Цифровой измеритель ёмкости и внутреннего сопротивления аккумуляторов

Предлагаемое устройство предназначено для измерения ёмкости и внутреннего сопротивления Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов. Предусмотрена звуковая индикация чрезмерно низкого напряжения аккумулятора, а также момента окончания его разряда.

Измерение емкости аккумулятора основано на его разрядке стабильным током, измерением времени разрядки и перемножением этих значений. При измерении внутреннего сопротивления прибор измеряет напряжение аккумулятора без нагрузки, затем под нагрузкой током 1 А и на основе этих данных вычисляет внутреннее сопротивление аккумулятора.

Схема прибора показана на рис. 1. Его основа — микроконтроллер АТмеgа8

 (DD1). Клавиатура с однолроводным интерфейсом состоит из шести кнопок SB1— SB6. Информация об измеренных параметрах аккумулятора выводится на девятиразрядный светодиодный индикатор HGI. Для разрядки подключаемого аккумулятора использован источник тока, управляемый напряжением (ИТУН) на ОУ DA2, транзисторе VT1, резисторах R9, R10, R19—R21, R23 и конденсаторах С7, С9.

Если напряжение подключённого аккумулятора ниже 1 В, клавиатура прибора заблокирована, а капсюль BF1 излучает три прерывистых звуковых импульса на частоте 600 Гц. Если напряжение аккумулятора выше 1 В, капсюль BF1 излучает два прерывистых звуковых импульса на частоте 3000 Гц при подключении аккумулятора, а также по окончании его разрядки до установленного напряжения.

После подключения аккумулятора устанавливают напряжение, до которого его нужно разрядить нажатием на кнопки SB3 и SB4. Шаг установки при кратковременном нажатии — 0,1 В. При удержании кнопки первые десять значений шага — 0,1 В, затем — 1 В. Далее нажатием на кнопки SB1 и SB2 устанавливают ток разрядки. Если эти кнопки удерживать менее пяти секунд, значение тока не изменяется и отображается его текущее значение, как показано на фото рис. 2 (символ i в нижней позиции). Если же кнопки SB1 и SB2 удерживать более пяти секунд, значение тока будет изменяться с переменным шагом: вначале 50 мА, затем 150 мА.

При этом символ i будет отображаться в верхней позиции, как показано на фото рис. 3.

Максимальное значение разрядного тока — 2.55 А. Как только ток разряда примет значение больше нуля (при напряжении аккумулятора больше установленного порога или равном ему), звуковой сигнал исчезнет, а светодиод HL1 начнёт мигать с частотой 0,25 Гц. При нажатии на кнопку SB5 измеряется и запоминается напряжение без нагрузки, затем под нагрузкой, вычисляется внутреннее сопротивление в омах, которое выводится в младшие разряды индикатора с символом г, как показано на фото рис. 4.

При нажатии на кнопку SB6 в старших разрядах индикатора HG1 отображается текущее напряжение аккумулятора. Когда ни одна кнопка не нажата, в старших разрядах индикатора HG1 показано напряжение, до которого необходимо разрядить аккумулятор, а в младших — ёмкость в формате ХХ.ХХ ампер-часов. Незначащие нули десятков вольт и ампер-часов погашены программно.

Большая часть деталей смонтирована на печатной плате из одностороннего

фольгированного стеклотекстолита, чертёж которой показан на рис. 5 Тонкими прямоугольниками показаны компоненты поверхностного монтажа R7, R8 и С5, установленные со стороны печатных проводников. Для обеспечения  линейности  тока  ИТУН  во  всём

интервале необходимо применять ОУ DA2 с возможно меньшим напряжением смещения нуля и транзистор VT1 с небольшим пороговым напряжением. В экземпляре автора напряжение смещения нуля ОУ DA2 около 4 мВ и транзистор VT1 с напряжением порога 1,85 В при токе стока 1 А, нелинейность тока ИТУН не превышала 10 %. Минимальное значение тока ИТУН — не более 2 мА. Транзистор VT1 установлен без теплоотвода. Для его охлаждения применен вентилятор от компьютерного процессора Вентилятор и прибор получают питание от нестабилизированного сетевого адаптера с выходным напряжением 9. .12 В и током нагрузки не менее 0.5 А.

Налаживание заключается в подборе резисторов R6 и R9 Подбором резистора R6 устанавливают по образцовому вольтметру показания старших разрядов индикатора HG1. Далее нажатием на кнопки SB1 и SB2 выводят на индикаторе HG1 требуемое значение тока разрядки, измеряют ток ИТУН образцовым амперметром и подбором резистора R9 устанавливают измеренный ток равным показаниям индикатора HG1.

-

От редакции В случае отсутствия самовозбуждения тактового генератора микроконтроллера его выводы 9 и 10 следует соединить с общим проводом через конденсаторы одинаковой ёмкости 12...22пФ.

Программы микроконтроллера находятся на нашем FTP-сервере по адресу <ftp://ftp. radio, ru/pub/ 2012/03/accmeter.zip>.

Схемы источники питания

Цифровой измеритель ёмкости и внутреннего сопротивления аккумуляторов

Источник: Журнал Радио 2012 №3

Цифровой измеритель ёмкости и внутреннего сопротивления аккумуляторов

Массовый ежемесячный научно-технический журнал

Издаётся с 1924 года

Цифровой измеритель ёмкости и внутреннего сопротивления аккумуляторов
Цифровой измеритель ёмкости и внутреннего сопротивления аккумуляторов

Цифровой  измеритель ёмкости  и внутреннего  сопротивления  аккумуляторов

Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика