Эта разработка — продолжение предыдущих умных зарядных
- Умное зарядное устройство
- Умное зарядное устройство — версия 2
- Умное зарядное устройство — версия 3
При проведении испытаний и отладки неожиданно значимость измерения ёмкости настолько возросла, что становится уже важнее самого зарядного устройства. Ведь зарядных устройств много, а такого измерителя еще не встречал. Появилась возможность точного определения качества различных зарядных устройств и системы заряда на автомобиле, сразу становится ясно — насколько надежен ещё Ваш аккумулятор и т.п. Ёмкость считается с точностью до 0,01 А*часа, но на индикаторе отображается только целые.
Схема разработана на PIC, программа написана на MikroC PRO for PIC.
Принцип работы основан на вычислении напряжений заряда, поддержки, разряда в зависимости от температуры аккумулятора.
Включение в работу: подсоединить аккумулятор, прижать датчик температуры к корпусу, вставить вилку в сеть, включить выключатель.
Всё. Можно уезжать в отпуск или закрывать гараж на зиму.
Если есть время и желание можно посмотреть что будет делать УЗУ:
- индикатор показывает поочередно напряжение аккумулятора и его температуру, в течение первой минуты проводится само-диагностика.
- если аккумулятор требует заряда, УЗУ подключится к сети 220 В, включит ЗАРЯД и будет заряжать до напряжения заряда.
- если заряд не требуется, УЗУ перейдет в ДЕЖУРНЫЙ режим и будет ждать, пока напряжение не снизится до напряжения поддержки. Тогда включится заряд.
Если решили провести тренировочный цикл или выяснить ёмкость аккумулятора, кнопкой «меню» включите РАЗРЯД: включится разряд и на индикаторе кроме напряжения и температуры появится ёмкость в Ампер-часах. Разряд будет длиться до напряжения разряда, потом включится заряд. Посчитанная ёмкость — это ёмкость, которую может отдать аккумулятор при 10-и часовом разряде (если ток разряда = 0,1 С).
Значение ёмкости будет присутствовать на индикаторе вплоть до тех пор, пока Вы: не выключите УЗУ; не отсоедините аккумулятор; не включите опять режим разряда.
Защиты:
- программно от зависания МК — Watchdog Timer (на всякий случай, на предыдущих УЗУ сбоев не было) ;
- к сети 220 В УЗУ подключается самостоятельно только на время заряда, в остальное время УЗУ не потребляет электроэнергию и не подключен к сети;
- УЗУ не боится случайных замыканий «крокодилов»;
- если напряжение аккумулятора менее 8 вольт, УЗУ не включится;
- при неправильном подключении аккумулятора — непрерывный световой и звуковой сигнал;
- при токе заряда менее 0,05 А процесс приостанавливается и периодически проверяется восстановление цепи;
- нагрев внутри корпуса более 70 °С — отключение всех процессов на 5 минут, на индикаторе А-А-;
- обрыв (неисправность) датчика температуры DS18B20 — температура считается для заряда и поддержки 50°С, для разряда 0.
- исчезновение сети 220 В — при разряде и контроле никак не влияет, при заряде: отключается всё, кроме индикации, каждые 5 минут проверяется появление напряжения и восстанавливается прерванный процесс;
Заряд идет апериодическим асинхронным током до напряжения заряда, затем это напряжение поддерживается около 2 часов. Когда на индикаторе только напряжение и температура — 2 часа, а когда ещё и ёмкость — больше.
Схема.
Конструкция выполнена на трех печатных платах из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.
Получилось так.
Терморезистор на гибких проводах (черных) расположен недалеко от лампы на обмотке трансформатора. По моему мнению в этом месте будет максимальная температура в случае аварии: при выходе со строя вентилятора или КЗ в каких либо цепях.
Наладка
- Установить подстроечным резистором напряжение 5,12 вольт.
- Зашить в МК программу zar4test.
- Подключить вольтметр к аккумулятору и включить УЗУ. На индикаторе будет 1.00 и напряжение. Подбором резистора R3 приводим в соответствие.
4. Последовательно с аккумулятором включаем амперметр. Включаем УЗУ и кнопкой переходим на вторую ступень, будет на индикаторе 2.00 и ток заряда. Резистором R38 приводим в соответствие.
5. На 3 ступени устанавливается ток разряда резистором R20.
6. На 4 ступени подбирается резистор R23 для термозащиты. Я связал терморезистор и датчик вместе и грел феном. После показаний 72,1° на индикаторе появилось А-А-.
Меняйте прошивку на zar41, собирайте и пользуйтесь. Но программа условно — бесплатная. Объясняю:
- условно — для «предприимчивых людей». Обращайтесь: цена МК + пересылка + 5$.
- бесплатная для радиолюбителей, которые собирают это УЗУ для своего «любимого коня». Только придется через 10-12 тренировок заново прошить МК.
9 декабря 2015 года внесены изменения в прошивку, поэтому заменен архив zar41. Причина: при возвращении в режим заряда с «засыпания» из-за отключения сети одна из переменных оказывалась неопределенной. А она влияет на длительность периодов цикла.
23 декабря 2015 года внесены изменения в прошивку:
- тестовой программы для лучшего реагирования на кнопку, заменен архив zar4test.
- рабочей программы для диагностики работы транзистора Т2, при пробое исток-сток УЗУ отключится и на индикаторе появится надпись, похожая на Т 2 о.
Рекомендую Т2 усилить еще таким же, или заменить на транзистор с большим током. Я заказал IRF4905.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1 | МК PIC 8-бит | PIC16F873 | 1 | А | ||
| Датчик температуры | DS18B20 | 1 | ||||
| OP1-OP2 | Операционный усилитель | LM358 | 2 | |||
| VR1 | Линейный регулятор | LM317 | 1 | Т | ||
| T1 | MOSFET-транзистор | IRF730 | 1 | |||
| T2 | MOSFET-транзистор | IRF9Z34N | 1 | |||
| T3 | MOSFET-транзистор | IRFZ46N | 1 | |||
| VT1 | Биполярный транзистор | КТ815Б | 1 | |||
| VT2-VT6 | Биполярный транзистор | КТ3102Г | 5 | |||
| VDS1 | Диодный мост | GBU25M | 1 | |||
| VD1 | Диод Шоттки | 1N5819 | 1 | |||
| VD2 | Выпрямительный диод | 1N4148 | 1 | |||
| VD3 | Стабилитрон | BZX55C5V1 | 1 | |||
| VD4 | Стабилитрон | BZV55-C3V9 | 1 | |||
| VD5-VD9 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 5 | |||
| HL1-HL3 | Светодиод | любой | 3 | |||
| C1, C4, C6 | Конденсатор | 100 нФ | 3 | |||
| C2, C3 | Конденсатор | 20 пФ | 2 | |||
| C5 | Электролитический конденсатор | 2200мкФ 35В | 1 | |||
| C7 | Электролитический конденсатор | 100мкФ 35В | 1 | |||
| C8 | Электролитический конденсатор | 330мкФ 16В | 1 | |||
| C9-C11 | Конденсатор | 100 нФ | 3 | |||
| C12 | Конденсатор | 1 мкФ | 1 | |||
| R1, R4, R15 | Резистор | 1 кОм | 3 | |||
| R2, R14, R18 | Резистор | 100 кОм | 3 | |||
| R3 | Резистор | 3 кОм | 1 | подобрать | ||
| R5, R8 | Резистор | 1.5 кОм | 2 | |||
| R6, R9 | Резистор | 10 кОм | 2 | |||
| R7, R10-R12 | Резистор | 3 кОм | 4 | |||
| R13 | Резистор | 4.7 кОм | 1 | |||
| R16 | Резистор | 240 Ом | 1 | |||
| R17 | Подстроечный резистор | 2 кОм | 1 | |||
| R19, R22 | Резистор провол | 0.02 Ом | 2 | |||
| R20, R38 | Резистор | 12 кОм | 2 | подобрать | ||
| R21, R39 | Резистор | 1 кОм | 2 | |||
| R23 | Резистор | 4.3 кОм | 1 | подобрать | ||
| R24 | Терморезистор | 10 кОм | 1 | |||
| R25-R32 | Резистор | 330 Ом | 8 | |||
| R33, R35-R37 | Резистор | 3 кОм | 4 | |||
| R34 | Резистор | 5.1 кОм | 1 | |||
| 7Seg1 | 4-цифровой 7-сегм индикатор | FYQ3641 | 1 | |||
| Z1 | Кварцевый резонатор | 4 МГц | 1 | |||
| La1 | Лампа | 12В 5А | 1 | |||
| La2 | Лампа | 12В 0.5А | 1 | |||
| Rel1 | Реле | DC12v AC250v5A | 1 | |||
| Tr1 | Трансформатор | 60VA 220/17.5В | 1 | |||
| M1 | Вентилятор | 12В | 1 | |||
| Ls1 | Бузер | KPX-G1212B | 1 | |||
| F1 | Предохранитель | 1А | 1 | |||
| S1 | Кнопка | 1н.о. | 1 | |||
| S2 | Выключатель | 250В 2А | 1 | |||