roboforum.ru

Технический форум по робототехнике.


Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Serge_ISA » 13 май 2018, 03:25

Давно уже пользуюсь простым самодельным тестером для батарей роботов-пылесосов, но всё не было времени и повода довести его до логического завершения. А тут чего-то добрые люди подбили на подвиги и вот теперь его можно и народу показать. ;)

Изображение
Рис.1. Схема тестера батарей.

Тестер построен на микроконтроллере Atmel ATMega8A, для вывода информации используется стандартный символьный дисплей на 2 строки по 16 символов. Мощные p-канальные полевые транзисторы любые с подходящими рабочими напряжениями и токами.
Тестер позволяет провести от 1-го до 3-х подряд циклов заряда-разряда с измерением ёмкости для литиевых, никелевых и свинцовых батарей напряжением 6, 7.2, 10.8, 12, 14.4 и 18 В.
Супер-пуперские алгоритмы заряда-разряда не используются - аккумулятор заряжается током, который может выдать БП, и потом разряжается на мощные резисторы. Поэтому используемый БП должен уметь ограничивать ток заряда на нужной величине и при этом не отключаться при его превышении (источник тока). В первом случае я использовал стандартный БП от iRobot Roomba с ограничением по току в 1.25 А, во втором - простенький китайский с ограничением по току в 1 А.
Сопротивление нагрузочных резисторов можно выбрать, исходя из требуемого разрядного тока.
При первом включении потребуется настроить "железо" тестера, введя 3 параметра - напряжение внутреннего опорного источника АЦП (сильно "гуляет" от контроллера к контроллеру и измеряется на 21-й ноге), сопротивление нагрузочного резистора и максимальный ток БП.
Эти значения, как и выбранные тип батареи и режим работы, сохраняются в энергонезависимую память контроллера и используются при следующих включениях (и с этим надо быть крайне осторожным, т.к. можно запороть батарею, если её тип будет настроен неправильно).
По умолчанию выставляются 2.56В для внутреннего опорника, 10 Ом для нагрузки и 1.25 А для тока блока питания.
Т.к. изначально прибор проектировался для тестирования батарей роботов-пылесосов, для его работы необходимо наличие терморезистора в батарее. Если в тестируемой батарее нет терморезистора, на 28 ногу можно повесить внешний терморезистор или простой резистор на 10к.
У прибора есть программное ограничение на время одного цикла работы в 6 часов для литиевых и никелевых батарей и 80 часов для свинцовых.

Изображение
Рис.2. Рабочий экран.

Часы, измеряющие длительность текущего цикла заряда-разряда, реализованы программно. Поэтому мигание разделителя-двоеточия в часах можно трактовать как индикатор нормальной работы контроллера. Если вдруг с какого-то будуна контроллер зависнет, двоеточие мигать не будет.
Значение ёмкости батареи при разряде считается точно, тогда как значение ёмкости при заряде и значение температуры весьма ориентировочные. Если это напрягает, значения емкостей при зарядах можно "подогнать", меняя ток БП в начальных настройках.

Изображение
Рис.3. Финальный экран:

По завершении работы на дисплей будут попеременно выводиться два экрана. Первый - рабочий экран со словом "END", рассчитанной ёмкостью при последнем разряде и текущим напряжением на батарее. Второй - с рассчитанными во всех циклах заряда-разряда емкостями.
На второй экран можно переключиться и во время работы, нажав кнопку "OK".

Изображение
Рис.4. Меню выбора типа батареи:

По нажатию кнопки "Вниз" переходим в меню выбора типа батареи. Возможные варианты выбираются кнопками "Вниз" и "Вверх":
" 7.2V-LiIon 2S " - 2-х элементная литиевая батарея с рабочим напряжением 7.2В;
"10.8V-Li3S, Ni9S" - 3-х элементная литиевая батарея или 9-ти элементная никелевая с рабочим напряжением 10.8В;
"14.4V-LiIon 4S " - 4-х элементная литиевая батарея с рабочим напряжением 14.4В;
"18.0V-Li5S,Ni15S" - 5-и элементная литиевая батарея или 15-ти элементная никелевая с рабочим напряжением 18В;
" 7.2V-NiMh 6S " - 6-и элементная никелевая с рабочим напряжением 7.2В;
"14.4V-NiMh 12S " - 12-и элементная никелевая с рабочим напряжением 14.4В;
" 6.0V-Pb3S, Ni5S" - 3-х элементная свинцовая батарея или 5-ти элементная никелевая с рабочим напряжением 6В;
"12.0V-Pb6S,Ni10S" - 6-и элементная свинцовая батарея или 10-ти элементная никелевая с рабочим напряжением 12В.
Выход из меню кнопкой "Ок", если тип батареи меняется, то все циклы заряда-разряда начинаются сначала.

Изображение
Рис.5. Меню выбора режима работы:

По нажатию кнопки "Вверх" переходим в меню выбора режима работы. Возможные варианты выбираются кнопками "Вниз" и "Вверх":
"C D C D C D C " - 3 цикла заряда/разряда и заряд;
"C D C D C " - 2 цикла заряда/разряда и заряд;
"C D C " - 1 цикл заряда/разряда и заряд;
"C - charge only" - только заряд.
Выход из меню кнопкой "Ок", если режим работы меняется, то все циклы заряда-разряда начинаются сначала.

Изображение
Рис.6. Меню настройки железа тестера:

По одновременному нажатию кнопок "Вниз" и "Вверх" переходим в меню настройки "железа" тестера. Необходимо последовательно с помощью кнопок "Вниз" и "Вверх" настроить напряжение внутреннего опорного источника АЦП контроллера, сопротивление нагрузочного резистора, максимальный ток БП и тип батареи,
Переход в следующее меню кнопкой "Ок".

Изображение
Рис.7. Тестер в корпусе Румба-зарядки:

В качестве корпуса для тестера я использовал корпус старой "настольной" зарядки для iRobot Roomba 300-й серии.

Изображение
Рис.8. Контакты батареи новых Румб:

Потроха из неё выкинуты, для дисплея, кнопок, контактов батареи новых Румб и кнопки включения прорезаны соответствующие дырки.

Изображение
Рис.9. Внутренний мир тестера:

Изображение
Рис.10. Румба-батарея в тестере:

Для закрепления новых Румба-батарей используются ленты-липучки.

Изображение
Рис.11. Переходник для прочих батарей:

Переходник для работы прочими батареями изготовлен из пустого корпуса от батареи Румба 300-й серии, родной терморезистор сохранён.

Прошивка и все файлы кучкой - https://yadi.sk/d/Fa0pqwTf3Vnsie
Фьюзы установить для работы с внешним высокочастотным кварцевым осциллятором.
Последний раз редактировалось Serge_ISA 07 июн 2018, 16:12, всего редактировалось 15 раз(а).
Serge_ISA
 
Сообщения: 45
Зарегистрирован: 21 май 2014, 11:43
Откуда: SPb
прог. языки: Bascom AVR

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Eruman » 13 май 2018, 10:23

Чувствуется профессиональный подход. Очень интересная разработка.
Соединяй и здравствуй.
Аватара пользователя
Eruman
 
Сообщения: 891
Зарегистрирован: 12 авг 2010, 15:10
Откуда: Астраханская обл.

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Angel71 » 13 май 2018, 16:30

жесть
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 10056
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Serge_ISA » 13 май 2018, 16:44

Eruman, спасибо.

Добавлено спустя 2 минуты 5 секунд:
Angel71, сэр, я не очень вас понимаю - вы страшно загадочны. Есть что сказать - скажите.
Serge_ISA
 
Сообщения: 45
Зарегистрирован: 21 май 2014, 11:43
Откуда: SPb
прог. языки: Bascom AVR

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Angel71 » 13 май 2018, 17:01

тут и понимать нечего - не тестер, а полная жесть. нет регулируемой нагрузки, которая элементарно делается. ладно, это из приятных и полезных переподвыпертов. но нет даже простенького варианта регулирования напряжения/тока при заряде. вариантов же предостаточно. готовые микры зарядок, поддерживающие различные типы батарей (иногда умеют балансировку и прочие полезности). dc-dc можно приспособить, микроконтроллерный импульсник тоже не сложно делается. даже придумывать ничего не нужно - открываешь схемы зарядок и опенсорсные проекты прошивок, изучаешь и заимствуешь хоть маленькую часть, хоть целиком. в самом ленивом варианте, да хотя бы на мосфет радиатор приделать и управлять открытием.
Последний раз редактировалось Angel71 13 май 2018, 17:18, всего редактировалось 1 раз.
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 10056
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Serge_ISA » 13 май 2018, 17:18

Angel71, а зачем?!! При условии, конечно, что я не собираюсь удивить вас, например.
Прибор сделан под конкретную задачу и уже несколько лет прекрасно её выполняет. Задачу я описал, но специально для вас углублюсь. Итак, имеется поток однотипных батарей для роботов-пылесосов, исчисляющийся десятками в месяц. Требуется провести экспресс-диагностику и рассортировать поток между утильной корзиной и корзиной для дальнейшего использования. Иногда пробегают батареи других типов, неплохо бы тестировать и их. Бюджет на прибор и время его создания ограничены.
В таких условиях вас что-то не устраивает? Меня всё устраивает, мне не нужен микроскоп для колки орехов. ;)
Последний раз редактировалось Serge_ISA 13 май 2018, 19:24, всего редактировалось 2 раз(а).
Serge_ISA
 
Сообщения: 45
Зарегистрирован: 21 май 2014, 11:43
Откуда: SPb
прог. языки: Bascom AVR

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Angel71 » 13 май 2018, 17:19

уровень экспресс диагностики заканчивается на чудном моменте взаимосвязи разрядного тока и попугаев "ёмкость", но это мелочи. литий нельзя перезаряжать - он воспламеняется элементарно (кто тебе сказал, что когда по датчику температуры сработает отключение уже не будет поздно?), ау, очнись. перед тем как эту длясебятину выкладывать ты хоть головой подумал, что полно людей, которые резистор от транзистора с трудом отличат, про повышеную пожароопастность они вообще могут не знать и не догадаться. ну вот сделают такой тестер, включат и уйдут на долго, понимешь?
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 10056
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Serge_ISA » 13 май 2018, 17:30

Angel71 писал(а):уровень экспресс диагностики заканчивается на чудном моменте взаимосвязи разрядного тока и попугаев "ёмкость", но это мелочи. литий нельзя перезаряжать - он воспламеняется элементарно, ау, очнись.

Ну раз мы перешли на личности, то - ау!, сам очнись и прочитай, что написано!
Прибор без проблем уже эксплуатируется несколько лет, и литием я занимаюсь так-же не первый год, так что поучи ещё меня как считается ёмкость и чего нельзя делать с литием. :P
PS: про воспламенение лития понравилось - ну-ка воспламени Li-Ion-ый аккумулятор в корпусе 18650! Теоретик Хренов. :ROFL:
PPS: прежде чем продолжать общение, хочу увидеть ссылки на твои прекрасные проекты. В ином случае разговор с тобой заканчиваю, ибо не понятно, с какой радости мне выслушивать, что все г..но непонятно от кого.
Последний раз редактировалось Serge_ISA 13 май 2018, 19:36, всего редактировалось 1 раз.
Serge_ISA
 
Сообщения: 45
Зарегистрирован: 21 май 2014, 11:43
Откуда: SPb
прог. языки: Bascom AVR

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Angel71 » 13 май 2018, 17:44

литий литию рознь. в 18650 не всегда есть встроеная защита и при перезаряде/кз вполне могут. делают их по разным технологиям, качество и материалы не 1в1, разная ёмкость, максимальное напряжение заряда, токи, со временем ещё ушатываются. да, в общем они одни из самых нормальных и зачастую фигушки так легко сдаются. тем не менее некоторые буквально на пару секунд коротишь или немного перезарядишь и получается приличный дракончик, иногда с нехилым таким хлопком. c паками из десятков банок чуть проще. банок мягко говоря не одна сотня, с отжившими своё иногда играемся ушатывая их, при покупке новых моделей эксперементируем, что бы понять, закупать ещё такие или не стоит.
кроме 18650 есть и в мягких корпусах из фольги, с которым очень хорошо заметно, когда банка вздувается при перезаряде. кроме лиион есть литийполимерные, а они куда более проблемные и злобные, особенно с большой ёмкостью и разрядными токами. вот хватит денег у человека на какой пак, допустим 10ah 4s 15c, а мозгов осознания не хватит, что даже такая небольшая дура не напрягаясь в постоянке легко 2квт выдавать может и с калечной зарядкой/тестером/балансером легко полыхнёт так, что мало не покажется.
"у меня всё работает" это конечно мило. тебя от последствий похоже спасает только то, что живёшь не где-то в штатах или некоторых других странах, где за такое элементарно засудят на приличную сумму, что потом до конца жизни выплачивать будешь. если мне что-то не грозит последствиями, значит плевать на всё и на всех. вот так беззабтно и живём, пополняя статистику (тыц, тыц,...). зашибись. :: "синдром выжившего" иногда печально заканчивается.

более-менее нормальная зарядка/балансер/тестер стоит начиная примерно с 20-30$. это на сколько должно быть туго с заказами/доходом, что дешевле велосипед примитивный изобретать и изготавливать (сам же пишешь, что время ограничено), вместо того что бы купить более-менее нормальный рабочий инструмент и сосредоточиться на зарабатывании и повышении своего уровня (технологии развиваются, постоянно что-то новое появляется. те же микры для аккумуляторов, из-за которых просто так поменять только банки уже не получится. так и застрять в прошлом можно)? это нормально, когда нужно хоть что-то, здесь и сейчас. но в чём проблема позже и уже не спеша обзавестись нормальным рабочим (купить готовый, доработать существующий или полностью заново сделать) инструментом, тем более часто используемым? :sorry: :crazy: :pardon: это же рабочий инструмент!
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 10056
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Medtech » 13 май 2018, 23:19

Angel71
вроде вопрос прямой задан
Serge_ISA писал(а):хочу увидеть ссылки на твои прекрасные проекты.

Мешки конечно ворочать сложнее.
Аватара пользователя
Medtech
 
Сообщения: 459
Зарегистрирован: 20 апр 2015, 22:02
Откуда: Москва
Skype: sergelola
ФИО: Сергей

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Angel71 » 13 май 2018, 23:43

не можешь отличить вопрос от высказывания хотелок? бывает.
Аватара пользователя
Angel71
 
Сообщения: 10056
Зарегистрирован: 18 апр 2009, 22:18
Предупреждения: -1

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Eruman » 14 май 2018, 07:41

Любую самоделку можно оценить по совокупности: польза + удовольствие + цена + опыт. Автор достаточно развернуто выдал материал, чтобы сделать вывод о положительном сальдо по всем пунктам. А криворукий новичок и "Пионером" с 3336 пожар устроит, если постарается.
Соединяй и здравствуй.
Аватара пользователя
Eruman
 
Сообщения: 891
Зарегистрирован: 12 авг 2010, 15:10
Откуда: Астраханская обл.

Re: Самодельный тестер аккумуляторных батарей

Сообщение Serge_ISA » 07 июн 2018, 15:53

Обновил прошивку - https://yadi.sk/d/Fa0pqwTf3Vnsie
Serge_ISA
 
Сообщения: 45
Зарегистрирован: 21 май 2014, 11:43
Откуда: SPb
прог. языки: Bascom AVR


Вернуться в Роботы-пылесосы

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1

Mail.ru counter