Приставка для измерения ёмкости зарядки и емкости аккумулятора » Программирование устройств на PIC микроконтроллерах


Логин:
Пароль:
О сайте:

Pic.Rkniga.ru - Сайт как для начинающих, так и для опытных радиолюбителей, разрабатывающих свои устройства на популярных PIC микроконтроллерах.
Здесь можно обмениваться сообщениями на форуме, а также добавлять на сайт статьи и схемы своих устройств.

Меню сайта
Главная Форум по PIC микроконтроллерам Форум Статьи по PIC микроконтроллерам Статьи Справочная информаци по PIC микроконтроллерам Справочник Литература по PIC микроконтроллерам Литература Схемотехника Схемотехника устройств на PIC микроконтроллерах Микроконтроллеры Программаторы Все по программированию PIC микроконтроллеров Программы, Софт Программы Ссылки Написать нам
Опрос

Какой средой программирования вы пользуетесь?


MPLab/MPLabX
MicroC
MicroBasic
MicroPascal
Другой


Последние материалы
  • Каршеринг в Москве - это Просто, Удобно и Недорого.
  • Кнопка On/OFF на PIC12F629.
  • Часы с синхронизацией от китайского будильника
  • ШИМ регулятор на PIC16F628A.
  • Счетчики прямого и обратного счета на PIC16F628A.
  • Таймер отключения питания для мультиметра и не только.
  • Программирование на C микроконтроллеров PIC24
  • Измеритель напряжения и тока
  • Маршрутный компьютер для электровелосипеда
  • Простой двухканальный термометр на PIC16F690 и датчиках DS18B20
  • Популярные материалы
    Случайная книга
    Программирование устройств на PIC микроконтроллерах » Схемотехника » Источники питания » Приставка для измерения ёмкости зарядки и емкости аккумулятора
    Приставка для измерения ёмкости зарядки и емкости аккумулятора
    Автор публикации: alex Просмотров: 18520 Добавлен: 11-07-2013, 11:29 Комментарии: 1

         При применении микроконтроллеров во многих случаях можно существенно упростить конструкцию, придать устройству такие функции, применить которые на отдельных логических элементах очень трудно или даже вообще невозможно.
         В качестве примера предлагаем следующую конструкцию приставки для измерения ёмкости зарядки.
         Эта конструкция подключается как приставка к зарядному устройству, разнообразных схем которых в интернете уже описано немало. Она выводит на жидкокристаллический дисплей значение входного напряжения, величину тока зарядки аккумулятора, время зарядки и ёмкость зарядного тока(которая может быть или в Ампер-часах или в миллиампер-часах - зависит только от прошивки контроллера и применённого шунта).(См. Рис.1 и Рис.2)


    Вывод индикации
    Рис.1
    Вывод индикации
    Рис.2

    Выходное напряжение зарядного устройства не должно быть менее 7 вольт, иначе для данной приставки потребуется отдельный источник питания.
    Основу устройства составляет микроконтроллер PIC16F676 и жидкокристаллический 2-строчный индикатор SC 1602 ASLB-XH-HS-G.
    Максимальная зарядная ёмкость составляет 5500 ма/ч и 95,0 А/ч соответственно.
    Принципиальная схема приведена на Рис 3.
    Схема контроллера зарядного устройства
    Рис.3. Принципиальная схема приставки для измерения ёмкости зарядки

    Подключение к зарядному устройству - на Рис 4.

    Схема подключения приставкиРис.4 Схема подключения приставки к зарядному устройству

    При включении микроконтроллер сначала запрашивает требуемую ёмкость зарядки.
    Устанавливается кнопкой SB1. Сброс - кнопкой SB2.
    На выводе 2 (RA5 )устанавливается высокий уровень, который включает реле P1, которое в свою очередь включает зарядное устройство (Рис.5).
    Если кнопку не нажимать более 5 секунд - контроллер автоматически переходит в режим измерений.

    Алгоритм подсчёта ёмкости в данной приставке следующий:
         1 раз в секунду микроконтроллер измеряет напряжение на входе приставки и ток, и если величина тока больше единицы младшего разряда - увеличивает счётчик секунд на 1. Таким образом часы показывают только время зарядки.
         Далее микроконтроллер высчитывает средний ток за минуту. Для этого показания зарядного тока делятся на 60. Целое число записываются в счётчик, а остаток от деления потом прибавляется к следующему измеренному значению тока,и уже потом эта сумма делится на 60. Сделав, таким образом, 60 измерений за 1 минуту в счётчике будет число среднего значения тока за минуту.
         При переходе показаний секунд через ноль среднее значение тока в свою очередь делится на 60(по такому же алгоритму). Таким образом счётчик ёмкости увеличивается 1 раз в минуту на величину одна шестидесятая от величины среднего тока за минуту. После этого счётчик среднего значения тока обнуляется и подсчёт начинается сначала. Каждый раз, после подсчёта ёмкости зарядки, производится сравнение измеренной ёмкости и заданной, и при их равенстве на дисплей выдаётся сообщение - "Зарядка завершена", а во второй строке - значение этой ёмкости зарядки и напряжение. На выводе 2 микроконтроллера (RA5) появляется низкий уровень, что приводит к отключению реле. Зарядное устройство отключится от сети.

    Питание зарядного устройстваРис.5

    Наладка устройства сводится только к установке правильных показаний зарядного тока (R1 R5) и входного напряжения (R4) с помощью эталонного амперметра и вольтметра.
    Теперь о шунтах.
    Для зарядного устройства на ток до 1000 мА можно использовать блок питания на 15 в, в качестве шунта резистор на 0.5-10 Ом мощностью 5Вт (меньшее значение сопротивления будет вносить меньшую погрешность в измерение, но затруднит точную настройку тока при калибровки прибора), и последовательно с заряжаемым аккумулятором переменное сопротивление на 20-100 Ом, которым и будет выставляться величина зарядного тока.
    Для зарядного тока до 10А потребуется изготовить шунт из высокоомной проволоки подходящего сечения на сопротивление 0,1 Ом. Проведённые испытания показали, что даже при сигнале с токового шунта равным 0,1 вольт настроечными резисторами R1 и R3 можно легко установить показания тока в 10 А.

    Печатная плата для данного устройства  разрабатывалась под индикатор WH1602D. Но можно использовать любой подходящий индикатор, сотвественно перепаяв провода. Плата собрана  таких же размеров как и жидкокристаллический индикатор и закреплена сзади. Микроконтроллер устанавливается на панельку и позволяет быстро поменять прошивку для перехода на другой ток зарядного устройства.
    Плата

    Перед первым включением подстроечные резисторы установить в среднее положение.
    В качестве шунта для варианта прошивки на малые токи можно применить 2 параллельно соединенных резистора млт-2 1 Ом.
    В приставке можно применить индикатор WH1602D , но придется поменять местами выводы 1 и 2. А вообще- лучше свериться с документацией на индикатор.
    Индикаторы фирмы МЭЛТ не будут работать, из-за несовместимости работы по 4-х битному интерфейсу.
    При желании, можно подключить подсветку индикатора через токоограничительный резистор 100 Ом
    Эту приставку можно использовать для определения емкости заряженного аккумулятора.

    Рис.6. Определение емкости заряженного аккумулятора

         В качестве нагрузки можно использовать любую нагрузку (Лампочку, резистор...), только при включении нужно выставить любую заведомо большую емкость аккумулятора и при этом следить за напряжением аккумулятора, чтобы не допускать глубокой разрядки.

    (От автора) Приставка испытывалась с современным импульсным зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов,
         Данные устройства обеспечивают стабильное напряжение и ток с минимальными пульсациями.
         При подсоединении же приставки к старому зарядному устройству (понижающий трансформатор и диодный выпрямитель) мне не удалось настроить показания зарядного тока из-за больших пульсаций. Поэтому было решено изменить алгоритм измерения зарядного тока контроллером.
         В новой редакции контроллер делает 255 измерений тока за 25 милисекунд  (при 50Гц - период составляет 20 милисекунд). И из сделанных измерений выбирает самое большое значение. Также происходит измерение входного напряжения, но выбирается наименьшее значение. (При нулевом зарядном токе напряжение должно быть равно ЭДС аккумулятора.)
         Однако при такой схеме перед стабилизатором 7805 необходимо поставить диод и сглаживающий конденсатор ( >200 мкФ )на напряжение не менее выходного напряжения зарядного устройства. Плохо сглаженное напряжение питания микроконтроллера приводило к сбоям в работе.
         Для точной установки показаний приставки рекомендуется использовать многооборотные подстроечные резисторы или ставить дополнительные резисторы последовательно с подстроечными (подобрать экспериментально).
         В качестве шунта для приставки на 10 А я пробовал использовать кусок аллюминиевого провода сечением 1,5 мм длиной около 20 см -прекрасно работает.
    С уважением Гуляев Сергей Николаевич. e-mail: kvant19@rambler.ru

    В архиве: Исходный код на ASM, прошивка микроконтроллера и печатная плата в формате LAY

    pristavkakzariadnomuustr.rar [25,55 Kb] (cкачиваний: 1724)

    Комментарии
    Navigatorov 11 апреля 2014 16:47 Группа: Посетители
    Какое максимальное напряжение может мерять эта приставка?