Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Mikroprocesorowy miernik pojemności akumulatorków

madart 17 Jul 2007 15:38 24506 43
Altium Designer Computer Controls
  • #1
    madart
    Level 25  
    Myślę nad takim urządzonkiem, ponieważ mam mase Ni-Cd które są już trochę używane i potrzebuję jest sparować, żeby wytrzymywały jak najdłużej.
    Myślę nad takim układem jak na rysunku. Procek mierzy napięcie baterii i liczy czas. Gdy napięcie spadnie do 0,9V , mosfet jest wyłączany i zatrzymywany jest licznik. Czas który odliczył mnożony jest przez prąd źródła na LM317 i wynik w mAh podawany jest na LCD.
    Czy ktoś ma jakieś zastrzerzenia do takiego układu? Czy wynik będzie miarodajny?
    Początkowo chciałem jednocześnie mierzyć napięcie i prąd i mnożyć je od razu, ale kolega odwiódł mnie od tego, twierdząc, że to nie będzie miarodajne. Czy miał rację ?

    Mikroprocesorowy miernik pojemności akumulatorków[/img]
  • Altium Designer Computer Controls
  • #2
    kazmod
    Level 21  
    Mysle, ze to bedzie pracowac, pod warunkiem, ze 317T w ukladzie powyzej zachowywac sie bedzie jak zrodlo pradu stalego.
    Mozna by tam zastosowac zwyczajnie jakis tranzystor w ukladzie zrodla pradu stalego, jezeli nie chodzi o jakos super dokladnosc.
    Jak chcesz mozemy nad tym popracowac razem.
  • #3
    madart
    Level 25  
    Też nad tym myślałem, to może wyjść nieco taniej, jeszcze zobacze.
  • #4
    Ch.M.
    Level 27  
    Witam
    A tak z ciekawości czystej spytam czy nie lepiej zmierzyć rezystancję wewnętrzną ogniwa niz bawić sie w ładowanie i rozładowywanie ogniwa które trwa koszmarnie długo ? Rw od razu odpowie Ci w jakiej kondycji jest ogniwo

    Pozdrawiam
  • #5
    madart
    Level 25  
    To też ciekawe podejście ale stan samej Rw chyba nie powie mi wszystkiego :)
    Widziałeś już gdzieś takie konstrukcje?
    Wystarczyłby pomiar przez zwiększenie prądu do np. 1A i zmierzenie dV ?
  • #6
    shg
    Level 35  
    Wczoraj tak na szybko poskładałem rozładowywarkę do ogniw. Poskładałem z potrzeby chwili, musiałem "wyrównać" 4 akumulatorki Ni-MH, które pracują szeregowo, ale się tak złożyło że potrzebowałem użyć ich osobno.

    Myślałem najpierw, żeby tylko odłączyć rozładowanie po osiągnięciu napięcia 0.9V / ogniwo, no ale że pomiar prądu rozładowania był praktycznie "za darmo" (dwa przewody więcej, bo dwa ogniwa rozładowywane naraz), to zrobiłem odrazu pomiar pojemności.

    Zasada jest banalnie prosta. Ogniwo rozładowywane jest przez rezystor (od strony +) łączony z masą za pomocą tranzystora npn.
    Procesor (AVR) mierzy napięcie na ogniwie i za rezystorem (bezpośrednio połączone z wejściami ADC). Zastosowałem zewnętrzne ZNO (TL341) z lenistwa, bo nie trzeba kalibrować.
    Prąd liczony jest z prawa ohma (rezystory 1%, w sumie 2.4W). Na pomiar składa się 125 uśrednionych próbek, każdy pomiar trwa 0.5s.
    "Wyssany" z akumulatorka ładunek liczony jest jako całka z prądu po czasie. Całkowanie z interpolacją zerowego rzędu (niespecjalnie mi tu zależało, bo z założenia akumulator miał zostać tylko rozładowany i nic ponad to).
    Zasadniczą wadą metody jest rozładowanie stałą rezystancją, którą trzeba by dobrać do pojemności akumulatorów, żeby uzyskać miarodajne wyniki. Zasada pomiaru pojemności opisana jest w jakimś dokumencie IEC, w skrócie: Ładowanie preądem 0.1C przez 16 godzin, a potem rozładowanie prądem 0.2C do napięcia 1.0V/ogniwo.
    Z tej przyczyny w celu zmierzenia pojemności urządzenie powinno posiadać również ładowarkę, a sam proces rozładowania powinien przebiegać przy stałym prądzie.
    Z tym ostatnim, to najlepiej jak by by ła możliwość wyboru, bo w zasadzie mozna by jeszcze zrobić coś takiego, jak określenie przydatności akumulatorka do danych zastosowań. i tak:
    - Rozładowanie stałą rezystancją - urządzenia nie posiadające stabilizacji napięcia, wiele z nich pobiera prąd mniej więcej proporcjonalny do napięcia zasilania.
    - Rozładowanie stałą mocą - urządzenia wyposażone w przetwornice DC/DC, które pobierają większy prąd przy mniejszym napięciu.
    - Rozładowanie stałym prądem - urządzenia wyposażone w liniowe stabilizatory napięcia.

    Dobry był by też pomiar faktycznej energii zgromadzonej (czy raczej możliwej do pozyskania) w akumulatorku, czyli całkowanie iloczynu napięcia akumulatorka i prądu rozładowania.

    Jako stopień wyjściowy może coś co obecnie męczę:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=4094176#4094176
  • #7
    madart
    Level 25  
    Wygląda na to, że ten miernik będzie całkiem funcjonalny i nieźle wyposażony.
    Zastosowanie tego przetwornika może znacznie uprościć sprawę. Jeśli sprawa się przejaśni to można by jeszce wrzucić sterowanie typem ogniwa. Może od razu zrobimy rysowanie wykresu poszczególnych ogniw :)
    Co do przydatności myślę, że tester rezystancji byłby w stanie odpowidzieć na to.
    Jakim przetwornikiem mierzysz prąd? Mam zamiar zerealizować całość na AtMega8 , w wersji smd może obsłużyć 4 kanały naraz.
  • #8
    Calineczka*
    Level 31  
    ...Shg, to jak sie maja prace na dzień dzisiejszy?
    Chetnie bym sie podpial do tematu i ew. porobil jakies doswiadczenia, wlasnie mam potrzebe zmierzenia pojemnosci pewnego akkusa...i nie jest to 1.2V a 6V akumulator...
  • Altium Designer Computer Controls
  • #9
    Jdsoul
    Level 23  
    Cześć

    Fajnie że kombinujecie rozładowarkę :)

    Mam proste pytanie, co tak naprawdę Panowie wiecie o badanych ogniwkach :) Czy byłaby możliwa do zdjęcia charakterystyka rozładowania przy różnych prądach ogniw.

    Macie może jakieś charakterystyki rozładowania, ładowania albo coś ???

    Mam taki dziwny problem, bo bawię się czasem w odbudowywanie baterii akumulatorów do Laptopów, ale nie mam charakterystyk ogniw i często dobór akumulatorów jest na wiarę :(, a potem rozpacz po kilkaset zł poszło się gonić :(

    Skąd można wziąć informacje i co należałby uwzględnić przy całkowicie poprawnym doborze zamiennych ogniw. Producenci jakoś się nie kwapią :( szczególnie do oryginalnych ogniw w pakietach :) Może te w laptopach są "lepszejsze" niż ogólnie dostępne :)

    Może macie dopracowaną metodę testowania - "optymalnego" prądu rozładowania akumulatorów, szczególnie, gdy są łączone równolegle ??

    Mam dla przykładu stareńki katalog Ni-CD Panasonica i zdębiałem bo samych R6 jest tam ze dwadzieścia rodzajów i każdy do innych charakterystyk rozładowania ??? Inne do latarek inne do modeli inne do elektronarzędzi ?!?

    Dodano po 23 [minuty]:

    A tak apropos schemaciku to jest maleńka oszybka

    Akumulator podłączasz przeciwnie do kieunku zasilania - do 5V i + do układu rozładowującego , a potem mierzysz napięcie pomiędzy + akumlatora a masą. Proponowałbym nieco inną konfigurację z dwoma kluczami FET :)

    I jeszcze jedno małe ale BUZ11A potrzebuje troszkę więcej niż +5V ma bramkę :(
  • #10
    shg
    Level 35  
    Calineczka*, w tamtym temacie wrzuciłem: https://www.elektroda.pl/rtvforum/viewtopic.php?p=4094176

    Jdsoul wrote:
    Czy byłaby możliwa do zdjęcia charakterystyka rozładowania przy różnych prądach ogniw.

    Jak najbardziej. W układzie który ma możliwość zmiany natężenia prądu mozna zdjać charakterystykę u(t) i r(t) (rezystancja wewnętrzna ogniwa).

    Jdsoul wrote:
    Macie może jakieś charakterystyki rozładowania, ładowania albo coś ???

    W materiałach producentów można znaleźć. Jak być chciał coś konkretnego (jakąś dziwną zależność, której producent nie podaje), to moze niedługo, bo właśnie piszę soft do (roz)łądowarki i zapisywanie charakterystyk będzie jedną z opcij.

    Jdsoul wrote:
    Mam taki dziwny problem, bo bawię się czasem w odbudowywanie baterii akumulatorów do Laptopów, ale nie mam charakterystyk ogniw i często dobór akumulatorów jest na wiarę :(, a potem rozpacz po kilkaset zł poszło się gonić :(

    Skąd można wziąć informacje i co należałby uwzględnić przy całkowicie poprawnym doborze zamiennych ogniw. Producenci jakoś się nie kwapią :( szczególnie do oryginalnych ogniw w pakietach :) Może te w laptopach są "lepszejsze" niż ogólnie dostępne :)

    Ogólnie to dobrać należy ogniwa o takiej samej, lub większej[*] pojemności i takiej samej, lub mniejszej rezystancji wewnętrznej, oba te parametry producent powinien podawać i wielu tak robi.
    [*] - To akurat zależy od ukłądu nadzorującego baterię. Niektóre są "inteligentne" i potrafią "nauczyć" się nowych akumulatorów (głównie chodzi o pojemność), ale dobrze było by taki układ jakos zresetować, niektóre pamiętają ilość cykli ładowania / rozładowania i wartości tej używają do określania stopnai rozładowania ogniwa.

    Jdsoul wrote:
    Może macie dopracowaną metodę testowania - "optymalnego" prądu rozładowania akumulatorów, szczególnie, gdy są łączone równolegle ??

    Optymalny prąd, to w poście powyżej pisałem - znormalizowana metoda pomiaru pojemności, jeżeli o to Ci chodzi. Jeżeli natomiast chcesz akumulator po prostu całkiem rozładować, to nie ma lekko.
    Problem polega na tym, że w starych akumulatorach substancja czynna na elektrodach tworzy kryształy. Powolutku przebiega proces rekrystalizacji, małe kryształki się rozpuszczają a narastają duże. Oczywiście najlepiej gdyby wszystkie kryształy były jak najmniejsze (większa powierzchnia reakcji) i miały takie same wymiary (równomierne zużycie materiału elektrodowego). Z czasem natomiast tych dużych kryształów przybywa i nawet po rozładowaniu do 1V jakimś tam prądem część kryształów nadal tam pozostaje (małę się roztwarzają całkowicie, a duże nie zdążą), ale jest ich na tyle mało, że ogniwo ma już dużą rezystancję wewnętrzną, przez co napięcie na nim spadło do 1V. W celu ożywienia ogniwa należało by rozładować je tak, żeby przereagowały wszystkie kryształy, zarówno małe (to nie problem) jak i duże.
    To samo dotyczy procesu ładowania, bo obie formy ("aktywna" i "nieaktywna") materiału elektrodowego występują w postaci kryształów, czyli proces ładowania należało by prowadzić tak, aby przereagowały również duże kryształy substancji w formie "nieaktywnej".
    Efekt ten na pewno dotyczy akumulatorów Ni-Cd i kwasowych. Pierwsze można ożywiać przez rozłądowanie najpierw stałym prądem, a potem stałym napięciem, albo odrazu stałym prądem z przerwami na pomiar napięcia "biegu jałowego". Kwasowe mozna potraktować prądem przemiennym, tzn. na przemian ładowanie i rozładowanie, co będzie powodowało ciągłą reakcje raz w jedną, raz w drugą stronę. Z tym że nie powinno to być raczej 50Hz z sieci, trochę to za szybkie, bo jony poruszają się stosunkowo wolno.

    Przy połączeniu równoległym można rozładowywać w ten sam sposób, akumulatory same się "wyrównają", większa rezystancja akumulatora bardziej rozłądowanego spowoduje, że część pobieranego prądu "przerzuci" się na akumulator bardziej naładowany i tamten będize rozładowywany szybciej. Problem pojawia się przy ładowaniu, bo akumulator bardziej "padnięty", tj. o większej rezystancji wewnętrznej będzie pobierał w trakcie łądowania mniej prądu i prawdopodobnie w momencie gdy drugi akumulator się naładuje, ten pierwszy będzie jeszcze niedoładowany. Tu pomoże chyba tylko rozłączenie ogniw i ładowanie ich osobno.
  • #11
    Jdsoul
    Level 23  
    Zależności, które SGH podałeś są jak najbardziej słuszne, ale :) mnie chodzi bardziej o zbadanie dotychczasowych akumulatorów i stworzenie odpowiednika lub "lepszego" zamiennika baterii.

    Wiele firm min. na Allegro chwali się umiejętnościami w tym zakresie, stąd moje może naiwne pytanie o stan faktyczny :), czy rzeczywiście dostając jakiś pakiet mają techniczną możliwość oceny oryginału i szansę na podjęcie "rzeczywistej" regeneracji.
    Czy też są to działania pozorowane, na zasadzie jak dam tyle i tyle to powinno się udać.

    Zazwyczaj z moich obserwacji na fizycznie otwartych pakietach wynika , że ogniwa w pakietach nie mają jakiś znaków szczególnych, żadziej są to konkretne parametry poza pojemnością :(

    Głównie zapytuję o akumulatory niklowe tzn. NiCD i NiMH, ponieważ tylko takie wciąż jeszcze opłaca się regenerować LiON ciągle są za drogie i ryzyko błędu zbyt duże :(.

    Czy jest szansa na bardziej szczegółowe opisanie procedury rozładowania stałym prądem i określenie sposobu doboru tego prądu w funkcji pojemności :) oczywiście odwrotnie ładowanie stałym napięciem też byłoby miłe :)

    I czy ktoś może dysponuje "bazą" danych dotyczących sterowników baterii NiMH.

    Dodano po 3 [minuty]:

    Zmartwiłeś mnie mocno wyrównywaniem dwóch akumulatorów połączonych równolegle :( rozumiem że w związku z tym samo rozebranie bateri nie wystarczy i trzeba jeszcze rozpiąć poszczególne ogniwa :(

    Dodano po 7 [minuty]:

    Pomiar napięcia biegu jałowego jest dość trudny :) bo stary akumulator dość długo oddycha :) i masz dość długo pozorną odpowiedź, że do progu pełnego rozładowanie jeszcze daleko.
    Typowe objawy starych baterii telefonów komórkowych , kiedy w czasie rozmowy bateria "siada", a po skończeniu "miernik" stanu pokazuje pełne naładowanie :). Pogłębienie rozładowania też dużo nie pomaga.

    Stąd wciąż moje pytanie o ten dobór zamienników akumulatora istniejącego :( szczególnie jeśli jako jedyne dane masz stary akumulator :( zaniedbany i z wyraźnym efektem pamięciowym :(
  • #12
    arturt134
    Level 27  
    Przy mocno zużytym akumulatorze, dobrze jest go ładować długo bardzo małym prądem (rzędu 0,01C-0,05C). Polepsza to trochę jego "parametry życiowe".To moje spostrzeżenie praktyczne. Wydaje mi się, że uzasadnione występowaniem kryształów na elektrodach, o którym to pisał shg.

    A propos rozładowarki, czy też testera akumulatorów. Mam nadzieję, że gdy coś takiego powstanie, to zostanie opublikowane na elektrodzie? Kiedyś też chciałem coś takiego zrobić, ale jakoś zabrakło czasu...
  • #13
    Jdsoul
    Level 23  
    Dzięki wielkie czyli ładowanie 0,01C , a jak to cholerstwo rozładować żeby pamięciowy zniknął :(.

    I jeszcze jedno pytanie jak rozróżnić efekt wielkich kryształów od wysuszenie akumulatorka :(
  • #14
    arkady25
    Level 16  
    Dorzucę swoje 3 grosze:
    Kiedyś zrobiłem rozładowywarkę do akumulatorów Ni-Cd R6. Czas mierzyłem zwykłym budzikiem, załączanym za pomocą przekaźnika. Elementem pobierającym z zadowalającą dokładnością stały prąd w pełnym zakresie napięć występujących na akumulatorku była żarówka z latarki 2,4V 1,2W.
    Natomiast obecnie mam ładowarkę z serii BC700, BC900.
  • #15
    Jdsoul
    Level 23  
    Arkady25 :) rozumiem, że książkowo ładowałeś prądem 0,1-0,2 C przez 14 godzin :), bez kontroli napięcia.

    Dobrze się sprawdza przy poprawnie, sformatownych ładowanych i zasilanych akumulatorach, ale ja chcę zawalczyć o te "żle" eksploatowane :)

    A tak przy okazji :)
    Jakiś czas temu w latach 80-tych w radioelektroniku pojawiła się prosta ładowarka akumulatorów oparta na 555 pracującym jako komparator, działo to na tej zasadzie, że wejścia komparatora 555 podłączane były do zacisków akumulatora, do wyjścia było podłączone sterowane załącz, wyłącz źródełko prądowe o stałym prądzie zadanym w ukłądzie tranzystora NPN , a do inwertera dioda LED. Przy starcie wyumszało się przełącznikiem chwilowym przerzucenie wewnętrznego przerzutnika i układ powoli ładował baterię stałym prądem do zadanego napięcia, po czym po osiągnięciu napięcia zadanego potencjometrem następowało przerzucenie przerzutnika i odcięcie prądu. Metoda prosta, ładowanie poprawne, ale ... tylko przy sprawnych ogniwach, przy ogniwach z pamięcią... próg napięciowy pojawiał się w kilka sekund po rozpoczęciu ładowania i ładowarka kończyła proces :(.

    Czy może już ktoś poczynił dalsze prace nad metodami mało inwazyjnego ratowania akumulatorów i ma efekty?
    Dajcie znać :).
    Chodzi o stworzenie jakiegoś szczególnego sposobu, algorytmu inteligentnego regeneracji ogniw, tak aby ich nie uszkodzić lub nie zmniejszyć znacząco żywotności.

    Może analiza ciągła charakterystyk ładowania i poszukiwanie jakiś charakterystycznych zachowań, może ładowanie w.cz. ??? Może spróbować zadziałać z ultradziwiękami na te kryształki ?? A może jakaś chytra metoda rozładowania ??
  • #16
    shg
    Level 35  
    W.cz. nie przejdzie, po prostu będzie grzało akumulator. Procesy elektrodowe zachodzą stosunkowo wolno. Lepiej już niższe częstotliwości, maksymalnie kilka Hz.

    Ultradźwięki raczej też na niewiele się zdadzą. Wydaje mi się że masz na myśli metodę taką, jak przy kruszeniu kamieni żółciowych, czy jak się one tam zwą. Tam używa się wiązki ultradźwięków zogniskowanej w rozłupywanym obiekcie. Problem w tym, że kamienie są dość duże i łatwo w nie trafić, a i ośrodek przez który rozchodzi się dźwięk niespecjalnie tu przeszkadza. Twarda obudowa z kolei będzie odbijać dość znaczne ilości ultradźwięków. Te "duże" kryształy i tak są zbyt małe, żeby można je było ultradźwiękami niszczyć, ich wymiary są wielokrotnie mniejsze od długości fali, przez co taka fala może najwyżej kryształami nieco "wstrząsnąć" (bardzo źle by było, gdyby oddzieliły się od elektrody), ale nie będzie w stanie wytworzyć naprężeń wystarczających do ich rozdrobnienia.

    Może jest metoda na odróżnienie suchego akumulatora od zużytego. Warunek jest taki, żeby w ogniwie siły grawitacyjne dominowały nad kapilarnymi, czyli prostemi słowy, żeby resztki elektrolitu spływały w dół. Jeżeli teraz ustawić taki akumulator pionowo, naładować i zmierzyć jego pojemność w trakcie rozładowania, to po ponownym ładowaniu i rozładowaniu po odwróceniu go w pionie o 180° (i odczekaniu) pojemność powinna być mniejsza. Obawiam się jednak, że dominujące są siły kapilarne, czyli elektrolit będzie wspinał się po separatorze i w miarę równomiernie wypełniał ogniwo.

    Wyschnięte ogniwo Ni-xx będzie miało dużą rezystancję wewnętrzną (brak wody, która ma kluczowe znaczenie w wymianie jonów).
    W ogniwach Ni-MH woda nie jest zużywana ani przy ładowaniu, ani przy rozładowaniu, jeżeli wziąść pod uwagę ogólny bilans masowy. Przy szybkim ładowaniu trochę tej wody może tymczasowo ubywać, dopóki nie dojdzie do rekombinacji H2 i O2 na elektrodzie ujemnej, ale to nas nie interesuje. Wynikało by z tego, że ubytek wody nie będzie miał większego wpływu na pojemność (pod warunkiem, że powierzchnie elektrod pozostaną zwilżone), pogorszy się natomiast transport jonów. A zatem rezystancja wewnętrzna nie będzie zależała w znaczący sposób od stopnia naładowania.
    W akumulatorach Ni-Cd natomiast podczas ładowania uwalniana jest woda, Wychodziło by w takim razie na to, że rezystancja ogniwa spadała by wraz ze wzrostem stopnia naładowania. Niemożliwość "wyciągnięcia" z baterii pełnej pojemności wiązała by się ze zużywaniem wody podczas rozładowania, aż do momentu gdy będzie jej na tyle mało, że rezystancja wewnętrzna osiągnie beznadziejnie wysoką wartość.

    Jeżeli akumulatory były ładowane i rozładowywane dużym prądem, to w wypadku rekrystalizacji materiału elektrodowego kolejne ładowania i rozładowania małym prądem powinny prowadzić do wzrostu pojemności Taki przykład z życia wzięty, akumulatorki AAA Forever 850mAh ładowane od nowości prądem rzędu 1A (kilka razy przeładowane i mocno nagrzane, ale nigdy nie rozszczelnione), a rozładowywane różnie i często odstawiane do "leżakowania". Po kilkudziesięciu takich cyklach miały ~350mAh pojemności. Po dwóch cyklach ładowania / rozładowania małym prądem ich pojemność wzrosła do około 550mAh.
    Pakiet 12 * Ni-Cd 2Ah, rok produkcji chyba 1998. Przez cały czas dobrze "traktowane", trochę leżakowały, raczej na pewno nie wyschły. Obecnie w stanie rozładowania ich rezystancja wewnętrzna wynosi 0.4ohm. Właśnie podłączyłem ładowanie, potem dopiszę jak po naładowaniu wygląda. Postaram się też zmierzyć pojemność, może nawet zdejmę jakąś charakterystykę (R i U od stopnia rozładowania), ale to może, bo jeszcze w sofcie tego nie ma.
    Jak się znajdzie jakiś niepotrzebny Ni-Cd to spróbuję drania "ususzyć". Oczywiście, jak na złość, jakieś dwa tygodnie temu wyrzuciłem trzy takie, były szeregowo połączone, jeden się właśnie rozlał od przeładowania a przedtem ich parametry były w miarę znośne.

    Podsumowując, do odróżnienia suchych od zużytych (starych) akumulatorów proponowałbym pomiar pojemności po kilku cyklach ładowania / rozładowania. Stan wyschniętych nie powinien ulec znaczącej poprawie. Dodatkowo do Ni-Cd można by przeprowadzić pomiar rezystancji wewnętrznej w trakcie ładowania i rozładowania.

    --- edit
    Ciekawe. Po naładowaniu rezystancja szeregowa tego pakietu NiCd... wzrosła do 0.8ohm. W sumie jak na ten wiek to i tak dobrze (0.066ohm / ogniwo). Po rozładowaniu (jeszcze bez pomiaru pojemności) rezystancja wzrosła do 1ohm.
  • #17
    madart
    Level 25  
    Widzę że temacik nieco odżył :)
    Wyłoniło się tu pare bardzo ciekawych szczegółów z życia akymulatorów o których nie miałem pojęcia :)
    Dziękuje za udział w dyskusji, mój projekt tymczasowo został zawieszony z powodu braku warunków do pracy.

    Co do schematu to Jdsoul on jest całkiem poprawny :P
    Aku jest tak podłączony że jego SEM dodaje się do źródła zasilania, ponieważ LM317 wymaga przynajmniej 3V do poprawnego działania. Napięcie z dzielnika wymagane jest do ADC który działa w zakresie 0-5V. W programie jest jeszcze algorytm który odtwarza oryginalną wartość napięcia bateri.
  • #18
    shg
    Level 35  
    Co do schematu, to napięcie na bramce BUZ11A jest w miarę znośne, większość (ale moze okazać się że nie wszystkie) egzemplarzy otworzy się przy tym napięciu na tyle, żeby popłynął wystarczająco duży prąd. Sama koncepcja, no niby dobra, bo układ prosty, ale w celu rozładowania akumulatora musi pobierać taki sam prąd z zewnętrznego źródła, to tak trochę niefajowo. Jest jeszcze jeden problem w pomiarze tą metodą, powinieneś znać dokładną wartość napięcia zasilania (5V). Jeżeli to jest ze stabilizatora liniowego, to OK, nawet tanie 7805 zachowują się w miarę przyzwoicie. Nie podłączałbym natomiast czegoś takiego pod zasilacz komputerowy, zwłaszcza tańszy.
  • #19
    madart
    Level 25  
    O tym poborze to nie pomyślałem :)
    Układ jest zasilany z 7805 właśnie dlatego żeby nie było zbyt dużych odchyleń w dokładności.
    A co do tego nieszczęsnego BUZa, to on jest tam przykładowo, powinien być jakiś sterowany poziomem logicznym, ale ten schemat jest tylko poglądowo narazie :)
    Spodobała się mi idea podłączenia baterii w mostek H, tylko że będe musiał inaczej rozwiązać pomiar przez dorzucenie jakiegoś zewnętrzengo ADC, bo atmega8 nie ma chyba wejścia różnicowego ani nie mierzy napięcia ujemnego.
  • #20
    Jdsoul
    Level 23  
    Cześć

    Rozumiem, że schemat został narysowany niekompletnie.
    Mam rozumieć, że chcesz zastosować rozładowywanie pośrednie innym źródłem zasilania.

    Wtedy niestety musisz uwzględnić w układzie rezystancję wewnętrzną tego źródła, rezystancję wewnętrzną akumulatora.

    O ile rezystancja wewnętrzna akumulatora jest właściwe liniowa :) to trudno jest prognozować, jak wygląda zależna prądowo zazwyczaj nieliniowa rezystancja wewnętrzna zastosowanego systemu zasilania - stabiliator liniowy(tranzystor) lub impulsowy.

    Po za tym dokonywany pomiar zostanie obciążony znacznym błędem pomiarowym ze względu na stabilność punktu VCC + 5V wzgledem którego chcesz mierzyć napięcie drugiej elektrody, oczywiście będzie ono zależeć od pobieranego przez układ prądu. Czyli tak naprawdę będziesz próbował zmierzyć napięcie elektrody dodatniej - +5V. Zwróć uwagę że nawet minimalne zmiany napiecia są bardzo istotne z pkt. charakterystyki ładowania ogniwa szczególnie blisko poziomu całkowitego rozładowania i ładowania.

    Oczywiście jak się uprzesz możesz ten efekt zminimalizować mierząc na przemian napięcie na jednej i napięcie na drugiej elektrodzie akumulatora i dokonywać matematycznie obliczeń różnicy napięć w programie, a dopiero na tej podstawie dokonywać decyzji o załączeniu lub wyłaczeniu MOSFETA.
    Jak wiesz przetwornik w Atrmdze ma 6 wejść więc dlaczego nie :) Troszkę wzroście błąd pomiarowy, no ale nie na tyle znacząco żeby metodę wyeliminować :)

    Zdecydowanie bezpieczniejszym układem pomiarowym byłoby przypięcie akumulatora do układu za pomocą przekaźnika dwusekcyjnego w układzie krzyżowym np. R15. Wtedy mógłbyś zautomatyzować proces ładowania i rozładowania, dokonując cyfrowo zamiany polaryzacji akumulatora.

    Tzn.zarówno "plus" jaki "minus" podłączyłbym do sekcji COM przekaźników, natomiast źródło prądowe podłączyłbym na krzyż tzn. w jednym położeniu styków NC akumulator byłby podłączony w układzie ładowania, zaś w drugim NO w układzie rozładowania.

    Tak czy inaczej pomiaru dokonywałbym w stosunku do znanej masy i do tej samej proponowałbym podłączyć masę przetwornika AC. Pomiar warto wykonać w w odniesieniu do obu elektrod akumulatora wskazane jest zbuforowanie mierzonej wielkości tak, aby wartość impedancji miernika była bliska 10 -100 MOmów etc i nie wpływała w żaden sposób na akumulator.

    Źródło prądowe regulowane R umieściłbym na poziomie +Vcc2 dla zapasu 12V lub więcej w zależności od ilości przewidywanych ogniw.
    Raczej unikałbym stosowania wspólnego zasilania układu rozładowania , ładowania z zasilaniem procesora i przetwornika, chyba, że pośrednio przez stabilizator.

    Zastosowanie przekaźnika zamiast MOSFETA, czy NPN jest wskazane ze względu na naprawdę niską rezystancję własną styku.
    Oczywiście jest to archaizm, ale nadal na dowolnym elemencie przełączającym półprzewodnikowym powstaje spadek napięcia i ta rezystancja może wpływać na sposób ładowania/rozładowania mierzonego akumulatora, bez uwzględnienia w obszarze pomiaru, a co za tym idzie wynik pomiaru pojemności bedzie znacząco przekłamany.

    No chyba że przy okazji wykorzystać spadek na elemencie przełączajacym do dokładnego pomiaru prądu :), zakładając liniowość rezystancji wewnętrznej przełącznik, mierząc napiecie przed i za elementem i obliczając różnicę napięć, co przy danej warości źródła prądowego da nam rezystancję własą przełącznika itd. itd.

    Przetwornik wielowejściowy AC daje wiele fajnych możliwości :) reszta to jakiś mniej lub bardziej złożony algortym :)
  • #21
    madart
    Level 25  
    Prace ponownie ruszyły :)
    Prototyp jest prawie gotów do testów.
    Pomiar prądu rozwiązałem stosując układ DS2438 który jest stworzony do takich celów :) . Posiada przetwornik temperatury, napięcia, dwukierunkowy pomiar prądu i rejestry służące do szacowania pojemności. Obsługa po 1-wire.
    To znacznie upraszcza pomiar pojemności. Wyzwaniem pozostaje więc automatyka ładowania i rozładowania którą pokazuje na schemacie.
    Niestety dla pojedynczych cel NiCd napięcie jest trochę za małe żeby stosować rozładowanie przez źródło prądowe, dlatego zastosowałem rezystor.
    Pomiar odbywa sie przez 3 cykle rozładywująco - ładujące, pomiar pojemności dokonywany jest w ostatnim z nich.
    Można mierzyć zarówno ilość władowanych jak i rozładowanych mAh.

    Tu schemacik:
    Mikroprocesorowy miernik pojemności akumulatorków
    Wszelkie sugestie co można by poprawić mile widziane.
    Nad programem jeszcze pracuje, ponieważ czekam na dostawę świeżych procków :D
  • #22
    Calineczka*
    Level 31  
    .....gdybys pokusil sie o zaimplementowanie pomiaru pojemnosci ogniw li-ion bylo by super, sam bym to zrobil...z checia pomogl bym przy prototypie.Jest kilka dedykowanych ukladow do ladowania li-ion, nawet w postaci sampli, mozna by sprobowac ktorys zintegrowac, a nawet regulowac prad ladowania(z menu?)
  • #23
    madart
    Level 25  
    Tu już jest jedna zintegrowana :)
    Co prawda to najprostsza wersja ale ja narazie tak je ładuje :)
    Pierwszy LM to źródło prądowe, na drugim ustawiasz napięcie i masz ładowanie const I/const V . Do ich rozładowywania można by wrzucić jeszcze jedno źródełko prądowe i po sprawie.
    Mam w domu pare układów Maxima, ale nie wykorzystuję ich z czystego lenistwa :)
    Chciałbym tu zastosować menu i płynną regulacje prądu, ale wymaga to zmiany układu wykonawczego no i więcej miejsca w programie a bascom ogranicza do 4Kb z czego ponad 3 jest juz wykorzystane :/
    Zobaczę na te układy i sprawdzę ich możliwości, może coś wcisnę :)
  • #24
    Calineczka*
    Level 31  
    Po co plynna reg.pradu?
    ladowarke oczywiscie widac na schemacie ale napiecie masz wyregulowane na stale potencjometrem-wiec albo nicd/nimh albo li-ion.Moze jednak sterowanie z IC napieciem?Albo przynajmniej mosfety sterowane z IC zmieniajace dzielnik napiecia na LMie?
  • #25
    asembler
    Level 32  
    Ładowarko/rozładowywarka możliwość ładowania ogmiw o napieciu od 1.2 do 14V Metoda ładowania prądem stałym (innymi słowy jest regulator prądu)

    Mikroprocesorowy miernik pojemności akumulatorków

    Mikroprocesorowy miernik pojemności akumulatorków

    Mikroprocesorowy miernik pojemności akumulatorków

    Po podłaczeniu akumlatora po 7 dniach pojemność akumlatora wzrosła z 4:17 do 8:12 (godziny i minuty rozładowania akumlatora)
  • #26
    madart
    Level 25  
    Myślę, że do testowania będzie więcej niż jedno ogniwo danego typu więc ręczna regulacja jest ok. Problem z ilością mosfetów sterujących dzielnikiem rośnie wraz z liczbą badanych kombinacji ogniw. Najlepszym rozwiązaniem byłby tutaj potencjometr elektroniczny na 1-wire.
    Z tą regulacją prądu chodziło o zmianą pomiędzy li-ion a nicd, bo chciałbym zachować "firmowe" warunki pomiaru.

    :arrow: Assembler
    Ładny sprzęt :) To twój projekt? Mogłbyś podzielić się schematem :P a nie tylko zaostrzać apetyt zdjęciami :)
    To prawdziwy kombajn, myślałem nad czymś skromniejszym dla siebie, ale co tam :D
  • #27
    shg
    Level 35  
    madart, przemyśl jeszcze raz koncepcję sterowania, bo MOSFETy masz włączone tak, że cały czas będzie przewodzić "wbudowana" dioda. Zresztą przy większym napięciu i tak im bramek nie otworzysz, bo źródła MOSFETów masz na dość wysokich potencjałach względem masy, a na bramkę podajesz tyko 5V, czyli w zasadzie napięcie G-S masz ujemne, tranzystor nie przewodzi.
    Po drobnej modyfikacji można wstawić tam MOSFETy z kanałem p, włączone w ten sam sposób, ale sterowanie bramką inaczej (dodatkowy tranzystor (bipolarny, mały) i rezystor w najprostszej opcji).
    Można by też zastosować MOSFETy z kanałem n (tylko odwrócić D i S, żeby cały czas nie przewodził), bo są lepsze, tańsze, itd., ale trzeba by do tego specjalny driver.
  • #28
    madart
    Level 25  
    Przepraszam za gafe, te diody w mosach w rzeczywistości są odwrotnie :oops: , wszystko przez to że sam musiałem je zrobić . To, że 5V ich nie wysteruje przekonałem się w prototypie. Trzeba zrobić sterowanie na dodatkowym tranie właśnie i do zasilania bezpośrednio.
    Zaraz umieszczę poprawiony schemat tej części.

    Mikroprocesorowy miernik pojemności akumulatorków
  • #29
    asembler
    Level 32  
    Dopiero co zaistalowałem EAGLE schemat własnei rysuje.
    Schemat jest prosty zamieszczam to co mam narazie
    Mikroprocesorowy miernik pojemności akumulatorków

    sterowanie jest zrobione na triaku czyli pozosta czesc to trafo 200W 2x15V mostek prostowniczy 15A i triak na radiatorze nad całoscia czuwa steronik z czujką temperatury (DS18B20) bo przy 15A troszkę się grzeje 100 stopni
  • #30
    madart
    Level 25  
    A jak jest z rozładowaniem ? Szczególnie ogniw 1,2V?
    Ładowanie na triaku to dobry pomysł, jednak nie nadaje się on w ogóle do ogniw Li-Ion.
    Można jeszcze zobaczyć schemat tego sterownika triaka?