Простое 6xusb зарядное устройство на avr c токовым датчиком

Обзор простой зарядки на шесть слотов XTAR MC6C (3А в сумме). + разбор

  • Цена: $21.36
  • Перейти в магазин

Зарядка из той же серии, что и прошлая, на которую я совсем недавно опубликовал обзор (VP4C). Модель выделяется своими шестью слотами и… и всё. По крайней мере, со стороны. Что на деле — это ещё предстоит узнать, хотя и забегая вперёд — ничего особо нового тут нет. В принципе, ситуация и вовсе аналогична VP4C, да благо слотов побольше, и мощности тоже. Учитывая это ещё и стоимость ниже, что не может не радовать, особенно как для новой модели. Если данное устройство кого-то заинтересовало, то добро пожаловать. В обзоре будет присутствовать так же и разбор.

Характеристики XTAR MC6C:
***

Доставка и комплект поставки.

Как и прошлая модель, так и эта, и даже (загадываю наперёд) последующая — зарядка поставляет в фирменной коробке сине-белого цвета. Выглядит хорошо, вроде прочная, ничего другого и не нужно. На передней стороне изображена сама зарядка, сзади характеристики и код под защитным слоем для проверки на оригинальность.
Комплект состоит из зарядки, USB кабеля и инструкции. Всё это находится в блистере, потому сама коробка получается больше того, что внутри (в отличие от VP4C, которая занимала ровно столько, сколько и сама упаковка).
Комплектный USB кабель точно такой же, как и в только что упомянутой модели. С оригинальным разъёмом, так что такой лучше не терять. Зато USB 3.0.
Инструкция на русском:
***

Дизайн и сборка (+ разбор).

Дизайн зарядки угловатый и сделан, кажется, чтобы как можно сильнее минимализировать размеры. Это неплохо, учитывая что иметь компактное устройство для зарядки сразу шести аккумуляторов — удобно.
В верхней части, под прозрачной пластиковой панелью, большим шрифтом написана модель устройства:
А чуть левее находится маленький (не в пример названию модели) ЖК дисплей.
Примечательно, что больше на передней панели ничего нет. Никаких элементов управления. И это правда, никаких кнопок тут нет.

Слоты для аккумуляторов отдельно никак не пронумерованы, но особого смысла в этом и нет. Внутри каждого слота написано то, на что он способен (а каждый способен на разные «подвиги») и показан правильный ±.
Как можно было заметить по фотографиям выше, 1 и 6 слот, то есть первый и последний, имеют ложбину чуть больше, чем остальные. Туда удобнее всего ставить большие типоразмеры.

Боковые грани чуть интереснее, чем в случае с VP4S, ведь помимо разъёма для питания:
Тут имеется второй разъём (и тоже для питания). Но в этом случае уже MicroUSB, благодаря чему зарядку можно ставить не только на комплектный кабель (заменить который в силу оригинального разъёма не так-то и просто будет), а и обычный провод от зарядки для смартфона. Это удобно, особенно если ваша зарядка способная отдавать 3А. То есть, идеальным будет ЗУ с поддержкой QC3.0.
Жаль только, что использовать этот разъём для повербанка не получится. Это получилось бы хорошим дополнением в скромный функционал этого устройства.

Сзади находятся резиновые ножки в количестве семи штук, информация о поддерживаемых типоразмерах и сквозные отверстия для охлаждения.
Эти же ножки можно без проблем убрать и добраться до тех же семи винтов, выкрутив которые можно увидеть внутренности.
С обратной стороны платы:
***

Зарядка собрана хорошо и это действительно плюс XTAR’у. Внутри дела обстоят не хуже, и фирменные платы без лишней грязи внушают доверие. В общем и целом придраться тут не к чему, потому пора уже переходить к самому главному в обзоре зарядки — к её возможности заряжать.

Дисплей и функционал.

Как и говорилось, дисплеем тут выступает маленькое ЖК-окошко. При подключении питания и установке аккумуляторов оно загорается синим цветом и устройство сразу же приступает заряжать.
Естественно, каждая иконка соответствует своему расположению.
На гифке выше (кривоватой гифке, но эти фото и вовсе не задумывались как гифка), видно пример анимации процесса зарядки. Больше на дисплее ничего не отображается: ни напряжения, ни сопротивления, ни уж тем более никакой залитой/отданной ёмкости. Прямо как в случае с VP4C, только если там хоть показывался статус аккумулятора напряжением и отдельным светодиодным индикатором, то тут — совсем ничего. Лишь мигающая иконка батареи. Которая под углом показывает «представление»:
На гифке было видно то, что на каждый слот, не считая первый и последний, подавалось по 0.2А. И это, конечно, дико мало. Только стоит уточнить, что в этом случае зарядка была подключена проводом от PS4, и ситуация кардинально меняется. Заряжать 6 аккумуляторов с помощью приставки это странно и забавно одновременно. Но сам факт такой возможности имеет место быть.

Если же присоединить MC6C к полноценному источнику питания через комплектный USB кабель (в качестве ЗУ у меня выступает устройство с поддержкой QC3.0), то на 6 установленных аккумуляторов подаётся уже 3А в сумме/0.5А на каждый слот.
Чтобы добиться максимального тока на каждый из слотов, то есть по 1А на каждый (кидать 2 или 3А на один аккумулятор тут нельзя), в зарядка надо оставить лишь соответственное число аккумуляторов. Только с одним уточнением — 1А на слот поддерживают только 4 канала — 1, 2, 5 и 6. Середина заряжает максимум по 0.5А.
Собственно, это и всё, на что способна зарядка. Не густо? Не густо.

Более того, поддержка тут есть лишь для Li-ion элементов, исключая 20700/21700 с защитой.

Зарядил один 18650 и проверил напряжение — мультиметр показывает 4.18В. Сравнивать тут не с чем, так как сама зарядка напряжение не показывает, но никаких «аномалий» нет, и на том спасибо.
Во время заряда устройство почти не нагревается, но оно и понятно.
В качестве дополнения ко всему этому, на фото ниже MC6C сравнил с LiitoKala Lii-500.
На сим подводим итоги.

Выводы.

XTAR MC6C — зарядка уже поинтереснее чем VP4C, с которой я сравниваю её уже целый обзор. Тут не только слотов больше, но и мощность — и этим всё сказано. Несмотря на всё, функций тут настолько мало, что китайцы даже кнопку управления не добавили. Оно и правильно. Ведь зачем? Ток определяется автоматически, смотреть ни на что нельзя. Видимо, эта модель из разряда «поставил и забыл», а потом вернулся на следующий день и вытащил заряженные элементы. В этом случае 6 слотов и, в принципе, не самый малый ток (хотя бы не по 0.2А) — хорошие сопутствующие.

Но нельзя забывать про цену. Хотя и мало кто может про неё забыть. $22 не самые большие деньги, но надо отталкиваться от аналогов. А аналогов пруд пруди, хоть по 16 слотов (но это уже настоящие монстры). Тем не менее цены на них не больше. НАмного не больше. Если бы MC6C находился в ценовом диапазоне от 10 до 15 долларов, то зарядка была бы очень даже интересна потенциальному покупателю. Сейчас же, — я не думаю.

Всем спасибо за внимание и хорошего дня!

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Простое 6xusb зарядное устройство на avr c токовым датчиком













AVR450: Зарядное устройство аккумуляторных батарей SLA, NiCd, NiMH и Li-Ion на микроконтроллере AT90S4433 или ATtiny15

Отличительные особенности:

  • Завершенная разработка зарядного устройства
  • Модульный исходный Си-код и высокая компактность откомпилированного кода
  • Низкая стоимость
  • Поддержка всех популярных типов аккумуляторов
  • Алгоритм быстрой зарядки
  • Высокая точность измерения с помощью 10-разрядного АЦП
  • Опциональный последовательный интерфейс
  • Простое измерение параметров зарядки
  • ЭСППЗУ для хранения характеристик аккумулятора

Описание

В данных рекомендациях описывается реализация зарядного устройства, которое учитывает последние достижения в области технологий заряда аккумуляторов и доступно в виде опорной разработки. Зарядное устройство может заряжать все популярные типы аккумуляторов, не требуя при этом каких-либо аппаратных изменений. Это позволяет на основе одной и той же аппаратной платформе реализовать различные типы зарядных устройств. Для этого необходимо всего лишь перепрограммировать микроконтроллер программой с нужным алгоритмом зарядки во внутрисистемно-программируемую флэш-память. Этим обеспечиваются минимальные сроки вывода нескольких готовых изделий на рынок, и исключается необходимость выпуска нескольких исполнений аппаратной части. В состав рекомендаций входят библиотеки для заряда аккумуляторов SLA, NiCd, NiMH и Li-Ion.


Рисунок 1 – Внешний вид платы опорной разработки зарядного устройства

В состав опорной разработки зарядного устройства входят два зарядных устройства, выполненных на разных микроконтроллерах: AT90S4433 и недорогом 8-выводном ATtiny15. Однако зарядное устройство может быть реализовано на любом AVR-микроконтроллере, у которого есть АЦП, ШИМ-выход и достаточный для хранения необходимого алгоритма зарядки размер памяти программ.

Читайте также  Дюбеля для крепления проводки

Введение

Все больше и больше электронного оборудования становится портативным, что нацеливает на создание более емких, компактных и легких аккумуляторов. Непрерывное улучшение аккумуляторных технологий отражается на появлении новых интеллектуальных алгоритмов зарядки, которые гарантируют быстроту и безопасность заряда. Высокая точность контроля над процессом зарядки требуется для минимизации времени зарядки и максимально полного использования емкости аккумулятора, при этом, исключая возможность его повреждения.

AVR-микроконтроллер в настоящее время является одним из самых эффективных 8-разрядных RISC-микроконтроллеров, который содержит флэш-память, ЭСППЗУ и 10-разрядный АЦП в одном кристалле. Флэш-память программ исключает необходимость зашивать в микроконтроллер несколько программных версий. Ее программирование может выполняться на стадии производства перед отправкой готового изделия. После установки микроконтроллера на плату программирование выполняется с помощью скоростного внутрисистемного программирования (ISP), обеспечивающего обновление памяти программ за минуту.

Память данных на ЭСППЗУ может использоваться для хранения калибровочных данных и характеристик батареи, а также для хранения хронологии зарядки, что позволяет оптимизировать использование емкости аккумулятора. Встроенный 10-разрядный АЦП обеспечивает превосходную разрешающую способность по управлению батарейным источником по сравнению с другими микроконтроллерными решениями. Высокая разрешающая способность позволяет продолжать зарядку максимально близко к емкости аккумулятора. Улучшенная разрешающая способность исключает необходимость применения внешних операционных усилителей для построения оконного компаратора. В результате уменьшается размер платы и снижается системная стоимость.

AVR – единственный 8-разрядный микроконтроллер, набор команд которого оптимизирован под языки высокого уровня, например, Си. Опорная разработка на основе AT90S4433 написана на Си и демонстрирует превосходную простоту разработки программы на языках высокого уровня. Си-код делает данную опорную разработку легко адаптируемой и модифицируемой под текущие и будущие типы аккумуляторов. Опорная разработка на основе ATtiny15 написана на Ассемблере для достижения максимальной плотности кода.

Принцип действия

Заряд аккумулятора возможен за счет обратимой химической реакции, которая восстанавливает энергию в химической системе. В зависимости от используемого химического вещества аккумулятор обладает специфическими характеристиками. При разработке зарядного устройства необходимо в деталях знать данные характеристики, чтобы избежать повреждения аккумулятора при чрезмерном заряде.

8-разрядный микроконтроллер AVR

Опорная разработка состоит из двух раздельных зарядных устройств. В одной используется AVR-микроконтроллер AT90S4433, а в другой используется AVR-микроконтроллер ATtiny15. Разработка на основе AT90S4433 демонстрирует, как реализовать зарядное устройство на Си. Разработка на основе ATtiny15 является самой высокоинтегрированным и недорогим зарядным устройством среди доступных в настоящее время. AT90S4433 может использоваться совместно с ПК для передачи через УАПП и регистрации измеренных значений температуры и напряжения. В таблице 1 представлены отличия в разработках.

29 августа 1885 г.

Франция — Париж

Outlaws MC

Pagans MC

Hells Angeles MC

Bandidos MC

  • На старт
  • Гараж
    • Рама
    • Мотор
    • Топливная система
    • Трансмиссия
    • Выхлопная система
    • Электрика
  • Мопеды
    • ИЖ — Планета 5
    • Suzuki — Bandit 250
    • Урал — к750
    • Урал — M67
    • Yamaha — Raid TTR 250
    • Honda — Magna 250
    • Irbis — XR 250
  • Инструмент
  • Матчасть
  • Заметки
  • О чём?

Кастом, тюнинг

Кастомная техника из СССР

Боббер это?

Немного истории и про бобров

  • Raptor — красим шлем

  • Кастом, тюнинг

    Разного рода тюнинг и кастом

    МАГНИТОФОН

    Вы здесь

    Автоматическое зарядное устройство для АКБ на Atmega16

    Первая запись на форуме первой страницы — июнь 2010 года, последняя — 21 марта 2019 года. Ветка жива и по сей день, а устройство будоражит всех, кто испытывает необходимость в данном зарядном устройстве. Всем кому интересно, прошу проследовать в форум и ознакомиться с темой подробнее по ссылке.

    Далее немного теории и пояснений.

    Свинцово-кислотный аккумулятор изобретение XIX века (1859 г. Планте), до настоящего времени самая продаваемая батарея и в некоторых инженерных решениях альтернативы нет. Состоит из свинцовых пластин и пластин оксида свинца в среде раствора серной кислоты. При работе АКБ пластины покрываются твёрдым сульфатом свинца. Если АКБ нужна для мощности и быстрой отдачи максимальной энергии, то пластины ближе и плотнее. Если нужно собирать больше энергии и отдавать длительное время, то пластины толще, расстояние больше, а корпус глубже для того, чтобы мусор сульфата свинца опадал вниз и не мешал реакции. Глубокая разрядка приводит к тому, что пластины полностью забьются сульфатом свинца и реакция прекратится.

    1. Напряжение измеряется в Вольтах, ток в Амперах, Мощность в Ваттах, Ёмкость — Ампер в час. Пусковой ток — максимальный ток без просадки АКБ ниже 9В в течении 30 сек. (cold craking amps CCA)

    2. Ёмкость аккумулятора измеряется в ампер-часах (А*ч) во всяком случае так принято, а это значит, что АКБ ёмкостью в 5 А*ч, способен выдавать в нагрузку которая потребляет 5 Ампер — в течении часа до порогового (допустимого) падения напряжения.

    Вот тут начинается самое интересное, и интерес в том, что ёмкость это вместилище используемое для хранилища. Электрическая ёмкость это в свою очередь характеристика проводника и мера его способности накапливать электрический заряд. В системе СИ — ёмкость измеряется в фарадах и представлена как:

    C=Q/α , где Q — заряд, α — потенциал.

    О какой же ёмкости идёт речь, когда на АКБ пишут А*ч? А вот о какой — энергетическая ёмкость. Энергитическая ёмкость — энергия отдаваемая полностью заряженным аккумулятором при разряде до наименьшего допустимого напряжения.

    В таком варианте принять понятие ёмкость — проблематично, а взять это за производительность с учётом условий можно. Если на примере компрессорного оборудования рассмотреть, то с натяжкой тогда, это тоже самое как измерять ёмкость ресивера не в кубических метрах, а кубометры в минуту. Но, ёмкость ресивера всё же в кубатуре, а вот выдача (разряд ресивера) воздуха это производительность — кубы в минуту. Закачка воздуха в ресивер (зарядка ресивера) тоже кубы в минуту. Ну и как следствие производительность АКБ — А*ч.

    — В АКБ идёт электро-химический процесс трансформации одних химических веществ в другие при заряде и обратный при разряде — производящий энергию.

    — Ток разряда АКБ не линеен. Более того, имеется такой параметр как номинальный ток разряда, это ток 20-10 часового цикла разряда АКБ.

    — Ёмкость она же Q количество энергии, за ёмкость берут Кулон при силе тока в 1А в течении одной секунды, отсюда 1А*ч =3600 Кл. Далее Q = I*t , где I — сила тока, t -время протекания этого тока. Выходит следующее, что 12 вольтовый АКБ на 5 А*ч выдаёт количество электричества 18 кило Кулон при токе разряда в 5А за 3600 секунд до порогового напряжения. Если же нагрузить АКБ в два раза больше, на 10 А, то t = 18 000 Кл / 10 А, получим 1800 сек, что есть как (1800 сек/60 мин) = 30 минут.

    Жизнеспособность свинцово-кислотной аккумуляторной батареи возможно проверить нагрузочной «вилкой». Принцип работы таков: «Вилка» имеет мощный шунт к примеру в 100А к которому подключен вольтметр, при подключении шунта к АКБ, через шунт пойдёт максимальный ток и при этом напряжение на клеммах АКБ упадёт, тест производится по времени 5 секунд. По показанию вольтметра можно судить о том, как быстро разряжается АКБ и какова его ёмкость.

    АКБ проверка нагрузочной «вилкой» в течении 5 секунд

    В различных источниках приводится следующая таблица.

    По этому за основу возьму таблицу ниже.

    Напряжение АКБ без нагрузки при T=26,7C

    U (Вольт) 12,65 12,35 12,10 11,95 11,70
    % примерный заряд 100 75 50 25

    взято из здесь имеются ссылки на ГОСТ

    Зарядное устройство кислотно-свинцовых аккумуляторных батарей на базе контроллера AVR Atmega16

    Ну и хватит на этом теории и пояснений. Рассмотрим само устройство, которое было повторено и собрано по материалам взятых с форума автора. В конце статьи будет размещён архив со всеми необходимыми схемами и данными для повторения.

    Само устройство реализовано на Atmega16 + ATX Блок питания. Принцип таков, что схема зарядного устройства производит контрольные измерения на АКБ в зависимости от режима и управляет ШИМ-ом переделанного блоки питания ATX.

    Свойства:

    — Используется для заряда кислотно-свинцовых АКБ
    — Заряд АКБ производительностью 5 — 100 А*ч
    — Режим тренировки (десульфатации)
    — Оценка уровня заряда АКБ
    — Защита от переполюсовки.
    — Защита от КЗ клемм.
    — Автоматическое отключение по окончанию зарядки.

    Устройств подобных собрано очень много, интернет вам по запросу выдаст кучу фото и примеров сборки. Потому описания сборки здесь не будет, но кое-какие моменты сложностей будут отмечены.

    Читайте также  Кабель для внутренней проводки в квартире

    При первом запуске зарядника ничего не вышло и начались поиски проблемы. Проблем было всего две: 1. Оказалось, что контролер хочет тактироваться из-вне — добавлен был на нужные ноги кварц. 2. Необходимо внимательно смотреть на datasheet панели WH1602, просто не был установлен уровень нуля на 5 pin (RW). Исправив данные недочёты — всё завелось.

    После того как было протестировано всё без корпуса и всё устроило, был найден радиатор для силовых ключей водружён. Первая же попытка проверить всё с радиатором увенчалась неудачей — сгорели силовые ноги на плате. Стало ясно, что смотреть в datasheet нужно ещё внимательнее. Ключи и диодную сборку нужно сажать через подложку и на пластиковые шайбы.

    Снова всё было исправлено и сделано как следует. В третьем запуске всё заработало должным образом.

    Корпус пилился из старого корпуса от ПК уже по традиции, основа была взята от монтажной перфорированной пластины и при помощи сварки сделаны крепления.

    Добавлена была схема управления вентилятором охлаждения с термо-датчиком, которая была найдена в одном из ненужных БП.

    Схема блока питания которая взята была для переделки — ISO-450 и схема блока управления ЗУ.

    Ссылка на архив с платами, описанием, схемами и прошивками ЗДЕСЬ

    Кому лень заморачиваться самосборкой — пишите. Возможен KIT-комплект для самостоятельной сборки.

    Простое универсальное автоматическое зарядное устройство

    Я постарался вставить в заголовок этой статьи все плюсы данной схемы, которою мы будем рассматривать и естественно у меня это не совсем получилось. Так что давайте теперь рассмотрим все достоинства по порядку.

    Главным достоинством зарядного устройство является то, что оно полностью автоматическое. Схема контролирует и стабилизирует нужный ток зарядки аккумулятора, контролирует напряжение аккумуляторной батареи и как оно достигнет нужного уровня – убавит ток до нуля.

    Какие аккумуляторные батареи можно заряжать?

    Практически все: литий-ионные, никель-кадмиевые, свинцовые и другие. Масштабы применения ограничиваются только током заряда и напряжением.

    Для всех бытовых нужд этого будет достаточно. К примеру, если у вас сломался встроенный контроллер заряда, то можно его заменить этой схемой. Аккумуляторные шуруповерты, пылесосы, фонари и другие устройства возможно заряжать этим автоматическим зарядным устройством, даже автомобильные и мотоциклетные батареи.

    Где ещё можно применить схему?

    Помимо зарядного устройства можно применить данную схему как контроллер зарядки для альтернативных источников энергии, таких как солнечная батарея.

    Также схему можно использовать как регулируемый источник питания для лабораторных целей с защитой короткого замыкания.

    Основные достоинства:

    • — Простота: схема содержит всего 4 довольно распространённых компонента.
    • — Полная автономность: контроль тока и напряжения.
    • — Микросхемы LM317 имеют встроенную защиту от короткого замыкания и перегрева.
    • — Небольшие габариты конечного устройства.
    • — Большой диапазон рабочего напряжения 1,2-37 В.

    Недостатки:

    • — Ток зарядки до 1,5 А. Это скорей всего не недостаток, а характеристика, но я определю данный параметр сюда.
    • — При токе больше 0,5 А требует установки на радиатор. Также следует учитывать разницу между входным и выходным напряжением. Чем эта разница будет больше, тем сильнее будут греться микросхемы.

    Схема автоматического зарядного устройства

    На схеме не показан источник питания, а только блок регулировки. Источником питания может служить трансформатор с выпрямительным мостом, блок питания от ноутбука (19 В), блок питания от телефона (5 В). Все зависит от того какие цели вы преследуете.

    Схему можно поделать на две части, каждая из них функционирует отдельно. На первой LM317 собран стабилизатор тока. Резистор для стабилизации рассчитывается просто: «1,25 / 1 = 1,25 Ом», где 1,25 – константа которая всегда одна для всех и «1» — это нужный вам ток стабилизации. Рассчитываем, затем выбираем ближайший из линейки резистор. Чем выше ток, тем больше мощность резистора нужно брать. Для тока от 1 А – минимум 5 Вт.

    Вторая половина — это стабилизатор напряжения. Тут все просто, переменным резистором выставляете напряжение заряженного аккумулятора. К примеру, у автомобильных батарей оно где-то равно 14,2-14,4. Для настройки подключаем на вход нагрузочный резистор 1 кОм и измеряем мультиметром напряжение. Выставляем подстрочным резистором нужное напряжение и все. Как только батарея зарядится и напряжение достигнет выставленного – микросхема уменьшит ток до нуля, и зарядка прекратиться.

    Я лично использовал такое устройство для зарядки литий-ионных аккумуляторов. Ни для кого не секрет, что их нужно заряжать правильно и если допустить ошибку, то они могут даже взорваться. Это ЗУ справляется со всеми задачами.

    Чтобы контролировать наличие заряда можно воспользоваться схемой, описанной в этой статье — Индикатор наличия тока.

    Есть ещё схема включения этой микросхемы в одно: и стабилизация тока и напряжения. Но в таком варианте наблюдается не совсем линейная работа, но в некоторых случаях может и сгодиться.

    Информативное видео, только не на русском, но формулы расчета понять можно.

    Автоматическое зарядно-тренирующее устройство и измеритель ёмкости для 12V герметичных аккумуляторов (ATMEGA8)

    Меняю PIC контролера на любимый AVR, 7-сегментные индикаторы на знаковый LCD, ну и дорабатываю программный код в плане расширения функционала касаемо калибровок и прочих мелочей.

    Ну-с, товарищи паятели, берём статью, железяки, паяльник и поехали! :bye:

    Содержание / Contents

    • 1 Немного лирики
    • 2 Принципиальная схема автоматического зарядно-тренирующего устройства на МК
    • 3 Управление
    • 4 Логика работы программы
    • 5 Технические характеристики
    • 6 Конструкция устройства
    • 7 Фьюзы для МК
    • 8 Калибровка устройства
    • 9 Видео зарядного устройства в работе
    • 10 Файлы
    • 11 Заключение

    ↑ Немного лирики

    Я давно хотел собрать прибор для проверки 12В/7Аh аккумуляторных батарей (АКБ), т.к. на работе их накопилось немало, а качество закупаемых батарей не всегда доходит до приемлемого уровня. И вдруг я наткнулся на датагорскую статью от koan51. Идея прибора проста: заряжать и разряжать батарею фиксированным током, измеряя время в процессе работы при контроле напряжения. Зная все три величины, можно измерить ток по простой формуле — время, умноженное на ток.
    Набросал схему, основываясь на статье Александра.

    ↑ Принципиальная схема автоматического зарядно-тренирующего устройства на МК

    Как видно по схеме, управляющие/контролирующие цепи тока заряда и разряда АКБ остались прежними, только собраны они на регуляторах LM317 вместо LM7805 и MOSFET ключи Q1, Q3 применены несколько иной марки.

    Токами зарядки и разрядки можно управлять резисторами R1, R9. При данных на схеме сопротивлениях в 1,25 Ом, ток через стабилизатор составит около 1 Ампера. Я нашёл в магазине лишь 1,5 Омные резисторы, которые выдали мне 833 мА, его и запишем в прибор, т.к. в программе заложен функционал для калибровки всех токов, но об этом позже.

    Элементы U1, U2, U3 прикреплены на радиатор с маленьким вентилятором, который питается от двух ножек МК в 5 В (решил, что особо сильно крутить кулер не нужно, нагрев радиатора не такой сильный, да и шума много будет, а две ноги от МК с запасом покрывают максимально допустимый нагрузочный на порт МК ток).

    Питание прибора осуществляется от импульсного БП, который ранее обеспечивал питанием какой-то небольшой ЖК монитор. Однако мне пришлось поднять ему напряжение, немного изменив делитель напряжения на TL431, т.к. он выдавал всего 19 В (3А) и также понадобилось перепаять выходные конденсаторы на 35 В, после чего он стал выжимать все 24 В на ура!

    Сам микроконтроллер ATMEGA8 питается стабилизированным в 5 В напряжением от 7805 (U3). Защитный диод D1 служит для предотвращения протекания тока от АКБ обратно в импульсник при отсутствии внешнего источника питания.

    Дополнительно в схему был давлен зуммер LS1, который пищит на каждом шаге работы устройства, что удобно при длительной его работе, сидишь рядом, не глядя на него, и слышишь, как он переходит от этапа к этапу, удобно.

    Также была добавлена индикации состояния ключей (идёт зарядка – горит зелёный или разрядка – горит красный) состоящая из двух светодиодов.

    ↑ Управление

    Управление реализовано на трёх кнопках «MODE», «START» и «RESET». Кнопкой «MODE» можно переключать шаги работы с 1 до 4, кнопка «START» служит для начало проведения замеров (во время проведения замеров, при нажатии данной кнопки, прибор покажет историю токов на каждом шаге), а кнопка «RESET» (её нужно удерживать пару секунд) сбрасывает программу устройства, в начальное состояние, очищая также историю.

    ↑ Логика работы программы

    Логика работы проста и состоит из 4 этапов:
    STEP 1 — разряд АКБ до напряжения 10.7В;
    STEP 2 — заряд АКБ до напряжения 15В;
    STEP 3 — разряд АКБ до напряжения 10.7В;
    STEP 4 — заряд АКБ до напряжения 15В.
    — На каждом этапе, происходит измерение времени.
    — Контролируется напряжение на АКБ.
    — Можно пропустить не нужные шаги, перейдя сразу на 2, 3 или 4 шаг.
    — Основным показателем состояния АКБ будет емкость, измеренная на третьем шаге.

    Читайте также  Музыкальный звонок с возможностью замены мелодий без использования программатора

    В случае пропадания контакта с АКБ или же короткого замыкания клемм, прибор остановит свою работу и высветит «ERROR» ошибку.

    ↑ Технические характеристики

    Программу я изначально старался писать как можно более универсальной. Прочитав про реализацию калибровки на основе EEPROM из статьи Александра, я решил завести специальное меню калибровки т.к. LCD позволяет всё красиво нарисовать и показать.
    — Максимальное время таймера: до 100 часов.
    — Диапазон калибровки напряжений: 3.0 – 20.0 В, шаг 100 мВ.
    — Диапазон калибровки тока заряда/разряда: 100 – 10 000 мА, шаг 1 мА.
    — Максимальный ток заряда/разряда: ограничен LM317, в 1,5А. (можно добавить мощный транзистор с увеличенными по мощности резисторами R1 и R9, который увеличит его вплоть до 10А).

    ↑ Конструкция устройства

    Так как я любитель упаковывать все детали в как можно меньший корпус, мне пришла на ум идея опробовать «буржуйский» способ производства корпусов из текстолита Алексея (AlexD). :yahoo:

    Процесс производства мне показался несколько утомительным, однако результат впечатляет. После покраски корпус стал прям как заводской! Но, пожалуй, я буду использовать данный метод только для маленьких корпусов, всё-таки цена на текстолит кусается.
    Не обращайте внимания на особые текстуры моих стен, у меня идёт ремонт!

    Универсальное микроконтроллерное зарядное устройство

    Автор поставил перед собой задачу создать простое универсальное устройство для зарядки любых малогабаритных аккумуляторов и их батарей различных типов, ёмкости и номинального напряжения.

    Аккумуляторы сегодня очень распространены, но зарядные устройства для них, имеющиеся в продаже, как правило, не универсальны и слишком дороги. Предлагаемое устройство предназначено для зарядки аккумуляторных батарей и отдельных аккумуляторов (в дальнейшем используется термин «батарея») с номинальным напряжением 1,2…12,6 В и током от 50 до 950 мА. Входное напряжение устройства — 7…15 В. Ток потребления без нагрузки — 20 мА. Точность поддержания тока зарядки — ±10 мА. Устройство имеет ЖКИ и удобный интерфейс для установки режима зарядки и наблюдения за её ходом.

    Реализован комбинированный метод зарядки, состоящий из двух этапов. На первом этапе батарею заряжают неизменным током. По мере зарядки напряжение на ней растёт. Как только оно достигнет заданного значения, наступит второй этап — зарядка неизменным напряжением. На этом этапе зарядный ток постепенно снижается, а на батарее поддерживается заданное напряжение. Если напряжение по какой-либо причине упадёт ниже заданного, автоматически вновь начнётся зарядка неизменным током.

    Схема зарядного устройства изображена на рис. 1.

    Его основа — микроконтроллер DD1. Он тактирован от внутреннего RC-генератора частотой 8 МГц. Использованы два канала АЦП микроконтроллера. Канал ADC0 измеряет напряжение на выходе зарядного устройства, а канал ADC1 — зарядный ток.

    Оба канала работают в восьмиразрядном режиме, точности которого для описываемого устройства достаточно. Максимальное измеряемое напряжение — 19,9 В, максимальный ток — 995 мА. При превышении этих значений на экране ЖКИ HG1 появляется надпись «Hi».

    АЦП работает с образцовым напряжением 2,56 В от внутреннего источника микроконтроллера. Чтобы иметь возможность измерять большее напряжение, резистивный делитель напряжения R9R10 уменьшает его перед подачей на вход ADC0 микроконтроллера.

    Датчиком зарядного тока служит резистор R11. Падающее на нём при протекании этого тока напряжение поступает на вход ОУ DA2.1, который усиливает его приблизительно в 30 раз. Коэффициент усиления зависит от соотношения сопротивлений резисторов R8 и R6. С выхода ОУ напряжение, пропорциональное зарядному току, через повторитель на ОУ DA2.2 поступает на вход ADC1 микроконтроллера.

    На транзисторах VT1-VT4 собран электронный ключ, работающий под управлением микроконтроллера, формирующего на выходе ОС2 импульсы, следующие с частотой 32 кГц. Коэффициент заполнения этих импульсов зависит от требуемых выходного напряжения и зарядного тока. Диод VD1, дроссель L1 и конденсаторы С7, С8 преобразуют импульсное напряжение в постоянное, пропорциональное его коэффициенту заполнения.

    Светодиоды HL1 и HL2 — индикаторы состояния зарядного устройства. Включённый светодиод HL1 означает, что наступило ограничение выходного напряжения. Светодиод HL2 включён, когда идёт нарастание зарядного тока, и выключен, когда ток не изменяется или падает. В ходе зарядки исправной разряженной батареи сначала будет включён светодиод HL2. Затем светодиоды станут поочерёдно мигать. О завершении зарядки можно судить по свечению только светодиода HL1.

    Подборкой резистора R7 устанавливают оптимальную контрастность изображения на табло ЖКИ.

    Датчик тока R11 можно сделать из отрезка высокоомного провода от спирали нагревателя или от мощного проволочного резистора. Автор использовал отрезок провода диаметром 0,5 мм длиной около 20 мм от реостата.

    Микроконтроллер ATmega8L-8PU можно заменить любым из серии ATmega8 с тактовой частотой 8 МГц и выше. Полевой транзистор BUZ172 следует установить на теплоотвод с площадью охлаждающей поверхности не менее 4 см 2 . Этот транзистор можно заменить другим p-канальным с допустимым током стока более 1 А и малым сопротивлением открытого канала.

    Вместо транзисторов КТ3102Б и КТ3107Д подойдёт и другая комплементарная пара транзисторов с коэффициентом передачи тока не менее 200. При правильной работе транзисторов VT1-VT3 сигнал на затворе транзистора должен быть аналогичен показанному на рис. 2.

    Дроссель L1 извлечён из компьютерного блока питания (он намотан проводом диаметром 0,6 мм).

    Конфигурация микроконтроллера должна быть запрограммирована в соответствии с рис. 3. Коды из файла V_A_256_16.hex следует занести в память программ микроконтроллера. В EEPROM микроконтроллера должны быть записаны следующие коды: по адресу 00H — 2СН, по адресу 01H — 03H, по адресу 02H — 0BEH, по адресу 03H -64H.

    Налаживание зарядного устройства можно начинать без ЖКИ и микроконтроллера. Отключите транзистор VT4, а точки подключения его стока и истока соедините перемычкой. Подайте на устройство напряжение питания 16 В. Подберите резистор R10 таким, чтобы напряжение на нём находилось в пределах 1,9…2 В. Можно составить этот резистор из двух, соединённых последовательно. Если источника напряжения 16 В не нашлось, подайте 12 В или 8 В. В этих случаях напряжение на резисторе R10 должно быть соответственно около 1,5 В или 1 В.

    Вместо батареи подключите к устройству последовательно амперметр и мощный резистор или автомобильную лампу. Изменяя напряжение питания (но не ниже 7 В) или подбирая нагрузку, установите ток через неё равным 1 А. Подберите резистор R6 таким, чтобы на выходе ОУ DA2.2 было напряжение 1,9…2 В. Как и резистор R10, резистор R6 удобно составить из двух.

    Отключите питание, подключите ЖКИ и установите микроконтроллер. К выходу устройства присоедините резистор или лампу накаливания 12 В на ток около 0,5 А. При включении устройства на ЖКИ будут выведены напряжение на его выходе U и ток зарядки I, а также напряжение ограничения Uz и максимальный ток зарядки Iz. Сравните значения тока и напряжения на ЖКИ с показаниями образцовых амперметра и вольтметра. Вероятно, они будут различаться.

    Выключите питание, установите перемычку S1 и вновь включите питание. Для калибровки амперметра нажмите и удерживайте кнопку SB4, а кнопками SB1 и SB2 установите на ЖКИ значение, ближайшее к показываемому образцовым амперметром. Для калибровки вольтметра нажмите и удерживайте кнопку SB3, а кнопками SB1 и SB2 установите на ЖКИ значение, равное показываемому образцовым вольтметром. Не выключая питания, снимите перемычку S1. Калибровочные коэффициенты будут записаны в EEPROM микроконтроллера для напряжения по адресу 02H, а для тока — по адресу 03H.

    Выключите питание зарядного устройства, установите на место транзистор VT4, а к выходу устройства подключите автомобильную лампу на 12 В. Включите устройство и установите Uz=12 В. При изменении Iz должна плавно меняться яркость свечения лампы. Устройство готово к работе.

    Требуемый зарядный ток и максимальное напряжение на батарее устанавливают кнопками SB1 «▲», SB2 «▼», SB3 «U», SB4 «I». Интервал изменения зарядного тока — 50…950 мА с шагом 50 мА. Интервал изменения напряжения — 0,1…16 В с шагом 0,1 В.

    Для изменения Uz или Iz нажмите и удерживайте соответственно кнопку SB3 или SB4, ас помощью кнопок SB1 и SB2 установите требуемое значение. Через 5 с после отпускания всех кнопок установленное значение будет записано в EEPROM микроконтроллера (Uz — по адресу 00H, Iz — по адресу 01H). Следует иметь в виду, что удержание кнопки SB1 или SB2, нажатой более 4 с, увеличивает скорость изменения параметра приблизительно в десять раз.

    Автор: В. Нефёдов, г. Брянск
    Источник: Радио №9/2016