Это тестер емкости аккумулятора позволяет измерять емкость аккумулятора или аккумуляторной батареи (измерение в мА/ч или А/ч) и энергию разряда (в Вт/ч).
Схема подходит для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных элементов и аккумуляторов (1-12 элементов), свинцово-кислотных (заливных, VRLA, SLA) аккумуляторов до 12 В, литий-ионных и литий-полимерных (1-4 элемента), а также для других типов, таких как LiFePO4, NiZn, щелочные и т. д., с общим напряжением до 20 В.
Тестер емкости позволит вам проверить, например, состояние аккумулятора, эффективность метода зарядки или обнаружить поддельные аккумуляторы (к сожалению, в последние годы рынок наводнен подделками).
Данное устройство также позволяет обслуживать аккумулятор – разрядить его до необходимого напряжения перед зарядкой, или разрядить аккумулятор до оптимального напряжения, чтобы подготовить его к длительному хранению.
Описание
В основе этого измерителя емкости аккумулятора лежит микроконтроллер ATmega8A, ATmega8 или ATmega8L (DD1). Принцип работы тестера прост: подключите полностью заряженный аккумулятор к устройству. После окончания разряда аккумулятора вы получите значения его емкости и энергии.
Силиконовый коврик для пайки
Размер 55 х 38 см, вес 800 гр….
Подробнее
Ток разряда выбирается цифровым способом в диапазоне от 0,01 до 2,56 A с шагом 0,01 A. Разряд прекращается при достижении конечного напряжения (напряжения отключения), которое также выбирается цифровым способом.
Микроконтроллер Atmega8 синхронизируется внутренним RC-генератором с частотой 8 МГц. Поскольку точность измерения зависит от точности измерения времени, поэтому в схеме используется внешний кварцевый резонатор на 32768 Гц.
Напряжение аккумулятора (максимальное значение 20 В) измеряется с помощью делителя напряжения на резисторах с R10, R13, R16. Отрегулируйте подстроечный резистор R16 так, чтобы значение на дисплее (в режиме отображения фактического напряжения) было равным реальному напряжению аккумулятора.
Аккумулятор разряжается через транзистор VТ1 (IRLB8743). Ток разряда измеряется на шунте R19 (0,24 Ом). Ток разряда стабилизируется операционным усилителем (ОУ) DD2 MC33171. Опорное напряжение получается с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с вывода OC1A (PB1 — вывод 15) микроконтроллера.
Сигнал ШИМ проходит через делитель напряжения (R12, R14, R17) и низкочастотный фильтр (C7), создавая постоянное напряжение, пропорциональное желаемому току разряда. Далее напряжение на затворе VT1 контролируется ОУ, так что напряжение на шунте R19 соответствует этому опорному напряжению.
Нагрузочная вилка, принцип действия
Самостоятельная сборка аппарата не является задачей повышенной сложности. Перед сборкой необходимо разобраться для чего предназначен прибор и из чего состоит.
Устройство
Нагрузочная вилка представляет собой прибор, при помощи которого возможно произвести проверку источника питания в режиме схожем с его нормальными условиями эксплуатации. В большинстве случаев при заводской сборке аппарат состоит из стрелочного или электронного вольтметра, а также одного или двух сопротивлений в качестве которых устанавливаются металлические спирали. К окончаниям спирали присоединяются измерительные щупы с клеммами для подключения к аккумулятору.
Иногда в конструкцию нагрузочной вилки устанавливается амперметр. Сам прибор представлен в виде металлического или пластикового короба с выходящими проводами и зажимами. Современные модели снабжаются цифровыми измерительными приборами, жидкокристаллическими дисплеями, а также имеют несколько спиралей сопротивления с переключателем для комбинирования нагрузки к батарее.
Устройство применяется для проверки значения напряжения на источнике питания с электролитами на основе кислотных и щелочных соединений. При обследовании отдельных элементов банок применяются специальные вилки с упрощенными характеристиками. При помощи данного прибора возможно проверять работоспособность не только АКБ, но и любого элемента электрической цепи. Измерение проводятся при подключенном питании, а также при отключении электродвижущей силы. Контролироваться может не только напряжение, а также все необходимые параметры, все зависти от сложности конструкции вилки.
Применение нагрузочной вилки
При помощи данного прибора возможно провести следующие действий:
- Определение времени сохранения запаса внутренней энергии. Данный параметр зависит в основном от внутренней емкости. Распространенные модели со значением 50 А/ч способны держать свои параметры на протяжении 140 дней при соблюдении нормальных условий эксплуатации. При подключенном источнике питания к сети, время сокращается практически вдвое. В основном потери происходят при работающей сигнализации.
Важно знать! В зимний период разряд аккумулятора при работающей сигнализации происходит в среднем за 15 дней.
- Измерение состояние заряда. При этом значение 11,7 В показывает, что батарея разряжена. Полный заряд 12,7 В, половинчатый 12,3 В.
- Определение возможного времени удержания заряда. При показании на нагрузочной вилке значения ниже 12 В говорит о том, что необходимо провести восстановление заряда.
- Контроль за замыканием между пластинами в аккумуляторе. Если присутствует короткое замыкание напряжение падает до 9 В. При заряде происходит закипание электролита.
- Определение параметров генератора на выходе. Отклонения от нормально работы могут привести к проблемам при запуске, а также выходу из строя батареи.
- Контроль за сульфатацией электродных пластин, возможно произвести при наличии в комплектации амперметра.
Отличие моделей
Нагрузочные вилки отличаются друг от друга по некоторым параметрам:
- четкость получения показаний;
- тип измерительного прибора;
- сопротивление резисторов или спиралей;
- диапазон рабочих температур;
- диапазон измеряемого напряжения;
- номинальные значения силы тока;
- различные среды используемых электролитов.
Как правильно проверять
Нагрузочная вилка предназначена для проверки источников питания с номинальным значением мощности не выше 12 Вт. Однако допускается использование в сети повышенной мощности, если задействовать при этом несколько резисторов. Для проведения точной проверки необходимо соблюдать следующий порядок действий:
- измерить напряжение на клеммах без нагрузки;
- полученное значение сопоставляют с паспортными данными;
- при полной зарядке подключают нагрузку;
- по истечению 5 секунд снимают показания вольтметра;
- исправный аккумулятор должен показывать значение не ниже 9 В.
Процесс калибровки
Установите подстроечный резистор R18 в центральное положение. Последовательно подключите аккумулятор с разрядным током не менее 2,56 А и амперметр. Установите желаемый ток разряда на уровне 2,56 А, начните разряд (долгое нажатие кнопки SA1). Затем установите подстроечный резистор R17 так, чтобы фактический ток разряда был равен выбранному значению (2,56 А).
Далее установите ток разряда на 0,01 А. Затем скорректируйте смещение входов операционного усилителя DD2 с помощью R18 — установите R18 так, чтобы фактический ток составлял 0,01 А.
Силовой транзистор VT1 должен быть размещен на радиаторе, соответствующий максимально необходимой рассеиваемой мощности во время разряда (P = U*I). Транзистор VT1 (IRLB8743) — это MOSFET с TTL-логикой, который может работать с напряжением 5 В. Если используется стандартный тип MOSFET, то теоретически запитать ОУ можно и от более высокого напряжения (это может быть напряжение на входе 7805), но я рекомендую логический MOSFET.
Светодиод HL1 показывает, что идет разряд и измерение. Диоды VD1 и VD2 (1N4148) обеспечивают полное запирание транзистора VT1, когда процесс разрядки не активен.
Для управления контроллером используются кнопки SA1…SA3. В качестве устройства отображения используется 4-х разрядный светодиодный дисплей с общим анодом. Катоды дисплея подключены к порту D, аноды — к битам 2-5 порта B. В качестве дисплея можно использовать LD-D036UPG-C, LD-D028UR-C, LD-D036UR- C или LD-D056UR-C (типы с очень высокой яркостью). Сверхяркий дисплей позволяет отказаться от обычных транзисторов для усиления анодного тока.
Управление дисплеем мультиплексное. Частота мультиплексирования составляет около 100 Гц. Резисторы R1 … R8 определяют ток сегментов дисплея и, следовательно, его яркость. Они подобраны так, чтобы ток не превышал максимальный выходной ток вывода микроконтроллера (40 мА).
Тестер емкости аккумуляторных батарей питается от источника питания с напряжением 8 — 30В. Ток потребления составляет около 15-45 мА, в зависимости от количества подсвеченных сегментов индикатора и сопротивления резисторов R1 … R8. Конденсаторы C1, C2 и C3 должны быть расположены как можно ближе к микроконтроллеру.
Последовательно с проверяемой батареей подключите соответствующий предохранитель, в противном случае отказ тестера (например, отказ контроля тока или короткое замыкание VT1) или неправильная полярность подключения аккумулятора могут вызвать возгорание! Также рекомендуется использовать предохранитель на входе + блока питания.
Небольшая модернизация тестера батареек BT-168 или превращаем буханку хлеба в троллейбус…
Всем большой хай! Сей девайс уже обозревался на MySKU (), так что детально останавливаться на его особенностях я не собираюсь. Вместо этого я поведаю о том, как произвести минимальный допилинг, чтобы можно было проверять не только полуторавольтовые, но ещё и 3- и 12-вольтовые элементы. Кому интересно − добро пожаловать под кат.
Принцип работы прибора заключается в измерении напряжения элемента питания под нагрузкой. Я лично считаю такой способ более показательным, чем проверка обычным мультиметром без нагрузки и гораздо менее болезненным, чем проверка тока короткого замыкания (хоть и кратковременная).
На исходной схеме прибора чётко вырисовываются 2 цепи: для полутора вольт (R1, R2) и для девяти вольт (R3, R4):
Сердцем тестера является аналоговый вольтметр с внутренним сопротивлением 280 Ом и пределом измерения 0.5 В. На схеме он отмечен красным точечным контуром. Обратите внимание, что внутреннее сопротивление обозначено на схеме отдельным резистором. Это сделано для наглядности, т.к. обычно сопротивление вольтметра достаточно велико и им можно пренебречь, но только не в нашем случае.
Цепь для проверки полуторавольтовых элементов состоит из двух резисторов: R1 (резистор нагрузки) и R2 (добавочный резистор, который вместе с внутренним сопротивлением вольтметра составляет простейший делитель напряжения). Номиналы подобраны так, что при 1.5 В ток нагрузки составит 1.5/4 = 0.375 A (или 375 mA), а напряжение на выходе делителя (по сути на вольтметре) будет равно 1/3 от измеряемого. Шкала вольтметра отградуирована так, что если напряжение под нагрузкой проседает до 66% и ниже от заявленного номинала элемента, то его можно утилизировать. Вот и вся «магия»
Аналогично обстоят дела и с девятивольтовой цепью, только нагрузочный ток здесь другой (9/215 = ~0.04 A или ~40 mA) и добавочный резистор R4 рассчитан хитро, т.к. при таком подключении резисторы R1 и R2 получаются подключёнными как бы в параллель к внутреннему сопротивлению вольтметра, тем самым уменьшая его до ~187 Ом. Внимательный читатель заметит, что при измерении полуторавольтовых элементов резисторы R3 и R4 также «уменьшают» внутреннее сопротивление вольтметра, но в данном случае это практически не сказывается на конечном результате.
Честно говоря, мне не сильно понравилось то, что резисторы в обеих цепях вносят свои «помехи» в измерения, так что в модифицированной версии я от этого избавился.
Ну что ж, вроде бы разобрались, как работает девайс, теперь перейдём непосредственно к допиливанию. Когда я впервые взял этот тестер в руки, я сначала обрадовался, обнаружив там возможность проверки «таблеток», но следом пришло разочарование, т.к. выяснилось, что, во-первых, тестировать можно только полуторавольтовые таблетки, а во-вторых, тестировать их под нагрузкой в 375 mA − это издевательство.
Вот я и решил приспособить прибор ещё и к проверке трёхвольтовых и двенадцативольтовых элементов (да ещё и поделиться этой гениальной идеей с вами!). Для этого нам понадобится кучка резисторов (по 2 на каждый тип элемента) и два вот таких товарища:
Это трёхпозиционный движковый переключатель с двумя группами (слева) и реле с одной контактной группой (справа). Переключатель волшебным образом отыскался в старом радиоприёмнике, а релюшка была нагло выпаяна из автосигналки. Переключателем мы будем задавать тип проверяемых элементов (коммутируя нужные резисторы), в то время как реле будет срабатывать исключительно при проверке девятивольтового элемента, подключая нужную цепь и отключая ненужную. Несмотря на то, что реле рассчитано на 12 вольт, оно чётко срабатывает и при 7-7.5 вольтах, что меня вполне устраивает в рамках данного, с позволения сказать, проекта.
Вместо тысячи слов давайте просто позалипаем на новую схему:
Тут вроде бы ничего сложного, SW − переключатель, R1-R3 − резисторы нагрузки, R4-R6 − добавочные резисторы, цепь проверки 1.5/3/12 контачит с вольтметром через нормально замкнутый контакт реле. Сопротивление обмотки реле − 400 Ом, поэтому в параллель к нему я присоседил резистор в 470 Ом, что в сумме дало нагрузку порядка всё тех же 215 Ом (216.09 Ом, если быть точным), как и было изначально.
Вот, собственно, и вся петрушка!
Так выглядит прибор после модернизации
Напоследок немного о том, как правильно рассчитать резисторы. Нагрузочные резисторы рассчитываются по формуле Rн = U/I, где U − номинальное напряжение элемента (в вольтах), а I − сила желаемого тока в амперах.
Например, мы хотим тестировать 12 В элементы при нагрузке в 50 mA (0.05 A), тогда Rн = 12/0.05 = 240 Ом
Добавочные резисторы рассчитываются чуть хитрее (желающие пусть вспомнят закон Ома и составят пропорцию U1/R1 = U2/R2):
Rд = 2*(U-0.5)*280, где U − номинальное напряжение элемента
Так, например, для 12 В: Rд = 2*(12-0.5)*280 = 2*11.5*280 = 6440 Ом ~= 6.4 кОм
Вот теперь всё. Спасибо за внимание! Я старался всё разжевать детально, но если вдруг у вас возникли какие-то вопросы − не стесняйтесь, задавайте 
Нагрузочная вилка своими руками
Простой при изготовлении, и недорогой прибор будет полезным в гараже любого автолюбителя. С помощью данного аппарата станет возможным проводить постоянную диагностику источника питания, а также генератора. При отсутствии необходимой суммы для приобретения нагрузочной вилки ее можно сделать своими руками.
Используемый материал
При изготовлении вилки могут понадобиться следующие материалы:
- для измерения напряжения понадобится вольтметр, если используем аналоговый, то он должен иметь предел замера до 20 В;
- изолированные провода толщиной до 6 мм, рассчитываются на высокие значения тока;
- на окончании проводов следует использовать специальные мощные зажимы из хромированной стали;
- каркас из негорящих материалов;
- держатель из прорезиненной стали.
Важно! При изготовлении самодельной нагрузочной вилки рекомендуется использовать провода и приборы рассчитанные на максимальные рабочие значения тока.
Схемы
Нагрузочная вилка с одной спиралью:
Нагрузочная вилка с двумя спиралями:
где R- сопротивление в виде спиралей или набора резисторов;
S- выключатели или переключатели;
V- прибор вольтметр.
При измерении аккумулятора емкостью до 100 Ач необходимо использовать одно сопротивление, при проверке батареи внутренней емкостью выше 100 Ач применяют два и более сопротивлений.
