Domowa ładowarka akumulatorów Ni-MH na mikrokontrolerze.

Question

Witam.
Przeszukałem forum i nie znalazłem takiej ładowarki.
Chciałbym aby możliwe było:
- ładowanie do 8 sztuk akumulatorów.
- wyświetlacz LCD do pokazania aktualnego prądu, napięcia i przybliżonego czasu do końca ładowania
- kontrola temperatury
- możliwość rozładowania
- łącze RS lub USB do komunikacji z komputerem celem wysyłania danych o procesie ładowania

Pozdrawiam Grzegorz.

joozwa · Answer

Tu coś jest: Podobno spisuje się dobrze, ma wiele pozytywnych opinii od użytkowników. Pozdro !!

grzesio14 · Answer

Witam. Znalazłem też coś takiego: Teraz pytanie do znawców: która z nich lepsza? Zależy mi na ładowaniu akumulatorów Ni-MH do aparatu cyfrowego i małych AAA do mp3. Czy możliwe jest: - aby ładowanie odbywało się równolegle z możliwością rejestracji danych dla każdego ogniwa - możliwość ręcznej nastawy prądu ładowania Zakładając że ładuję akumulatory tej samej firmy i o tej samej pojemności. Grzegorz.

grzesio14 · Answer

Postanowiłem zrobić samodzielnie ładowarkę.
Na początek prosta do Ni-MH.
Potem dodam szybkie ładowanie i kolejne typy ogniw.
Na początek zapoznam się z teorią.
Następnie przejdę do realizacji projektu.
Grzegorz.

Po wstępnym zapoznaniu się z teorią stawiam założenia dla procesu:

- ładowania:
prąd ładowania 0,2C + kontrola czasu + kontrola temperatury

- rozładowania:
2C + kontrola napięcia (do 1V)

joozwa · Answer

Do tego polecam układ U2400B, wiem, że przestarzały, ale jest dosyć przyzwoity (i dosyć tani

).
http://sklep.avt.com.pl/photo/_pdf/AVT2143.pdf?sess_id=98d49e2de7a8bee365b06fe06b19ef55
Czas ładowania i prąd ustawisz dowolne przy pomocy potencjometrów. Wszystko, pełny opis układu jest w PDFie. Pozdrawiam

grzesio14 · Answer

układ w pełni spełnia wymagania.
Jednak chciałbym abym widział jaką wartość w danej chwili ma bateria i jakim prądem jest ładowana oraz czas do końca ładowania - efekt wizualny.

Chciałbym aby nad wszystkim czuwał mikrokontroler ( ATmega - bo je znam).
Zastanawia mnie sposób pomiaru temperatury ogniwa.
W przypadku ładowania kilku ogniw muszę do każdego z nich zamontować czujnik (Dallasa - po magistrali 1-Wire), czujnik rezystancyjny PT100, termistor, bądź też zmodyfikować układ z podanego przez Joozwa układu.

Grzegorz.

joozwa · Answer

Aaa, przepraszam, nie zrozumiałem Cię... ta stara, poczciwa U2400B nie przewiduje w żaden sposób rozbudowy... ani tym bardziej wyświetlacza, a jedyne możliwe efekty wizualne, to co najwyżej 2 LEDy

. Oglądałem już też trochę linków z ładowarkami na ATmegach, jest ich sporo ... ale te prądy i przewidywany czas do końca ładowania ... cienko z tym, jeśli chodzi o gotowe projekty, ale fakt, że znasz atmegi, napawa optymizmem, na pewno sklecisz coś dla siebie

CharBox czeka

A U2400 nie zawracaj sobie w ogóle głowy. pozdrawiam

A odnośnie Twojego postu poniżej, to nie pomogę w żaden sposób, bo się na ATmegach nie znam niestety

Dopiero będę czytał o nich

grzesio14 · Answer

Chcę uzyskać coś takiego: Wkładam akumulator o danej pojemności. Za pomocą przycisku ustawiam właściwą pojemność a program w procku przedstawia mi opcje: - jak szybko ładować (odpowiednia wielkość prądu ładowania) - podczas ładowania bądź rozładowywania pokazuje prąd, napięcie i czas (do końca lub ile upłynęło). Z czasem jak każde urządzenie będzie dopieszczane - wzbogacane o kolejne opcje. Grzegorz.

cukras · Answer

Witam.Mi też chodzi po głowie właśnie coś takiego jak grzesio piszesz i też na ATmedze (myśle o ATmega8 bo je znam ) albo ATmega16

grzesio14 · Answer

Praca trwa nad schematem.
Na początek zasilanie i źródło referencyjne.
ATMega32 - można powiedzieć że mniejszy wystarczy ale ten akurat teraz posiadam i używam od dawna.

Pomiar temperatury akumulatorów za pomocą LM35 a dalej do A/C mikrokontrolera.
Pomiar prądu i napięcia każdego akumulatora za pomocą:
LM324 - poczwórny wzmacniacz operacyjny a następnie ADC0838 i do mikrokontrolera.

Zastanawiam sie jak rozwiązać problem zasilania akumulatorów.
Może ktoś ma już sprawdzony sposób?
Grzegorz.

grzesio14 · Answer

Na początek chcę sprawdzić układ dla jednego akumulatorka.
Potem będę schemat rozwijał aż dojdę do 8 akumulatorków.

Myślę nad zastosowaniem układu z poniższego rysunku:

układ zasilam napięciem stałym 15...18V, sygnał z generatora PWM (mikrokontrolera) jest przez rezystor podawany na tranzystor Q i potem na tranzystor T1.

Gdy z PWM otrzymuje 1 to prąd płynie poprzez R10 i Q2 blokując T1.
Gdy z PWM mam 0 to następuje przepływ prądu przez R10 i T1(odblokowany).
Powoduje to przepływ prądu przez dławik L1, ładowanie elektrolitu C10 i przepływ prądu do ogniwa przez D5.
Przy zmianie poziomu sygnału na 0 z PWM rozładowuje się C10.

Czy poprzez odpowiedni dobór częstotliwości i wypełnienia PWM otrzymam na wyjściu 1,5V i ok. 400mA? :?:

FastProject · Answer

Odgrzebię temat i zapytam kolego grzesio, czy otrzymał jakieś sensowne wyniki i działanie układu? Chodzi mi o to jak ustawiać współczynnik PWM w zależności od napięcia i prądu ładowania? Sam chciałbym wykonać łądowarke, sterując kluczem PMOS, jednak ciągle zastanawiam się jak sterować prądem ładowania w zależności od PWM? Poproszę jakieś rady i wnioski wyniesione z doświadczeń. Może są jakieś wzory na obliczenie PWM w zależności od prądu i napięcia akumulatora?

Jacek Rutkowski · Answer

Sposób sterowania przy ładowaniu prosty może być:
start
prąd za niski => napięcie poniżej max => zwiększam PWM
prąd za wysoki=> zmniejszam PWM
napięcie powyżej max => koniec ładowania => end
return

FastProject · Answer

Ok, to już coś, a czy w tym czasie na wyjściu przetwornicy mocno zmienia się napięcie? No bo przecież podczas ładowania regulujmy prądem, jak z napięciem na wyjściu podczas zmiany PWM?

Jacek Rutkowski · Answer

Niestety Kolego musisz trochę zgłębić temat jeśli chcesz coś zbudować! Akumulator to w przybliżeniu duży kondensator z niewielką rezystancją szeregową(tzw. rezystancją wewnętrzną) i dość dużą rezystancją równoległą(tzw. prądem samorozładowywującym).
Jeśli akumulator jest sprawny rezystancja szeregowa jest niska i ładowanie w trybie prądowym nie powoduje dużego wzrostu napięcia na zaciskach dopóki nie zostanie naładowany. Więc obawa o napięcie jest zbędna, jeśli w trakcie ładowania prądem 0,2C napięcie wzrośnie ponad 1,7V przed przyjęciem zakładanego ładunku to w/g mnie akumulator od razu nadaje się do recyklingu

Promuję tematy:
18.08.2019 Ładowarka samochodowa podwójna USB 3,1A opis / test
07.08.2019 USB Tester pojemności akumulatorków - test/ recenzja/ opis
09.12.2018 Sterownik RGB podświetlenia schodów
05.10.2017 Tester taśm przewodzących + miernik niskich rezystancji.
06.05.2017 Żyrandol LED ze sklejki DIY

FastProject · Answer

No fakt z ładowaniem takich akumulatorów nie miałem jeszcze na dłuższą metę do czynienia.

Nie jestem pewien czy się rozumieliśmy więc opiszę co wiem do tej pory:
- obliczam przetwornice np dla PWM 50% (założone Ton i Toff-znana częstotliwośc pwm) dla prądu 0,1C (lub innego jaki wystąpi w układzie, a zależnego też od typu i pojemności akumulatora) i napięcia np. 14,4V (dla połączonych kilku ogniw)
- na podstawie obliczeń znam wartości elementów (cewek, kondensatorów, klucza MOS itp) i wiem teoretycznie, że dla PWM 50% będzie utrzymywało się napięcie i prąd nominalny
- teraz podłączam rozładowany, np do 11V akumulator
- akumulator ładuje się i po naładowaniu do napięcia nominalnego 14,4V chce zmniejszyć prąd ładowania do wartości konserwującej (np do 0,05C)
- zmniejszam PWM prąd się zmienia, ale jak zachowuje się układ i akumulator na wyjściu, czy ze zmianą prądu ładowania jakoś znacznie zmieni się (zmaleje) napięcie wyjściowe?

W końcu parametry przetwornicy obliczamy dla danego max napięcia i max prądu i dla znanej częstotliwości i wypełnienia PWM. Na chłopski rozum zmieniając PWN zmienia się na wyjściu i prąd i napięcie i właśnie mam wątpliwości jakie to będą zmiany i czy będą one wpływały i jak wpływały na ładowany akumulator?

Jacek Rutkowski · Answer

Tak przetwornicę liczymy tak jak zakładasz.
Ładowany akumulator na początku osiągnie już ok 1,4V/cele i napięcie to będzie powoli rosło, gdy osiągnie ok 1,55V należy zmniejszyć prąd ładowania np. do 0,05C co spowoduje zmniejszenie tego napięcia do ok 1,45V i w takim stanie utrzymujemy akumulator bez ładowania większym prądem. Po zmniejszeniu prądu napięciem się nie przejmujemy będzie stabilnie się utrzymywało do momentu odłączenia ogniw. Logika ładowarki musi tylko pilnować sytuacji awaryjnych jak np. wzrostu napięcia na ogniwie ponad 1,6V czy temperatury ponad 40 °C.
Zmiana PWM zmienia prąd ładowania i napięcie ale regulujemy tylko prąd a napięcie kontrolujemy, zbyt niskie na ogniwie czy zbyt wysokie - przerywamy z błędem.
Dodatkowy problem to ładowanie szeregowe kilku ogniw o nie jednakowej pojemności np. nierówno zużyte. Dlatego najlepiej ładować je osobno tak jak i rozładowywać.
Swego czasu zrobiłem układ testera ogniw przedstawiony w dziale DIY gdzie każde ogniwo rozładowywuję osobno:
Link
Dodatkowo przydało by się niezależne zabezpieczenie przed zwisem procka aby nie załączyło klucza na stałe np. przy starcie programu.

Promuję tematy:
18.08.2019 Ładowarka samochodowa podwójna USB 3,1A opis / test
07.08.2019 USB Tester pojemności akumulatorków - test/ recenzja/ opis
09.12.2018 Sterownik RGB podświetlenia schodów
05.10.2017 Tester taśm przewodzących + miernik niskich rezystancji.
06.05.2017 Żyrandol LED ze sklejki DIY

FastProject · Answer

Z poprzedniego i ostatniego postu kolegi Jacka wnioskuję, że to właściwości akumulatora (Akumulator to w przybliżeniu duży kondensator z niewielką rezystancją szeregową(tzw. rezystancją wewnętrzną) i dość dużą rezystancją równoległą(tzw. prądem samorozładowywującym).), po zmianie PWM (po zmianie prądu) nie spowodują znacznej zmiany jego napiecia. Oczywiście przy założeniu, że jest to sprawny i dobrze naładowany akumulator. Zgadza się?

Jacek Rutkowski · Answer

Tak na koniec łądowania będzie ok 1,45 - 1,55V po odłączeniu ładowania spadnie w kilka minut do 1,4V.

Domowa ładowarka akumulatorów Ni-MH na mikrokontrolerze.

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Podsumowanie tematu