배터리 테스터. 계획, 설명

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지난 몇 년간의 라디오 잡지를 뒤지다 보면 언제든지 새로운 디자인에 대한 아이디어를 얻을 수 있습니다. 이 경우 아이디어의 출처는 '해외'라는 제목의 기사 [1]이었습니다. 설명된 장치는 유사한 기능을 수행하며 가장 일반적인 가정용 장비의 볼타 배터리를 빠르게 테스트하도록 설계되었습니다.

테스터는 측정 시 볼타 배터리의 잔여 용량을 공칭 값의 백분율로 측정합니다. 요소의 용량은 부하에 전달할 수 있는 전기의 양입니다. 일정한 전류 I로 방전하는 경우 암페어시 단위의 값은 방전 전류에 요소를 미리 결정된 최소 전압까지 방전하는 기간을 곱한 것과 같습니다. 일정한 부하 저항으로 방전하는 경우 셀 전압 감소로 인해 시간이 지남에 따라 전류가 감소합니다. 이 경우 요소의 용량은 공식을 사용하여 계산됩니다.

배터리 테스터

여기서 t는 방전 기간입니다. i(t) - 방전 과정 중 변화하는 방전 전류; 아르 자형_н - 부하 저항; U는 방전 과정에서 변화하는 요소 전압입니다. 유_결혼 - 방전 시간 동안의 평균 셀 전압.

그림에서. 그림 1은 AA 크기의 "Energizer" 알카라인 셀을 15Ω 저항으로 실험적으로 기록한 방전 곡선을 보여줍니다. 그림에서. 2 - 이 곡선을 그래픽으로 통합하여 전압에 대한 요소의 잔류 용량의 의존성을 얻습니다. 방전되지 않은 새 셀의 용량은 2Ah와 같습니다.

배터리 테스터
쌀. 1. AA 크기 Energizer 알카라인 전지를 15옴 저항으로 방전 곡선

배터리 테스터
쌀. 2. 전압에 대한 요소의 잔류 용량의 의존성 (확대하려면 클릭)

테스터의 다이어그램은 그림 3에 나와 있습니다. 1. 마이크로컨트롤러 DD13(ATtiny 2A-SU)에 내장된 ADC를 사용하여 스위치 SAXNUMX에 의해 선택된 저항기가 로드될 때 테스트된 배터리 Gx의 전압을 측정합니다. 측정된 값은 마이크로 컨트롤러의 메모리에 기록된 상수와 비교되며, 비교 소프트웨어 장치는 요소 용량 표시기의 선형 눈금에 따라 특정 수의 LED를 켭니다.

쌀. 3. 테스터 회로(확대하려면 클릭)

이 표시기는 100개의 녹색 LED와 1개의 노란색 LED로 구성됩니다. 켜진 LED 수는 요소의 용량에 비례합니다. 8% - 모든 HL0-HL8 LED가 켜지고, XNUMX% - 노란색 HLXNUMX LED 하나만 켜집니다.

셀 전압이 1V 미만이면 빨간색 HL9 LED가 켜집니다. 이는 테스트 중인 배터리가 추가 사용에 적합하지 않음을 나타냅니다.

확인할 때 요소 전압은 0,2초 간격으로 1회 측정됩니다. 그런 다음 프로그램은 결과의 평균값을 계산하고 이를 메모리에 저장된 상수와 비교합니다. 장치를 올바르게 판독하려면 테스트 중인 요소의 전압이 1일 때 이동 접점(마이크로컨트롤러의 ADC 입력)의 전압이 1,5V와 같도록 튜닝 저항기 RXNUMX의 전압 분배기를 조정해야 합니다. V.

74HC164(DD2) 시프트 레지스터는 표시 LED HL1-HL8을 전환하고 빨간색 HL9 LED는 마이크로 컨트롤러의 PB1 출력에 연결됩니다. 전원을 켜면 모든 LED가 2초간 깜박이고, 꺼진 후 장치는 작동 준비가 됩니다. 버튼 SB1은 측정 서브루틴을 시작하는 데 사용되며 테스트 중인 요소의 음극 단자를 공통 와이어에 연결합니다. 측정하는 동안(테스트 중인 요소의 커패시턴스 값이 표시기에 나타날 때까지) 버튼을 누르고 있어야 합니다. 세 가지 위치를 가진 스위치 SA2는 테스트 중인 배터리의 크기에 따라 부하 전류를 설정하는 저항기를 선택하는 데 사용됩니다. 초기 방전 전류는 AA, AAA - 100mA, C - 250mA, D - 400mA입니다.

장치는 트리밍 저항 R1을 사용하여 교정됩니다. 이에 대한 절차는 다음과 같습니다. 1,5V 전압의 새로운 갈바니 전지 Gx가 테스터에 연결됩니다. 스위치 SA2를 "AA, AAA" 위치에 두고 SB1 버튼을 누른 상태에서 마이크로 컨트롤러의 PB1 입력에서 트리밍 저항 R4의 슬라이더를 회전하여 , 전압은 마이크로 컨트롤러의 핀 1를 기준으로 4V로 설정됩니다.

SB1 버튼의 초기 상태에서 XP3 커넥터의 핀 1은 공통 와이어에 연결되어 있으며 마이크로 컨트롤러를 프로그래밍할 때 프로그래머의 오작동이나 오류가 발생합니다. 이를 방지하려면 프로그래밍하는 동안 SB1 버튼의 핀 1에서 와이어를 분리하거나 프로그래밍이 완료될 때까지 이 버튼을 누르고 있어야 합니다.

실습에서 알 수 있듯이 저항 R9를 통해 XP15 커넥터의 핀 6에 연결된 HL1 LED는 STK500 프로그래머의 올바른 작동에 영향을 미치지 않습니다.

테스터는 AA 크기의 두 개의 갈바니 전지 G1 및 G2로 구동됩니다. 전원 스위치 SA1에는 세 가지 위치(그 중 두 개는 "켜짐")가 있으며 배터리 사이에 연결됩니다. 최대 5V의 안정화된 전압과 일반 스위치를 갖춘 다른 전원을 사용하는 것이 허용됩니다.

테스터의 인쇄 회로 기판은 그림 4에 나와 있습니다. 5, 그 위의 요소 배열은 그림 1에 나와 있습니다. 2. 보드는 Varta 충전기의 케이스에 배치되도록 설계되었습니다. 접점 꽃잎은 제공된 직사각형 구멍에 납땜되어 보드를 케이스에 설치할 때 회로를 케이스의 표준 장착 위치에 있는 전원 요소 G6, GXNUMX 및 테스트 중인 요소 Gx와 연결합니다. 더 큰 요소를 테스트하기 위해 하우징 상단에 접점 블록이 설치됩니다. 조립된 장치의 모습은 Fig. XNUMX.

배터리 테스터
쌀. 4. PCB 테스터

배터리 테스터
쌀. 5. 테스트 보드의 요소 배열

배터리 테스터
쌀. 6. 조립된 테스터의 외관

저항기 R2 및 R7-R15 - 표면 장착용 크기 1206, 표면 장착용 R3-R5 - 0,25W, R6 - 0,5W. 트리머 저항 R1은 다중 회전입니다.

산화물 커패시터는 모든 유형에서 사용할 수 있습니다. 커패시터 C2 - 세라믹 KM-6 또는 이와 유사한 수입품. 개별 LED HL1-HL9 대신 기성품 선형 LED 스케일(예: DC-7G3HWA)을 사용할 수 있습니다. 커넥터 XP1 - PLD-6 플러그.

결과의 신뢰성을 높이려면 향후 사용하려는 부하 저항에 가까운 부하 저항에서 요소를 테스트하는 것이 좋습니다. 프로그램이 해당 유형에 따라 요소의 전압을 비교할 여러 상수 블록을 제공하면 훨씬 더 높은 정확도를 얻을 수 있습니다.

마이크로컨트롤러를 프로그래밍할 때 내부 4,8MHz 클록에서 작동하도록 구성 비트를 다음과 같이 설정해야 합니다.

CKSEL = 01;

SUT=10;

CKDIV8 = 1.

소프트웨어를 개발할 때 책 [16121572]에 있는 AT90S1200 모델용 SPI 인터페이스의 소프트웨어 구현인 2.asm 파일이 사용되었습니다.

마이크로컨트롤러 프로그램은 ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/06/testbat_v2.zip에서 다운로드할 수 있습니다.

문학

배터리 테스터("해외"). - 라디오, 1991, 6번, p. 86.
Trumpert W. AVR-RISC 마이크로컨트롤러. - 키예프: "MK-Press", 2006.

저자: N. 살리모프

다른 기사 보기 섹션 충전기, 배터리, 갈바니 전지.

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