Urządzenie, za pomocą którego sprawdzisz pojemność akumulatorów litowo-jonowych typu AA. Dość często baterie do laptopów stają się bezużyteczne, ponieważ jedna lub więcej baterii traci swoją pojemność. W rezultacie musisz kupić nową baterię, kiedy możesz sobie poradzić z odrobiną rozlewu krwi i wymienić te bezwartościowe baterie.
Czego potrzebujesz do urządzenia:
Arduino Uno lub inny kompatybilny.
Wyświetlacz LCD 16x2 ze sterownikiem Hitachi HD44780
Przekaźnik półprzewodnikowy OPTO 22
Rezystor 10 MΩ przy 0,25 W
Uchwyt baterii 18650
Rezystor 4 ohm 6W
Jeden przycisk i zasilanie od 6 do 10V przy 600 mA
Teoria i działanie
Napięcie na w pełni naładowanym akumulatorze litowo-jonowym bez obciążenia wynosi 4,2 V. Po podłączeniu obciążenia napięcie gwałtownie spada do 3,9 V, a następnie powoli maleje w miarę pracy akumulatora. Ogniwo uważa się za rozładowane, gdy napięcie na nim spadnie poniżej 3 V.
W tym urządzeniu akumulator jest podłączony do jednego z wyjść analogowych Arduino. Mierzone jest napięcie na akumulatorze bez obciążenia i sterownik oczekuje na naciśnięcie przycisku „Start”. Jeśli napięcie akumulatora przekracza 3 V. , naciśnięcie przycisku rozpocznie test. Aby to zrobić, rezystor 4 omów jest podłączony do akumulatora przez przekaźnik półprzewodnikowy, który będzie działał jak obciążenie. Napięcie jest odczytywane przez sterownik co pół sekundy. Korzystając z prawa Ohma, możesz znaleźć prąd podawany do obciążenia. I=U/R, U jest odczytywane przez wejście analogowe sterownika, R=4 Ohm. Ponieważ pomiary są wykonywane co pół sekundy, w ciągu godziny uzyskuje się 7200 pomiarów. Autor po prostu mnoży 1/7200 godziny przez aktualną wartość i sumuje wynikowe liczby, aż bateria rozładuje się poniżej 3V. W tym momencie przekaźnik przełącza się, a na wyświetlaczu pojawia się wynik pomiaru w mAh
Pinout LCD
PIN Cel
1 GND
2 +5V
3 GND
4 Cyfrowy PIN 2
5 Cyfrowy PIN 3
6,7,8,9,10 Brak połączenia
11 Cyfrowy kod PIN 5
12 Cyfrowy PIN 6
13 Cyfrowy PIN 7
14 Cyfrowy PIN 8
15 +5V
16 GND
Autor nie zastosował potencjometru do regulacji jasności wyświetlacza, zamiast tego podłączył pin 3 do masy. Uchwyt baterii jest podłączony ujemnie do masy, a dodatnio do wejścia analogowego 0. Między plus uchwytu a wejście analogowe, który działa jak rezystor podciągający, włączono rezystor 10 MΩ. Przekaźnik półprzewodnikowy załączany jest minusem do masy, a plusem do wyjścia cyfrowego 1. Jedno z wyjść stykowych przekaźnika podłączamy do plusa uchwytu, pomiędzy drugim wyjściem a masą umieszczamy rezystor 4 ohm , który działa jak obciążenie, gdy akumulator jest rozładowany. Pamiętaj, że będzie dość gorąco. Przycisk i przełącznik są podłączone zgodnie ze schematem na zdjęciu.
Ponieważ w schemacie stosowane są PIN 0 i PIN 1, przed pobraniem programu do sterownika należy je wyłączyć.
Po podłączeniu wszystkiego wypełnij załączony poniżej firmware, możesz spróbować przetestować baterię.
Na zdjęciu wartość napięcia, którą uwzględnił sterownik.
Napięcie na nim musi być wyższe niż 3V.
Ten projekt jest połączony jako prefiks z ładowarką, której wiele różnych schematów zostało już opisanych w Internecie. Wyświetla na wyświetlaczu LCD wartość napięcia wejściowego, prąd ładowania akumulatora, czas ładowania oraz pojemność prądową ładowania (która może być wyrażona w amperogodzinach lub w miliamperogodzinach - zależy to tylko od oprogramowania sterownika i zastosowanego bocznika) . (Cm. Ryc.1 I Ryc.2)
Ryc.1
Ryc.2
Napięcie wyjściowe ładowarki nie może być mniejsze niż 7 woltów, w przeciwnym razie ten dekoder będzie wymagał oddzielnego zasilania.
Urządzenie oparte jest na mikrokontrolerze PIC16F676 oraz 2-liniowym wskaźniku ciekłokrystalicznym SC 1602 ASLB-XH-HS-G.
Maksymalna pojemność ładowania to odpowiednio 5500 mAh i 95,0 Ah.
Schemat obwodu jest pokazany na Rys. 3.
Ryc.3. Schemat ideowy przystawki do pomiaru pojemności ładowania
Złącze ładowarki - włączone Ryc. 4.
Rys.4 Schemat podłączenia dekodera do ładowarki
Po włączeniu mikrokontroler najpierw żąda wymaganej mocy ładowania.
Ustaw przyciskiem SB1. Resetuj - przycisk SB2.
Pin 2 (RA5) przechodzi w stan wysoki, co włącza przekaźnik P1, który z kolei włącza ładowarkę ( Ryc.5).
Jeśli przycisk nie zostanie wciśnięty dłużej niż 5 sekund, sterownik automatycznie przejdzie do trybu pomiarowego.
Algorytm obliczania pojemności w tym dekoderze jest następujący:
Raz na sekundę mikrokontroler mierzy napięcie na wejściu dekodera oraz prąd, a jeśli wartość prądu jest większa niż jedna z najmniej znaczących cyfr, zwiększa licznik sekund o 1. Tym samym zegar tylko pokazuje czas ładowania.
Następnie mikrokontroler oblicza średni prąd na minutę. W tym celu odczyty prądu ładowania są dzielone przez 60. Do licznika zapisywana jest liczba całkowita, a następnie reszta z dzielenia jest dodawana do następnej zmierzonej wartości prądu i dopiero wtedy ta suma jest dzielona przez 60. Po wykonaniu 60 pomiarów w ciągu 1 minuty, licznik będzie miał średnią liczbową prądu na minutę.
Gdy odczyty sekund przechodzą przez zero, z kolei średnia wartość prądu jest dzielona przez 60 (zgodnie z tym samym algorytmem). W ten sposób miernik pojemności zwiększa się 1 raz na minutę o jedną sześćdziesiątą średniego prądu na minutę. Następnie licznik wartości średniej prądu jest resetowany do zera i odliczanie rozpoczyna się od nowa. Każdorazowo po obliczeniu pojemności ładowania następuje porównanie pojemności zmierzonej z podaną i jeśli są one równe, na wyświetlaczu pojawia się komunikat „Ładowanie zakończone”, a w drugim wierszu wartość ta pojemność ładowania i napięcie. Pin 2 mikrokontrolera (RA5) przechodzi w stan niski, co powoduje wyłączenie przekaźnika. Ładowarka odłączy się od sieci.
Ryc.5
Konfiguracja urządzenia sprowadza się tylko do ustawienia prawidłowych odczytów prądu ładowania (R1 R5) i napięcia wejściowego (R4) za pomocą wzorcowego amperomierza i woltomierza.
Teraz o bocznikach.
Do ładowarki o prądzie do 1000 mA można zastosować zasilacz 15 V, jako bocznik opornik 0,5-10 Ohm o mocy 5 W (mniejsza wartość rezystancji wprowadzi mniejszy błąd pomiaru, ale sprawi, że trudno dokładnie wyregulować prąd podczas kalibracji urządzenia), a szeregowo z akumulatorem zmienną rezystancję 20-100 omów, która ustawi wartość prądu ładowania.
Dla prądu ładowania do 10A konieczne będzie wykonanie bocznika z drutu o wysokiej rezystancji o odpowiednim przekroju i rezystancji 0,1 Ohm. Przeprowadzone testy wykazały, że nawet przy sygnale z bocznika prądowego równym 0,1 V, rezystory dostrajające R1 i R3 mogą bez problemu ustawić odczyt prądu na 10 A.
Płytka drukowana dla tego urządzenia został opracowany pod wskaźnikiem WH1602D. Ale możesz użyć dowolnego odpowiedniego wskaźnika, odpowiednio lutując przewody. Płytka jest zmontowana w takich samych wymiarach jak wskaźnik ciekłokrystaliczny i jest zamocowana z tyłu. Mikrokontroler montowany jest na gnieździe i umożliwia szybką zmianę oprogramowania w celu przełączenia na inny prąd ładowarki.
Przed pierwszym włączeniem ustaw rezystory dostrajające w pozycji środkowej.
Jako bocznik dla opcji oprogramowania układowego dla niskich prądów można użyć 2 rezystorów MLT-2 1 Ohm połączonych równolegle.
Możesz użyć wskaźnika WH1602D w konsoli, ale będziesz musiał zamienić piny 1 i 2. Ogólnie lepiej sprawdzić dokumentację wskaźnika.
Wskaźniki MELT nie będą działać ze względu na niekompatybilność pracy na interfejsie 4-bitowym.
W razie potrzeby można podłączyć podświetlenie wskaźnika przez rezystor ograniczający prąd 100 omów
Ten przedrostek może być użyty do określenia pojemności naładowanej baterii.
Ryc.6.Wyznaczanie pojemności naładowanej baterii
Jako obciążenie możesz użyć dowolnego obciążenia (żarówka, rezystor ...), tylko po włączeniu musisz ustawić dowolną oczywiście dużą pojemność akumulatora i jednocześnie monitorować napięcie akumulatora, aby zapobiec głębokiemu rozładowaniu.
(Od autora) Przedrostek został przetestowany z nowoczesną impulsową ładowarką do akumulatorów samochodowych,
Urządzenia te zapewniają stabilne napięcie i prąd przy minimalnym tętnieniu.
Podłączając dekoder do starej ładowarki (transformator obniżający napięcie i prostownik diodowy) nie byłem w stanie wyregulować odczytów prądu ładowania ze względu na duże tętnienia.
W związku z tym zdecydowano się na zmianę algorytmu pomiaru prądu ładowania przez sterownik.
W nowym wydaniu sterownik dokonuje 255 pomiarów prądu w ciągu 25 milisekund (przy 50 Hz okres wynosi 20 milisekund). I z wykonanych pomiarów wybiera największą wartość.
Mierzone jest również napięcie wejściowe, ale wybierana jest najmniejsza wartość.
(Przy zerowym prądzie ładowania napięcie powinno być równe SEM akumulatora.)
Jednak przy takim schemacie konieczne jest umieszczenie diody i kondensatora wygładzającego (> 200 uF) przed stabilizatorem 7805 na napięcie nie mniejsze niż napięcie wyjściowe ładowarki
urządzenia. Źle wygładzone napięcie zasilania mikrokontrolera doprowadziło do awarii.
W celu dokładnego ustawienia odczytów dekodera zaleca się stosowanie trymerów wieloobrotowych.lub wstaw dodatkowe rezystory szeregowo z trymerami (wybierz eksperymentalnie).
Jako bocznik do dekodera 10 A próbowałem użyć kawałka drutu aluminiowego o przekroju 1,5 mmokoło 20 cm długości - działa świetnie.
Najważniejszym parametrem każdej baterii jest jej pojemność. Określa ilość energii dostarczanej im w każdym okresie czasu. Dotyczy to wszystkich akumulatorów od samochodu do telefonu. Warto o nich wiedzieć i zrozumieć działanie urządzenia, ponieważ użycie akumulatora o niewłaściwej pojemności może spowodować poważne problemy podczas uruchamiania tych urządzeń.
Jednostkami tej wartości są Ampery lub Miliampery na godzinę. Zgodnie z tym parametrem dobierany jest akumulator do sprzętu, kierując się zalecanymi wartościami. Jeśli na przykład zalecenia zostaną naruszone, samochód może nie uruchomić się zimą.
Jaka jest pojemność baterii lub akumulatora
Wszystkie akumulatory są zazwyczaj ozdobione napisami typu 55, 70 Ah lub 1800mAh. To oznaczenie wskazuje, że pojemność tej baterii wynosi odpowiednio 55 amperów lub ułamków amperów na godzinę, tylko w tłumaczeniu na język angielski - A / godzinę. Należy go odróżnić od innego parametru - napięcia, które jest zapisywane w woltach.
Standardowa bateria
Wskaźnik Ah pokazuje, jak długo bateria wytrzyma godzinę przy obciążeniu 60 amperów i napięciu 12,7 V. Innymi słowy, pojemność to magazyn energii, który bateria może pomieścić sama w sobie.
A jeśli obciążenie jest mniejsze niż 60 A, bateria wytrzyma dłużej niż 60 minut.
Jak szybko sprawdzić pojemność dowolnej baterii
Najczęściej pojemność baterii mierzy się za pomocą testera. To jest szybkie urządzenie pomiarowe. Działa automatycznie, nie jest wymagana żadna dodatkowa wiedza, aby z niego korzystać. Spędzony czas nie przekracza 15 sekund. Wystarczy podłączyć tester do źródła zasilania i nacisnąć jeden przycisk, po czym zaczyna on określać pojemność podłączonych akumulatorów.
Jest używany przy wyborze baterii, porównując pojemność szczątkową i nominalną, która jest oficjalnie wskazana na urządzeniu. Jeśli różnica jest większa niż 50%, bateria nie może działać.
Jakiego instrumentu użyć do dokładnego pomiaru pojemności dowolnej baterii
Wskaźnik pojemności określa gęstość elektrolitów, określa się ją za pomocą specjalnego urządzenia - areometru. Na nowych bateriach zawsze wyświetlane są główne parametry. Jednak wartość ta jest ustalana niezależnie.
Mała bateria
Najprostszym sposobem są zwykłe testery, takie jak „Coulomb”. Za pomocą tego urządzenia mierzy się pojemność i napięcie akumulatora w samochodzie. Wymaga to minimalnego wysiłku i czasu, aby osiągnąć wiarygodne wyniki.
Aby użyć „wisiorka”, należy podłączyć go do zacisków akumulatora, po czym zacznie on określać napięcie i pojemność.
Istnieje wiele innych sposobów obliczania tych parametrów. Klasykiem jest pomiar multimetrem do akumulatora samochodowego. W tym celu musi być w pełni naładowany i podłączony do odbiornika (wystarczy zwykła żarówka 60W). Jednak nawet to nie gwarantuje absolutnej dokładności odczytów.
multimetr instrumentu
Pierwszym krokiem po złożeniu obwodu z samej baterii, multimetru, żarówki jest podanie napięcia. Jeśli światło nie zgaśnie w ciągu 2 minut (jeśli tak nie jest, bateria nie może zostać zregenerowana), wykonaj odczyty „kulombowskie”. Gdy tylko odczyt spadnie poniżej standardów napięcia akumulatora, zaczyna się on rozładowywać. Po zmierzeniu czasu potrzebnego do końcowego zużycia energii i prądu obciążenia konsumenta, odczyty te należy pomnożyć przez siebie. Wynikowa liczba to pojemność baterii.
Jeśli wynik różni się od oficjalnej wartości, należy wymienić baterię. Multimetr pozwala obliczyć pojemność dowolnej baterii. Wadą tej metody jest to, że jest czasochłonna.
W drugiej metodzie pomiaru akumulator rozładowuje się za pomocą rezystora według specjalnego schematu. Za pomocą stopera określa się czas rozładowania. Jednak ważne jest, aby nie rozładować całkowicie akumulatora, chroniąc się przed tym za pomocą przekaźnika.
Jak zrobić urządzenie własnymi rękami
Jeśli niezbędny sprzęt nie jest pod ręką, możesz samodzielnie wdrożyć urządzenie. Widły ładunkowe będą pasować. Zawsze jest ich dużo w sprzedaży, ale są one również zbierane niezależnie. Taka opcja jest rozważana poniżej.
Schemat wtyczki
Widelec ten posiada rozszerzoną skalę, co pozwala na osiągnięcie najwyższej dokładności odczytu. Wbudowana odporność na obciążenie. Zakresy skali są podzielone na pół, zmniejszając w ten sposób błąd odczytów. Urządzenie jest wyposażone w 3-woltową skalę. Umożliwia to testowanie poszczególnych banków akumulatorów. Skale 15V uzyskuje się poprzez obniżenie napięcia na diodach i diodach Zenera.
Bieżący odczyt urządzenia wzrośnie, gdy tylko wartości napięcia staną się większe niż poziom otwarcia diody Zenera. Podczas zasilania napięciem o niewłaściwej polaryzacji diody zapewniają ochronę. Na rysunku: SB1 to przełącznik bistabilny, R1 to przekaźnik wymaganego prądu, R2 i R3 to rezystory przeznaczone do M3240, R4 to wyznaczniki szerokości wąskich zakresów podziałki, R5 to rezystancja obciążenia.
Jak sprawdzić pojemność baterii telefonu w domu
Podczas korzystania z telefonu komórkowego jego bateria ulega ciągłej degradacji. Tego procesu nie da się uniknąć, jest naturalny. Dzieje się tak niezależnie od modelu, ceny, funkcji telefonu. Aby dokładnie zrozumieć, jak długo bateria wytrzyma w urządzeniu, musisz zmierzyć jej aktualną pojemność. Umożliwi to wymianę baterii na czas, zanim zacznie się wyłączać w najbardziej nieodpowiednim momencie.
Spuchnięta bateria
Przede wszystkim musisz sprawdzić akumulator. Niebezpieczne problemy w baterii litowej są natychmiast widoczne: obudowa może puchnąć, być pełna śladów korozji, zielonkawych i białych plam.
W przypadku stwierdzenia oznak obrzęku dalsze korzystanie z takiej baterii jest niebezpieczne. Może to spowodować zwarcie w obwodach elektrycznych telefonu. Być może początek obrzęku z niewielkim wybrzuszeniem do poważnych deformacji. Kolejnym niepokojącym czynnikiem jest gwałtowny spadek naładowania w telefonie.
Obecnie istnieje wiele aplikacji do pomiaru aktualnej pojemności telefonu.
Aby dokładnie określić pojemność baterii, użyj metody zaawansowanej ładowarki. Akumulator jest całkowicie rozładowany, a następnie podłączony do tego urządzenia. Ten z kolei oblicza pojemność baterii, biorąc pod uwagę czas i aktualną wartość.
Różnice obciążenia
Parametry każdego samochodu są inne. Ich objętości silników, pojemność akumulatorów są różne. W samochodzie osobowym zwykle akumulator o pojemności 40-45A, a w dużym aucie około 60-75A.
Przyczyny tego leżą w prądzie rozruchowym - im mniejszy akumulator, tym mniej w nim elektrolitów, ołowiu itp. Im jest większy, tym większa ilość energii, którą można podać w jednym momencie. Na tej podstawie duże akumulatory mogą z powodzeniem działać w małym samochodzie, a małych akumulatorów nie można włożyć do dużego samochodu.
Zależność kadłuba
Baterie w różnych rozmiarach
Pojemność jest bezpośrednio związana z ilością elektrolitów i ołowiu w akumulatorze. Z tego powodu akumulatory o małej pojemności będą miały znacznie mniejszą objętość i wagę niż akumulatory o większej pojemności. Z tych powodów w małym aucie nigdy nie zakłada się dużych akumulatorów, bo to nie ma sensu - w tych autach jest za mało miejsca pod maską. A mała bateria świetnie radzi sobie z uruchomieniem silnika.
Zmniejszenie pojemności
Każdy akumulator podlega deprecjacji, jego pojemność z czasem maleje. Zwykłe baterie wystarczają na około 3-5 lat. Najwyższej jakości okazy są przechowywane w dobrym stanie do 7 lat.
Wraz ze spadkiem pojemności akumulator traci zdolność do dostarczania wystarczającego prądu rozruchowego. W takim razie nadszedł czas, aby go wymienić. Głównymi przyczynami spadku pojemności są:
- Nagromadzenie kwasu siarkowego na płycie dodatniej. Może całkowicie pokryć wszystkie powierzchnie, pogarsza się kontakt z elektrolitami i spada pojemność.
- Płyta kruszy się z powodu przeładowań, wtedy brakuje elektrolitów. Prowadzi to do natychmiastowego spadku pojemności baterii.
- Kiedy puszka jest zamknięta, a ujemna i dodatnia płytka są ze sobą połączone, pojemność baterii maleje. Jest jednak odnawiany.
Co decyduje o aktualnej pojemności akumulatora?
W trakcie życia baterii zmienia się jej pojemność. Na początku swojej pracy mają największą pojemność, ponieważ płyty są aktywnie rozwijane. Potem przychodzi okres stabilnej pracy, a wydajność utrzymuje się na tym samym poziomie. Ponadto spadek wydajności zaczyna się z powodu zużycia płyt.
Proces testowania baterii
Pojemność baterii zmienia się w zależności od obecności materiałów aktywnych i konstrukcji elektrod, elektrolitów, ich temperatury i stężenia, prądu rozładowania, amortyzacji baterii, stężenia dodatkowych osadów w elektrolitach i wielu innych czynników.
Wraz ze wzrostem prądu rozładowania zmniejsza się pojemność akumulatora. Przy szybkim, specjalnie sprowokowanym rozładowaniu, akumulatory tracą mniej pojemności niż przy płynniejszych trybach z niskimi wartościami prądu. Na tej podstawie na obudowie rejestrowane są wskaźniki dla 4, 15, 100 godzin rozładowania. Pojemności tych samych akumulatorów w tym samym czasie zmieniają się niezwykle silnie. Wydajność wynosi co najmniej 4 godziny rozładowania, a przede wszystkim - przy długich okresach czasu.
Również wskaźniki pojemności zmieniają się wraz ze wzrostem temperatury elektrolitów, jednak wraz ze wzrostem maksymalnych dopuszczalnych norm żywotność maleje. Przyczyny tego leżą w fakcie, że w podwyższonej temperaturze elektrolity wnikają w masę aktywną, ponieważ ich lepkość maleje, a rezystancja wręcz wzrasta. Z tego powodu w reakcjach rozładowania masa aktywna jest większa niż podczas ładowania o niższej temperaturze.
W szczególnie niskich temperaturach pojemność akumulatora zmniejsza się w taki sam sposób, jak jego użyteczność.
Wraz ze wzrostem stężenia elektrolitów wzrasta również pojemność akumulatora. Jednak bateria zużywa się szybciej, ponieważ aktywna masa baterii jest poluzowana.
Dlatego sprawdzanie pojemności akumulatora jest konieczne na każdym etapie jego życia.
Jak korzystać z testera baterii?
Bardzo prosta. Podłączasz cęgi Coulomba do akumulatora, a po chwili urządzenie pokazuje jego napięcie.
Dlaczego potrzebuję wisiorka? Pracuję z akumulatorami od dłuższego czasu i mogę ocenić stan akumulatora mierząc napięcie pod obciążeniem lub nawet po prostu świecąc żarówkę podłączoną do akumulatora.
Oczywiście możesz uzyskać jakościowy obraz baterii. Ale to jak sprawdzanie napięcia baterii językiem. 
- nawet doświadczona osoba nie będzie w stanie podać liczby - napięcie w woltach (lub, w naszym przypadku, w amperogodzinach). Wyobraź sobie też, ile baterii potrzeba, aby przekazać Twoje doświadczenie pracownikowi. A Coulomb działa nawet w niedoświadczonych rękach. Dlatego, tak jak używasz multimetru do pomiaru napięcia baterii, użyjesz Coulomba do pomiaru napięcia baterii.
Czy Coulomb może być używany do testowania baterii niklowo-kadmowych lub litowych?
NIE. Wskaźnik kulombowski jest przeznaczony wyłącznie do testowania akumulatorów kwasowo-ołowiowych.
Jaki jest błąd pomiaru Coulomba?
K ulon nie jest precyzyjnym urządzeniem pomiarowym. Nie mierzy, ale ocenia na podstawie reakcji akumulatora na sygnał testowy. Jest to wskaźnik służący do odróżnienia dobrych akumulatorów od akumulatorów, które w wyniku tego utraciły część. Błąd pomiaru nie jest określony w wykazie jego właściwości technicznych i nie jest znormalizowany. Zawieszka była testowana na tradycyjnych kilku różnych firmach z płynnym (nasączonym do płytek i separatora) elektrolitem - technologia AGM. Dla tych akumulatorów błąd oszacowania nie przekraczał 10-15%. Jednak w ostatnich latach niektórzy producenci akumulatorów zaczęli produkować akumulatory o wyraźnie odmiennych właściwościach elektrycznych. Są to np. akumulatory do krótkich rozładowań (często pozycjonowane jako) czy liczne akumulatory „noname”, które często instaluje się w systemach alarmowych ze względu na ich taniość (w nadziei, że nie dojdzie do pożaru). Dlatego dziś na nieznanych akumulatorach, nawet jeśli są wykonane w technologii AGM, błąd może być większy. Aby zmniejszyć ten błąd, użytkownik może skonfigurować tester do testowania określonego typu, w rzeczywistości zastępując fabryczną kalibrację urządzenia własną, uzyskaną z jego baterii iw jego warunkach.
We wszystkich pomiarach i szacunkach dokonywane są w stosunku do pewnego standardu. Na przykład woltomierz porównuje napięcie akumulatora z napięciem referencyjnego ogniwa pierwotnego. A Coulomb porównuje testowany akumulator z akumulatorami ołowiowymi, na których był testowany. Zastępując kalibrację fabryczną własną, możesz sprawić, że bateria stanie się punktem odniesienia, a wszystkie szacunki dotyczące pojemności staną się dokładniejsze. W instrukcji obsługi zaproponowano kilka metod kalibracji przyrządu. Musisz tylko wybrać i zastosować metodę, która najbardziej Ci odpowiada.
Jak korzystać, jeśli nie można samodzielnie skalibrować?
W większości przypadków błąd jest niewielki, a kulomba można używać bez żadnego przygotowania. Jeśli w Twoim przypadku tak nie jest i nie ma możliwości kalibracji, możesz wykorzystać KULON jako przyrząd do pomiarów względnych. Na przykład masz tuzin identycznych akumulatorów o nominalnej pojemności 10 Ah. Na dziewięciu z nich WISIOREK pokazuje godzinę 9 A*, a na dziesiątej godzinę 3 A*. Wniosek - dziesiąta bateria jest uszkodzona i należy ją natychmiast wymienić.
Nawet jeśli jest tylko jedna bateria tego typu, przed uruchomieniem można ją przetestować za pomocą Coulomba. W trakcie dalszej konserwacji możesz rejestrować odczyty z określoną częstotliwością (na przykład raz na kwartał). Kiedy wisiorek pokazuje, że jego pojemność spadła poniżej 70% początkowej pojemności (możesz sam wybrać ten limit), należy wymienić baterię.
Domowe przyrządy pomiarowe
B. STEPANOW, Moskwa
Radio, 2002, nr 7
Baterie stopniowo tracą pojemność podczas użytkowania. Oceń rzeczywisty stan akumulatora i wyciągnięcie wniosków na temat celowości jego dalszego wykorzystania pozwala na urządzenie, którego opis podano w artykule.
Aby kontrolować stan akumulatora, użytkownik ma do dyspozycji tylko kilka parametrów: napięcie na jego zaciskach bez obciążenia, rezystancję wewnętrzną, napięcie na zaciskach przy określonym obciążeniu i jego zmianę w czasie. Ostatni parametr związany jest z pojemnością akumulatora (jest oznaczony łacińską literą C). W przypadku akumulatorów przeznaczonych do zasilania urządzeń elektronicznych pojemność jest zwykle szacowana w amperogodzinach (A\h) lub miliamperogodzinach (mAh) jako czas, w którym napięcie na akumulatorze Ni-Cd / Ni-MH podczas rozładowywania go stabilny prąd spada do 1 V. Wybór takiej wartości jest w pewnym stopniu warunkowy, ale nie przypadkowy. Uważa się, że do tego momentu akumulator ma czas oddać około 90% zmagazynowanej w nim energii, a tempo spadku napięcia na akumulatorze wyraźnie wzrasta. Należy zauważyć, że wyznaczona w ten sposób pojemność akumulatora zależy od wybranego prądu rozładowania. Zależność ta zauważalnie słabnie dopiero przy jej wartościach mniejszych niż 0,5C.
Wygodnie jest zmierzyć pojemność akumulatora w urządzeniu zdolnym do rozładowania go stabilnym prądem do 1 V. 1. Jego podstawą jest zintegrowany timer KR1006VI1 (DA1). Zawiera dwa komparatory (górny i dolny poziom), wyzwalacz, stopień wyjściowy i tranzystor wyładowczy. Piny 5 i 6 to wejścia komparatora wysokiego poziomu. Napięcie na pierwszym z nich jest ustalane przez wewnętrzny dzielnik mikroukładu i jest równe 2/3 napięcia zasilania mikroukładu, na drugim - przez dzielnik rezystancyjny R1 - R3, który jest zasilany ze stabilizowanego źródła od +9 V.
Jak widać, zasilanie jest dostarczane do mikroukładu przez złącze X1 z testowanej baterii. Jeśli składa się z sześciu elementów, komparator powinien pracować przy napięciu 6 V, a jeśli z siedmiu (np. bateria Nika i tym podobne) - przy 7 V. Dlatego napięcie na pinie 6 DA1, ustawione przez dzielnik R1 - R3, w pierwszym przypadku powinno być równe 4, aw drugim - 4,67 V. Wartości te należy wyjaśnić, ponieważ zależą one od parametrów wewnętrznego dzielnika danego mikroukładu instancja. Dla pewności rozważono dalej wariant urządzenia do akumulatora Nika.
Dopóki napięcie akumulatora jest wyższe niż 7 V, wyjście timera (pin 3) jest w stanie wysokim (około 1,5 V poniżej aktualnego napięcia zasilania). Prąd rozładowania jest sumą prądu obciążenia (jest utrzymywany na niezmienionym poziomie przez stabilizator prądu na tranzystorze polowym VT1) i prądu pobieranego przez sam mikroukład (około 5 mA). Ustawienie prądu całkowitego powyżej 30 mA jest niepożądane. W wersji autorskiej wybrano równą 20 mA. Pozwala to na rozładowanie akumulatora Nika prądem 0,2C, co z jednej strony skraca czas rozładowania o połowę (do około 5 godzin), a z drugiej strony nie „zmniejsza” znacząco pojemności testowany akumulator (przy rozładowaniu prądem 1C może okazać się o 30% niższy niż przy rozładowaniu niskoprądowym).
Obciążeniem jest rezystor R4 i dioda LED HL1. Świecenie tego ostatniego informuje, że bateria jest rozładowywana, a poziom 7 V nie został jeszcze osiągnięty. Ponieważ prąd znamionowy płynący przez diodę AL307BM wynosi 10 mA, „nadmiar” prądu stabilizowanego (5 mA) przepływa przez rezystor R4.
Jeśli potrzebny jest większy prąd rozładowania, urządzenie jest uzupełnione tranzystorem VT2 z rezystorem R6 (pokazanym liniami przerywanymi). Prąd przepływający przez ten obwód będzie stabilny, ponieważ napięcie u podstawy tranzystora jest prawie stałe (wiadomo, że spadek napięcia przewodzenia na diodzie LED nie zmienia się zbytnio w obszarze prądów roboczych). Prąd w obwodzie emitera (a tym samym kolektora) oblicza się według wzoru I \u003d (U - 0,6) / R. Tutaj U jest napięciem u podstawy tranzystora, V; R jest rezystancją rezystora R6, Ohm; I - prąd kolektora, A; 0,6 - przybliżona wartość spadku napięcia na złączu emiterowym tranzystora (0,6 V). Ta formuła jest szacowana, więc wartość prądu rozładowania należy wyjaśnić podczas konfigurowania urządzenia, wybierając rezystor R6.
Aby wyeliminować możliwe awarie, pin 4 („Reset”) jest podłączony do dodatniej szyny zasilającej. Wejście komparatora niskiego poziomu (pin 2) służy do włączania trybu rozładowania poprzez dotknięcie styku dotykowego E1. Kondensator C1 jest podłączony do drugiego wejścia komparatora wysokiego poziomu w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa fałszywych alarmów spowodowanych przenikaniem szumu impulsowego do obwodów mocy.
Do pinu 7 (kolektora tranzystora rozładowującego timera) podłączony jest piezoelektryczny emiter dźwięku HPM14AX firmy JL World (z wbudowanym generatorem), który daje sygnał, gdy akumulator jest rozładowany.
Szczegóły urządzenia są zamontowane na płytce drukowanej, której rysunek pokazano na ryc. 2. Wszystkie części są na nim zainstalowane, z wyjątkiem emitera dźwięku HA1 i złącza X1. Płytka jest przystosowana do stosowania stałych rezystorów MLT, rezystora trymującego SP5-2 oraz kondensatorów KM. Rezystory R2, R4, R5 są instalowane prostopadle do płytki.
Do podłączenia urządzenia wymagane jest dodatkowe regulowane źródło napięcia. Podłącza się go do urządzenia zamiast do akumulatora, a napięcie jest ustawione na 9,4 V. Po dotknięciu styku dotykowego E1 dioda HL1 powinna się zaświecić. Wybierając rezystor R4, zapewniają, że całkowity prąd pobierany przez urządzenie z dodatkowego źródła wyniesie 20 mA. Następnie napięcie obniża się do 7 V i mierzy się napięcie na pinie 5 mikroukładu. To samo napięcie jest ustawiane za pomocą rezystora strojenia R3 na jego wyjściu 6. Następnie urządzenie jest gotowe do pracy.
W urządzeniu z dodatkowym tranzystorem rezystor R6 jest tak dobrany, aby całkowity prąd rozładowania był równy wymaganej wartości (jeśli VT2 jest używany bez radiatora, nie powinien przekraczać 150 mA). Należy zauważyć, że przy prądzie kolektora większym niż 100 mA tranzystor VT2 zauważalnie się nagrzewa. Prowadzi to do zmiany napięcia baza-emiter i wpływa na wartość prądu stabilizowanego (wartość 0,6 zmienia się w powyższym wzorze). Dlatego prąd rozładowania należy ustawić nie wcześniej niż 3 ... 4 minuty po podaniu napięcia zasilania. Nie wpływa to na działanie urządzenia w przyszłości, ponieważ „wyczerpanie” prądu kolektora tranzystora VT2 podczas ogrzewania nie przekracza kilku miliamperów i trwa około 3 minut.
Następnie przeprowadza się eksperyment kontrolny. Włączając zasilanie i ustawiając (według woltomierza) na wyjściu dodatkowego źródła napięcie 9 ... 10 V, dotykamy styku E1. W takim przypadku zaświeci się dioda HL1. Następnie stopniowo zmniejszając napięcie wyjściowe dodatkowego źródła, zarejestrować wartość, przy której zgasła dioda LED i pojawił się sygnał dźwiękowy. Jeśli różni się od 7 V, wyreguluj napięcie na wejściu komparatora wyższego poziomu za pomocą rezystora strojenia R3. Pod koniec rozładowywania urządzenie pobiera z akumulatora prąd o natężeniu około 5 mA.
Zmiana napięcia na pinie 7 mikroukładu może służyć do odłączenia badanego akumulatora od urządzenia po zakończeniu rozładowania, a także do sterowania timerem, który ustala czas jego rozładowania.
LITERATURA
Tenkov VV, Centrum BI Podstawy teorii i działania szczelnych akumulatorów niklowo-kadmowych. - Leningrad: Energoatomizdat, 1985.