3 X 18650 Δοκιμαστής χωρητικότητας μπαταρίας: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Υπάρχουν πολλές οδηγίες για το πώς να δημιουργήσετε δοκιμαστές ικανότητας με βάση το arduino μέσω του Διαδικτύου. Το θέμα είναι ότι είναι μάλλον μια μακρά διαδικασία για τον έλεγχο της χωρητικότητας της μπαταρίας. Ας υποθέσουμε ότι θέλετε να αποφορτίσετε την μπαταρία 2000mAh με ρεύμα ~ 0.5Α. Θα διαρκέσει για πάντα (ακριβώς: 4 ώρες). Προσπάθησα να βρω πολύ πιο γρήγορο τρόπο για να δείξω την ικανότητα πολλών κυψελών. Η αύξηση του ρεύματος εκφόρτισης δεν είναι ασφαλές πράγμα, ειδικά όταν το φορτίο σας είναι απλή αντίσταση. Χαμηλότερη αντίσταση = μεγαλύτερο φορτίο = περισσότερη ισχύς (θερμότητα) για να διαλυθεί.

Βασικά αποφορτίζουμε τα κύτταρα για να επιτύχουμε δύο διαφορετικούς στόχους:

• ένδειξη χωρητικότητας
• εκφορτίζει ~ 40% της συνολικής χωρητικότητας, για να παρέχει ασφαλή οργή στα κύτταρα που δεν χρησιμοποιούνται για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα

Για να εκπληρώσω τα προαναφερθέντα, αποφάσισα να δημιουργήσω πολλούς σταθμούς εκκένωσης κυψελών. Υπάρχουν δύο λειτουργίες και απλό μενού, το οποίο μπορεί να χειριστεί με ένα μόνο κουμπί. Πρόσθετο χαρακτηριστικό είναι ο υπολογισμός της εσωτερικής αντίστασης (Rw).

Δεν είμαι ειδικός σε αυτό το θέμα, οπότε κάνετε τα πάντα με τον δικό σας κίνδυνο. Οι προτάσεις και τα σχόλια είναι ευπρόσδεκτα.

Η έμπνευση και τα βασικά προέρχονται από δύο έργα που βρήκα:

www.instructables.com/id/DIY-Arduino-Batte…

arduinowpraktyce.blogspot.com/2018/02/test…

Βήμα 1: BOM

Θα χρειαστούμε:

• 1x Arduino Nano
• 3x IRLZ44N Mosfet
• Υποδοχή μπαταρίας 1x3
• 3x Αντίσταση τσιμέντου - π.χ. 10R 10W - διαβάστε σχετικά στην επόμενη ενότητα
• 3x κόκκινο LED 5mm
• Πιέστε το κουμπί
• LCD - σε αυτό το έργο χρησιμοποίησα LCD 16x2 i2c
• 1x αντίσταση 10k
• 9x 4k7 αντίσταση
• Αντίσταση 3x 1k
• 1x αντίσταση 100R
• 1x βιδωτός ακροδέκτης για σύνδεση τροφοδοσίας (7-12V) - προαιρετικό εάν θέλετε να ενεργοποιήσετε τη συσκευή με arduino mini USB
• Γυναικεία κεφαλίδα 1x 4 goldpin, 2,54
• 1x 15 Goldpin θηλυκή κεφαλίδα, 2,54mm (προαιρετικά - αν θέλετε να πάτε αρθρωτή)
• 1x Buzzer (προαιρετικό)

Βήμα 2: Σχηματικό και η αρχή της λειτουργίας

Ο εγκέφαλος του έργου μου είναι arduino nano. Το Arduino ελέγχει 3 mosfet, τα οποία χρησιμοποιούνται για το άνοιγμα / κλείσιμο 3 κυκλωμάτων μπαταρίας με αντίστοιχα φορτία. Μετράμε (χρησιμοποιώντας 3 διαιρέτες τάσης) την τάση αυτών των κυκλωμάτων για να προσδιορίσουμε την ροή ρεύματος μέσω των αντιστάσεων ισχύος - χρησιμοποιώντας έναν νόμο Ohm.

I = V / R

Η πτώση τάσης στις αντιστάσεις ισχύος είναι σχεδόν ίση με την τάση που μετριέται στους ακροδέκτες της μπαταρίας (υποθέτοντας ποιοτικές συνδέσεις συγκόλλησης και καλά καλώδια), επομένως δεν χρειάζεται να μετρηθεί η τάση πριν και μετά τις αντιστάσεις. Οι διαχωριστές τάσης χρησιμοποιούνται για να αποτρέψουν την δοκιμή κυττάρων από την τροφοδοσία της συσκευής μας.

Γνωρίζοντας την τάση και το ρεύμα κατά τον χρόνο εκφόρτισης, είμαστε σε θέση να υπολογίσουμε την χωρητικότητα της κυψέλης.

Βήμα 3: Επιλογή αντιστάσεων ισχύος

Η τιμή του αντιστάτη εξαρτάται από το ρεύμα εκφόρτισης που θέλουμε να επιτύχουμε. Υποθέτοντας μέγιστο ρεύμα 0,5Α, η τιμή αντίστασης πρέπει να είναι:

R = V (μέγιστη τάση κυψέλης) / I (ρεύμα εκφόρτισης) = 4.2V / 0.5 = 8.4 Ohm

Χρησιμοποιώντας αντίσταση 10R, θα πάρετε:

I = V / R = 4.2V / 10 ohm = 0.42A

Η τιμή της αντίστασης του εραστή, το υψηλότερο ρεύμα.

ΣΠΟΥΔΑΙΟΣ!! Υπάρχει πολλή δύναμη για να διαλυθεί, επομένως η αντίσταση θα ζεσταθεί. Μπορούμε να καθορίσουμε την ελάχιστη ισχύ αντίστασης ανάλογα:

Ελάχιστη ισχύς = I^2 * R = 0,42^2 * 10 = 1,76W

Χρησιμοποιώ αντιστάσεις 3R3 17W, ωστόσο η συμβουλή μου είναι να χρησιμοποιήσετε 10R (περίπου 10W) - θα χειριστεί την ισχύ χωρίς ροή και η θερμοκρασία του θα παραμείνει ασφαλής.

Βήμα 4: Κωδικός Arduino

Πρέπει να προσαρμόσετε τις ακόλουθες παραμέτρους σύμφωνα με τις μετρημένες τιμές σας:

R1, R2, R3 - τιμές αντιστάσεων ισχύος [ωμ]

RB1, RB2, RB3 - B1 -B3 αντίσταση κυκλώματος. Το R1+0.1 είναι αρκετά κοντά [Ohm]

X1, X2, X3 - λόγος διαχωριστών τάσης. Εάν δεν θέλετε να το μετρήσετε με ακρίβεια, μπορείτε να εισαγάγετε μόλις 2

διάστημα - μέτρηση Interwal (ms) - προεπιλογή 5000 ms

voltRef - Τάση αναφοράς μετρούμενη μεταξύ ακίδων arduino 5V και GND - προεπιλογή 5.03

Βήμα 5: PCB

Έτοιμο για παραγγελία / χάραξη:)

Βήμα 6: Μενού

Σύντομο πάτημα (με διάστημα s 1s μεταξύ του επόμενου κλικ) - αλλαγή τιμής

Παρατεταμένο πάτημα - επιβεβαίωση

Πρώτο επίπεδο του μενού: επιλογή λειτουργίας (δοκιμή χωρητικότητας ή απλή εκφόρτιση σε προκαθορισμένη τάση)

Δεύτερο επίπεδο του μενού: επιλογή ελάχιστης τάσης, όπου εμφανίζεται το τέλος της μέτρησης.

Όταν ολοκληρωθεί η μέτρηση οποιουδήποτε συγκεκριμένου κελιού, εμφανίζεται η τελική οθόνη, όπου μπορείτε να βρείτε τη χωρητικότητα της μπαταρίας και την εσωτερική αντίσταση (Rw).