Представлен проект измерителя емкости аккумуляторов, основанный на микроконтроллере, который может измерять практически все типы аккумуляторов. Измеритель может подключаться к компьютеру и давать полную информацию о аккумуляторе — график разряда и емкости.
Обратите внимание, что это мой первый серьёзный проект на Arduino.
Что должно получится в итоге
На этом графике произведены замеры аккумулятора с заявленной емкостью 2000 mAh. Реальная емкость оказалась 1580 mAh:
График измерений Li-Ion аккумулятора:
Все графики сформированны из текстового документа, с значениями измерений, на ПК.
Начало начал – Arduino
Эту копию Arduino Diecimila я ждал примерно 2 недели, поэтому я купил ATmega168 и подумал что смогу заставить её работать не хуже Arduino без нескольких компонентов (в частности без кварца). Но это не получилось и мне пришлось ждать 16МГц кварц и два конденсатора 22 пФ.
Конструкция измерителя
К транзистору подключен резистор 2.2Ом 10 Вт. К резистору я подключил два A/D контакта Arduino и измерял падение напряжения на нем, вычисляя из этого значения ток I = DeltaV/R.
Я также добавил зуммер для оповещения окончания заряда и необходимости отключения аккумулятора.
Для индикации я использовал ЖК-дисплей 2*16. Я нашел документацию и пример работы с ним на сайте Arduino и начала разрабатывать программу.
Тип используемого аккумулятора (NiMH/NiCD или Li-ION) определяется по диапазону напряжения. После определения типа аккумулятора, начнется его разрядка для определения параметров.
Цикл разряда аккумулятора длится 30-120 минут. Длительность цикла зависит от емкости аккумулятора.
Параллельно резистору подключаются 2 A/D контакта.
Vr = Vbat-Vfet.
Программа
#include LiquidCrystal.h int sensorPin = 0; // к пину Analog IN 0 int sensor2Pin = 2; // к пину Analog IN 2 int SPKPin = 6; // пин к затвору транзистора int ledPin = 13; // пин LED LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // initialize the library with the numbers of the interface pins int sensorValue = 0; // variable to store the value coming from the sensor int sensor2Value = 0; // variable to store the value coming from the sensor float LiMinThreshold = 2700; // Lithium Minimal Voltage for load removal float LiMaxThreshold = 4200; // Lithium Max Voltage for load removal float NmhMinThreshold = 950; // NMH Minimal Voltage for load removal float NmhMaxThreshold = 1600; // NMH Max Voltage for load removal float SelectedMinThreshold = 5000; int i; int BatVoltage = 5000; int FetVoltage = 5000; long TotalCurrent = 0; boolean done = false; unsigned long PrevMillis ; unsigned long MillisPassed ; void CL2(){ lcd.setCursor(0, 1);// Second line first char lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 1);// Second line first char } void setup() { Serial.begin(9600);// start serial port to send data during run to the PC pinMode(ledPin, OUTPUT);//activation led and enable for FET pinMode(SPKPin, OUTPUT);//activation led and enable for FET lcd.begin(24, 2);// set up the LCD's number of rows and columns: lcd.print("Bat PWR Tester[Active]"); // Print a message to the LCD. lcd.setCursor(0, 1);// Second line first char lcd.print("Detecting Bat Type..."); // print voltage value delay(2000); lcd.setCursor(0, 1);// Second line first char lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 1);// Second line first char digitalWrite(ledPin, HIGH); // set the LED on sensorValue = analogRead(sensorPin); // read the value from the sensor: digitalWrite(ledPin, LOW); // set the LED off // Detecting battery type BatVoltage = sensorValue*4.887; if (BatVoltage > 4500){ lcd.print("Warning high-V! "); done = true;} else if (BatVoltage > LiMinThreshold){ lcd.print("Type:Li-Ion Bat "); SelectedMinThreshold = LiMinThreshold;} else if (BatVoltage > NmhMinThreshold){ lcd.print("Type:NiMH/Cd Bat "); SelectedMinThreshold = NmhMinThreshold;} else{ lcd.print("Unknown Bat V < 1"); done = true;} lcd.print("V="); lcd.print(sensorValue*4.887); // print voltage value Serial.print("DT[ms]"); Serial.print("t"); Serial.print("Bat[mV]"); Serial.print("t"); Serial.print("Fet[mV]"); Serial.println(""); delay(3000); CL2(); PrevMillis = millis(); } void loop() { if (BatVoltage > SelectedMinThreshold && !done) { digitalWrite(ledPin, HIGH); // set the LED on sensorValue = analogRead(sensorPin); // read the value from the sensor: sensor2Value = analogRead(sensor2Pin); // read the value from the FET: FetVoltage = (sensor2Value*4.887); BatVoltage = (sensorValue*4.887); CL2(); lcd.print("V="); lcd.print(BatVoltage); // print voltage value lcd.print("mV"); //lcd.print(FetVoltage); // print voltage value TotalCurrent=TotalCurrent+MillisPassed/1000*(BatVoltage-FetVoltage)/2.2/3.6; lcd.print(" I="); lcd.print(TotalCurrent/1000); lcd.print("mAH "); delay(1000); MillisPassed = millis()- PrevMillis; PrevMillis = millis(); Serial.print(int(MillisPassed)); Serial.print("t"); // prints a tab Serial.print(BatVoltage); Serial.print("t"); // prints a tab Serial.print(FetVoltage); Serial.println(""); // prints a tab CL2(); } else { done=true; digitalWrite(ledPin, LOW); // set the LED off - stop loading lcd.setCursor(0, 0);// First line first char lcd.print("Bat Power Tester [DONE] "); // Print a message to the LCD. CL2();//clear line 2 sensorValue = analogRead(sensorPin); // read the value from the sensor: BatVoltage = (sensorValue*4.887); lcd.setCursor(0, 1);// Second line first char lcd.print("V="); lcd.print(BatVoltage); // print voltage value lcd.print("mV I="); lcd.print(TotalCurrent/1000); lcd.print("mAH "); for (int i=0; i<100 ; i++){ digitalWrite(SPKPin, HIGH); delay(1); digitalWrite(SPKPin, LOW); delay(1); } delay(1000); } }
Схема подключения LCD к Arduino — стандартная. Посмотреть можно на официальном сайте по Arduino.
Обсуждение проекта на форуме