เครื่องทดสอบความจุแบตเตอรี่ 3 X 18650: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

มีคำแนะนำมากมายเกี่ยวกับวิธีการสร้างเครื่องทดสอบความจุที่ใช้ Arduino ผ่านทางอินเทอร์เน็ต ประเด็นก็คือ การทดสอบความจุของแบตเตอรี่ค่อนข้างนาน สมมติว่าคุณต้องการคายประจุแบตเตอรี่ 2000mAh ด้วยกระแสไฟ ~0.5A จะใช้เวลาตลอดไป (แม่นยำ: 4 ชั่วโมง) ฉันพยายามหาวิธีที่เร็วกว่ามากในการระบุความจุของเซลล์จำนวนมาก กระแสไฟดิสชาร์จที่เพิ่มขึ้นไม่ปลอดภัย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโหลดของคุณเป็นตัวต้านทานแบบธรรมดา ความต้านทานต่ำ = โหลดที่สูงขึ้น = กำลัง (ความร้อน) มากขึ้นที่จะกระจาย

โดยพื้นฐานแล้ว เรากำลังปลดปล่อยเซลล์เพื่อให้บรรลุเป้าหมายสองประการที่แตกต่างกัน:

• ตัวบ่งชี้ความจุ
• ปล่อยประจุเป็น ~ 40% ของความจุทั้งหมด เพื่อความปลอดภัยสำหรับเซลล์ที่ไม่ได้ใช้งานเป็นเวลานาน

เพื่อให้เป็นไปตามที่กล่าวไว้ข้างต้น ฉันจึงตัดสินใจสร้างสถานีปล่อยเซลล์หลายช่อง มีสองโหมดและเมนูง่าย ๆ ที่สามารถจัดการได้ด้วยปุ่มเดียว คุณสมบัติเพิ่มเติมคือการคำนวณความต้านทานภายใน (Rw)

ฉันไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญในเรื่องนี้ ดังนั้นคุณกำลังทำทุกอย่างด้วยความเสี่ยงของคุณเอง ข้อเสนอแนะและข้อเสนอแนะยินดี

แรงบันดาลใจและพื้นฐานมาจากสองโครงการที่ฉันพบ:

www.instructables.com/id/DIY-Arduino-Batte…

arduinowpraktyce.blogspot.com/2018/02/test…

ขั้นตอนที่ 1: BOM

เราต้องการ:

• 1x Arduino นาโน
• 3x IRLZ44N มอสเฟต
• ที่ใส่แบตเตอรี่ 1x3
• 3x ตัวต้านทานซีเมนต์ - เช่น 10R 10W - อ่านเกี่ยวกับเรื่องนี้ในหัวข้อถัดไป
• LED สีแดง 3x 5 มม
• ปุ่มกด
• LCD - ในโครงการนี้ ฉันใช้ 16x2 i2c LCD
• ตัวต้านทาน 1x 10k
• ตัวต้านทาน 9x 4k7
• ตัวต้านทาน 3x 1k
• ตัวต้านทาน 1x 100R
• 1x ขั้วต่อสกรูสำหรับเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ (7-12V) - เป็นทางเลือก หากคุณต้องการเพิ่มพลังให้อุปกรณ์ด้วย Arduino mini USB
• 1x4 หัวหมุดทองตัวเมีย 2.54
• หัวต่อตัวเมีย 1x 15 Goldpin 2.54 มม. (ตัวเลือก - หากคุณต้องการแยกส่วน)
• 1x Buzzer (อุปกรณ์เสริม)

ขั้นตอนที่ 2: แผนผังและหลักการทำงาน

สมองของโครงการของฉันคือ Arduino nano Arduino ควบคุม 3 mosfet ซึ่งใช้เพื่อเปิด / ปิดวงจรแบตเตอรี่ 3 วงจรพร้อมโหลดที่สอดคล้องกัน เรากำลังวัดแรงดัน (โดยใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟ 3 ตัว) ของวงจรเหล่านั้นเพื่อกำหนดกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานกำลัง - โดยใช้กฎของโอห์ม

ผม = วี / R

แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานกำลังไฟฟ้าเกือบจะเท่ากับแรงดันที่วัดที่ขั้วแบตเตอรี่ (โดยสมมติว่ามีข้อต่อบัดกรีที่มีคุณภาพและสายไฟที่ดี) ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องวัดแรงดันไฟก่อนและหลังตัวต้านทาน ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าใช้เพื่อป้องกันไม่ให้เซลล์ที่ทดสอบเปิดเครื่องอุปกรณ์ของเรา

เมื่อทราบแรงดันและกระแสในช่วงเวลาการคายประจุ เราสามารถคำนวณความจุของเซลล์ได้

ขั้นตอนที่ 3: การเลือกตัวต้านทานกำลัง

ค่าตัวต้านทานขึ้นอยู่กับกระแสไฟที่เราต้องการบรรลุ สมมติว่ากระแสสูงสุด 0.5A ค่าตัวต้านทานควรเป็น:

R = V (แรงดันเซลล์สูงสุด) / I (กระแสจำหน่าย) = 4.2V / 0.5 = 8.4 Ohm

ใช้ตัวต้านทาน 10R คุณจะได้รับ:

ผม = V / R = 4.2V / 10 โอห์ม = 0.42A

ค่าความต้านทานของคู่รัก ยิ่งกระแสสูง

สำคัญ!! มีกำลังมากที่จะกระจายออกไป ตัวต้านทานจะร้อนขึ้น เราสามารถกำหนดกำลังของตัวต้านทานขั้นต่ำได้ดังนี้:

กำลังขั้นต่ำ = I^2 * R = 0.42^2 * 10 = 1.76W

ฉันใช้ตัวต้านทาน 3R3 17W แต่คำแนะนำของฉันคือใช้ 10R (10W หรือมากกว่านั้น) - มันจะจัดการกับพลังงานอย่างไม่ไหลและอุณหภูมิจะยังคงปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 4: รหัส Arduino

คุณต้องปรับพารามิเตอร์ต่อไปนี้ตามค่าที่วัดได้ของคุณ:

R1, R2, R3 - ค่าตัวต้านทานกำลัง [โอห์ม]

RB1, RB2, RB3 - B1-B3 ความต้านทานวงจร R1+0.1 ใกล้พอแล้ว [โอห์ม]

X1, X2, X3 - อัตราส่วนตัวแบ่งแรงดัน หากคุณไม่ต้องการวัดค่าอย่างแม่นยำ คุณสามารถป้อนเพียง 2

ช่วงเวลา - การวัด Interwal (มิลลิวินาที) - ค่าเริ่มต้น 5000 ms

voltRef - แรงดันอ้างอิงที่วัดระหว่างขา Arduino 5V และ GND - ค่าเริ่มต้น 5.03

ขั้นตอนที่ 5: PCB

พร้อมสั่ง/แกะสลัก:)

ขั้นตอนที่ 6: เมนู

กดแบบสั้น (ด้วยช่วงเวลา ~ 1 วินาทีระหว่างคลิกถัดไป) - เปลี่ยนค่า

กดค้าง - ยืนยัน

ระดับแรกของเมนู: การเลือกโหมด (การทดสอบความจุหรือการคายประจุอย่างง่ายไปยังแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า)

ระดับที่สองของเมนู: การเลือกแรงดันไฟฟ้าต่ำสุด ที่จุดสิ้นสุดของการวัด

เมื่อการวัดเซลล์ใดเซลล์หนึ่งเสร็จสิ้น หน้าจอสุดท้ายจะปรากฏขึ้น ซึ่งคุณสามารถค้นหาความจุของแบตเตอรี่และความต้านทานภายใน (Rw)