ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Tester per batterie. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Caricabatterie, batterie, celle galvaniche Sfogliando le riviste radiofoniche degli anni passati è sempre possibile farsi un'idea per un nuovo design. In questo caso la fonte dell’idea è stato l’articolo [1] alla voce “Estero”. Il dispositivo descritto svolge una funzione simile ed è progettato per il test rapido delle più comuni batterie voltaiche delle apparecchiature domestiche. Il tester misura la capacità residua della batteria voltaica al momento della misurazione come percentuale del valore nominale. La capacità di un elemento è la quantità di elettricità che può fornire al carico. Quando si scarica con una corrente costante I, il suo valore in ampere-ora è uguale alla corrente di scarica moltiplicata per la durata della scarica dell'elemento a una tensione minima predeterminata. Quando si scarica in una resistenza di carico costante, la corrente diminuisce nel tempo a causa della diminuzione della tensione della cella. In questo caso, la capacità dell'elemento viene calcolata utilizzando la formula dove t è la durata della scarica; i(t) - corrente di scarica, che cambia durante il processo di scarica; Rн - resistenza al carico; U è la tensione dell'elemento, che cambia durante il processo di scarica; Ucf. - tensione della cella mediata sul tempo di scarica. Nella fig. La Figura 1 mostra la curva di scarica registrata sperimentalmente di una cella alcalina “Energizer” di dimensione AA in un resistore da 15 Ohm. Nella fig. 2 - si ottiene integrando graficamente questa curva, la dipendenza della capacità residua dell'elemento dalla sua tensione. La capacità di una cella nuova e non scarica era pari a 2 Ah.
Lo schema del tester è mostrato in Fig. 3. Misura, utilizzando l'ADC integrato nel microcontrollore DD1 (ATtiny 13A-SU), la tensione sulla batteria testata Gx quando è caricata con un resistore selezionato dall'interruttore SA2. Il valore misurato viene confrontato con le costanti registrate nella memoria del microcontrollore; il software di confronto accende un certo numero di LED sulla scala lineare dell'indicatore di capacità dell'elemento.
Questo indicatore è composto da sette LED verdi e un LED giallo. Il numero di LED accesi è proporzionale alla capacità dell'elemento: 100% - tutti i LED HL1-HL8 sono accesi, 0% - è acceso solo un LED giallo HL8. Se la tensione della cella è inferiore a 1 V, il LED rosso HL9 si accende. Ciò indica che la batteria sottoposta a test non è adatta per un ulteriore utilizzo. Durante il controllo, vengono effettuate dieci misurazioni della tensione dell'elemento con pause di 0,2 s tra di loro. Il programma calcola quindi il valore medio del risultato, che confronta con le costanti archiviate in memoria. Per una corretta lettura del dispositivo, il partitore di tensione sul resistore di sintonia R1 deve essere regolato in modo che la tensione sul suo contatto mobile (all'ingresso ADC del microcontrollore) sia pari a 1 V quando la tensione ai capi dell'elemento in prova è 1,5 V. Il registro a scorrimento 74HC164 (DD2) commuta gli indicatori LED HL1-HL8, il LED rosso HL9 è collegato all'uscita PB1 del microcontrollore. All'accensione tutti i LED lampeggiano per 2 s; dopo lo spegnimento l'apparecchio è pronto per il funzionamento. Il pulsante SB1 viene utilizzato per lanciare la subroutine di misura e collega il terminale negativo dell'elemento in prova al filo comune. Durante la misura (finché sull'indicatore non appare il valore della capacità dell'elemento in prova), è necessario tenere premuto il pulsante. L'interruttore SA2 a tre posizioni viene utilizzato per selezionare un resistore che imposta la corrente di carico in base alle dimensioni della batteria da testare. Le correnti di scarica iniziali sono le seguenti: AA, AAA - 100 mA, C - 250 mA, D - 400 mA. Il dispositivo viene calibrato utilizzando il resistore di trimming R1. La procedura è la seguente. Al tester è collegata una nuova cella galvanica Gx con una tensione di 1,5 V. Con l'interruttore SA2 in posizione “AA, AAA” e il pulsante SB1 premuto, ruotando lo slider del resistore di trimming R1 all'ingresso PB4 del microcontrollore , la tensione è impostata su 1 V rispetto al pin 4 del microcontrollore. Nello stato iniziale del pulsante SB1, il pin 3 del connettore XP1 è collegato al filo comune che, durante la programmazione del microcontrollore, provoca un malfunzionamento o un guasto del programmatore. Per evitare ciò, durante la programmazione, è necessario scollegare il filo dal pin 1 del pulsante SB1 oppure tenere premuto tale pulsante fino al completamento della programmazione. Come ha dimostrato la pratica, il LED HL9 collegato tramite il resistore R15 al pin 6 del connettore XP1 non influisce sul corretto funzionamento del programmatore STK500. Il tester è alimentato da due celle galvaniche G1 e G2 di taglia AA. L'interruttore di alimentazione SA1 ha tre posizioni (due di queste sono "On") ed è collegato tra le batterie. È abbastanza accettabile utilizzare un'altra fonte di alimentazione con una tensione stabilizzata fino a 5 V e un interruttore normale. Il circuito stampato del tester è mostrato in Fig. 4, e la disposizione degli elementi su di esso è in Fig. 5. La scheda è progettata per essere inserita nella custodia del caricabatterie Varta. I petali di contatto sono saldati nei fori rettangolari previsti al suo interno, che, quando si installa la scheda nel case, collegano i suoi circuiti con gli elementi di potenza G1, G2 e l'elemento in prova Gx situato nelle posizioni di montaggio standard del case. Per testare elementi più grandi, nella parte superiore dell'alloggiamento è installato un blocco di contatti. L'aspetto del dispositivo assemblato è mostrato in Fig. 6.
Resistori R2 e R7-R15 - taglia 1206 per montaggio su superficie, R3-R5 - 0,25 W, R6 - 0,5 W per montaggio su superficie. Il resistore trimmer R1 è multigiro. I condensatori all'ossido possono essere utilizzati in qualsiasi tipo. Condensatore C2: ceramico KM-6 o simile importato. Invece dei LED discreti HL1-HL9, è possibile utilizzare una scala LED lineare già pronta, ad esempio DC-7G3HWA. Connettore XP1 - spina PLD-6. Per aumentare l'affidabilità del risultato, si consiglia di testare gli elementi ad una resistenza al carico vicina a quella con cui si intende utilizzarli in futuro. È possibile ottenere una precisione ancora maggiore se il programma fornisce diversi blocchi di costanti con cui verrà confrontata la tensione dell'elemento a seconda del suo tipo. Quando si programma il microcontrollore, i suoi bit di configurazione per funzionare dal clock interno da 4,8 MHz devono essere impostati come segue: CKSEL = 01; SUT=10; CKDIV8 = 1. Durante lo sviluppo del software è stato utilizzato il file 16121572.asm, un'implementazione software dell'interfaccia SPI per il modello AT90S1200 tratta dal libro [2]. Il programma del microcontrollore può essere scaricato da ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/06/testbat_v2.zip. Letteratura
Autore: N. Salimov Vedi altri articoli sezione Caricabatterie, batterie, celle galvaniche. Leggere e scrivere utile commenti su questo articolo. Ultime notizie di scienza e tecnologia, nuova elettronica: Un nuovo modo di controllare e manipolare i segnali ottici
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