Самодельный измеритель емкости

[bvitaly]

Сразу скажу что задача стоит не сделать супер-универсальное устройство, а собрать на коленке, промерять емкости пачки Li-Po и Ni-Mh аккумов и "лишние" определить в утиль, после чего устройство разобрать. Напряжение на батарее измеряю аналоговым входом микроконтроллера Arduino напрямую, ток - с помощью датчика тока на ACS712. В роли потребителя (нагрузки) выступает резистор.

Правильно ли я понимаю что для получения емкости в ампер-часах (аналог заряда в кулонах) необходимо построить кривую изменения отдаваемого тока от времени за то время пока напряжение упадет от полностью заряженного до минимально допустимого и посчитать площадь под кривой (Q = I*t), допустим, методом прямоугольников?

Оказалось что точность измерения тока модулем на ACS712 оставляет желать лучшего (может, на больших токах будет лучше), потому, видимо, придется считать ток из напряжения по I = U/R, так как сопротивление известно.

Еще один вопрос - почему напряжение не убывает монотонно? Наблюдаются какие-то горбы. Колебания опорного напряжения исключены, Arduino в данный момент запитан от USB порта ноутбука, который стоит в зарядке, зарядка включена через ИБП. Это только тест, пациенты - 2 более-менее живых Ni-Mh последовательно, нагрузка резистор 62 Ома (завтра буду гонять большими токами). Разряженные или дохлые на резисторе 100 просаживались ниже 0.9В почти сразу.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Dr. West]

Колебания могут быть от плохого контакта аккумулятора с разрядной цепью, да и USB порт ноутбука - далеко не лучший источник опорного напряжения.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[bvitaly]

В Arduino встроенный стабилизатор, на входе 5-12 (или 4-16), на выходе теоретически 5 ровно. Реально если от USB то напряжение питания 4.7 стабильно (метод определения из самого Arduino  в интернете нашел). То есть нужно сначала сделать стабильный источник питания. Понял

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Starichok]

14 часа назад, bvitaly сказал:

построить кривую изменения отдаваемого тока от времени за то время пока напряжение упадет от полностью заряженного до минимально допустимого и посчитать площадь под кривой (Q = I*t), допустим, методом прямоугольников?

зачем тебе самому считать интеграл (площадь под кривой)?

пусть ардуино это делает. а хоть методом прямоугольников, хоть методом треугольников - это как тебе самому нравится, так и запрограммируешь.

[BARS_]

5 часов назад, bvitaly сказал:

на входе 5-12

При входе 5В на выходе 5В никак не будет. Хорошо, если 4В даст.

[bvitaly]

То есть подход правильный. Да, сам будет считать интеграл но на всякий случай таблицу построчно в порт вывожу.

Видимо, при питании от USB идет напрямую мимо стабилизатора, а от 6 до 12 - через него, либо там 2 уровня стабилизации и 0.3 падает на последнем... хотя меньше вольта действительно подозрительно

[BARS_]

37 минут назад, bvitaly сказал:

хотя меньше вольта действительно подозрительно

Есть low drop стабилизаторы с падением 0,3В. Только в ардуйню лепят обычные.

[bvitaly]

Дело было вечером, делать было нечего. Задача - определить штук 5 банок либо в утиль, либо в работу. Собрал зарядку с контролем. Составляющие:

1. Модуль заряда Li-Ion аккумуляторов с защитой на базе TP4056 (+8205A и DW01-P), стандартная китайская сборка, запитан от 5V зарядки для телефона.

2. Датчик тока на базе ACS712 (5A). Судя по шумовой дорожке там погрешность измерения 30-60 mA (что составляет 1-2 тика по аналоговому входу).

3. Arduino Uno, питается от USB. Используются 3 аналоговых входа: на 0 напряжение с вывода датчика тока, на 1 напряжение с "+" банки, на 5й завел пин +3.3V (убедившись что оно там всегда 3.3, в отличие от 5V Ардуины) и напряжение считаю по формуле грубо говоря voltage = 3.3 * analogRead(0) / analogRead(5). Результаты мне больше нравятся, чем любой reference, хотя и занят лишний аналоговый вход. (на самом деле чуть сложнее, там цикл который 10 раз последовательно замеряет уровень на всех аналоговых входах, потому это можно считать квази-одновременным).

4. Поскольку делать было нечего, сюда же простенькая программа, которая читает данные с COM порта и пишет в Excel файл.

5. К выводу схемы заряда подключен через ключ белый светодиод с ограничителем 100 Ом. По расчету должно было быть 50, но взял от фонаря то что попалось под руку, светит ярко.

Взял первую попавшуюся банку, получился вот такой график:

Время в миллисекундах, напряжение в вольтах. Синий - заряд, за ним разряд. Желтый заряд при включенной нагрузке (LED) - почему шумит я не понял и отключил LED (он мерцал). Последняя часть кривой заряд без нагрузки, подключенной к плате TP4056.

Ток заряда и ток разряда был ниже чем точность датчика тока, амперметр тоже не брал такую величину и показывал 0 на всех делениях мультиметра.

Прошу проверить, правильные ли у меня расчеты, а то давно ничем подобным не занимался:

1. Поскольку ток разряда измерить было невозможно, измерил падение напряжения на резисторе, ограничивающем ток на LED'е. 0.356 В / 100 Ом = 3.56mA. Вторым измерением оказалось 0.367В потому принимаю ток разряда за 3.7 mA.

2. После заряда до 4В (дальше не шло либо шло очень медленно) подключил нагрузку и выключил источник питания. Напряжение сразу же село до 3.6 и спускалось до 2.77 в течение  1629 секунд (0.4525 часа). Означает ли это что емкость банки составляет 0.4525 Hr *  3.7 mA = 1.67 mAh или у меня где-то косяк? (вообще на ней 1000 написано, но это было давно и неправда)

Что-то полезное можно получить из времени заряда до определенного напряжения?

Это нормально что при том что зарядка может отдавать до 1А тока, литий берет такой мизер? Завтра буду гонять более живые (на вид) банки.

[_abk_]

15 minutes ago, bvitaly said:

простенькая программа, которая читает данные с COM порта и пишет в Excel файл

А что за программа?

[bvitaly]

Delphi, форма, TComPort, пара кнопок и Memo. Ну и запись в файл. Можно было бы к putty редирект вывода в файл как-то присобачить, но  мне было проще так (имел наработки управления модемами, отправки SMS с трубок и написания драйвера для ИБП, взял старую заготовку, удалил лишнее, дописал нужное). Вот что вышло:

Изменено 23 января, 2020 пользователем bvitaly