Jaribio la Uwezo wa Batri ya Arduino DIY - V1.0: Hatua 12 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

[Cheza Video] Nimeokoa betri nyingi za zamani (18650) kuzitumia tena katika miradi yangu ya jua. Ni ngumu sana kutambua seli nzuri kwenye kifurushi cha betri. Hapo awali katika moja ya Benki yangu ya Nguvu inayofundishwa nimeiambia, jinsi ya kutambua seli nzuri kwa kupima voltages zao, lakini njia hii sio ya kuaminika kabisa. Kwa hivyo nilitaka sana njia ya kupima uwezo halisi wa kila seli badala ya voltages zao.

Sasisha tarehe 30.10.2019

Unaweza kuona toleo langu jipya

Wiki chache zilizopita, nimeanza mradi kutoka kwa misingi. Toleo hili ni rahisi sana, ambalo linategemea Sheria ya Ohms. Usahihi wa jaribu hautakuwa kamili kwa 100%, lakini inatoa matokeo mazuri ambayo yanaweza kutumika na ikilinganishwa na betri nyingine, ili uweze kutambua kwa urahisi seli nzuri kwenye kifurushi cha zamani cha betri. Kwa wakati wa kazi yangu niligundua, kuna mambo mengi ambayo yanaweza kuboreshwa. Katika siku zijazo, nitajaribu kutekeleza mambo hayo. Lakini kwa sasa, ninafurahi nayo. Natumai huyu anayejaribu atakuwa muhimu, kwa hivyo ninashirikiana nanyi nyote. Kumbuka: Tafadhali toa betri mbaya vizuri. Kanusho: Tafadhali kumbuka kuwa unafanya kazi na Li -Ion betri ambayo ni ya kulipuka sana na hatari. Siwezi kuwajibika kwa upotezaji wowote wa mali, uharibifu, au upotezaji wa maisha ikiwa inakuja kwa hiyo. Mafunzo haya yameandikwa kwa wale ambao wana ujuzi juu ya teknolojia inayoweza kuchajiwa ya lithiamu-ioni. Tafadhali usijaribu hii ikiwa wewe ni novice. Kaa Salama.

Hatua ya 1: Sehemu na Zana zinahitajika:

Sehemu Zinazohitajika: 1. Arduino Nano (Gear Best / Banggood) 2. Onyesho la 0.96 OLED (Amazon / Banggood) 3. MOSFET - IRLZ44 (Amazon) 4. Rististors (4 x 10K, 1 / 4W) (Amazon / Banggood) 5. Resistor Power (10R, 10W) (Amazon) 6. Screw Terminal (3 Nos) (Amazon / Banggood) 7. Buzzer (Amazon / Banggood) 8. Bodi ya Mfano (Amazon / Banggood) 9. 18650 Mmiliki wa Betri (Amazon)

10. 18650 Battery (GearBest / Banggood) 11. Spacers (Amazon / Banggood) Zana Inahitajika: 1. Mkata waya / Stripper (Gear Best) 2. Chuma cha Soldering (Amazon / Banggood) Chombo Kilichotumiwa: Chaja ya Mizani ya IMAX (Gearbest / Banggood)

Bunduki ya Thermometer ya infrared (Amazon / Gearbest)

Hatua ya 2: Mpangilio na Kazi

Mpangilio:

Ili kuelewa skimu kwa urahisi, nimeichora kwenye ubao ulioboreshwa pia. Nafasi za vifaa na wiring ni sawa na bodi yangu halisi. Isipokuwa tu ni buzzer na OLED kuonyesha. Kwenye bodi halisi, wako ndani lakini kwa muundo, wamelala nje.

Ubunifu ni rahisi sana ambayo inategemea Arduino Nano. Onyesho la OLED hutumiwa kuonyesha vigezo vya betri. Vituo vya screw hutumiwa kwa kuunganisha betri na upinzani wa mzigo. Buzzer hutumiwa kutoa arifu tofauti. Mzunguko wa wagawanyiko wa voltage mbili hutumiwa kufuatilia voltages kwenye upinzani wa mzigo. Kazi ya MOSFET ni kuunganisha au kutenganisha upinzani wa mzigo na betri.

Kufanya kazi:

Arduino anakagua hali ya betri, ikiwa betri ni nzuri, toa amri ya kuwasha MOSFET. Inaruhusu sasa kupita kutoka kwa terminal nzuri ya betri, kupitia kontena, na MOSFET kisha inakamilisha njia ya kurudi kwenye kituo hasi. Hii hutoa betri kwa kipindi cha muda. Arduino hupima voltage kwenye kontena la mzigo na kisha kugawanywa na upinzani ili kujua sasa ya kutokwa. Ilizidisha hii kwa wakati wa kupata thamani ya milliamp-hour (uwezo).

Hatua ya 3: Upimaji wa Voltage, Sasa na Uwezo

Upimaji wa Voltage

Tunapaswa kupata voltage kwenye kipingaji cha mzigo. Voltages hupimwa kwa kutumia nyaya mbili za kugawanya voltage. Inayo vipinga viwili na maadili 10k kila moja. Pato kutoka kwa msuluhishi limeunganishwa na pini ya Analog ya Arduino A0 na A1.

Pini ya analog ya Arduino inaweza kupima voltage hadi 5V, kwa upande wetu voltage ya kiwango cha juu ni 4.2V (imeshtakiwa kabisa). Basi unaweza kuuliza, kwa nini ninatumia wagawanyiko wawili bila lazima. Sababu ni kwamba mpango wangu wa baadaye ni kutumia jaribu sawa kwa betri ya kemia anuwai. Kwa hivyo muundo huu unaweza kubadilishwa kwa urahisi kufikia lengo langu.

Upimaji wa Sasa:

Sasa (I) = Voltage (V) - Voltage imeshuka kwenye MOSFET / Upinzani (R)

Kumbuka: Ninafikiria kushuka kwa voltage kwenye MOSFET ni kidogo.

Hapa, V = Voltage kwenye kipimaji cha mzigo na R = 10 Ohm

Matokeo yaliyopatikana ni katika amperes. Zidisha 1000 kuibadilisha kuwa milliamperes.

Kutokwa kwa kiwango cha juu sasa = 4.2 / 10 = 0.42A = 420mA

Upimaji wa Uwezo:

Malipo yaliyohifadhiwa (Q) = Sasa (I) x Wakati (T).

Tayari tumehesabu sasa, tu haijulikani katika equation hapo juu ni wakati. Kazi ya millis () katika Arduino inaweza kutumika kupima muda uliopitiliza.

Hatua ya 4: Chagua Kizuizi cha Mzigo

Uteuzi wa kipingaji cha mzigo unategemea kiwango cha kutokwa kwa sasa tunahitaji. Tuseme unataka kutoa betri @ 500mA, basi thamani ya kupinga ni

Upinzani (R) = Max Battery Voltage / Utekelezaji wa Sasa = 4.2 /0.5 = 8.4 Ohm

Kinzani inahitaji kuondoa nguvu kidogo, kwa hivyo saizi haina maana katika kesi hii.

Joto limetawanyika = I ^ 2 x R = 0.5 ^ 2 x 8.4 = 2.1 Watt

Kwa kuweka kiasi fulani unaweza kuchagua 5W. Ikiwa unataka usalama zaidi tumia 10W.

Nilitumia 10 Ohm, 10W resistor badala ya 8.4 Ohm kwa sababu ilikuwa katika hisa yangu wakati huo.

Hatua ya 5: Kuchagua MOSFET

Hapa MOSFET hufanya kama swichi. Pato la dijiti kutoka kwa siri ya Arduino D2 inadhibiti ubadilishaji. Wakati ishara ya 5V (JUU) inalishwa kwa lango la MOSFET, inaruhusu sasa kupita kutoka kwa terminal nzuri ya betri, kupitia kontena, na MOSFET kisha inakamilisha njia ya kurudi kwenye kituo hasi. Hii hutoa betri kwa kipindi cha muda. Kwa hivyo MOSFET inapaswa kuchaguliwa kwa njia ambayo inaweza kushughulikia upeo wa juu wa kutokwa bila joto kupita kiasi.

Nilitumia nguvu ya kiwango cha mantiki ya n-channel MOSFET-IRLZ44. L inaonyesha kuwa ni kiwango cha mantiki MOSFET. Kiwango cha mantiki MOSFET inamaanisha kuwa imeundwa kuwasha kikamilifu kutoka kwa kiwango cha mantiki cha mdhibiti mdogo. MOSFET ya kawaida (safu ya IRF nk) imeundwa kukimbia kutoka 10V.

Ikiwa unatumia safu ya IRF MOSFET, basi haitawasha kikamilifu kwa kutumia 5V kutoka Arduino. Namaanisha MOSFET haitabeba sasa iliyokadiriwa. Ili kuweka kwenye MOSFET hizi unahitaji mzunguko wa ziada ili kuongeza voltage ya lango.

Kwa hivyo nitapendekeza utumie MOSFET ya kiwango cha mantiki, sio lazima IRLZ44. Unaweza kutumia MOSFET nyingine yoyote pia.

Hatua ya 6: OLED Onyesha

Kuonyesha Voltage ya Batri, kutolewa kwa sasa na uwezo, nilitumia onyesho la OLED 0.96. Inayo azimio la 128x64 na hutumia basi ya I2C kuwasiliana na Arduino. Pini mbili SCL (A5), SDA (A4) katika Arduino Uno hutumiwa kwa mawasiliano.

Ninatumia maktaba ya U8glib kuonyesha vigezo. Kwanza lazima upakue maktaba ya U8glib. Kisha ukaiweka.

Ikiwa unataka kuanza kuonyesha OLED na Arduino, bonyeza hapa

Uunganisho unapaswa kuwa kama ifuatavyo

Arduino OLED

5V -Vcc

GND GND

A4-- SDA

A5- SCL

Hatua ya 7: Buzzer ya Onyo

Ili kutoa onyo au tahadhari tofauti, buzzer ya piezo hutumiwa. Tahadhari tofauti ni

1. Betri ya chini

2. Voltage ya juu ya Batri

3. Hakuna Battery

Buzzer ina vituo viwili, mrefu zaidi ni chanya na mguu mfupi ni hasi. Stika kwenye buzzer mpya pia "+" imeashiria kuashiria kituo chanya.

Uunganisho unapaswa kuwa kama ifuatavyo

Arduino Buzzer

D9 terminal nzuri

Kituo hasi cha GND

Katika Mchoro wa Arduino, nimetumia kazi tofauti beep () ambayo hutuma ishara ya PWM kwa buzzer, inasubiri kuchelewa kidogo, halafu inazima, kisha ina ucheleweshaji mwingine mdogo. Kwa hivyo, hupiga mara moja.

Hatua ya 8: Kufanya Mzunguko

Katika hatua zilizopita, nimeelezea kazi ya kila moja ya vifaa kwenye mzunguko. Kabla ya kuruka kufanya bodi ya mwisho, jaribu kwanza mzunguko kwenye ubao wa mkate. Kama mzunguko unafanya kazi kikamilifu kwenye ubao wa mkate, basi songa kwa kugeuza vifaa kwenye bodi ya mfano.

Nilitumia bodi ya mfano ya 7cm X 5cm.

Kuweka Nano: Kwanza kata safu mbili za pini ya kichwa cha kike na pini 15 kwa kila moja. Nilitumia kibali cha diagonal kukata vichwa. Kisha tengeneza vichwa vya kichwa. Hakikisha umbali kati ya reli hizo mbili unalingana na nano ya arduino.

Kuweka OLED Onyesha: Kata kichwa cha kike na pini 4. Kisha solder kama inavyoonekana kwenye picha.

Kuweka vituo na vifaa: Hifadhi vifaa vilivyobaki kama inavyoonyeshwa kwenye picha

Wiring: Tengeneza wiring kulingana na mpango. Nilitumia waya zenye rangi kutengeneza wiring, ili niweze kuzitambua kwa urahisi.

Hatua ya 9: Kuweka Standoffs

Baada ya kutengeneza na wiring, weka msimamo kwenye pembe 4. Itatoa idhini ya kutosha kwa viungo vya waya na waya kutoka ardhini.

Hatua ya 10: Programu

Programu inayofanya kazi zifuatazo

1. Pima voltages

Kuchukua sampuli 100 za ADC, kuziongeza na wastani wa matokeo. Hii imefanywa ili kupunguza kelele.

2. Angalia hali ya betri ili kutoa tahadhari au kuanza mzunguko wa kutokwa

Tahadhari

i) Chini-V!: Ikiwa voltage ya betri iko chini ya kiwango cha chini cha kutokwa (2.9V kwa Li Ion)

ii) Juu-V!: Ikiwa voltage ya betri iko juu ya hali ya kushtakiwa kabisa

iii) Hakuna Battery!: Ikiwa mmiliki wa betri hana kitu

Mzunguko wa Utekelezaji

Ikiwa voltage ya betri iko ndani ya voltage ya chini (2.9V) na voltag ya juu (4.3V), anza mzunguko wa kutolea hesabu sasa na uwezo kama ilivyoelezewa hapo awali.

3. Onyesha vigezo kwenye OLED

4. Kuingia kwa data kwenye mfuatiliaji wa serial

Pakua Nambari ya Arduino iliyoambatanishwa hapa chini.

Hatua ya 11: Kusafirisha Takwimu za serial na Kupanga kwenye Karatasi ya Excel

Ili kujaribu mzunguko, kwanza nilichaji betri nzuri ya Samsung 18650 kwa kutumia Chaja yangu ya IMAX. Kisha weka betri kwenye jaribu langu jipya. Ili kuchambua mchakato mzima wa kutokwa, mimi husafirisha data ya serial kwa lahajedwali. Kisha nikapanga njiani ya kutokwa. Matokeo yake ni ya kushangaza sana. Nilitumia programu iitwayo PLX-DAQ kuifanya. Unaweza kuipakua hapa.

Unaweza kupitia mafunzo haya ili ujifunze jinsi ya kutumia PLX-DAQ. Ni rahisi sana.

Kumbuka: Inafanya kazi tu katika Windows.

Hatua ya 12: Hitimisho

Baada ya kujaribu chache ninahitimisha kuwa matokeo ya kujaribu ni sawa. Matokeo yake ni 50 hadi 70mAh mbali na matokeo ya ujaribuji wa uwezo wa betri. Kwa kutumia Bunduki ya joto ya IR, nilipima kupanda kwa joto katika kipingaji cha mzigo pia, thamani ya juu ni 51 digrii C.

Katika muundo huu sasa ya kutokwa sio mara kwa mara, inategemea voltage ya betri. Kwa hivyo safu ya kutokwa iliyopangwa sio sawa na safu ya kutokwa iliyotolewa kwenye karatasi ya utengenezaji wa betri. Inasaidia tu Li Lion Battery moja.

Kwa hivyo katika toleo langu la baadaye nitajaribu kutatua ujio mfupi hapo juu kwenye V1.0.

Mikopo: Ningependa kutoa sifa kwa Adam Welch, ambaye mradi wake kwenye YouTube ulinitia moyo kuanza mradi huu. Unaweza kutazama video yake ya YouTube.

Tafadhali pendekeza maboresho yoyote. Pandisha maoni ikiwa kuna makosa au makosa.

Natumahi mafunzo yangu yatasaidia. Ikiwa unaipenda, usisahau kushiriki:)

Jisajili kwa miradi zaidi ya DIY. Asante.