operación y un montaje de mala calidad. Y me refiero ahora a la posibilidad de que se produzcan daños químicos en el contenido de la batería como consecuencia de un cortocircuito en sus terminales y una rotura térmica de la carcasa. Es por eso Todos los experimentos con baterías y cargadores caseros los realiza bajo su propia responsabilidad y riesgo, siendo plenamente responsable de las posibles consecuencias.
Bueno, nuestro PUE favorito... El suministro de energía se realiza desde una red de corriente alterna 50Hz, 220V de acuerdo con las “Reglas de Instalación Eléctrica”. Para garantizar la seguridad de las personas, los equipos eléctricos deben estar conectados a tierra de manera confiable de acuerdo con los requisitos del PUE y los requisitos del pasaporte para equipos eléctricos. La habitación en la que se encuentra el equipo debe estar equipada con un circuito: un bus de conexión a tierra de protección, al que se conectan las carcasas de todos los dispositivos a través de una red de enchufes. Para conectar los conductores de tierra al bus se deben insertar tornillos M8. El circuito: el bus de puesta a tierra de protección debe estar conectado a un dispositivo de puesta a tierra. El valor de conexión a tierra no debe ser superior a 4 ohmios. La conexión a tierra en interiores debe cumplir con GOST 12.1.030-81. La creación de la conexión a tierra y el cumplimiento de sus normas corre a cargo del usuario.
Si los párrafos anteriores no le asustaron (está de acuerdo con ellos) y leyó en Internet sobre las precauciones de seguridad al trabajar con baterías y la teoría de los primeros auxilios en caso de quemaduras químicas y descargas eléctricas, y también se abasteció de un extintor de incendios para extinguir incendios de clase “E” (permite extinguir equipos bajo tensión) y haber completado todas las medidas para mejorar la seguridad, luego procederemos directamente a convertir la fuente de alimentación en carga del microprocesador.
Y quiero notar Lo que es peligroso (si no se siguen las precauciones de seguridad) en esta aplicación son las baterías y el voltaje de la red ~220V. Y la fuente de alimentación que se está transformando es poco inflamable (es decir, no soporta la combustión y prácticamente no arde a menos que se queme desde el exterior con un soplete...) y no contiene sustancias químicamente activas (ácidos).
Conclusión: Estos comentarios se aplican a casi todos los cargadores que cargan baterías y se alimentan de una red de ~220 V. Por tanto, si los autores de otros cargadores caseros no advierten sobre las "propiedades secundarias" de su dispositivo y las sutilezas de su funcionamiento, esto no significa en absoluto que estas propiedades y sutilezas no estén presentes en ellos.
Aunque este artículo está dirigido a usuarios relativamente experimentados que poseen un soldador durante varios años, a continuación describiré todo con gran detalle y paso a paso, como para principiantes. Este enfoque le permitirá controlar completamente el montaje y no olvidarse de comprobar ninguno de los bloques. Aquellos. El proceso de fabricación y montaje de cada bloque de mi se describirá a continuación.

Arroz. 7 Diagrama de bloques del dispositivo “en los dedos”.

Una descripción detallada del diagrama de bloques se reduce en "explicaciones".

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Y como decidimos explicarlo con los dedos, este dispositivo se puede comparar claramente con el sistema de plomería que se muestra en la Fig. 7 (los flujos de energía en él están animados a continuación en el texto). Y para completar la analogía, el grifo superior izquierdo representa el control de un controlador PWM. El tanque azul izquierdo es un condensador de filtro después del puente rectificador, dos tanques verdes conectados por un pequeño tubo son una batería y el tubo, a su vez, representa la resistencia interna de la batería. Los grifos debajo del tanque son dos relés para desconectar la batería de la estación de carga/descarga y desconectarla de los sistemas de prueba. El grifo superior derecho son dos lámparas de DESCARGA de prueba de 12V 50W encendidas en PWM controladas desde el procesador central. El grifo inferior derecho es un sistema estándar de descarga de corriente estabilizada que consta de 8 bombillas de DESCARGA a 13,8 V 0,16 A controladas por un controlador PWM.

Preguntas estándar según el diagrama de bloques:
- ¿Por qué dos PWM por descarga?
- ¿Es posible tener menos bombillas? ¿Puedo reemplazarlos con una bombilla?
- ¿Quizás en lugar de bombillas poner una resistencia y un LED?
- Bueno, todo esto está claro, pero ¿por qué dos relés de conmutación en lugar de uno?

Y las respuestas a ellas:
- Necesita un ciclo de trabajo bajo para una corriente de descarga baja y un ciclo de trabajo muy alto para una corriente de prueba. Si instala un controlador, entonces esta condición no se cumple, porque obtenemos exactamente lo contrario, además el condensador se interpone en el camino: el tanque azul según el diagrama.
- A las bombillas realmente no les gusta el momento de encenderse con una bobina fría a pleno voltaje, por lo que se redujo el voltaje y la corriente instalando varias bombillas.
- Las bombillas, a diferencia de las resistencias, tienen la propiedad de estabilizar la corriente, si se asigna esta función al controlador, éste regulará la corriente por ciclo de trabajo, y necesitamos un ciclo de trabajo pequeño y preferiblemente constante en un rango de voltaje determinado. .
- ¡Se instalan dos relés de conmutación en lugar de un relé de conmutación PARA CONFIABILIDAD! Durante las pruebas, hubo casos de apertura espontánea del interruptor de encendido del controlador PWM debido a interferencias electromagnéticas en los cables del cuerpo del dispositivo.

Encontrar una fuente de alimentación adecuada.

Nos encontramos con una fuente de alimentación ATX para ordenador en funcionamiento, preferiblemente con radiadores en forma de “T”. La forma más sencilla es buscar con amigos o visitar la empresa de reparación de computadoras más cercana y comprar varias fuentes de alimentación agotadas por 1 dólar el par.
Cómo elegir el correcto en función de las características externas se resume en las “explicaciones”.

"Haz clic en este texto para ampliar explicaciones"

Cómo elegir el correcto: Los radiadores en forma de “T” son visibles a través de las ranuras, y se puede distinguir la fuente de alimentación de su versión más moderna (por ejemplo, que es más compleja y menos adecuada para reelaborar) por el tamaño de la microcircuito y la presencia de un segundo microcircuito o transistores en el secundario. Es decir, si en el secundario se pueden ver dos microcircuitos o un montón de transistores, entonces definitivamente no se trata del GS6105, sino de su análogo. Por ejemplo, es una versión recortada en cuanto a protección contra el exceso de tensión de entrada, pero a la vez es totalmente compatible en cuanto a patas. Si puede elegir entre varias fuentes de alimentación dañadas, puede determinar cuál es reparable sin abrir la carcasa midiendo ohmios en el conector del cable de alimentación de ~220 V. O hay ohmios en la entrada o hay infinito (el fusible de entrada está roto). Si el fusible de entrada está roto, es mejor dejar dicha unidad (la reparación del primario es larga, difícil y tediosa). Y, después de haber medido los ohmios entre tierra y el bus +5, vemos la carga del capacitor o una resistencia de aproximadamente 1 a 20 ohmios. Si se detectan entre 1 y 20 ohmios en lugar de carga, entonces el diodo del bus de +5 V se ha fusionado en la tuerca. Si el fusible de entrada no se funde, lo más probable es que la fuente de alimentación tenga protección (pero la conclusión principal es que tienes suerte y esta instancia la tiene). Y como no necesitamos un diodo en un circuito de 5 voltios para nuestro diseño, en el 95% de los casos dicha fuente de alimentación se puede restablecer (para comprobar "el arranque sin carga" reemplazándola por dos normales), y luego rehecho.
Por cierto, se ha observado que no todas las fuentes de alimentación arrancan sin carga. Por lo tanto, si el ventilador de la fuente de alimentación está roto (y especialmente si, además del ventilador, los condensadores del secundario se han secado), entonces un intento de encenderlo cerrando PW_On puede no conducir al resultado deseado. y por esta razón la fuente de alimentación puede registrarse como muerta.
¡¡¡Atención!!! Si el interruptor de servicio en la fuente de alimentación no funciona (+5vSb), los condensadores de entrada después del puente se cargan hasta 400 V y pueden permanecer cargados durante mucho tiempo incluso después de desconectar la fuente de alimentación de la red.
Me encontré con una fuente de alimentación con un circuito que recuerda vagamente al circuito de este manual.
Pero si tiene uno diferente, le adjunto un archivo con 28 circuitos de fuente de alimentación ATX ensamblados y sus análogos.
Bueno, entonces es necesario verificar la fuente de alimentación con una carga pequeña (yo uso dos discos duros, dinosaurios de 25 MB cada uno), y si no funciona, repararla, busque más información sobre la reparación de fuentes de alimentación en Internet. .

Etapa preparatoria
(montaje de la pieza analógica).

La etapa preparatoria incluye verificar la fuente de alimentación, configurar la retroalimentación del amplificador operacional y ensamblar el circuito de descarga.

Arroz. Pieza de 8 bits en funcionamiento.

Los detalles sobre este elemento se resumen en “explicaciones”.

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Arroz. 9 Rejilla para hielera.

1) Asegúrese de que la fuente de alimentación se encienda y dé +5 y +12 (con una extensión de +/-1V). Para encender el cable PW_On (normalmente es un cable verde ubicado entre dos negros en un enchufe ATX), debe cerrarlo con un clip a uno de los negros (tierra). Si la fuente de alimentación no funciona o el refrigerador no gira bien, entonces reparamos la fuente de alimentación y lubricamos el refrigerador (si incluso después de la lubricación no gira bien, cambiamos el refrigerador). Si la rejilla del enfriador está hecha en forma de hendiduras en el cuerpo de la unidad, para mejorar el flujo de aire y reducir el ruido, es recomendable cortarla con unos alicates y reemplazarla con una rejilla externa estándar para el enfriador.

Arroz. 10 Después de instalar la pantalla.

Arroz. 11 Transformador y estabilizador del ventilador. +/-5V.

¡¡¡Atención!!! La fuente de alimentación de la computadora no se puede encender sin carga, por lo que es necesario cargarla con algo. Como opción, conecte un disco duro medio muerto (con mecánica giratoria, uso dos discos duros, dinosaurios de 25 MB cada uno) o un par de refrigeradores de +12 V. Un CD-Rom no es adecuado como carga, ya que no proporciona una carga constante.
7) Verificamos la estabilización de los voltajes +5 y -5V y ensamblamos la fuente de alimentación en la caja, mientras que +12/+5/Gnd/-5/-12 y +5 y -5V estabilizados del transformador de potencia instalado deben ser eliminado del caso. La bombilla de ~220V 200W no debe arder ni brillar.
8) Montamos el circuito del amplificador operacional a . Basándonos en nuestros conocimientos de ingeniería eléctrica (como parte de un curso de física escolar), ensamblamos divisores de prueba a partir de una resistencia constante que alimenta un diodo (en los diodos convencionales la caída de voltaje es de aproximadamente 0,56 V), al que está conectada una resistencia variable. Al girar la resistencia variable obtenemos un voltaje de +0,100 V, y en el segundo brazo similar el voltaje es -0,100 V. Haré una reserva aparte de que el probador debe cambiarse a una escala de milivoltios; si su probador tiene una escala de solo 20 V o su clase de precisión es peor que 0,5, entonces estamos buscando un probador normal.
9) Aplicamos los +0,100V y -0,100V resultantes alternativamente a la entrada del circuito de corriente ensamblado y seleccionamos resistencias de retroalimentación, configurando así la parte de medición para medir corrientes. Nuestra tarea es lograr un voltaje de 1.250V en la salida del amplificador operacional del molinete. Para el circuito de carga se utiliza +0,100 V y para el circuito de descarga, -0,100 V. Haré una reserva aparte de que el probador debe cambiarse a una escala 2B (pero no superior a 3B). Si su probador no tiene dicha escala o su clase de precisión es peor que 0,5, entonces estamos buscando Un probador normal.
10) Usando otro divisor, obtenemos 6000 V, lo aplicamos a la entrada del circuito de medición de voltaje ensamblado y ajustamos el voltaje en su salida a 1000 V. Para aquellos que no poseen un probador, haré una reserva de que es necesario medir lo más cerca posible, es decir, 1000 V se miden en una escala de 2 V (pero no más de 3 V) y 6000 V en una La escala mayor es de aproximadamente 10 V (pero no superior a la escala de 20 V).
11) Junto al circuito del amplificador operacional, se implementó una alarma sonora para indicar un encendido erróneo (inversión de polaridad) de los terminales de la batería en el zumbador integrado 1212FXP o su análogo (por cierto, si alguien tiene un escudo de datos para el 1212FXP o su análogo, por favor enviarlo). Al realizar la conexión, es necesario observar la polaridad del timbre y el diodo de bloqueo en caso de que se detecte un cortocircuito en el timbre, hay una resistencia protectora limitadora de corriente en el circuito. Después del montaje, es recomendable comprobar el timbre. Para probar, utilicé una batería Krona de 9V. Antes del experimento, es recomendable desconectar la fuente de alimentación de la red.
12) Montamos un circuito de descarga y lo configuramos para un consumo de corriente de aproximadamente 0,5A (la carga debe seleccionarse en función de una descarga de 10 horas para su batería, mientras que la corriente será de aproximadamente 0,1C, consulte la documentación de su batería para más detalles, allí en el gráfico una de las corrientes de descarga da 10Hr). Para aquellos que no conocen la terminología, “C” es la capacidad de la batería y para una batería de 7,2 Ah 0,1*C=0,72A. Mi esquema de conexión de carga no es del todo estándar, pero como estamos haciendo un estabilizador de corriente (y no una fuente de alimentación PWM reductora), que debería funcionar en casi cualquier valor del voltaje de entrada, se decidió instalar el interruptor en el lado tierra (que es típico de Step-Up y no Step-Down), con esta conexión lo abrimos con un voltaje que no depende del voltaje en los terminales de entrada. Es cierto que en este caso se obtiene tensión alterna en la carga (bombilla de DESCARGA), pero las bombillas no son polares, y este circuito resuelve la función principal (descarga con corriente estabilizada).
¡¡¡Atención!!! El circuito de control Mosfet debe contener un diodo normal de alta velocidad. No es un diodo Schottky y no es necesario conectar ambos diodos en el caso BAV70, conecte solo uno de ellos.

Arroz. 12 Ocho bombillas.

Para que el dispositivo sea compacto, en lugar de una bombilla de DESCARGA automotriz de 12 V 1 A, instalé 8 bombillas de DESCARGA de 13,8 V 0,16 A dentro del dispositivo (directamente en el ventilador para eliminar el calor que generan). Esta solución permite eliminar la unidad de descarga externa y colocar todas las unidades en la caja de alimentación estándar. Utilicé un diodo de polaridad inversa extraído de la línea de 12 V, generalmente un análogo del SR1040 (consulte las instrucciones para toda la serie).
Para aquellos que no lo adivinaron, la parte de la broca se enciende cerrando el transistor, es decir, poniendo en cortocircuito el pin de control a tierra (conexión a tierra a través de la resistencia de la base del transistor).
La bombilla de ~220V 200W en el circuito de entrada debe brillar ligeramente durante los experimentos con la descarga encendida.
¡¡¡Atención!!! La fuente de alimentación de la computadora no se puede encender sin soplar los radiadores, así que ¡¡¡no la encienda sin la tapa!!!

Instalación en la carcasa y reconexión del transformador.

Arroz. 13 Condensadores de filtro.

Este párrafo analiza la conexión de un transformador utilizando un nuevo circuito, retroalimentación y filtrado de ruido. También analiza la necesidad de rebobinar el transformador y sostiene que habrá suficiente corriente sin rebobinar. Los detalles sobre este elemento se resumen en “explicaciones”.

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1) Desoldamos todo lo sobrante en el secundario, luego desoldamos el “tronco” y lo conectamos a la parte central, añadiendo condensadores. Elija condensadores cerámicos de alta calidad diseñados para corrientes relativamente altas. Esta decisión se debe al hecho de que los condensadores LowECR 105C con voltajes superiores a 16 V son difíciles de obtener, por lo que los reemplazamos en pares: un electrolito normal y cerámica de alta calidad. Como cerámica utilicé condensadores de tereftalato de polietileno del tipo 1 μF a 250 V.
En este caso combinamos los devanados de las líneas de +5V y +12V, obteniendo un +16V pero con la corriente de la línea más pequeña. Los chinos suelen tener escrito tilo en la carcasa de la fuente de alimentación y debemos partir del tamaño real del transformador de potencia. Para un transformador de 250W (no confundir con el tilo que lo llama 450W en la etiqueta), podemos quitar corriente hasta 20A del bus de +5V, y hasta 6A del bus de +12V. Aquellos. obtenemos corriente hasta 5A.

Arroz. 14 Linden 450W (izquierda), 170W (centro) y 300W (derecha).

Sí, por supuesto, puede rebobinar el transformador (el método de rebobinado y las fotografías se describieron arriba)... Esto, por supuesto, dará un aumento en la corriente, bueno, digamos hasta 15 A (para un transformador de 250 W), pero ¿necesitamos? este aumento? Con devanados estándar, un transformador puede proporcionar 3-5A (para transformadores de 100-250W), de los cuales en este diseño usamos un máximo de 1-2A (14V*2A=28W) y no necesitamos 15A para nuestra instalación técnica. especificación (14,8 V*15 A = 217 W).
Por lo tanto, instalé diodos comunes de 3 amperios, pero si realmente desea lograr corrientes altas, elija entre diodos Schottky de 100 V. Pues por ejemplo, de la serie (ver instrucciones de toda la serie) y colocarlos sobre el radiador.
2) Una vez más, miramos el diagrama de bloques (que se muestra en la Fig. 2) y suprimimos la retroalimentación actual (en el tramo 16), luego retiramos el interruptor (en el tramo 4) y lo reemplazamos por el nuestro en 2 optoacopladores, agregamos una resistencia de ajuste de 1kOhm 2W a la salida y se enciende sin retroalimentación. La generación no debe fallar (la bombilla de ~220 V y 200 W no debe arder ni brillar), y la resistencia debe ser de aproximadamente 36 V, mientras que el generador debe hacer un "clic" característico (emitir sonidos muy silenciosos como los de un grillo).
Si no hay nada en la salida, lo más probable es que tenga +5 V en el cuarto tramo y deba conectarlo a tierra (verifique la resistencia a tierra de 10 kOhm). Si el voltaje aparece en la salida solo cuando se enciende y luego desaparece, significa que la retroalimentación de corriente estándar se hace sentir en el tramo 16.
3) Establecemos retroalimentación de voltaje, seleccionamos un divisor para que la salida sea correctamente 2.275V*6=13.65V, y según los malos consejos de personas "experimentadas" que no "encajan" con GOST 825-73, es igual a 2.450V*6=14,7 B (que, según el mismo GOST 825-73, reduce la duración de la batería 4 veces, hasta un 25%, consulte el gráfico de la dependencia de la duración de la batería del voltaje de recarga constante en StendBy modo, que se muestra en la Fig. 3 arriba). La bombilla de ~220V 200W no debe arder ni brillar. Luego desoldamos la resistencia de 1kOhm 2W, soldada para ajustar desde la salida del convertidor, lo que lleva a que la frecuencia de los “ciclos” (los sonidos producidos) baje tres veces.
4) Instale el circuito de descarga y las bombillas en el refrigerador. Encendemos el sistema. El transformador de potencia debería “silbar” de manera característica y la bombilla de ~220V 200W debería comenzar a arder. No experimentamos sin tapa durante mucho tiempo, porque... Sin tapa, el radiador primario, privado de flujo de aire, comienza a calentarse notablemente. Prestamos especial atención a la calidad y correcta ejecución de los circuitos actuales (están marcados en negrita en el punto l.2 del diagrama). Para cada uno de ellos, utilicé un cable flexible doble al enchufe ATX soldado en el párrafo anterior.
5) Conectamos la parte actual para apagar los interruptores de salida y usamos el circuito de descarga para verificar la polaridad correcta conexión... Es decir, en el detector de corriente (aquel contra el que pesa el LED) un voltaje positivo de aproximadamente + 0,625 Se debe obtener V.
6) Si todo salió bien en el paso 5, entonces conectamos una bombilla de 12V 1,5A a la salida y usamos una resistencia variable cerca del LED para limitar la corriente a 1A (el voltaje a través de la resistencia variable es de aproximadamente +1,25V).
7) Realizamos cables de conexión a la batería. Para hacer esto, tomé 3 cables naranjas y 3 negros desde el pigtail al enchufe ATX soldados en el paso anterior. Giramos 3 cables en una coleta y soldamos los terminales de batería estándar para girarlos en un lado. Por otro lado, dos de los tres cables del pigtail están conectados a circuitos de corriente y el extremo restante está conectado a medición de voltaje. Por estética, colocamos carcasas termorretráctiles en los terminales.
8) Bueno, ahora tenemos un cargador "automático" hecho a partir de una fuente de alimentación ATX de computadora, cuya automaticidad significa limitar la corriente de carga (lo configuramos en 1A), y cuando se alcanza un cierto voltaje umbral (lo configuramos en 13,8 V), la transición a la estabilización de voltaje. Y tras añadir la parte digital, recibiremos un cargador con microprocesador para baterías de plomo-ácido sin mantenimiento.

Montaje de la pieza digital.

Este párrafo describe la conexión del microprocesador, relés, botones, piezas RS232, etc. Los detalles sobre el montaje de la pieza digital se incluyen en "explicaciones".

"Haz clic en este texto para ampliar explicaciones"

1) ¡¡¡Atención!!! ¡El microprocesador ATMega8 (también hay opciones de firmware para ATMega48 y ATMega88) está instalado en el zócalo solo en el punto 6! Todas las pruebas se llevan a cabo sin el microprocesador.
2) Montamos un circuito para encender el relé. Como relé se eligió un relé de 12V con una corriente de conmutación de 10A, aunque si lo comparas con un arrancador de tamaño 3, puedes llegar a la conclusión de que los amperios que hay son chinos (igual de pequeños). Luego mostramos un LED en el panel frontal de la caja indicando la conexión a la batería (indicando que el relé está encendido). No necesito ningún otro medio de indicación; de todos modos, incluso este LED, cuando se usa en un gabinete, no será visible.
3) Montamos el circuito del teclado, lo fijamos al panel frontal, y debajo de él en el estuche colocamos el botón Reset para que se pueda presionar con una cerilla a través de la ranura de entrada de aire.

Arroz. 15 botones del teclado y debajo de ellos el botón Restablecer.

4) Montamos la parte RS232 y la conectamos al pin de campana +5Sb mediante un fusible (este es necesario para alimentar el módulo de control externo). Cierre temporalmente los pines RX y TX del zócalo del microprocesador, abra HyperTerminal y verifique la funcionalidad de la parte RS232.
5) Conectamos los extremos al DAC, comprobamos los diodos limitadores, los soldamos y comprobamos que cortan el voltaje negativo durante la descarga. Utilicé diodos Schottky de bajo voltaje como diodos limitadores.
6) Si todas las comprobaciones fueron exitosas, instale el procesador y actualícelo.

Arroz. 16 Colocación de la placa en la caja.

Técnica de firmware y bits de fusibles.

¿Qué necesita ver el usuario en el nivel superior?

  Un usuario en los modos de descarga/carga (hablaremos de los modos de servicio y prueba por separado) quisiera saber sobre el estado actual del proceso (y el proceso se caracteriza por corrientes y voltajes promedio) con datos actualizados al menos una vez cada 5 segundos.
Y me gustaría conocer datos sobre los flujos de energía y los datos del proceso actual (corriente total fluyeda o drenada) para construir un gráfico. El gráfico no está en unidades relativas, por lo que los datos se necesitan estrictamente 1 vez por minuto (preferiblemente con gran precisión).

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Con base en los requisitos de informes minuciosos del dispositivo y teniendo en cuenta que para obtener datos promedio, es muy conveniente que el microprocesador divida por el número 2, hasta cierto punto, por lo que tomamos el número de medidas igual a 2^8 = 256 por minuto.
Si asumimos que los ciclos deben durar aproximadamente 2 segundos (y cada uno consta de al menos 8 series de mediciones), entonces tomemos el número de ciclos igual a 256/8=32
En este caso, obtenemos la duración de un ciclo igual a 60/32 = 1,875 segundos.
Verificar: 1,875 segundos está dentro de la tolerancia de 2 segundos.
En este caso la llegada de conjuntos será cada 60/(32*8)=0,234375 segundos.
Considerando que para generar cada conjunto es necesario tomar una medida y calcular los valores a partir de ella, la necesidad de una interrupción ocurre cada 60/(32*8*2)=0,1171875 segundos... En caso contrario, 512 veces por minuto .
Tenemos 11059200 cuarzos, por lo que seleccionamos la reducción para el primer temporizador para que sea igual a 64 y se incrementará 172800 veces por segundo. Pero no necesitamos 172800 veces, sino 8,53(3) más rápido que 172800/8,53(3)=0x4F1A.
Un ciclo completo tardará 32*8*2*64*20250/11059200, que son exactamente 60 segundos (sin resto)
Verifique: 60 segundos (sin resto) equivalen a la tarea "ciclos exactamente 1 minuto".
Para cambiar el cuarzo en modo automático, escribimos la fórmula para calcular el período del temporizador 0xFFFF-(CLOCKr/64)*60/512.
El ADC del microprocesador tiene un ancho de 10 bits, pero la documentación dice que el error absoluto es ±2 dígitos menos significativos, por lo que aceptamos el ancho del ADC = 8 bits. Tenemos mediciones de 0xFF por minuto para cada canal y tomamos el número máximo de informes de minutos guardados igual a 0xFFFF (durante 45 días). Por tanto, asignamos 4 bytes por canal para corrientes y 5 bytes por canal para potencias. Es recomendable numerar cada paquete y vamos a utilizar el dispositivo durante al menos 24 horas; asignamos dos bytes (NnNn) para los números de paquete.
Todo esto lo empaquetamos en formato texto y no enviamos el byte más bajo, lo que equivale a dividir entre 256 (el sistema mide 256 veces por minuto, los informes duran minutos, por lo que fue necesario dividir la cantidad entre 256)
A continuación, lo empaquetamos todo en un paquete como este:

>N_NnNnXiXiXiYyYyYyWwWwWwWwTtTtTtTt +#11 +#13

Y eso son 37 bytes para paquetes de minutos (exactamente 60 segundos).
Y en cuanto a los datos de descarga/carga actual, que deben proporcionarse al menos una vez cada 5 segundos, tomamos la media aritmética de dos ciclos (2 ciclos * 8 mediciones = 16, que es 2 elevado a cuatro = convenientemente dividido por MK ), empaquetarlos en el mensaje de texto, agregar un byte de estado y entregárselo al usuario cada 2*1,875 = 3,75 segundos (que se ajusta dentro del tiempo especificado al menos una vez cada 5 segundos).
Proporcionaremos los datos en forma de texto, por tanto, el prefijo “>P_” al principio.

>P_KkIrIzUu +#11 +#13

Y eso son 13 bytes para paquetes de 4 segundos (más precisamente 3,75 segundos).

Pruebas finales.

Algoritmo de funcionamiento autónomo.

  Como ya se escribió anteriormente, el algoritmo se compila de acuerdo con los datos disponibles y para esta situación específica... Este diseño se creó "tal cual", según los datos encontrados en Internet, a partir de sucursales paralelas y documentación para baterías. (es decir, investigación independiente de parámetros. El autor no probó varios cientos de baterías de diferentes fabricantes). El sistema fue probado en varias baterías disponibles para el autor y mostró resultados positivos, por lo que con un alto grado de probabilidad este algoritmo es adecuado para otras baterías similares de otros fabricantes.
Por lo tanto, si nota alguna inexactitud en esta descripción o tiene ideas sobre cómo mejorarla, escriba a la dirección de correo electrónico indicada al final de la página.
Un filósofo dijo: “Creer es negarse a comprender”. Por lo tanto, no repita a ciegas, pero verifique la compatibilidad con sus condiciones antes de repetir este diseño.
Restablecer: un botón que se puede presionar con una cerilla a través de la ranura del conducto de aire.
Para activar el modo de autoprogramación.

Control remoto.

Como se describió anteriormente, se decidió no sobrecargar el dispositivo con elementos de visualización debido a su alto precio y baja eficiencia cuando se utiliza el sistema en lugares de difícil acceso para la inspección visual.
Por lo tanto, se decidió equipar el dispositivo con una interfaz RS232, a través de la cual se puede controlar este dispositivo desde una computadora o desde un panel de control. Además, en el caso de utilizar varios cargadores en paralelo, se puede conectar por turno un panel de control externo a cada uno de los cargadores.

Algoritmo de carga.

1) Verifique el voltaje en los terminales. Si es inferior a 6,5 ​​V, la carga se cancela con una señal sonora.
2) El ciclo de carga limita la corriente de carga (generalmente alrededor de 1-2 A) a un cierto voltaje umbral (generalmente alrededor de 13,8-14,5 V) y luego cambia a estabilización de voltaje.
3) Comprobar las condiciones de montaje.
4) Comprobando el estado del drenaje 1:10 inundado.
Si durante el drenaje el voltaje cae por debajo de 6,5 voltios = salida con señal sonora.
Si ya hubo acumulación y durante el drenaje 1:10 el voltaje cayó por debajo de 8,6 voltios = salida con señal sonora.
5) Verifique la condición para el final de la carga: si la acumulación ya ocurrió, pero la corriente promedio por minuto es inferior a 0,09 A = salida con señal sonora.
6) Verificar las condiciones para generar un informe durante dos ciclos.
7) Verificar las condiciones para la generación de un informe de minuta.
8) Verificar si ha llegado el comando de parada vía RS232 o si se ha pulsado SB4.
9) Ir al punto 2

Algoritmo de descarga

1) Verifique el voltaje en los terminales. Si es inferior a 12,0 V, la descarga se cancela con una señal sonora.
2) Los ciclos de descarga se realizan con una corriente pulsante con un máximo de 0,1C (para 7,2Ah a I=0,1C obtenemos I=0,75A).
3) Verifique el voltaje en los terminales. Si el promedio por minuto es inferior a 10,8V, la descarga se cancela con una señal sonora.
4) Verifique el voltaje en los terminales. Si el promedio de dos ciclos es inferior a 6,5 ​​V, la descarga se cancela con una señal sonora.
5) Verificar las condiciones para generar un informe durante dos ciclos.
6) Verificar las condiciones para la generación de un informe de minuta.
7) Verificar si ha llegado el comando de parada vía RS232 o si se ha pulsado SB4.
8) Ir al punto 2

Firmware y programa de control.

La parte matemática del proyecto no es sencilla, por lo que hasta ahora hemos desarrollado sólo su parte básica. La parte básica puede controlar los procesos de carga y descarga, maneja todas las situaciones de emergencia y tiene algoritmos de autodiagnóstico. Planeamos escribir algoritmos para pruebas y configuración flexible para su hardware (teniendo en cuenta las tolerancias de las piezas) más adelante. Por lo tanto, por ahora los archivos de firmware y el programa de control están tal cual (en el conjunto principal y de prueba), es decir. el autor ha completado el sistema hasta el punto de “¡Pero a mí me funciona y me gusta todo!”, pero si está interesado en seguir desarrollando el proyecto o tiene ideas para mejorar, escriba a la dirección de correo electrónico que figura en la parte inferior. de la página... intentaremos pensar en algo juntos...
A este sistema puedes agregar:
1) Ajuste de hardware desde un ordenador vía RS232.
2) Cargar parámetros de ajuste en el programa desde el hardware.
3) Teletubbies y animaciones en el programa de control.
4) Algoritmo para probar la capacidad restante y el porcentaje de carga de la batería.
5) Panel de control de hardware: un dispositivo registrador equipado con una pantalla LCD y memoria I2C para registrar registros.

Hay muchos tipos diferentes de información en Internet sobre el tema de los cargadores caseros, pero, en mi opinión, el criterio de su utilidad es el cumplimiento de la física y química de los procesos en la batería. Utilidad en este contexto significa la ausencia de consecuencias negativas (daños) para las baterías después de aplicar la información en la práctica. Los detalles y enlaces de este elemento están colapsados ​​en "explicaciones".

"Haz clic en este texto para ampliar explicaciones"

De profesión soy un ingeniero que diseña sistemas automatizados de control de procesos (automated Process Control Systems) y estoy un poco alejado de la química (los químicos tecnológicos suelen redactar especificaciones técnicas para el control de procesos químicos), por lo que al final del artículo tengo recopilé los enlaces más informativos, en mi opinión, sobre este tema. Pero no me comprometo a juzgar su conformidad (reflejo adecuado) de los procesos físicos y químicos en la batería. Pero quiero advertirles que fueron escritos por aficionados y cada uno de ellos puede tener sus aspectos positivos, negativos e incluso, lamentablemente, muy dañinos.

Materiales sobre fuentes de alimentación ATX:
Potente fuente de alimentación mediante actualización desde unidades de potencia más pequeñas.
Modificación de la fuente de alimentación.
Cargador para baterías de plomo en MK Atmega8.
Cargador para atmega8.

Restricciones.

El dispositivo está diseñado TAL CUAL y el autor no es responsable de los daños obvios (o no obvios) causados ​​como resultado de la repetición.

Es decir, usted realiza todos los experimentos bajo su propia responsabilidad y riesgo.

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Si tienes alguna duda o sugerencia escríbeme a la dirección que aparece al final de la página.

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Hace tiempo que quería hacer un cargador automático, porque... El coche está situado lejos de casa y es imposible controlar constantemente la carga. Después de repetir dispositivos similares muchas veces, fue necesario abandonar el control tradicional de la corriente de carga por transistor, porque es difícil lograr suficiente confiabilidad de la memoria. Como resultado, nació este dispositivo. Las desventajas del control de pasos se compensaron con la ausencia de ventiladores y radiadores voluminosos.

La corriente de carga máxima está determinada por la potencia del transformador y los propios tiristores + puente de diodos. Puedes cambiar el algoritmo de carga tú mismo si lo deseas (el código fuente está disponible). Después de encender el cargador y presionar el botón "Liberar", comienza la descarga (la corriente está determinada por la potencia de la lámpara del faro). Cuando el voltaje llega a menos de 10,2 V, el cargador entra en modo de carga. Algoritmo de carga: carga de 10 segundos con corriente máxima (15 A), descarga de 20 segundos con corriente de 0,6 A cuando el S3 MAX está encendido, carga de 30 segundos con corriente nominal (6 A), descarga de 20 segundos con corriente de 0,6 A, etc. Cuando el voltaje de la batería alcanza los 13,8 V, el cargador entra en modo de recarga, lo que elimina la ebullición y el calentamiento intensos de la batería. La corriente de carga principal se reduce a 1,5-0,5 A, el tiempo de corriente máxima se reduce a 2 segundos y la corriente de descarga se reduce a 0,1 A. Cuando la batería se carga a un voltaje de 14,8 V, el cargador entrará en modo de almacenamiento; si el interruptor de palanca está en la posición "Des/Manual", el cargador no entrará en modo de almacenamiento y deberá apagarse manualmente. Si se activa la opción “Des/Manual” antes de encender el dispositivo, el cargador cambiará al modo manual y la corriente se ajusta en pasos mediante un interruptor de los devanados del transformador. Después de colocar el botón “Des/Manual” en la posición inferior, el cargador cambia al modo automático. Si mantiene presionado el botón "Liberar" al encender el cargador, el dispositivo entrará en modo de entrenamiento de batería (LED amarillo) (descarga-carga 3 veces) y luego se almacenará. En modo de almacenamiento, cuando el voltaje de la batería cae por debajo de 12,6 V, se enciende el cargador y se recarga la batería, etc. cíclicamente. El final de la carga se indica mediante el encendido del LED azul.

Todos los elementos de potencia están instalados en un radiador y no calientan a más de 50 grados. Este dispositivo no es un “médico”, pero con un uso constante alarga la vida útil de la batería. Al utilizar este dispositivo, se observó la restauración de la capacidad de la batería sulfatada (tiempo de descarga de 5,5 horas en lugar de 3,5 horas antes del entrenamiento).

Al configurar el dispositivo, el MK no está instalado. Mediante puentes suministramos 5V a las salidas una a una y comprobamos el funcionamiento. Con las resistencias R17, R18 configuramos las corrientes de descarga en 0,6A y 0,1A, respectivamente. Se debe prestar especial atención a la configuración del comparador R25: recálculo en el diagrama de la esquina superior izquierda. Cuando el voltaje en la batería es de 13,8 V, el voltaje en el divisor debe ser 1,97c. Pueden surgir algunas dificultades debido a la dispersión de los parámetros de los elementos divisores, por lo que es necesario experimentar. Con la configuración correcta del comparador, la batería se apaga a tiempo y no requiere carga adicional, mientras que la densidad del electrolito es máxima.

Relé tipo TIANBO 15A, resistencia R25 tipo SP5. Transformador 250W. Bobinado secundario para corriente hasta 15A, grifos a partir de 13V cada 0,7-1V, lo saqué de cada vuelta. No hay ningún relé K1 en la placa de circuito impreso (protección contra fallas de red) porque En el original, el relé se alimenta de la red. Este dispositivo se ha repetido varias veces y lleva más de un año funcionando. Anteriormente, el cargador se ejecutaba sobre transistores, lo que limitaba la corriente de carga máxima.

Puede descargar el firmware, la fuente ASM y el archivo LAY PCB a continuación

Lista de radioelementos

Este dispositivo está diseñado para medir la capacidad de baterías de Li-ion y Ni-Mh, así como para cargar baterías de Li-ion con una opción de corriente de carga inicial.

Control

Conectamos el dispositivo a una fuente de alimentación estabilizada de 5V y una corriente de 1A (por ejemplo, de un móvil). El indicador muestra durante 2 segundos el resultado de la medición de capacitancia anterior “xxxxmA/c” y en la segunda línea el valor del registro OCR1A “S.xxx”. Insertamos la batería. Si necesita cargar la batería, presione brevemente el botón CARGAR; si necesita medir la capacidad, presione brevemente el botón PRUEBA. Si necesita cambiar la corriente de carga (el valor del registro OCR1A), presione el botón CARGAR durante un tiempo prolongado (2 segundos). Vaya a la ventana de ajuste de registro. Soltemos el botón. Al presionar brevemente el botón CARGAR, cambiamos los valores del registro en un círculo (50-75-100-125-150-175-200-225), la primera línea muestra la corriente de carga de una batería vacía en el valor seleccionado (siempre que tenga una resistencia 0 en el circuito, 22 ohmios). Presione brevemente el botón TEST, los valores del registro OCR1A se almacenan en la memoria no volátil.
Si ha realizado varias manipulaciones con el dispositivo y necesita restablecer el reloj o la capacidad medida, presione el botón TEST durante mucho tiempo (los valores del registro OCR1A no se restablecen). Tan pronto como se completa la carga, la luz de fondo de la pantalla se apaga; para encender la luz de fondo, presione brevemente el botón TEST o CHARGE.

La lógica de funcionamiento del dispositivo es la siguiente:

Cuando se aplica energía, el indicador muestra el resultado de la medición anterior de la capacidad de la batería y el valor del registro OCR1A, almacenado en la memoria no volátil. Después de 2 segundos, el dispositivo pasa al modo de determinar el tipo de batería en función del voltaje en los terminales.

Si el voltaje es superior a 2 V, entonces es una batería de iones de litio y el voltaje de descarga total será de 2,9 V; de lo contrario, es una batería Ni-MH y el voltaje de descarga total será de 1 V. Los botones de control están disponibles solo después de conectar la batería. A continuación, el dispositivo espera a que se presionen los botones Probar o Cargar. La pantalla muestra "_STOP". Cuando presiona brevemente el botón Prueba, la carga se conecta a través de un MOSFET.

La magnitud de la corriente de descarga está determinada por el voltaje a través de la resistencia de 5,1 ohmios y se suma al valor anterior cada minuto. El dispositivo utiliza cuarzo de 32768 Hz para operar el reloj.

La pantalla muestra el valor actual de la capacidad de la batería "xxxxmA/s" y el toro de descarga "A.xxx", así como el tiempo "xx:xx:xx" desde el momento en que se presionó el botón. También se muestra un icono animado de batería baja. Al final de la prueba de la batería Ni-MH, aparece el mensaje “_STOP”, el resultado de la medición se muestra en la pantalla “xxxxmA/c” y se recuerda.

Si la batería es de Li-ion, el resultado de la medición también se muestra en la pantalla “xxxxmA/c” y se recuerda, pero el modo de carga se activa inmediatamente. La pantalla muestra el contenido del registro OCR1A "S.xxx". También se muestra un icono de carga de batería animado.

La corriente de carga se ajusta mediante PWM y está limitada por una resistencia de 0,22 ohmios. En hardware, la corriente de carga se puede reducir aumentando la resistencia de 0,22 ohmios a 0,5-1 ohmios. Al inicio de la carga, la corriente aumenta gradualmente hasta el valor del registro OCR1A o hasta que el voltaje en los terminales de la batería alcanza los 4,22 V (si la batería está cargada).

La cantidad de corriente de carga depende del valor del registro OCR1A: cuanto mayor sea el valor, mayor será la corriente de carga. Cuando el voltaje en los terminales de la batería supera los 4,22 V, el valor del registro OCR1A disminuye. El proceso de recarga continúa hasta que el valor del registro OCR1A sea 33, lo que corresponde a una corriente de aproximadamente 40 mA. Esto pone fin al cargo. La retroiluminación de la pantalla se apaga.

Ajustes

1. Conecte la alimentación.
2. Conecte la batería.
3. Conecte el voltímetro a la batería.
4. Utilizando los botones temporales + y - (PB4 y PB5), nos aseguramos de que las lecturas del voltímetro en pantalla y el voltímetro de referencia coincidan.
5. Mantenga presionado el botón TEST (2 segundos), se produce la memorización.
6. Retire la batería.
7. Conecte el voltímetro a la resistencia de 5,1 ohmios (según el diagrama cerca del transistor 09N03LA).
8. Conecte la fuente de alimentación ajustable a los terminales de la batería, configure la fuente de alimentación a 4V.
9. Presione brevemente el botón TEST.
10. Medimos el voltaje a través de la resistencia de 5,1 ohmios - U.
11. Calcular la corriente de descarga I=U/5.1
12. Usando los botones temporales + y - (PB4 y PB5) configuramos la corriente de descarga calculada I en el indicador “A.xxx”.
13. Mantenga presionado el botón TEST (2 segundos), se produce la memorización.

El dispositivo se alimenta desde una fuente estabilizada con un voltaje de 5 voltios y una corriente de 1A. El cuarzo a 32768 Hz está diseñado para mantener la hora exacta. El controlador ATmega8 se sincroniza desde un oscilador interno con una frecuencia de 8 MHz, y también es necesario configurar la protección de borrado de EEPROM con los bits de configuración apropiados. Al escribir el programa de control, se utilizaron artículos educativos de este sitio.

Los valores actuales de los coeficientes de voltaje y corriente (Ukof. Ikof) se pueden ver si conecta una pantalla de 16x4 (es preferible 16x4 para depurar) en la tercera línea. O en Ponyprog si abre el archivo de firmware EEPROM (leído desde el controlador EEPROM).
1 byte - OCR1A, 2 bytes - I_kof, 3 bytes - U_kof, 4 y 5 bytes son el resultado de la medición de capacidad anterior.

Vídeo del dispositivo funcionando: