Автоматическое зу автомобильных аккумуляторов на pic

ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АВТО НА КОНТРОЛЛЕРЕ

Обычные зарядные устройства к автоаккумуляторам, продающиеся по цене от 2000 рублей, представляют из себя простейший блок питания с диодным мостом и амперметром для контроля тока. Можно ли долго пользоваться таким ЗУ, если цена нового свинцового аккумулятора Bosch достигает 5000 руб? Каждый сам решает для себя. Вот автор и решил немного потратиться и создать зарядку, имеющую все необходимые режимы по быстрому и безопасному восстановлению ёмкости АКБ.

Описание зарядного устройства

  1. Измерение напряжения аккумулятора.
  2. Измерение тока заряда и разряда. Ток измеряется датчиком тока на ОУ.
  3. Стабилизация зарядного тока на выбранном уровне. Алгоритм регулятора – пошаговый, управление током – ШИМ (Установка тока ведется из основного окна прибора.). 3.1 Выбор режима заряда – постоянным током или пульсирующем (десульфатация).
  4. Отключение заряда если напряжение достигло заданного уровня выбранном в меню.
  5. Стабилизация тока разряда на выбранном уровне в режиме разряда. Алгоритм регулятора – пошаговый, управление током – ШИМ.
  6. Подсчет Ампер*часов при разряде АБ. Разряд производится только после полной зарядки АБ. (При выборе режима разряд, если АБ не дозаряжен, автоматически производится дозаряд, а затем уже разряд с подсчетом Ампер*часов.)
  7. Включение подсветки дисплея (LIGHT). Выбор в меню. Параметр Подсветка вкл – подсветка включена всегда. В режиме авто выкл – подсветка включается при подаче питания на 30 сек и при нажатии на кнопки. Через 30 сек от последнего нажатия на кнопки подсветка отключается.
  8. При любой остановке программы подается прерывистый сигнал (0,5 Гц) на вывод 4 МК. Отключается сигнал нажатием кнопки старт.
  9. Программа отслеживает правильность установки напряжений. Минимальное напряжение (Umin) не может быть установлено выше либо равным максимальному (Umax). И наоборот.
  10. В режиме старт нажатие на кнопку PLUS или MINUS выводит на индикатор текущую информацию о состоянии процесса. В верхней строке ток и напряжение. В нижней строке оставшееся время (подробно) и выходная мощность в процентах.

Схема и печатные платы ЗУ

Схема управляющего блока

Схема источника питания

Работа зарядного устройства

1. Программа запускается/останавливается нажатием на кнопку старт из любого окна программы. Если кнопка нажата, когда программа запущена, устройство переходит в режим финиш (окончание работы программы). Следующее нажатие переводит устройство в первоначальное состояние (основное окно индикатора).

2. Если напряжение на аккумуляторе ниже, чем Umax/4, считается, что аккумулятор не подключен или неисправен. На дисплей выводится надпись No Bat. В режиме START название выбранного режима мигает.

Режим Зарядка

Программа контролирует напряжение и ток на АБ. Если напряжение ниже заданного в настройках Umax – работает стабилизатор зарядного тока с заданием Is. Если напряжение достигло Umax – остановка программы. Индикация заряд выкл.

Если напряжение стало выше Umax на 0.2 – остановка программы, индикация ERROR в верхней строке. В нижней строке напряжение, при котором произошло отключение.

Если ток заряда I превысил ток Is на 0.2 на время более 5 сек – остановка программы, индикация ERROR.

Если истекло время заряда (параметр H, часы) – остановка программы, индикация ERROR в верхней строке. В нижней строке надпись Time out.

Режим Разряд

Если при старте программы напряжение на АБ ниже Umax, включается дозаряд АБ с током Is. После достижения напряжения Umax начинается разряд АБ с током Ii. Ведется подсчет емкости АБ.

Когда напряжение на АБ достигнет Umin разряд прекращается, на индикатор выводится индикация разряд выкл и емкость на АБ-. AH Vm 11.0 – минимальное напряжение на АБ.

Если истекло время дозаряда или разряда (для дозаряда и заряда устанавливается время H) – остановка программы, индикация ERROR.

Если ток заряда или разряда превысил установленные на 0.2 – остановка программы, индикация ERROR в верхней строке. В нижней строке ток, при котором произошло отключение.

Режим КТЦ АКБ

При старте программы включается заряд АБ с током Is. Через 1 сек АБ переключается на разряд с током Ii. Еще через 1 сек АБ снова переключается на заряд. Так продолжается до тех пор, пока напряжение не достигнет Umax – программа останавливается. Индикация КТЦ выкл. Если напряжение стало выше Umax на 0.2 – остановка программы, индикация ERROR. Если ток заряда или разряда превысил установленные на 0.2 – остановка программы, индикация ERROR.

Если истекло время заряда (параметр H) – остановка программы, индикация ERROR в верхней строке. В нижней строке надпись Time out.

Выбранный режим после отключения от сети не запоминается. При включении всегда режим зарядка.

Обозначение символов на дисплее

  • V -измеренное напряжение на АБ
  • Vs(max) -напряжение до какого будет произведен заряд
  • Vmin(m) -минимальное напряжение на АБ при котором разряд будет отключен
  • I -измеренный ток заряда
  • Is -установленный ток заряда
  • Id — измеренный ток разряда
  • Ii -установленный в меню ток разряда(стабилизация тока разряда)
  • Imin -минимальный ток при котором заряд будет окончен
  • H -время таймера. Для вех режимов.
  • Hi -оставшееся время до отключения по таймеру
  • P -емкость АБ-Аh
  • LED -подсветка

1.При подключении к сети устройства вывести на дисплей информацию-если АБ подключена

1.1.Напряжение до какого будет произведен заряд. По умолчанию Vs=14.2 (Диапазон выбора в меню 1-30 вольт.)

1.2.Установленный ток заряда. По умолчанию Is=0.5А.( диапазон выбора в меню 0.5 -10А.дискретность 0.5А.)

1.3.Реальное напряжение на АБ. Например-V=13.7

1.4.Режим по умолчанию — зарядка (режим можно изменить в меню. Названия режимов. заряд . разряд. ктц акб.)

РЕЖИМ 1.заряд

Если АБ не подключена-вместо напряжения на АБ вывести надпись — no bat.Все остальное как и при подключённой АБ.

Пример 1.0. батарея не подключена

Vs=14.2 Is=0.5A
? АКБ Заряд

При нажатии кнопки start — запустить установленный режим. При повторном нажатии — остановить. при запущенном режиме — название выбранного режима мигает. при остановленном — горит постоянно.

Пример 1.1. батарея подключена.

Vs=14.2 Is=0.5A
V=13.7 Заряд

При запущенном режиме вместо установленного напряжения до которого будет произведен заряд отображать реальный ток заряда. Пример I = 3.6 A

Пример 1.2. идет заряд.

I=3.6A Is=0.5A
V=13.7 заряд

После окончания заряда (по таймеру или по достижению установленного напряжения на АБ или ток заряда снизится до I=min) отключить заряд и вывести – заряд выкл.

Если ток заряда превышает установленный в меню. А также напряжение на АБ превысило установленное в меню-отключить заряд и вывести надпись — ERROR.

РЕЖИМ 2. разряд

2.При выборе режима- разряд (при запуске этого режима автоматически зарядить АБ до установленного напряжения и затем начать разряд.

Пример 2.0. Индикация в основном окне режима. Если режим не запущен-название режима (разряд) не мигает. При запущенном режиме, название режима используемого в данный момент (заряд или разряд) мигает.

Если режим запущен. АБ не заряжена. Идет автоматический заряд, после которого начнется разряд.

I=0.5A заряд
P=0Ah

2.1 Ток разряда по умолчанию A. Диапазон выбора в меню 0.5-10 А. дискретность 0.5 А.

2.2. Hi — Время оставшееся до конца разряда после истечения которого разряд будет отключен по умолчанию.

2.3. Измеренная емкость батареи P=. Ah (пример Р = 45.4Ah).

Пример 2.1. окно в процессе разряда

Id=0.5A Hi=10
P=45.4Ah разряд

После окончания разряда подать сигнал с паузой 1 секунду. И так пока не будет включен другой режим. Сигнал подать на вывод 4 МК. Светодиод out. На дисплей вывести надпись верху — P=. Ah. Vm=11.0 внизу — разряд OFF.

Пример 2.2. разряд окончен

P=100.3Ah Vm=11.0
Разряд выкл

РЕЖИМ 3. Ктц акб. Десульфатация.

В основном окне режима, если режим запущен, название режима (КТЦ) мигает. Если не запущен — не мигает.

3.1. Ток заряда по умолчанию Is = 5А. Диапазон 0.5-10 А

3.2. Ток разряда Диапазон 0.5-10 А.

3.3. Напряжение на АБ. Частота 1 Гц.

Пример 3.0. идет десульфатация.

I=5.0A Id=0,5A
V=14.2 КТЦ-АКБ

После окончания заряда(по таймеру или при достижении установленного напряжения, режим отключить) вывести надпись — КТЦ ВЫКЛ. И напряжение на АБ.

Пример 3.1.конец работы.

V=14.7
КТЦ ВЫКЛ

Остальные настройки в меню. Все файлы находятся в архиве. За подробностями обращайтесь на форум. Автор: Александрович.

Форум по обсуждению материала ЗАРЯДНОЕ ДЛЯ АВТО НА КОНТРОЛЛЕРЕ

Самодельная полка-кассетница для хранения мелких деталей и других электрических компонентов.

Теория работы импульсных источников питания и варианты схемотехники.

Обзор возможностей комплекта бесконтактного модуля считывателя карт RFID RDM6300. Подключение схемы и тесты.

Автоматическое зу автомобильных аккумуляторов на pic

Здравствуйте уважаемые пользователи, хочу представить вам ЗУ для автомобильных АКБ. Вот опытный образец печатной платы,на которой и проводилась отладка устройства.

Дорогие радиолюбители! Прошивка платная. И в интернете ее нет! Покупайте готовый PIC контролер у Автора схемы ( PIC Не дорогой и оно того стоит. ) Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Плата передней панели

Для просмотра в полном размере и скачать схему кликните на нее левой клавишей мыши.

Зарядное устройство построено на основе микроконтроллера PIC16F690 ,все режимы управление зарядкой АКБ (аккумуляторной батареи ), а также режим десульфатации АКБ производятся посредством специальной микропрограммы зашитой в микроконтроллер.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

  • Напряжение питания: 220-240В
  • Напряжение заряжаемой АКБ 12В
  • Максимальная ёмкость заряжаемой АКБ 220А/ч (в зависимости от применяемых силовых элементов (трансформатор ,оптотиристор,шунт))
  • Максимальный ток заряда АКБ от 1 до 20А (в зависимости от применяемых силовых элементов (трансформатор ,оптотиристор,шунт))
  • Максимальное время заряда 50 часов Токи десульфатации от 1 до 5А с шагом в 0.5А (по желанию заказчика)

КАК РАБОТАТЬ С ЗАРЯДНЫМ УСТРОЙСТВОМ

1.Подключите ЗУ к сети переменного тока с напряжением 220-240В

2.Подсоидените АКБ к ЗУ обязательно соблюдая полярность (красный «крокодил» к «+» клемме АКБ ,чёрный «крокодил» к «-» клемме АКБ )

3.Включите ЗУ при помощи тумблера «Сеть» При включении зарядное входит в режим зарядки АКБ, если вы хотите перейти в режим десульфатации АКБ ,тогда нажмите кнопку «Десульфатация

НАСТРОЙКА ПАРАМЕТРОВ ЗАРЯДА АКБ

После второго пункта «как работать с зарядным устройством» на ЛЕД дисплее вы увидите 0.0,а также свечения светодиода «установка тока» (это означает что зарядное устройство находится в режиме установки тока)

Кнопками «+» и «-» устанавливаем ток для данного типа АКБ (ток заряда для АКБ должен составлять от 3 до 10% от ёмкости АКБ ,чем меньше ток зарядки тем более качественна зарядка, но и в тоже время ,более длительна)

После установки тока зарядки АКБ нажимаем кнопку «Выбор» и переходим в режим установки таймера, о чём свидетельствует свечение светодиода «Таймер» , на ЛЕД дисплее мы увидим 10.0(это значение таймера по умолчанию )его можно изменить кнопками «+» и «-» .время заряда АКБ можно посчитать поделив ёмкость АКБ на ранее установленный ток заряда.

На этом параметров заряда АКБ завершена , для того чтобы приступить к зарядке АКБ нажмите кнопку «Старт» ,о начале заряда АКБ будет свидетельствовать свечение светодиодов «Заряд» и «Ток» , подождите 5-15 секунд и вы увидите на ЛЕД дисплее как ЗУ плавно увеличивает ток заряда до установленного вами уровня.

В данном зарядном устройстве реализована функция стабилизации тока заряда АКБ, так что при любых условиях, и во всём периоде заряда ЗУ будет стабилизировать ток заряда на ранее установленном вами уровне.

Контролировать степень заряженности свинцовых АКБ рекомендуется по плотности электролита АКБ.В полностью заряженном АКБ плотность должно быть на уровне 1.27г/дм3

Также в процессе заряда АКБ у пользователя есть возможность посмотреть напряжение АКБ ,и поставить заряд на паузу, для этого нужно нажать кнопку «Пауза» , при этом на ЛЕД дисплее отобразится напряжение АКБ ,а также вы увидите свечение светодиода «Напряжение» а также мерцание светодиода «Заряд», при этом заряд АКБ прекращается, а также останавливается отсчёт таймера.

Для продолжения заряда нажмите кнопку «Выбор» ,при засветится светодиод «Установка тока» и на Лед дисплее вы увидите ранее установленное вами значение тока (при надобности его можно изменить кнопками «+» и «-»)

При следующем нажатии кнопки выбор вы попадаете в меню корректировки таймера (если это надо) ,после этого ЗУ включает ток заряда(плавно подымает ток до установленного вами уровня).

О том что вы находитесь в режиме коррекции таймера свидетельствует свечение светодиода «Таймер»,на ЛЕД дисплее вы увидите оставшееся(приблизительное +/- 1час) количество времени до окончания заряда(оно будет отображаться в первых двух разрядах ЛЕД индикатора(с лева от запятой),в крайнем правом разряде после запятой) вы увидите отсчет времени от 9 до 0 секунд и так в циклическом режиме(это сделано для визуального контроля работоспособности таймера),также в этом режиме есть возможность менять значение таймера, это осуществляется кнопками «+» и «-».

При следующем нажатии кнопки «Выбор» ЗУ перейдёт в режим отображения тока заряда ,о чём свидетельствует свечение светодиодов «Заряд» и «Ток»

По истечению времени заряда ЗУ блокирует роботу всех кнопок ,отображает на ЛЕД дисплее напряжение АКБ ,о чём свидетельствует свечение светодиодов «Заряжен» и «Напряжение»,а также переходит в режим «ХРАНЕНИЯ АКБ»

ЧТО ТАКОЕ РЕЖИМ «ХРАНЕНИЯ АКБ»

Режим «ХРАНЕНИЯ АКБ» подразумевает под собой не полное отключение тока заряда по окончанию заряда ,а снижение его до безопасного уровня в 150-200мА,это ток компенсации саморазряда АКБ, и в этом режиме АКБ может находится бесконечно долго, без никакого вреда для АКБ

ДЛЯ ЧЕГО НУЖЕН РЕЖИМ «ХРАНЕНИЯ АКБ»

В основном для зимнего периода хранения АКБ (если он не используется)

РЕЖИМ ДЕСУЛЬФАТАЦИИ АКБ

Читайте также  Защита от помех пусковых токов электродвигателей

Как мы знаем ,через некоторое время роботы АКБ (а именно через 3-3.5года),АКБ начинает понемногу терять свою ёмкость ,это есть результатом сульфатации пластин внутри АКБ (связано это с химическими процессами происходящими внутри АКБ во время его длительной эксплуатации ,а также не корректной зарядке в автомобиле, что встречается очень часто) Вот как раз для того чтобы восстановить пластины в АКБ в первоначальное состояние и предназначен режим десульфатации.

Что же подразумевает под собой режим десульфатации. Это заряд(и в то же время разряд) АКБ по специальному алгоритму импульсным током не большого уровня(в данном устройстве ток десульфатации заряда составляет 2.5А ,а ток десульфатации розряда 0.25А для всех видов АКБ)

Алгоритм десульфатации таков: сначала на АКБ подаётся импульс тока заряда в рзмере 2.5А,потом ток заряда отключается и к АКБ подключается нагрузка ,и АКБ разряжается в неё с током разрядки в 0.25А(то есть 0.1 часть от тока заряда)и так происходит в циклическом режиме с частотой 100Гц на протяжении всего времени десульфатации (то есть за одну секунду АКБ попеременно заряжается (50 раз) и розряжаеться (50раз)).

При этом медленно ,не нанося вред пластинам АКБ, разрушается слой сульфатации на пластинах АКБ

НАСТРОЙКА ПАРАМЕТРОВ ДЕСУЛЬФАТАЦИИ АКБ

После третьего пункта «как работать с зарядным устройством» засветится светодиод «Ёмкость АКБ» на Лед дисплее вы увидите значение ёмкости по умолчанию в 55А/ч, её можно изменить кнопками «+» и «-»,после того как ёмкость АКБ установлена, нажимаем кнопку «Выбор»,при этом ЗУ автоматически высчитает оптимальное время десульфатации и отобразит его на ЛЕД дисплее, также засветится светодиод таймер указывая на тот рёжим в котором находится ЗУ ,также мы оставили возможность корректировать время десульфатации в ручном режиме ,это можно сделать кнопками «+» и «-». В это же время ЗУ уже десульфатирует АКБ .

Теперь следует ещё раз нажать кнопку «Выбор» и ЗУ перейдёт в режим отображения тока зарядки десульфатации, об этом свидетельствует свечение светодиодов «Десульфатация» и «Ток»

Также в режиме десульфатации поддерживается режим паузы ,как и в режиме зарядки, все возможности в режиме паузы при десульфатации аналогичны режиму паузи обычной зарядки. По окончанию режима десульфатации ЗУ также переходит в режим ХРАНЕНИЯ АКБ

За прошивкой обращайтесь к АВТОРУ в

или пишите на почту по адресу

Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Вот как и обещал фото и окончательный вариант печатных плат

Автоматическое зарядное устройство для АКБ 1-10 А-ч

Дата публикации: 05 февраля 2010 .

Предлагаемое автоматическое зарядное устройство (ЗУ) предназначено для зарядки батареи аккумуляторов номиналь­ным напряжением 12 В и емкостью 1 . 10 А-ч, но при небольшой доработке его можно применить для зарядки аккумуляторных батарей с другими напряжением и емкостью.

В ЗУ применен трехэтапный способ зарядки с различными значениями тока и постоянным контролем напряжения заряжаемого аккумулятора. В ЗУ использован источник тока, уп­равляемый напряжением (ИТУН), схема которого показана на рис. 1. Он собран на ОУ DA1, полевом транзисторе VT1 и резисторе-датчике тока R1. Прин­цип работы ИТУН подробно рассмотрен в [1]. Если подать напряжение на сток полевого транзистора, то через него протекает ток, зависящий от значения управляющего напряжения Uупр и сопро­тивления датчика тока 1итун = Uynp/R1. Для разрядки аккумуляторной батареи ИТУН подключают параллельно (рис. 2), и он выполняет роль эквива­лента нагрузки, а для зарядки — после­довательно с батареей и источником постоянного напряжения (рис. 3). В последнем случае необходимо, чтобы напряжение источника на несколько вольт превышало напряжение заряжен­ной батареи. В ЗУ реализован трех­этапный режим зарядки аккумулятора. На первом этапе значение тока зарядки (h) можно установить переменным ре­зистором в пределах 0,1. 1 А. На вто­ром этапе значение тока (l2) автомати­чески уменьшится в два раза, на треть­ем (l3) — в десять раз. Предусмотрена возможность предварительной разряд­ки батареи аккумулятора током 0,51, с последующим автоматическим пере­ключением в режим зарядки.

Основные технические характеристики

Номинальное напряжение батареи аккумуляторов, В . 12
Ток зарядки на первом эта­пе, А . 0,1. 1
Ток зарядки на втором этапе, А. 0,51,
Ток зарядки на третьем эта­пе, А . 0,11,
Напряжение зарядки на пер­вом и втором этапах, В . 14,4
Напряжение зарядки на тре­тьем этапе, В . 13,8
Ток разрядки, А. 0,51,
Напряжение окончания раз­рядки, В. 10,6
Напряжение источника пита­ния, В. 17. 22

Принципиальная схема автоматиче­ского ЗУ показана на рис. 4. В качестве управляющего и контролирующего эле­мента применен микроконтроллер PIC12F629. В его состав входят компа­ратор и источник образцового напряжения, с помощью которых осуществ­ляется контроль за напряжением акку­мулятора. Коды программы микроконт­роллера приведены в таблице. На эле­ментах DA2.1, VT2, R11, R12, С7, С8 со­бран ИТУН, диод VD10 защищает бата­рею и ЗУ от неконтролируемой разряд­ки через защитный диод транзистора VT2 при неправильной полярности под­ключения аккумулятора. Дифференци­альный усилитель собран на элементах DA2.2, R14, R15, R17, R18. Напряжение питания микроконтроллера DD1 и ОУ DA2 стабилизировано интегральным стабилизатором напряжения на микро­схеме DA1. Светодиоды HL1—HL6 ин­дицируют режим работы устройства. Источник питания подключают к гнез­дам XS1, XS2, при этом диод VD1 защищает ЗУ от неправильной полярности напряжения, аккумулятор подключают к гнездам XS3, XS4.

Работает ЗУ следующим образом. После его соединения с аккумулятор­ной батареей и источником питания светодиоды HL1 и HL6 сигнализируют о том, что подключение проведено пра­вильно. Программа микроконтроллера DD1 настраивает его порты GPO, GP2, GP4 и GP5 как выходы, a GP3 и GP1 — как входы, причем GP1 — это аналоговый вход встроенного компаратора. Второй вход компаратора подключен к внутреннему источнику образцового напряжения. На выходе дифференци­ального усилителя (выводе 7 ОУ DA2.2) формируется напряжение, пропорцио­нальное напряжению батареи, как при разрядке, так и при зарядке. Коэффи­циент передачи дифференциального усилителя с резисторами R14, R15, R17, R18 для указанных на схеме номи­налов равен 0,25. В зависимости от ре­жима работы ЗУ на второй вход компа­ратора поступает напряжение образцо­вого источника 2,66 В, 3,44 В или 3,59 В, что позволяет контролировать три значения напряжения батареи акку­муляторов: 10,6, 13,8 и 14,4 В.

Затем программа устанавливает на всех выходах микроконтроллера низкий логический уровень. Транзистор VT1 закрыт, реле К1 обесточено и батарея подключена через контакты К1.1 и К1.2 параллельно ИТУН. Поскольку ток через транзистор VT2 очень мал, разрядный ток аккумулятора равен току через светодиод HL6 и составляет 5. 6 мА.

В таком состоянии программа ожи­дает нажатия на кнопку SB1 «Пуск». При кратковременном нажатии (менее 3 с) она начинает процедуру проверки напряжения батареи. Если оно менее 10,6 В, то ЗУ перейдет в режим заряд­ки, а если более, то на выводе 2 DD1 по­явится напряжение высокого уровня (около 5 В), через диод VD4 и резистор R6 на переменный резистор R8 посту­пит напряжение, а с его движка — на неинвертирующий вход ОУ DA2.1 (вход управления ИТУН). Начинается разряд­ка батареи током 0,51, и светодиод HL2 сигнализирует об этом режиме. По ме­ре разрядки напряжение на батарее уменьшается, и когда оно станет менее 10,6 В, на выводе 2 микроконтроллера DD1 появится низкий уровень и про­цесс разрядки прекратится.

После паузы продолжительностью 0,5 с на выводе 7 микроконтроллера DD1 установится высокий уровень, тран­зистор VT1 откроется, реле К1 сработает и своими контактами подключит бата­рею к источнику питания через ИТУН. Светодиод HL2 погаснет, поскольку че­рез диод VD6 он будет зашунтирован малым сопротивлением канала открытого транзистора VT1. После еще одной паузы продолжительностью 0,5 с высо­кий уровень появится и на выводе 5 мик­роконтроллера DD1, и на вход управле­ния ИТУН через диод VD3, резисторы R5, R8 поступит напряжение — начнется первый этап зарядки током I, = 0,1 СА, где СА — емкость аккумуляторной батареи (Ач). Светодиод HL3 бу­дет сигнализировать о включении этого режи­ма. Одновременно на второй вход встроенного компаратора поступит напряжение 3,59 В, что соответствует напряже­нию батареи 14,4 В.

Процесс на этом этапе состоит из следую­щих друг за другом цик­лов зарядки током I, и разрядки током 0,11, с отношением 3:1 по длительности (45 с за­рядка и 15 с разрядка), так до тех пор, пока на­пряжение батареи не достигнет 14,4 В. После этого начинается вто­рой этап, и значение то­ка зарядки уменьшается в два раза. Напряжение на батарее также умень­шится, а затем станет снова увеличиваться до 14,4 В. По достижении этого значения начнется третий этап — зарядка прекращается, напря­жение батареи умень­шается до 13,8 В, после чего начинается заряд­ка током 0,11, до тех пор, пока ее не отключат вручную.

Перед тем как контакты реле К1.1 и К1.2 переключаются, напря­жение управления ИТУН отключается, поэтому в этот момент ток через них не протекает, что продлевает срок службы. Светодиоды HL2—HL5 ин­дицируют все режимы работы, а резис­тор R8 снабжен шкалой, проградуированной в единицах емкости батареи (Ач). Если после включения ЗУ удержи­вать кнопку SB1 «Пуск» в нажатом состо­янии боле 3 с, включится режим заряд­ки (начиная с первого этапа) независи­мо от степени заряженности аккумуля­торной батареи.

ЗУ выполнено в виде приставки к нестабилизированному (содержит лишь понижающий трансформатор и выпря­мительный диодный мост) или стабили­зированному сетевому блоку питания с выходным напряжением 17. 22 В при токе до 1. 1.2 А. Все детали, кроме гнезд XS1—XS4, смонтированы на пе­чатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Диоды VD1, VD10 и транзистор VT2 припаяны к плате со стороны печатных проводников и через теплопроводящие изолирующие про­кладки закреплены вместе с ней и кор­пусом к ребристому теплоотводу разме­рами 115x50x20 мм3. На крышке корпу­са имеются отверстия для светодиодов, толкателя кнопки и переменного резис­тора, а на дне — для крепления транзис­тора VT2 и диодов VD1, VD2 к теплоотво­ду. Для микроконтроллера на плате уста­новлена панель.

Светодиоды можно применить любые в кор­пусе диаметром 3 мм, HL1, HL6 — желтого, HL2 — красного, HL3— HL5 — зеленого цвета свечения. Оксидные кон­денсаторы — К50-35 или аналогичные импортные, остальные — К10-17, К73-24, реле — SV-12, его можно заменить на FTR-C1CA012-G или ана­логичное с двумя парами переключающих контак­тов и рабочим напряже­нием 12 В. На месте дио­дов VD1, VD10 желатель­но применить диоды Шоттки с обратным напря­жением не менее 40 В, например 1N5822, но пе­чатную плату придется подкорректировать. Тран­зистор IRFD123 можно заменить на КП501Б, BS170P или функцио­нальный аналог — микро­схему К1014КТ1, сдвоен­ный ОУ LM358CD — на отечественные аналоги КР1040УД1 или КР1446УД1А, транзистор IRL2505 — на аналогичный из списка [2], например IRLR2905. По­мимо указанного на схеме микроконт­роллера PIC12F629, можно использо­вать PIC12F675. Резистор R8 — R-0904N или РП-1-74, кнопка SB1 — ПКН-125, ре­зисторы R14, R15, R17, R18 необходимо подобрать с точностью не хуже 1 %.

Налаживание начинают с проверки монтажа. Микроконтроллер в панель не устанавливают, ее гнезда 1 и 5, 1 и 7 со­единяют проволочными перемычками. Взамен резистора R5 временно монтируют цепь из соединенных последова­тельно постоянного резистора сопро­тивлением 1 кОм и переменного сопро­тивлением 2,2 кОм. Подключают ЗУ к ис­точнику питания, и подбирают резистор R3 так, чтобы на обмотке реле К1 было номинальное напряжение. Движок рези­стора R8 переводят в верхнее по схеме положение, а взамен аккумуляторной батареи включают амперметр и после­довательно с ним — резистор сопротив­лением 10 Ом и мощностью 10. 15 Вт. Движком переменного резистора 2,2 кОм устанавливают значение тока зарядки 1 А — это будет максимальный ток зарядки первого этапа. После отклю­чения источника питания заменяют цепь из постоянного и переменного резисто­ров на постоянный резистор с возможно близким сопротивлением. Снова под­ключают источник питания и градуируют шкалу переменного резистора R8. Сде­лать это можно как для тока зарядки от 0,1 до 1 А с шагом 0,1 А, так и для соот­ветствующей этому току емкости акку­муляторной батареи от 1 до 10 Ач.

Далее перемычку между гнездами 1 и 5 панели удаляют и устанавливают ее между гнездами 1 и 2. Взамен резистора R6 временно включают цепь из постоян­ного резистора сопротивлением 1 кОм и переменного сопротивлением 6,8 кОм (движок резистора R8 также в верхнем по схеме положении). Устанавливают максимальное значение тока зарядки второго этапа (0,5 А), после чего эту цепь заменяют на постоянный резистор с возможно близким сопротивлением. Аналогично подбирают резистор R7, при этом перемычку между гнездами 1 и 2 удаляют, устанавливают ее между гнездами 1 и 3, и используют цепь из по­стоянного резистора сопротивлением 10 кОм и переменного 47 кОм. Значение максимального тока зарядки можно уве­личить или уменьшить подбором резис­тора R4. В заключение все перемычки удаляют, устанавливают в панель запро­граммированный микроконтроллер и проверяют работу ЗУ.

Для зарядки аккумуляторов большей номинальной емкости следует умень­шить сопротивление резистора R12. Например, при сопротивлении этого резистора 0,2 Ом максимальное значе­ние зарядного тока увеличится в 5 раз, и заряжать можно аккумуляторы емкос­тью от 5 до 50 А-ч. В этом случае необ­ходимо применить соответствующее реле, площадь теплоотвода — увели­чить, а также использовать принуди­тельное охлаждение как рекомендует компания dantex.ru. Источник питания должен обеспечивать нужный ток.

Чтобы заряжать аккумуляторы с дру­гим номинальным напряжением, необ­ходимо изменить коэффициент пере­дачи дифференциального усилителя. Например, если сопротивление резис­торов R14 и R18 уменьшить в два раза, то можно заряжать аккумуляторы номи­нальным напряжением 6 В, но тогда на­пряжение источника необходимо уменьшить до 12. 15 В. Изменяя про­грамму микроконтроллера, можно реа­лизовать другие алгоритмы зарядки.

Читайте также  Беспроводное включение света с пульта

ЛИТЕРАТУРА

1. Нечаев И. Универсальный эквивалент нагрузки. — Радио, 2005, № 1, с. 35.
2. Мощные полевые переключательные транзисторы фирмы International Rectifier. — Радио, 2001, № 5, с. 45.

Автоматическое зарядно-тренирующее и измеряющее устройство для 12-вольтовых герметичных аккумуляторов (PIC12F675)

На работе и в быту часто приходится сталкиваться с необслуживаемыми аккумуляторами на 12 Вольт, ёмкостью 7, 17 Ah (список можно продолжить). Я использую их в UPS, блоках сигнализации и как источники тока при поездках на природу. Об автоматическом зарядном устройстве задумывался давно, но кроме зарядки необходимо знать и состояние аккумулятора.
Аккумуляторы используемые для поездок используются сезонно и просто зарядив его нет в нем уверенности, а батарея, работающая в буферном режиме блока сигнализации требует хоть какой то диагностики и тренировки.

Так и родилось устройство, позволяющее заряжать и разряжать аккумуляторы с измерением ёмкости в автоматическом режиме.

Содержание / Contents

  • 1 Рабочий цикл
  • 2 Схема
  • 3 Конструкция и детали
  • 4 Программа
  • 5 Описание принципа вывода информации
  • 6 Описание эксплуатации зарядного устройства
  • 7 Наладка
  • 8 Итого
  • 9 Файлы

↑ Рабочий цикл

Полный цикл программы включает в себя четыре подцикла:
— h1 — разряд АКБ до напряжения 10,7 Вольта;
— h2 — заряд АКБ до напряжения 14,8 Вольта;
— h3 — разряд АКБ до напряжения 10,7 Вольта;
— h4 — заряд АКБ до напряжения 14,8 Вольта.
Для каждого под цикла измеряется емкость в Ампер -часах.
Есть возможность контроля текущего значения напряжения на АКБ.
Есть возможность пропустить не нужные циклы.
Например, сразу перейти на зарядку АКБ и останов (выбрав сразу цикл h4).
Основным показателем состояния аккумулятора является емкость, измеренная на третьем цикле.

↑ Схема

Устройством управляет микроконтроллер PIC12F675. В токозадающих цепочках использованы популярные стабилизаторы 7805 (DA1 и DA3) включенные по схеме стабилизации тока. Ток определяется сопротивлением резисторов R2 и R16.

Ток заряда/разряда я выбрал 600 мА. При таком токе на резисторах выделяется по 3 Ватта, поэтому я поставил по три резистора последовательно, каждый 2 Ватта. При таком соединении проще набрать сопротивление 8,3333 Ома, я набрал, из трех резисторов 3,3 + 3,3 + 1,74 Ома, класса точности 1% (для МЛТ – Р). Транзисторные ключи VT1 и VT3 включают цепи заряда, разряда. С делителя R10 — R12 снимается измерительное напряжение.
Блок индикации собран на двух сдвиговых регистрах, индикатор трехразрядный с общим анодом.
Параллельно резисторам R2, R16 подключены светодиоды для индикации заряд/разряд.

↑ Конструкция и детали

Конструктивно зарядное устройство (далее ЗУ) выполнено на печатной плате размером 100х80 мм, изготовленной с использованием ЛУ технологии. Несколько перемычек необходимо установить до монтажа элементов. Диоды VD1, VD3 кремниевые на прямой ток не менее 3 Ампер . Стабилизаторы DA1, DA3 можно заменить на КР142ЕН5А или аналогичные.

Транзисторы VT1, VT3 подойдут любые полевые с изолированным затвором, n-канальные на прямой ток не менее 5 А и напряжение сток – исток не менее 30 Вольт, я использовал транзисторы снятые со старых материнских плат.

Резистор R11 многооборотный, необходим для точной установки напряжения с делителя. Стабилитрон VD2 на 5 Вольт, у меня использован КС156. В блок индикации подойдут любые подходящие по размеру трехразрядные семисегментные индикаторы с общим анодом. Регистры К555ИР23 можно использовать других серий (155, 1533) или импортные аналоги SN74LS374.

На печатной плате, рядом с кнопкой имеются контакты для подключения выносной кнопки (если необходимо).

Стабилизаторы DA1, DA3 установлены на теплоотводе способном рассеять 5 Ватт тепловой мощности при приемлемой температуре радиатора. DA2, первоначально, был установлен на печатной плате, но для уменьшения высоты монтажа, перенесен на тот же теплоотвод, конструктивно, выполняющий роль задней стенки.
Транзисторы VT1 и VT3 установлены на плате со стороны печати.
Корпус конструкции выполнен из фольгированного стеклотекстолита и окрашен.
Надписи напечатаны на прозрачной матовой самоклеющейся пленке лазерном принтером.

Питается ЗУ от стандартного блока питания «вилкового» типа на 24 Вольта, 0,8 Ампер ,
Можно использовать и другие подходящие блоки питания.
Напряжение питание не должно превышать 35 Вольт (ограничено параметрами DA1 и DA2), но увеличение напряжение негативно сказывается на КПД ЗУ.
Нижний предел напряжения питания ограничен минимальным напряжением на DA1 при котором достигается стабилизация (1,1в+2в+5в+15в=23,1в). При использовании БП с большими пульсациями выходного напряжения надо это значение учесть.

↑ Программа

Программа написана на ассемблере. Для увеличения точности измерения значения напряжения на аккумуляторной батареи, делается 8 измерений с последующим получением среднего арифметического. Контрастность индикатора составляет 1/100.

↑ Описание принципа вывода информации

Все значения емкости, напряжения выводятся на индикатор в 2 этапа:
— в течении 1 секунды отображается название переменной (h1, h2, h3, h4, U)
Название переменной выводится с правым выравниванием.
— в течении 6 секунд отображается значение переменной в формате ХХ, Х
Все значения выводятся с точностью до десятых, емкость в Ампер часах, напряжение в Вольтах.
Если выводимая переменная не соответствует текущему режиму то левее названия переменной отображается номер текущего режима отделенный точкой.
Примеры вывода:
— h2 – выполняется второй режим, значение емкости второго режима т.е. заряда;
— 3.h1 – выполняется режим третий (разряд), значение емкости первого режима;
— 3.U – текущий режим третий, значение напряжение на АКБ в данный момент.
В конце всех циклов заряд-разряд (после четвертого) на дисплей выводится End.

Листая переменные, в названии переменных выводится Eh2 (программа окончена емкость второго режима т.е. заряда).
В случае переполнения счетчика емкости (любой из циклов занял более 170 часов) прекращаются все режимы и на дисплей выводится Err. При листании значений в названии переменной выводится rh3 (ошибка измерения, емкость третьего цикла).

↑ Описание эксплуатации зарядного устройства

— подключаем АКБ, подключаем питание, на индикаторе выводятся прочерки —.
— коротким нажатием на кнопку (менее 3 сек.) включаем начало программы.
На индикаторе выводится значение емкости первого режима (h1, разряд).
Когда напряжение на АКБ достигнет 10,7 Вольта, программа переходит на второй режим.
Заряд АКБ продолжается до напряжения 14,8 Вольта, на индикаторе значение емкости второго режима (h2, заряд).
Третий и четвертый циклы аналогичны.
После окончания четвертого цикла на индикатор выводится сигнал о окончании программы End.
Пропустить ненужные циклы можно длительным нажатием на кнопку (более 3 секунд), при этом на индикаторе будет выведен следующий режим. (длинное нажатие на первом цикле переключит устройство на второй, со 2 на 3 и т.д.).
При выполнении программы есть возможность листать переменные коротким нажатием на кнопку (менее 3 сек). Листание осуществляется по кругу (h1-h2-h3-h4-U-h1…) начиная с текущего режима.

После окончания программы устройство будет бесконечно долго находиться в режиме ожидания просмотра измеренных значений, одновременно поддерживая напряжение на АКБ в пределах 13,1 — 13,8 В.

При возникновении ошибки измерения устройство выключит все режимы и выдаст сообщения об ошибки Err, далее имеется возможность пролистать полученные значения.

Для надежного использования зарядного устройства необходимо как минимум 5 Вольт на клеммах АКБ. Подключив АКБ с нулевым начальным напряжением зарядное устройство начнет его заряжать, далее будет зависеть от емкости АКБ. При достаточной емкости устройство перейдет на второй цикл (заряд) и зарядит аккумулятор, при отсутствии емкости на дисплее будут мигать прочерки.

↑ Наладка

После сборки и проверки правильности монтажа необходимо откалибровать Вольтметр.
Для этого подключаем АКБ, включаем питание, включаем один из режимов (заряд или разряд), устанавливаем индикацию напряжения, к клеммам аккумулятора подключаем образцовый Вольтметр и вращая ось резистора R11 добиваемся правильных показаний напряжения. Я использовал Вольтметр класса точности 0,5%, (Вольтметр Э544) и проверил линейность показаний на участке от 9 до 15 Вольт, показания совпадали на всем участке.

В МК используется внутренний тактовый генератор, производитель обещает точность частоты 1%, для любителей точности в архиве есть программа test.hex которая выводит на индикатор реальное время (в минутах). Используя эту прошивку можно поиграться с заводской переменной осциллятора и получить более высокую точность счета времени.

Программа написана так что у меня с заводской переменной за 30 минут погрешность менее 1 секунды.
Минуты выводятся в старших двух разрядах в шестнадцатеричной системе.

В ходе наладки выяснилось, что КРЕНки имеют разное напряжение на выходе (на R2 и R16), разница составила 0,2 Вольта. Для компенсации тока потребляемого МК (5 мА) с более высоким напряжением стабилизатор установлен на место DA1.

Если есть возможность, для проверки можно измерить ток заряда и разряда аккумулятора подключив амперметр в цепь АКБ. У меня получился ток заряда 605 мА, ток разряда 607 мА, измерял амперметром Э525. Токи получились больше расчетных т.к. не учтен ток светодиодов (R3, LED1 и R17, LED2), ток светодиодов можно уменьшить до1 мА, увеличив резисторы R3, R17 до 5КОм.

↑ Итого

Работой устройства остался доволен.
Проведя тестирование нескольких аккумуляторов получил реальные значения.

Если появится необходимость, в прошивке могу изменить пороговые напряжения, значение тока заряда-разряда или индикатор с ОК. Обращайтесь.

↑ Файлы

К статье в архиве приложены файлы:
— Схема
— Печатная плата
— Тестовая прошивка
— Рабочая прошивка
▼ file.zip 37,75 Kb ⇣ 246

Козлов Александр,
Сергиев Посад

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов на Atmega 16.

Как то проходил я мимо аккумуляторной комнаты на работе. Проходя возле двери, почувствовал запах тухлых яиц. Так было несколько раз. Я спросил у мужиков, что за ядерная вонь? Они сказали, что сероводород из батарей так пованивает. Заглянул я туда и увидел что стоят пару батарей на зарядке и кипят как суп в кастрюле. Оказывается некоторые пользователи автомобилей оставляют свои батареи на ночь на зарядку и идут баиньки. А там пусть все огнем горит.

С одной стороны откуда пользователь знает, что там за зарядное и как оно работает? К тому же эти зарядники общественные, ну то есть колхозные. А колхозное, часто качественным не бывает. Разобрал я один зарядник и увидел, что там стоит трансформатор и диодный мост. Это все что там было. Конечно при такой схеме батарея будет кипеть. Ну вот и решили я грохнуть эти зарядные и сделать что то получше.

Начал рыть интернет, скачал пару книг. Посмотрел теорию. Схем зарядных устройств валом. Но большинство из них 70х годов. Сделаны как правило на транзисторах. В более продвинутых еще тиристоры есть. Все это очень скучно, серо и уныло. Есть так же схемы на микроконтроллерах, это уже интересней. Можно данные на LCD дисплей вывести, разные органы управления замутить. Но мне захотелось изобрести свой велосипед. Творчество как никак. Вот я и склепал с десяток зарядников по такой схеме. 8 ампер выжимают. Этого хватит за глаза. Схема в нормальном качестве лежит в архиве в конце статьи.

Это было правда года 4 назад. Этими зарядниками до сих пор пользуются.

Одна из целей, собрать из того что было под рукой. Корпуса использовал из под старых зарядников.
Трансформатор использовал от списанных, сгоревших бесперебойников для компьютеров. Так называемых УПСов. Вот он.

Вот его внутренности:

Силовой трансформатор УПСа оказался идеальным по всем параметрам. Вторичная обмотка толстая с «мизинец». Сам трансформатор мощный, сделан качественно, с креплениями. Выходное напряжение 16 — 17 V AC. То что надо. В упсе есть еще второй трансформатор, маленький такой. Я его использовал для питания самой управляющей платы. Причем в нем есть две вторичные обмотки соединенные последовательно. Двухполярное питание для операционников считай уже готово. Прелесть. Диодный силовой мост, тоже был использован из старых зарядников. Охлаждение для тиристора взял из старых материнок для компьютеров. Вентилятор для охлаждения тоже снял со сгоревших китайских импульсных блоков питания, для тех же материнок. Остальную мелочевку, аккуратно выпаял из плат со старых мониторов. Купить только пришлось LCD дисплеи для индикации, энкодеры, ну и парочку мелочевок. Так что большинство деталей наколупал в загашниках. Atmega16 тоже лежали в загашнике. Ее и использовал.

Задачи перед зарядником были поставлены такие:
1. Автоматическое поддержание тока зарядки, изначально выставленным пользователем.
2. Простота в управлении. Один энкодер. Повернул и нажал. Это все.
3. При неправильно подключенной батарее (ошибка полярности), заряд невозможен.
4. Защита от к.з. Если при заряде, вдруг упал ломик на клеммы батареи, зарядник должен вырубится. А батарея, ну уж как получится.
5. Если батарея дохлая, и не может достичь порога 14.4 вольт при зарядке, то программный таймер должен вырубить заряд с соответствующим выводом сообщения не дисплей. Иначе батарея просто выкипит.
6. Зарядник невозможно запустить, пока не будет подключена батарея к клеммам зарядника с соблюдением полярности.
7. Зарядник не должен выходить из строя если к нему подключили батарею не соблюдая полярность.
8. Должен иметься режим «хранение батареи». Предположим ты не планируешь пользоваться батареей в течении пол года. Можно просто подключить батарею к заряднику, поставить на полку и забыть. Зарядник время от времени проверяет напряжение на батарее. И ели оно упало ниже чем например 12.5 вольт, автоматически врубается зарядка малым током 0.5 А.

Пин ADC0 — измеряет ток заряда батареи.
Пин ADC1 — фиксирует скачек тока при к.з.
Пин ADC2 — измеряет напряжение батареи.
Пин AIN1 — фиксирует отсутствие/присутствие батареи.
Пин PB4 — если что не так пошло, врубает защитное реле, которое отключает силовой трансформатор.
К пинам PD0, PD1, PD3 подключен энкодер.
Пин INT0 — ловит прохождение синусоиды после диодного моста, через нулевую точку. Зная когда эта точка появляется, можно легко вычислить когда надо включить тиристор. А вырубается тиристор сам, в точке указанной ниже на схеме.

Читайте также  Освещение на складе светодиодами

Немного о теории заряда автомобильных аккумуляторов:

1. Батарея считается заряженной на 100% когда на ней 12.9 вольт.

2. Если на батарее 10.8 вольт, то она разряжена на 100%. Дальнейшее хранение или эксплуатация приведет с сульфатации пластин. Этот процесс фактически необратим. Если пластины засульфатированы, то такая батарея уже мусор. Существуют конечно такие спец зарядники, которые специальной импульсной формой тока как бы десульфатируют пластины. Но сами понимаете батарея уже будет не та. Так что если на батарее 12 вольт или ниже, то бегом ноги в руки и заряжать.

3. Зарядник в процессе заряда должен довести батарею до 14.4 вольта. Это так называемая точка закипания электролита. Когда эта точка достигнута, заряд еще не закончен. Далее надо плавно убавлять ток заряда. Убавили, подождали, пока опять не будет 14.4 вольта. Потом снова убавили. И так пока ток заряда не достигнет меньше 0.5 ампера. Ну а там уже можно вырубить.

4. Для батареи всегда более эффективна зарядка малым током. Это дольше по времени, но зато батарея целее будет. И при таком заряде она зарядится максимально. Так что гнаться за большими токами заряда не стоит. Большие токи оправданы в том случае, если вам надо срочно ехать, а батарея сдохла. Тогда можно конечно влупить 20А но не на слишком большой срок. Это реанимирует батарею и стартер она провернет. Опять таки, для батареи с большой емкостью этот ток еще ничего, с малой уже чего. Ток заряда выбирается делением емкости батареи на 10. Если у вас емкость 65 А/ч, значит начальный ток заряда можно установить 6.5А.

Наблюдал такую картину:
Утро, мороз -30. У мужика за ночь батарея при таком минусе, чета емкость потеряла. Он подключил к ней пуско-зарядное устройство. Нажал «пуск», батарея треснула. Так что с такими реанимирующими режимами поосторожнее. Фактически батарея это мощный резистор с малым сопротивлением. Если батарея новая, то ее внутреннее сопротивление может быть меньше ома. Когда стареет, то сопротивление увеличивается. Если в такой резистор пытаться впихнуть 70А, последствия могут быть необратимы.

Вот график заряда батареи моим зарядником для батареи 65 А/ч.

Если посмотреть на оциллограмму работы тиристора, то увидим такую картину.
Красная зона, это и есть та временная часть, когда осуществляется заряд батареи.Получается когда открывается тиристор, батарея подкорачивает вторичную обмотку на себя. И напруга на обмотке падает до напряжения на батарее. Из-за этого трансформатор в красном диапазоне может входить в насыщение. И начинать нехило греться. Поэтому лучше брать транс по мощнее. Если нет такого, тоже можно выкрутиться из ситуации. Тиристор надо открывать попозже. Тогда красная зона заряда будет поменьше. Нагрев уменьшится, но и токи заряда будут меньше. Как раз таки двигая точку открытия тиристора по синусоиде, регулируем ток заряда батареи. Драйвер работы с дисплеем писал с нуля.

Вообще ничего не мешает, перекроить схему по желанию, что нибудь выкинуть или добавить. Ну и прошивку самому написать. Творчество великое дело.

Прошивку накатал на ассемблере в AvrStudio 4.19. Весь проект на асме и схема в нормальном качестве лежит в топике.

Недостатки:
1. Тяжелый. Можно вместо гантелей использовать. Если долбанет по ноге, ногти сразу отлетят. На импульсной схеме полегче был бы.
2. Если покупать детали с нуля, то дорого выйдет. Дешевле купить готовый. С другой стороны когда делаешь сам, то сделаешь то, что тебе самому надо. + творчество и + кайф пусконаладочных работ.
3. Из-за конденсатора(интегрирующая цепочка) на ноге ADC0 есть некоторая инерционность работы зарядника. Но без него никак. Но по сути работе это не мешает.
4.… остальные пункты сами добавите.

Достатки:
1. Творчество.
2. Развитие умственных способностей.
3. Повышения уровня знаний в том как работают те или иные электронные приборы. В частности тиристор, LCD дисплей, аппаратные узлы микроконтроллера и др. Если просто купить готовый, то этого никогда не узнаешь. Ну только если из книг, но это сухая теория. А здесь тебе и практика и польза колхозу.
4. Как выше говорилось, кайф пусконаладочных работ.
5.… остальные пункты сами добавите.

Вот две книженции выкладываю.
Зарядно пусковые устройства.zip — 2005г.
Зарядные устройства.zip — 2005г.
Но судя ниже из комментария clawham ни в коем случае их не скачивайте. Потому что там все схемы тупо кипятильные. Ну и моя схема в статье тоже тупо кипятильная. Только то зарядное которое он спроектировал, является самым правильным, но он с ним не хочет делиться.

Или вот такое на 24 вольта 15А.

А недавно я собрал вот такое зарядное на импульсном блоке питания

Автоматическое зу автомобильных аккумуляторов на pic

продаётся раскрученный сайт недорого обращаться в личку

Автоматическое зарядное устройство предназначено для зарядки и десульфатации 12-ти вольтовых АКБ ёмкостью от 5 до 100 Ач и оценки уровня их заряда. Зарядное имеет защиту от переполюсовки и от короткого замыкания клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей дозарядкой до полного уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор вручную или выбрать уже заложенные в управляющей программе.

Основные режимы работы устройства для заложенных в программу предустановок.

>>
Режим зарядки — меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит:

первый этап — зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В

второй этап -зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С

третий этап — поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С — ёмкость батареи в Ач.

четвёртый этап — дозарядка. На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала.

Для стартерных АКБ применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается дозарядка.

>> Режим десульфатации — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл: 10 секунд — разряд током 0,01С, 5 секунд — заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее — обычный заряд.

>>
Режим теста батареи позволяет оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ.

>> Контрольно-тренировочный цикл. Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Ее мощность выбирается, исходя из требуемого тока разряда. Обычно его задают равным 0.1С — 0.05С (ток 10-ти или 20-ти часового разряда).

Схема зарядного автомата для 12В АКБ


Принципиальная схема автоматического автомобильного ЗУ


Рисунок платы автоматического автомобильного ЗУ

Основа схемы — микроконтроллер AtMega16. Перемещение по меню осуществляется кнопками «влево», «вправо», «выбор». Кнопкой «ресет» осуществляется выход из любого режима работы ЗУ в главное меню. Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти.

Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM. Более подробно о настройке читайте на форуме.

Управление основными процессами возложено на микроконтроллер. В его память записывается управляющая программа, в которой и заложены все алгоритмы. Управление блоком питания осуществляется с помощью ШИМ с вывода PD7 МК и простейшего ЦАП на элементах R4, C9, R7, C11. Измерение напряжения АКБ и зарядного тока осуществляется средствами самого микроконтроллера — встроенным АЦП и управляемым дифференциальным усилителем. Напряжение АКБ на вход АЦП подается с делителя R10 R11.

Зарядный и разрядный ток измеряются следующим образом. Падение напряжения с измерительного резистора R8 через делители R5 R6 R10 R11 подается на усилительный каскад, который находится внутри МК и подключен к выводам PA2, PA3. Коэффициент его усиления устанавливается программно, в зависимости от измеряемого тока. Для токов меньше 1А коэффициент усиления (КУ) задается равным 200, для токов выше 1А КУ=10. Вся информация выводится на ЖКИ, подключенный к портам РВ1-РВ7 по четырёхпроводной шине.

Защита от переполюсовки выполнена на транзисторе Т1, сигнализация неправильного подключения — на элементах VD1, EP1, R13. При включении зарядного устройства в сеть транзистор Т1 закрыт низким уровнем с порта РС5, и АКБ отключена от зарядного устройства. Подключается она только при выборе в меню типа АКБ и режима работы ЗУ. Этим обеспечивается также отсутствие искрения при подключении батареи. При попытке подключить аккумулятор в неправильной полярности сработает зуммер ЕР1 и красный светодиод VD1, сигнализируя о возможной аварии.

В процессе заряда постоянно контролируется зарядный ток. Если он станет равным нулю (сняли клеммы с АКБ), устройство автоматически переходит в главное меню, останавливая заряд и отключая батарею. Транзистор Т2 и резистор R12 образуют разрядную цепь, которая участвует в зарядно-разрядном цикле десульфатирующего заряда и в режиме теста АКБ. Ток разряда 0.01С задается с помощью ШИМ с порта PD5. Кулер автоматически выключается, когда ток заряда падает ниже 1,8А. Управляет кулером порт PD4 и транзистор VT1.

О деталях схемы автоматической зарядки

Диод Шоттки D2 можно взять из того же БП, из цепи +5В, которая у нас не используется. Элементы D2,Т1 иТ2 через изолирующие прокладки размещаются на одном радиаторе площадью 40 квадратных сантиметров. Звукоизлучатель — со встроенным генератором, на напряжение 8-12 В, громкость звучания можно подрегулировать резистором R13.

ЖКИ – WH1602 или аналогичный, на контроллере HD44780, KS0066 или совместимых с ними. К сожалению, эти индикаторы могут иметь разное расположение выводов, так что, возможно, придется разрабатывать печатную плату под свой экземпляр

Налаживание заключается в проверке и калибровке измерительной части. Подключаем к клеммам аккумулятор, либо блок питания напряжением 12-15В и вольтметр. Заходим в меню «Калибровка». Сверяем показания напряжения на индикаторе с показаниями вольтметра, при необходимости, корректируем кнопками « ». Нажимаем «Выбор».

Далее идет калибровка по току при КУ=10. Теми же кнопками « » нужно выставить нулевые показания тока. Нагрузка (аккумулятор) при этом автоматически отключается, так что ток заряда отсутствует. В идеальном случае там должны быть нули или очень близкие к нулю значения. Если это так, это говорит о точности резисторов R5, R6, R10, R11, R8 и хорошем качестве дифференциального усилителя. Нажимаем «Выбор». Аналогично — калибровка для КУ=200. «Выбор». На дисплее отобразится «Готово» и через 3 секунды устройство перейдет в главное меню. Поправочные коэффициенты хранятся в энергонезависимой памяти. Здесь стоит отметить, что если при самой первой калибровке значение напряжения на ЖКИ сильно отличается от показаний вольтметра, а токи при каком — либо КУ сильно отличаются от нуля, нужно подобрать другие резисторы делителя R5, R6, R10, R11, R8, иначе в работе устройства возможны сбои. При точных резисторах поправочные коэффициенты равны нулю или минимальны. На этом наладка заканчивается. И в заключение. Если же напряжение или ток зарядного устройства на каком-то этапе не возрастает до положенного уровня или устройство «выскакивает» в меню, нужно ещё раз внимательно проверить правильность доработки блока питания. Возможно, срабатывает защита.

Переделка БП АТХ под зарядное устройство


Схема электрическая доработки стандартного ATX

В схеме управления лучше использовать прецизионные резисторы, как указано в описании. При использовании подстроечников параметры не стабильные. проверено на собственном опыте. При тестировании данного ЗУ проводил полный цикл разрядки и зарядки АКБ (разряд до 10,8В и заряд в режиме тренировки, потребовалось около суток). Нагревание ATX БП компьютера не более 60 градусов, а модуля МК еще меньще.

Проблем в настройке не было, запустилось сразу, только нужна подстройка под максимально точные показания. После демострации работы другу-автолюбителю этого зарядного автомата, сразу заявка поступила на изготовление еще одного экземпляра. Автор схемы — Slon, сборка и тестирование — sterc.