Доктор литиевых батарей

Литий-ионный аккумулятор Доктор

Особенности: зарядка, разрядка, счетчик ампер-часов, проверка на короткое замыкание или обрыв цепи, индикатор низкого заряда батареи, измерение внутреннего сопротивления.

Зарядка: модуль TP4056 (модифицированный), ток по выбору 200 или 500 мА. Схема TP4056, контролируемая Arduino.

Разряд: ток 200 или 500 мА, ШИМ-управление. Внутреннее сопротивление рассчитывается по пад��нию напряжения аккумулятора под нагрузкой.

Емкость: аккумулятор полностью заряжается, затем разряжается, учитываются ампер-часы при нагрузке 200 или 500 мА.

Восстановление: Глубоко разряженная батарея, зарядка током 100 мА.

Детали: Arduino (мини, нано), LCD 1602, модуль TP4056, реле 5В, TIP120 Darlington, LMV358, мелкие детали.

Четыре переключаемых меню:

1. Проверка: Разъем аккумулятора смещен на 2,3 В. Открытая батарея показывает это значение. Короткое замыкание батареи показывает напряжение 0,1 В или меньше. Слабая батарея: минимум 3,2 В, ток менее 100 мА. Хороший аккумулятор показывает не менее 3,2В и 100мА, внутреннее сопротивление рассчитывается по падению напряжения 0/200/500мА. Переключатель выбирает 200 или 500 мА.

2. Зарядка: реле соединяет TP4056 и аккумулятор. Батарея будет заряжаться аппаратно чипа 4056, Arduino только контролирует ее состояние, напряжение и ток (переключатель выбирает 200 или 500 мА). Реле не может быть активировано, если батарея перевернута или очень разряжена.

3. Емкость: аккумулятор будет полностью заряжен с помощью TP4056, а затем разряжен с помощью схемы PWM-LMV358-TIP120. Ток разряда 200 или 500 мА выбирается переключателем. Arduino накапливает ток каждую секунду, показывает общее значение мАч.

4. Ремонт: Глубоко разряженные батареи (ниже 2,6 В) будут заряжаться осторожно до тех пор, пока они не достигнут минимального напряжения, чтобы начать нормальный процесс зарядки. Ток заряда составляет около 100 мА, подается от генератора тока PNP-транзистора.

Основные цепи (Dx, Ax относится к выводу Arduino):

Зарядка: ��одуль TP4056, резистор на выводе 2 заменен на 5К6 (заряд 200мА) и коммутируемый 4К7 (заряд 500мА). Контакт 7 (красный светодиод) в режиме ожидания подает импульс 200 мкС, который фильтруется 10 кОм/1 мкФ и подается на D8. Pin6 (синий или зеленый светодиод) подключен к D9. Если вход NMOS Q4 достаточно положительный, реле можно активировать с помощью D10, и начнется зарядка.

Разряд: выход PWM D6 сглаживается на 20-10 мкФ, и положительный ток 0-125 мкА подается на +ve-вход ��перационного усилителя LMV358. В то же время отрицательный ток 0-125 мкА вызывает обратную связь от шунтирующего резистора 0,05 Ом, определяя ток разряда. Выход операционного усилителя управляет транзистором стока тока TIP120, если это разрешено D7.

Измерение тока: диапазон шунтирующего резистора 0,05 Ом (+ или — 25 мВ) определяет + или — 500 мА. Вывод 3 операционного усилителя LMV358 смещен от напряжения 1,1 В Vref Arduino, постоянный ток оттуда повышает выходной вывод 1 до 2,6 В, что, в свою очередь, соответствует нулевому току мА на шунте 0,05 Ом. Усиление операционного усилителя A=74 приводит к тому, что выходной сигнал охватывает диапазон +-500 мА. Вам следует проверить это — во многом зависит от допуска компонента — нулевое значение (раскомментируйте Serial.println(mA) в measA(void)) и пересчитать вычтенное значение (32500). См. код.

Генератор тока восстановления: выход A3 (низкий) понижает напряжение базы Q1 до 3,4 В, поэтому PNP-транзистор будет генерировать положительный ток около 100 мА.

Arduino: используется внутренний аналоговый источник опорного напряжения 1,1 В, поэтому входы A1 (напряжение) и A2 (ток) имеют делители напряжения. A0 определяет положение четырехпозиционного переключателя режимов.

Пользовательская программа: размер кода 6 КБ, без внешних библиотек. Мне пришлось написать очень компактный и строго аппаратно-зависимый код драйвера ЖК-дисплея, чтобы уменьшить размер кода (~ чтобы поместиться в чип 8K, см. https://www.thingiverse.com/thing:5223844), библиотека LiquidCrystal была слишком большой. Однако, если размер вашего чипа позволяет, вы можете использовать и его.

Конструкция: корпус, напечатанный на 3D-принтере. Я установил схему реле на печатную плату TP4056. Схема генератора тока TIP120, LMV358, PNP находится на перфорированной плате, прикрепленной к охлаждающей пластине.

Проблема с контуром заземления: ультрафиолетовое напряжение имеет значение, очень важно следовать по путям «высокого» тока и никогда не смешивать его с входной схемой операционного усилителя или аналого-цифровыми входами. На практике это означает, что Ti