Запрошуємо, Гість
Ім'я користувача: Пароль: Запам’ятати мене

ТЕМА: Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 22 квіт. 2015 09:05 #26

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
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?
Останнє редагування: 22 квіт. 2015 09:06 від Samodelkin.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 22 квіт. 2015 11:35 #27

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
Будем проводить расчеты для режима заряда.
Amax=7 A
Ого. Автомобильный аккумулятор?
Samodelkin пише:
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 пише:
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.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 22 квіт. 2015 11:48 #28

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
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
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 22 квіт. 2015 13:05 #29

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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...
Останнє редагування: 26 квіт. 2015 15:51 від Soir. Причина: Удалил вложение. Ниже доработанная версия.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 22 квіт. 2015 13:22 #30

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
Soir пише:
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
Останнє редагування: 22 квіт. 2015 13:22 від Samodelkin.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 22 квіт. 2015 15:04 #31

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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 пише:
Кн4. - Выбор режима заряд, разряд.
Каким образом будет отображаться выбранный режим? Может завести его в меню? Или какая надпись, или светодиод...
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 22 квіт. 2015 16:27 #32

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
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.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 22 квіт. 2015 18:36 #33

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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.
Останнє редагування: 22 квіт. 2015 18:37 від Soir.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 23 квіт. 2015 23:57 #34

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
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?
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 24 квіт. 2015 06:07 #35

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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.
Останнє редагування: 25 квіт. 2015 08:57 від Soir.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 25 квіт. 2015 21:38 #36

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
С отображением батарейки прикольно получилось.Soir пише:
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
Останнє редагування: 25 квіт. 2015 22:15 від Samodelkin.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 25 квіт. 2015 22:48 #37

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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 пише:
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.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 25 квіт. 2015 23:07 #38

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
Soir пише:
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
Останнє редагування: 25 квіт. 2015 23:10 від Samodelkin.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 26 квіт. 2015 08:15 #39

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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 пише:
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 пише:
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.
Долучення:
Останнє редагування: 26 квіт. 2015 21:34 від Soir. Причина: Обновление прошивки.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 26 квіт. 2015 17:26 #40

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
Soir пише:
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?
Останнє редагування: 26 квіт. 2015 18:34 від Samodelkin.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 26 квіт. 2015 19:34 #41

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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 пише:
Я пока за вариант с 3 ОУ.
Я тоже.
Высокоомный шунт будет греться, а греться - значит менять свое сопротивление, а значит и точность.
Samodelkin пише:
Хочу также вас спросить, какие полевые транзисторы можете посоветовать? Сейчас пока у меня на руках есть IRF9510.
Тут я не помощник.
Samodelkin пише:
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.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 26 квіт. 2015 19:58 #42

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
Soir пише:
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.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 26 квіт. 2015 20:05 #43

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
Soir пише:
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%
Останнє редагування: 26 квіт. 2015 20:06 від Samodelkin.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 26 квіт. 2015 20:51 #44

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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?
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 26 квіт. 2015 21:02 #45

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
Тогда делаем максимальную емкость в настройках 5000мА*Ч и ток 1С. и получаема максимально 5 А
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 27 квіт. 2015 11:55 #46

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Сделал.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 27 квіт. 2015 16:34 #47

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
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
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 27 квіт. 2015 18:15 #48

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
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.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 27 квіт. 2015 22:38 #49

  • Samodelkin
  • Samodelkin аватар
  • Оффлайн
  • habitue
  • Дописи: 182
  • Подякували: 11
  • Author
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.


Вкладений файл:

Назва файлу: 27.04.2015...4-27.rar
Розмір файлу:56 KB
Останнє редагування: 27 квіт. 2015 22:40 від Samodelkin.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.

Прилад для заряджання та виміру ємності li-ion акумуляторів 28 квіт. 2015 06:55 #50

  • Soir
  • Soir аватар
  • онлайн
  • Moderator
  • Дописи: 14111
  • Подякували: 5431
  • sxem.org 2019,2020,2021,2022,2023 Respect Author
Samodelkin пише:
...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.
Увійдіть до облікового запису, щоб писати повідомлення.
Модератори: Wolf, Vakula, Айнцвайдрайченко, Soir