9zip.ru Радиотехника, электроника и схемы своими руками Умное зарядно-разрядное устройство, или iMAX по-русски

Материал этой статьи требует обязательного допиливания. И твоя помощь в этом нужна очень сильно.

Необходимость в подобном устройстве назрела давно, т.к. у многих радиолюбителей скопилось приличное количество абсолютно разных аккумуляторов, и все они отличаются по типу, кондиции, зарядному току. Их нужно заряжать, разряжать, тестировать, и для каждого случая нужно иметь своё устройство, что очень неудобно. Разведка показала, что у буржуев для этой цели используется некая синяя коробочка с дисплеем, кнопками и проводами, которая называется iMAX, и имеет она настройки для разных аккумуляторов, бери себе и пользуйся. Одна беда - цена на неё негуманная, что обидно, учитывая то, что устройство-то очень простое.

Нам удалось обнаружить в русскоязычном интернете две попытки сделать подобное устройство, но почему-то до идеала они оказались далеки. Поэтому мы тоже решили попытаться.

Рассмотрим теоретически, какие узлы должны быть в данном умном устройстве:

• преобразователь питания, выдающий любое нужное напряжение
• коммутатор зарядного напряжения
• нагрузка для разряда
• коммутатор разрядного тока
• шунт + операционный усилитель для измерения тока
• цифровой блок, осуществляющий управление и мониторинг процессов

Действительно, устройство-то простейшее! Неужели действительно так? Для проверки была придумана следующая схема:


нажми для увеличения
Транзистор Q3 с дросселем L1 и соответствующей обвязкой (хорошие токовые транзисторы для крутых фронтов сигнала ШИМ) - это формирователь напряжения, который из исходных 16-ти делает любое, нужно нам, простым изменением скважности по линии charge. Q1 и R discarge - цепь разряда, она не ШИМ-ится только по той причине, что мы не придумали, как измерять в этом случае ток. Левый операционник измеряет ток заряда, правый - ток разряда. Мерить всё одним операционником не получится, потому что ток разряда идёт в противоположном направлении. Напряжение на аккумуляторе измеряется просто делителем напряжения на резисторе R6. В одной из встреченных нами конструкций для этого был использован отдельный операционный усилитель, чтобы исключить влияние шунта на результат измерений. А есть ли это влияние на самом деле? Стабилизатор напряжения LD117 формирует +5 вольт для питания цифрового блока.

Немедленно была изготовлена макетная плата и подключена к нашей анти-ардуине на ATMEGA8. Так как это зарядное и разрядное устройство должно быть по функционалу приближено к iMAX, была написана программа, которая умеет:

• заряжать любой аккумулятор от никелевого до свинцового с контролем напряжения и тока до заданных значений
• разряжать аккумулятор фиксированной нагрузкой (на тестовой плате в качестве нагрузки выступает лампочка накаливания)
• в процессе заряда и разряда подсчитывает ёмкость в мА/ч с высокой точностью

Что ещё нужно в таком устройстве - неведомо. Но уже в таком минимальном варианте оно умеет заряжать и разряжать любые аккумуляторы, одновременно тестируя их ёмкость. Если необходимости в работе с гелевыми аккумуляторами нет, то входное напряжение 16 вольт может быть снижено до 7-ми, при этом верхним пределом будут литиевые банки.


нажми для увеличения
Схема цифровой части - примерно такая, для создания окончательной хотим послушать твоё мнение, что можно добавить, что - убрать. Пока из очевидного:

• добавить звуковую индикацию нажатия кнопок и окончания процессов
• термоконтроль как аккумулятора при помощи выносного датчика, так и внутри корпуса устройства (управление вентилятором)

Возможно, следует добавить возможность автоматического отключения устройства по окончании процесса заряда или разряда, чтобы не сидеть возле него по многу часов. Разумеется, результат подсчёта миллиампер-часов в этом случае следует сохранять в энергонезависимую память, чтобы при последующем включении можно было узнать, сколько же оно там назаряжало или наразряжало.

Если тебе интересен данный проект - милости просим в комментарии. Очень бы хотелось довести этот проект до конца и сделать это умное зарядное устройство максимально полезным. Также ты можешь выразить своё одобрение, просто поставив лайк в любой социальной сети (кнопки есть в конце статьи). Когда их наберётся 15, будут выложены печатная плата и прошивка.

Тестовый образец девайса собран в корпусе от cd-привода, заглушка корпуса используется в качестве лицевой панели. Питает всё это безобразие начинка китайского блока питания 12В 1,25А, переделанная на 16 вольт. Фото пока только такие:







Дальнейшее развитие устройства здесь.

Понравилась статья? Мышь говорит: поделись с друзьями!