Как стать автором
Обновить

Электронная нагрузка для разряда аккумуляторов на микроконтроллере PIC16F628A

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение16 мин
Количество просмотров4.9K
Всего голосов 35: ↑35 и ↓0+53
Комментарии32

Комментарии 32

Есть самодельный разрядник автомобильных и мощных ИБП-шных аккумуляторов. Стабилизацию тока не делал, в качестве нагрузки несколько автомобильных ламп параллельно. Микроконтроллер ESP32 с делителем раз в секунду замеряет напряжение на клеммах и сразу после этого напряжение на ACS712, 30-амперном датчике тока. Измеренное отправляется по MQTT на сервер, где Node Red пишет напряжение и ток в базу Postgres. Сервер не специально под этот проект, это универсальная домашняя система мониторинга/учёта чего угодно. Параллельно идёт накопительный подсчёт отданных ватт-часов, эти значения вместе с током и напряжением также через BLE транслируются. По итогу можно графики строить какие угодно по данным из базы или просто посмотреть, что там с текущей отдачей, любым BLE-сканером в телефоне. Нагрузка подключена через ключ на мощном MOSFET, при снижении напряжения ниже заданного порога нагрузка отключается. Автономно, самим контроллером. Была идея ШИМировать этот ключ и получать тем самым стабилизацию/установку тока, но понял, что разряд стабильным током не даёт преимуществ, точности для оценки, сколько в аккумуляторе осталось «жизни», мне и так хватает, а ток и банальным подключением/отключением лампочек выставляется.

Простейший стабилизатор тока можно собрать на микросхеме LM317 в корпусе TO-220, добавив к ней шунт — резистор сопротивлением 1 Ом

Складывается ощущение, что LM317 в другом корпусе и резистор не 1 Ом не дадут стабилизатор тока или он будет не простейший (надо будет что-то добавить).

Подтяжка инвертирующих входов операционных усилителей к плюсу питания

Долго искал на схеме второй операционник. Не нашёл.

Чтобы уберечь его от пробоя повышенным напряжением на клеммах, добавлен супрессор D2.

Я бы больше боялся выбросов от мотора вентилятора - впараллель даже ёмкости никакой нет.

Осуществить это без задействования вывода RA3/AN3/CMP1, к сожалению, невозможно. Поэтому первую ножку микроконтроллера придётся оставить висящей в воздухе.

Там опорное напряжение не поддаётся на вывод? Обычно так делают чтобы можно было подключить фильтрующий конденсатор.

Долго искал на схеме второй операционник. Не нашёл.

Нумерация контактов микросхемы и обозначение "U2A" намекает на то, что использован корпус микросхемы с двумя ОУ. Второй просто не используется.

Я бы больше боялся выбросов от мотора вентилятора

Стандартные вентиляторы обычно маломощные, 0,12 А. Какие уж там от них выбросы можно ждать.

Я тоже так думал пока не попытался управлять оборотами вентилятора с помощью мосфета шимом , управлялось плохо , и я подключил ослик. Очень познавательное зрелище , рекомендую.

Какая частота шима была?

Какая частота

Вангую 500 ардкиновских гц.

ослик

Э.. О_о

Какие уж там от них выбросы можно ждать.

Не поленился и подключил вентилятор Titan 12V 0.24A (какой оказался под рукой) к источнику питания и осциллографу. Вот что творится на разъёме во время работы:

Работа от 12 В
Работа от 12 В

А вот что будет, если снять напряжение (откинуть провод +12 В):

Снятие питания +12 В
Снятие питания +12 В

Выводы, как говорится, делайте сами.

Я уже давно сделал выводы. На первой фотке я вижу пульсации 200 мВ. Это - ни о чем. Если поставить в параллель защитный диод - он даже не откроется.

Второе - я не понял. Почему до и после "снятия" одно и то же напряжение? Вы, видимо, пытаетесь меня обмануть и не питание сняли, а нагрузку отключили. И мы видим как ваш, видимо не очень качественный, бп реагирует на сброс нагрузки. Это еще дополнительно подтверждает тот факт, что в вентиляторе нет элементов, способных создать подобные осцилляции.

У вас реально там какие то проблемы с бп. Я подключил похожий по мощности вент к своему - там нет таких выбросов.

Скрытый текст

Вторая фотка - при выключении питания.

На первой фотке я вижу пульсации 200 мВ. Это - ни о чем. Если поставить в параллель защитный диод - он даже не откроется.

200 мВ — это низкочастотные. Если присмотреться, то видно высокочастотные выбросы. Осциллограф уже всё измерил: 1,078 Впп. Я и не говорил, что кому-то будет плохо во время работы.

Почему до и после "снятия" одно и то же напряжение? Вы, видимо, пытаетесь меня обмануть и не питание сняли, а нагрузку отключили. И мы видим как ваш, видимо не очень качественный, бп реагирует на сброс нагрузки. Это еще дополнительно подтверждает тот факт, что в вентиляторе нет элементов, способных создать подобные осцилляции.

Потому что экран 500 нс, оно не успевает сильно просесть за такое время. Никто никого не пытается обмануть. Если бы выбросов при снятии питания (не при выключении лабораторника, а именно при отрывании, например, плюсового провода) не было бы, я бы это признал. БП у меня Rigol DP832, поверенный. Ещё раз: я не откидываю нагрузку, я откидываю плюсовой провод от БП. Отключение выдачи напряжения на БП не даст такого эффекта потому что по действию не похоже на закрытие транзистора из статьи.

У вас реально там какие то проблемы с бп. Я подключил похожий по мощности вент к своему - там нет таких выбросов.

А какой у вас БП? Так это вы пытаетесь меня обмануть!))) Даже на вашей фотке есть выброс. Конечно, на развёртке 200 мс/дел (625 точек в секунду) он почти не виден:

Еле заметный выброс при выключении
Еле заметный выброс при выключении

200 мВ — это низкочастотные. 

Их там вообще не должно быть. Вот у меня их нет. Есть только короткие выбросы 100 мВ от коммутирующих транзисторов.

Если бы выбросов при снятии питания (не при выключении лабораторника, а именно при отрывании, например, плюсового провода) не было бы, я бы это признал.

Вам таки придется это признать. Их там нет и быть не может. Еще раз, в вентиляторе нет компонентов, которые давали бы такие осцилляции. А то, что вы видите, это, возможно, просто дребезг при отключении провода. Я, как ни старался, такой выброс получить не смог.

А какой у вас БП?

Gpd-73303d.

Даже на вашей фотке есть выброс. 

Это пылинка прилипла к экрану.

Еще раз, в вентиляторе нет компонентов, которые давали бы такие осцилляции.

Вентилятор — мотор с крыльчаткой. Мотор — обмотки. Обмотки — индуктивность. Надеюсь, с этим вы согласны?

Нет, не согласен. Все, что теоретически и практически могут выдать обмотки - мы уже видим при работе вентилятора. Чтобы выдать нечто иное нужны, соответственно, иные компоненты, которых на плате вентилятора не наблюдается.

Для этого я пользуюсь пакетом JAL V.2

Выделено синим, но не ссылка 🤓 Гугл находит японские авиалинии и прочее.

Расскажите, пожалуйста, что это за пакет и как к нему пришли? В чем его преимущества перед, например, mplab ? Выглядит непривычно - среднее между паскалем, си.

Да, это он. Спасибо за ссылку!

Мне в своё время попались хорошие статьи про JAL V.2. И он бесплатный, в отличие от программного обеспечения компании Microchip. Поэтому выбор был сделан в пользу JAL V.2.

:O

А ето как???

Я ежедневно работаю с MPLAB-ом как и с всеми компиляторами Microchip - XC8, XC16 и XC32, и они совершенно бесплатные...

Насколько помню, какой-то софт был платным, а JAL не был.

Ну, нет. IDE бесплатное. Компиляторы, если не замахиваться на супер-пупер оптимизации - тоже.

П. С. Да и PASCAL мне "самая нелюбимая женщина" из взех языков. ;)

Пока ждал когда дойдёт до рассказ про оживление гелевых (они же нежные вроде?), забыл про свои, а они внезапно...9V уже :(

Лично у меня есть опыт оживления гелевых тяговых батарей электроскутера, у которых после зимнего хранения в разряженном состоянии было напряжение разомкнутой цепи 9 вольт. Ожили все пять, скутер бегал лучше, чем новый.

Восстановительный заряд производился Бережками-V1 в автоматическом режиме. Насколько помню, на три батареи ушло по двое с половиной суток, а на две самые сульфатированные - на сутки больше.

Спасибо, оптимистично... :)

Аккумуляторами пользуюсь в основном литиевыми, гоняю их на готовых зарядно-тестовых устройствах Liitokala LII-500 и Opus BT-C3100. А электронную нагрузку сделал для тестирования разных китайских модулей питания, а также лабораторных БП при их ремонте и модернизации. Нагрузка на основе китайского DIY конструктора, схема немного доработана. Силовые транзисторы заменены на более мощные. И сделан режим скачкообразного переключения тока нагрузки тумблером "Min / Max" в соотношении 1 : 4. Изделие собрано в корпусе от советского блока питания, надписи лазерным гравером. По току держит до 10A кратковременно, насколько позволяет радиатор. По напряжению до 100v, но больше 60v пока не подавал.

Фото электронной нагрузки

Я делал и на МК, и всяких реле с АлиЭкспресса, но в нагрузку ставил лампы. Что за Профит даёт использование именно такой нагрузки, как у тс?

Лампы не годятся там где требуется стабильный ток нагрузки, т.к. у них в холодном состоянии сопротивление вольфрамовой нити намного меньше, чем при нагреве. Поэтому неизбежен бросок тока. А мощные полевики обеспечивают строго заданный ток, ни больше, ни меньше.

Зато лампы отлично справляются с ограничением тока, например для испытаний отремонтированного импульсного БП. При небольшом рабочем токе сопротивление последовательно включенной электролампы маленькое, и на ней падает мало напряжения. Если в проверяемом изделии КЗ - сопротивление лампы возрастает, и она ограничивает ток, спасая плату от повреждений.

Спасибо за столь развернутый ответ, но неужели для аккумов настолько важен стабильный ток разряда? Более важный фактор - глубина разряда, т е. что бы вовремя нагрузка отключилась, ну это я так понимаю.

Так всё равно дешевле чем батарея проволочных резисторов ;)

Именно для тестирования аккумуляторов не важно, если максимальный ток холодной лампы не превысит макс. допустимый ток аккумулятора. Но может быть критично если в акб присуствует электронная защита, которая может подумать что произошло короткое замыкание, и навсегда отрубит аккумулятор.

Спасибо за объяснение.

Исключением являются импульсные БП некоторых ЭЛТ-телевизоров. Те, которые без "автовольтажа". Подключение через лампу накаливания вводило ИБП в такой режим, что сгорал силовой транзистор.

Если ток нестабилен, то для расчёта отданной аккумулятором ёмкости его нужно измерять. Потребуется аналогово-цифровой преобразователь, которого у имевшихся у меня микроконтроллеров не было. И это ещё полбеды.

Критерием завершения заряда является снижение напряжения на клеммах аккумулятора до заданного значения при заданном токе нагрузки. Если ток нестабилен, то и завершение заряда произойдёт досрочно или с запозданием. И мы не узнаем истинную динамику ёмкости, отдаваемой восстанавливаемыми аккумуляторами.

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий