Добро пожаловать, Гость
Логин: Пароль: Запомнить меня

ТЕМА: Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 22 апр 2015 09:05 #26

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Будем проводить расчеты для режима заряда.
Amax=7 A
Vmax=4.5 V
Падение напряжения на шунте:
Vпад= А*Rшунт
Падение на шунте должно быть 2.5 В, находим сопротивление шунта
Rшунт= Vпад / А = 2.5 / 7= 0,3571 Ом.
Мощность шунта P= A*Rшунт= 7*0,3571= 2.5 Вт.

Не знаю правильно ли я посчитал.
Какой метод измерения тока точнее с использованием ОУ или без него?
Последнее редактирование: 22 апр 2015 09:06 от Samodelkin.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 22 апр 2015 11:35 #27

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
Будем проводить расчеты для режима заряда.
Amax=7 A
Ого. Автомобильный аккумулятор?
Samodelkin пишет:
Мощность шунта P= A*Rшунт= 7*0,3571= 2.5 Вт.
Не знаю правильно ли я посчитал.
Неправильно. Мощность равна току умноженному на напряжение. 7*2,5= 17,5 Вт.
Samodelkin пишет:
Какой метод измерения тока точнее с использованием ОУ или без него?
Не знаю, везде свои плюсы/минусы. Шунт греется и меняет свое сопротивление, ОУ - нелинейность...
Но, учитывая, что Vmax и Vпад у Вас получились одного порядка, то надо ставить низкоомный шунт и ОУ. При помощи ОУ можно решить вопрос изменения направления тока.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 22 апр 2015 11:48 #28

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Спасибо что исправили меня.
Тогда думаю самым оптимальным вариантом будет. Поставить 3 ОУ.
1. для измерения напряжения,
2. Для измерения тока разяду
3. для измерения тока разряда.
и один общий шунт
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 22 апр 2015 13:05 #29

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
Тогда думаю самым оптимальным вариантом будет. Поставить 3 ОУ.
Возможно.
Пока набросал проект, чтобы посмотреть что получается. Только основное окно, ничего еще не работает, а если и работает, то неправильно. В нижней строке места мало для каких-то пояснительных символов, типа I=... Смотрите...
Последнее редактирование: 26 апр 2015 15:51 от Soir. Причина: Удалил вложение. Ниже доработанная версия.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 22 апр 2015 13:22 #30

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Soir пишет:
В нижней строке места мало для каких-то пояснительных символов, типа I=... Смотрите...
А зачем .. Все и так прекрасно.
А если убрать объяснительные символы сверху, сделать типа так? То есть вообще их не делать

4.2 V 19.5 C
1000 mA*h 0.1C
Последнее редактирование: 22 апр 2015 13:22 от Samodelkin.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 22 апр 2015 15:04 #31

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
А зачем .. Все и так прекрасно.
Убрал символы. Начинают оживать настройки. В основном все со старого проекта, по наличию времени буду дорабатывать.
Прошивку перезалил и пока что-то не прорисуется буду перезаливать, чтобы не плодить варианты. Так что посматривайте по дате редактирования сообщения.
Вопрос.
Samodelkin пишет:
Кн4. - Выбор режима заряд, разряд.
Каким образом будет отображаться выбранный режим? Может завести его в меню? Или какая надпись, или светодиод...
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 22 апр 2015 16:27 #32

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Можна зробити так. Преред початком включення режиму заряд , на екрані в одному із рядків на деякий час появлявся надпис зарядка.коли вмикаємо розрядку деякий час на екрані пише розрядка.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 22 апр 2015 18:36 #33

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
Преред початком включення режиму заряд , на екрані в одному із рядків на деякий час появлявся надпис зарядка.коли вмикаємо розрядку деякий час на екрані пише розрядка.
А если окажется, что нужен другой режим? Ой, я не то нажал? А если захочется убедиться, что идет именно тот режим?
Я бы предложил другой вариант. Если на дисплей символы не выводим, то где-то в уголке можно пристроить или короткую надпись, или какой-то знак. Здесь же и управление режимом.
Можно все же через меню.
Вот пока прошивка развивается в таком направлении: первое нажатие на SET - настройки мА*ч, ток. Второе нажатие окно выбора режима, можно туда же запихнуть еще какую-то настройку, а можно и START/STOP. Дальше кнопкой SET будет еще несколько окон для других настроек... Кнопкой MODE выбор параметра для установки в пределах одного окна.
Последнее редактирование: 22 апр 2015 18:37 от Soir.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 23 апр 2015 23:57 #34

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
сверху в углу дисплея изобразить батарею, как на старых мобильных телефонах.
при зарядке она будет наполняться пикселями, при разрядке пиксели будут пропадать. будет красиво, и занимать один столбец. как вам?
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 24 апр 2015 06:07 #35

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
как вам?
"Рабочих" будет два-три ряда, не очень наглядно...
---
Добавил символ батарейки. Нижняя строчка в Proteus почему-то не отображается, в железе должно быть, но если что - потом поправлю.
---
Включается заряд/разряд, ток стабилизируется. Алгоритм регулятора, как в исходной статье: если ток меньше - ширина импульса на единицу увеличивается, если ток больше - на единицу уменьшается.
Никаких других программных опций нет, меню не доработано.
---
Посмотрел диапазон тока - чересчур большой. Получается максимальный измеренный ток может быть 9900мА*час х 2,0 = 19800мА (значит шкала должна быть 20,0А). Минимальный 100мА*час х 0,1 = 10мА. Ничего хорошего в этом нет, кроме универсальности. Минимальный будет вообще где-то в районе погрешности измерения. А практически даже за пределами погрешности.
В Вашем примере речь идет о 2200 мА*час (так понимаю, это как раз то, что Вам нужно) при 0,1С получаем 220мА, от шкалы 20А это будет чуть больше 1%, при 0,5С - 5,5%. То есть, прибор будет работать в самом низу шкалы, где самые худшие показатели по линейности измерения.
Ну а разрешающая способность измерителя соизмерима с заданием.
Последнее редактирование: 25 апр 2015 08:57 от Soir.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 25 апр 2015 21:38 #36

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
С отображением батарейки прикольно получилось.Soir пишет:
Посмотрел диапазон тока - чересчур большой. Получается максимальный измеренный ток может быть 9900мА*час х 2,0 = 19800мА (значит шкала должна быть 20,0А).....
Я сам не подумал ....
Конечно измерения тока нужно делать не более 5 А, а лучше 2-3 А, но тогда прибор теряет свою универсальность.
А если программно сделать так, чтобы ток не выходил более 5 А. Если, например емкость аккумулятора 9900мА * Ч, то ток заряда не устанавливается более 0,5 С.
Я как раз хотел спросить, какой максимальный ток вы бы могли посоветовать, так чтобы не пострадала точность. и вообще, какая точность измерения будет например при максимальном току 5А
Последнее редактирование: 25 апр 2015 22:15 от Samodelkin.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 25 апр 2015 22:48 #37

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
А если программно сделать так, чтобы ток не выходил более 5 А. Если, например емкость аккумулятора 9900мА * Ч, то ток заряда не устанавливается более 0,5 С.
Тут сложно будет не запутаться. Ведь можно сначала установить ток, а потом емкость. Можно наоборот.
Samodelkin пишет:
Я как раз хотел спросить, какой максимальный ток вы бы могли посоветовать, так чтобы не пострадала точность. и вообще, какая точность измерения будет например при максимальном току 5А
В идеале, шкала АЦП микроконтроллера 1000 единиц. То есть, если делать шкалу в миллиамперах, то это будет 1000 мА с разрешающей способностью 1 мА. Если нужно 5000 мА, то разрешающая способность уже будет 5 мА. То есть, для самого маленького аккумулятора 100 мА*ч и токе 0,05С (заряд напряжением) как раз получаем 5 мА. То есть почти 0, и при не совсем точных настройках прибора этой величины можно никогда не достичь. А если учесть, что погрешность вообще для цифровых устройств +- 1 младшего разряда, то невесело и для чуть больших аккумуляторов. Ну, а если еще наложить на все это нелинейность в районе 0 ОУ (при однополярном питании), да и самого АЦП, то вообще грустно.
В таких случаях, когда нужна широкая шкала, применяют или МК с более продвинутым АЦП, здесь наверно будет не оправдано дорого. Или программные ухищрения: oversampling. Не буду вдаваться в подробности, в сети найдете описание, если интересно. Собственно этот метод уже реализован, благодаря чему шкала 20000 мА. Это расширяет шкалу, но не решает проблему малых токов.
Если в практике аккумуляторы 100-400 мА*ч не будут попадаться, то возможно проблем не появится. Самое худшее - нестабильность тока.
Сейчас перезалью еще немного доработанную прошивку. Стараюсь идти по Вашему описанию, но все равно какие-то отличия проявляются, надо писать свое, но если потыкаете, то разберетесь. Уже работает программа заряда (почти полностью), считается заряд, время... Шкалу измерения тока пока опустил до 10А.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 25 апр 2015 23:07 #38

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Soir пишет:
Тут сложно будет не запутаться. Ведь можно сначала установить ток, а потом емкость. Можно наоборот.
А если отказаться от от меню установки емкости аккумулятора и установки тока. А сразу произвести установку максимального тока зарядке батареи, например 2.2 А ?

Я уже потыкал в протеусе, и все мне нравится. Кстати индикатор батареи просто замечательный вышел.

В крайнем случае, для достижения большей точности, можно опустить измерения тока до 3 А.

Также не забывайте что прибор должен измерять, 2 емкости.
1. Емкость аккумулятора мА*Ч
2. Энергетическую емкость Вт*Ч
Последнее редактирование: 25 апр 2015 23:10 от Samodelkin.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 26 апр 2015 08:15 #39

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
А если отказаться от от меню установки емкости аккумулятора и установки тока. А сразу произвести установку максимального тока зарядке батареи, например 2.2 А ?
Не понял. Вообще отказаться от универсальности?
Samodelkin пишет:
В крайнем случае, для достижения большей точности, можно опустить измерения тока до 3 А.
Поскольку этот вопрос пока остается открытым, то оставим как есть до испытаний в железе. Если испытания покажут проблемы, тогда уже и будем решать.
Samodelkin пишет:
2. Энергетическую емкость Вт*Ч
Я помню, только надо разобраться с размерностью чисел - из мА переходить на А, иначе снова громадные числа получаются при максимальных параметрах зарядки.
---
Добавил энергетическую. Переключение информации по кнопке PLUS.
---
Еще доработал проект, в принципе, уже все основные функции. Нет плавного нарастания тока, это оставил на последнюю очередь, когда устройство уже заработает в железе. Напомните, если что. Хотя, если честно, то не уверен, что это нужно.
Написал свое описание. Что не так - пишите.
Из сообщения №29 вложение удалил, теперь будет здесь.
Вложения:
Последнее редактирование: 26 апр 2015 21:34 от Soir. Причина: Обновление прошивки.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 26 апр 2015 17:26 #40

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Soir пишет:
Не понял. Вообще отказаться от универсальности?
Ну например. Устанавливаем в меню емкость 2200 мА * Ч, ток заряда 0,5 С. МК считает что максимальный ток заряда должен быть 1.1 А.
Я предлагаю для удобства изменить меню. И самому сразу задавать максимальный ток заряда с ограничением не более 5 А.
Значение заданного максимального тока, будет использоваться в режиме заряд и разряд.
В алгоритме делать это будет так.
Задаем ток заряд / разряд. (например 1.1А)
Если напряжение на аккумуляторе меньше установленного, то идет до зарядка током 0.1 С.( то есть током 0.11)
когда ток достигает менее 0.05СА, в данном случае 0.055 А. , То зарядка заканчивается.

__________
Включил протеус, меню замечательное.
Теперь хотелось бы поговорить как будет проводиться измерения, тока и напряжения. Я пока за вариант с 3 ОУ.
Еще есть такой вариант. Можно сделать только на 1 ОУ.
Поставить шунт 0.5 Ом.
Тогда при токе 5А падение напряжения будет 2.5 в.
Но мощность шунта должна быть 5А * 2.5 В = 12.5 Вт.
У меня в принципе спираль для ТЭНов с Константана, Удельное электрическое сопротивление у него достаточно маленькое 0.5. Диаметр спирали порядка 1 мм. Думаю, что отрезок спирали с сопротивлением 0.5 Ом. Спокойно выдержит мощность 12.5 Вт. и не будет очень нагреваться.
Но тогда всем кто захочет повторить схему придется искать тоже такую ​​спираль, или что-то подобное. Поэтому если так сделать, то прибор будет сложнее в уборке.
___________
Хочу также вас спросить, какие полевые транзисторы можете посоветовать? Сейчас пока у меня на руках есть IRF9510. Для экспериментов думаю хватит. но для работы ЗУ нужно что-то более мощное.
Также хотел спросить о питании ЗУ?
Последнее редактирование: 26 апр 2015 18:34 от Samodelkin.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 26 апр 2015 19:34 #41

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
И самому сразу задавать максимальный ток заряда с ограничением не более 5 А.
Можно и так сделать.
Когда писал описание, то обнаружил, что Вы писали максимальная емкость 5000. Это значит я себе уже сам придумал до 9900. Сделать 5000?
Samodelkin пишет:
Я пока за вариант с 3 ОУ.
Я тоже.
Высокоомный шунт будет греться, а греться - значит менять свое сопротивление, а значит и точность.
Samodelkin пишет:
Хочу также вас спросить, какие полевые транзисторы можете посоветовать? Сейчас пока у меня на руках есть IRF9510.
Тут я не помощник.
Samodelkin пишет:
Также хотел спросить о питании ЗУ?
+5V стабилизированное. Для МК, ОУ и индикатора вполне хватит 78L05. На остальное надо смотреть: какая пищалка, как будут подключены выходные ключи, будут ли еще какие навороты... Надо рисовать уже реальную схему.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 26 апр 2015 19:58 #42

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Soir пишет:
Можно и так сделать.
Когда писал описание, то обнаружил, что Вы писали максимальная емкость 5000. Это значит я себе уже сам придумал до 9900. Сделать 5000?
Я сам как-то не подумал. Например установить емкость 5000мА * Ч, а ток заряда 1.5 С. получать максимальный ток заряда, 7.5 А.
предлагаю забрать настройку емкости батареи "мА*ч" и тока заряда "С", а сделать настройку максимального тока "А" заряд/разряд, с ограничением 5 А.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 26 апр 2015 20:05 #43

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Soir пишет:
Высокоомный шунт будет греться, а греться - значит менять свое сопротивление, а значит и точность.
Если использовать шунт из Константина, с увеличением температуры на 100 градусов, сопротивление увеличится на 0,3%
Если использовать Нихром то 2.5%
Последнее редактирование: 26 апр 2015 20:06 от Samodelkin.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 26 апр 2015 20:51 #44

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
предлагаю забрать настройку емкости батареи "мА*ч" и тока заряда "С", а сделать настройку максимального тока "А" заряд/разряд, с ограничением 5 А.
А как тогда быть с предзарядом, зарядкой напряжением? Какой ток в этих случаях?
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 26 апр 2015 21:02 #45

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Тогда делаем максимальную емкость в настройках 5000мА*Ч и ток 1С. и получаема максимально 5 А
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 27 апр 2015 11:55 #46

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Сделал.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 27 апр 2015 16:34 #47

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Собрал печать на макетной плате. Есть какая-то проблема с кнопкой минус. некорректно работает, начинает хорошо работать когда на контакты кнопки поставить резистор 10К. Измерения тока и напряжения кажется работает хорошо. Пока не проверял работу с польвим транзистором.
ОУ использовал LM324
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 27 апр 2015 18:15 #48

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
Есть какая-то проблема с кнопкой минус. некорректно работает, начинает хорошо работать когда на контакты кнопки поставить резистор 10К.
Ошибок в прошивке не нашел, проверьте монтаж.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 27 апр 2015 22:38 #49

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Не в сети
  • I'm here long time
  • Сообщений: 182
  • Спасибо получено: 10
Когда аккумулятор установлен на мультиметр и дисплеи зарядного 3.6 В. Когда идет зярядка, на дисплеи в среднем 4.1 (показатели сильно меняются + - 0.7 В), а тестер показывает 3.8 В.
Думаю нужен фильтр, а может проблемы в том, что схема монтировалась на макетной плате с кучей проводов. Еще думаю поставить полевые транзисторы из серии ИРЛ, которые якобы могут работать напрямую от МК. (Но пока у меня их нет)
Если нужен фильтр, то я не знаю каким он должен быть, и в какой части схемы стоять ...
Добавляю рисунок по которому я собирал. драйвер на транзисторах рисовать не стал, и полевой транзистор просто соединил с МК.


Вложенный файл:

Имя файла: 27.04.2015...4-27.rar
Размер файла:56 KB
Последнее редактирование: 27 апр 2015 22:40 от Samodelkin.
Администратор запретил публиковать записи гостям.

Прибор для зарядки и измерения емкости li-ion аккумуляторов 28 апр 2015 06:55 #50

  • Soir
  • Soir аватар
  • на форуме
  • Moderator
  • Сообщений: 8030
  • Спасибо получено: 2756
Samodelkin пишет:
...Думаю нужен фильтр...
Нужен. В разрыв провода от ОУ до МК резистор 1-10 кОм, и с этого вывода МК на общий провод конденсатор 0,1-10,0 мкФ.
Администратор запретил публиковать записи гостям.
Модераторы: wolf2000, Vakula, Айнцвайдрайченко