Na stiahnutie

Tento tester kapacity batérií je určený pre batérie do 5 V, napr. články Li-On, Li-Pol, nabíjacie batérie AA, AAA... Je užitočný na odhalenie podvodných kapacít nabíjacích batérií, ktoré sú iné, ako boli deklarované (najmä pri nákupoch z internetu), alebo pre vytriedenie Li-On článkov z rozobratých notebookových batérií na tie, ktoré sa oplatí ešte odložiť, a na tie, ktoré už treba vyhodiť (teda odovzdať na zberné miesto).

Vychádza z konštrukcie od MyVanitar, je tam aj video. Urobil som menšie úpravy, ako:

• výmena MOSFETu za iný (pôvodný som doma nemal)
• napájanie LM358N z 12 V, nie z 5 V
• zmena rezistora pre podsvietenie displeja
• zmena záťažového rezistora z 3 Ω na paralelné zapojenie 33 Ω a 3,3 Ω, čo sú bežnejšie hodnoty a dávajú vo výsledku odpor 3 Ω
• výmena bzučiaka s integrovaným generátorom za bežný bzučiak vymontovaný z mikrovlnky (+ zmena v kóde Arduina), pridanie pípania
• pridanie možnosti nastavovať koncové napätie batérie (pôvodne bolo natvrdo v kóde)

Vlastnosti

• Max. napätie testovanej batérie: 5 V
• Max. vybíjací prúd: 523 mA (ale dá sa upraviť zmenou kódu a odporu zaťažovacieho rezistora)
• Nastavenie vybíjacieho prúdu v 16 prednastavených hodnotách
• Nastavenie koncového napätia batérie
• Napájacie napätie: 12 V DC alebo 12-18 V AC, prúd stačí do 100 mA
• Zobrazenie: štandardným LCD displejom 16x2
• Žiadne SMD súčiastky, ľahko zhotoviteľné doma

Ovládanie

Po zapnutí sa zobrazí krátka uvítacia správa a následne je možnosť nastavenia vybíjacieho prúdu a koncového napätia testovanej batérie pomocou tlačidiel. V tejto chvíli treba mať na pamäti, že:

• batériu treba pripojiť už teraz, nie až po naštartovaní odpočtu času
• batéria je vybíjaná nastaveným prúdom už hneď po pripojení

Potom treba stlačiť dlhšie tlačidlo I+, čím sa ozve pípnutie a naštartuje sa odpočet. Každú sekundu sa monitoruje napätie batérie, ktoré sa zobrazuje na displeji. Keď napätie batérie klesne na nastavenú koncovú hodnotu, vybíjanie sa vypne, odpočet času sa zastaví a vypočíta sa kapacita batérie v mAh podľa nastaveného konštantného prúdu, ktorým sa batéria vybíjala, a uplynutého času. Zároveň sa ozve dlhé zapípanie upozorňujúce obsluhu na ukončenie procesu. Ak chceme testovať ďalšiu batériu, treba zapojenie vypnúť a zapnúť, alebo stlačiť tlačidlo RESET.

Popis zapojenia

Zapojenie je riadené Arduinom, ktoré generuje PWM signál, ktorý cez RC člen riadi LM358N a ten zas riadi koncový MOSFET, ktorý sa podľa toho do danej miery otvára a tak cezeň preteká nastavený prúd. Je to vlastne zapojenie konštantnej prúdovej záťaže riadenej Arduinom.

Plošný spoj je jednostranný a má rozmery 13 x 7 cm. Je navrhnutý tak, aby sa vošiel do univerzálnej krabičky Z2AW. Na plošnom spoji je aj usmerňovací blok a stabilizátor na 12 V, spolu s transformátorom. Ten je špecifický, vytiahnutý tuším z nejakého ruského rádia, s označením TC-BP GOST 14233-80 a jeho sekundár je pripojený priamo do plošného spoja, primár káblami na vrchu transformátora. Samozrejme, každý môže použiť svoj vlastný transformátor, aký má, a iba pripojiť sekundár do príslušných bodov na plošnom spoji. Stačí aj slabučké trafo, ktoré dá nejakých 100 mA pri napätí aspoň 12 V AC  (aby po usmernení bola ešte rezerva pre stabilizátor). Treba však skontrolovať napätie transformátora naprázdno, aby nebolo príliš vysoké.

Z drain-u a source-u MOSFETu k batérii a GND by mali viesť čo najkratšie a tlsté káble, pretože na každom miliohme záleží, aby meranie bolo čo najpresnejšie. MOSFET treba tiež opatriť chladičom, ktorý nemusí byť pri daných prúdoch ani nijak extra robustný a netreba ani aktívne chladenie. Pôvodný zdroj uvádza typ IRF3710, ktorý je dosť exotický a doma som ho nemal, skúšal som IRF3205, ale fungoval len do 100 mA. Po prečítaní komentárov na internete som zistil, že nie som sám, že treba skúsiť iné MOSFETy, a tiež treba zvýšiť napájanie LM358N. Tieto dva zásahy pomohli a regulácia prúdu už fungovala správne. Ja som použil MOSFET CEP50N06, ale v schéme uvádzam BUZ11, ktorý fungoval rovnako dobre a je bežne dostupný.

Schéma:

Osadzovací plán:

Plošný spoj (zospodu, zrkadlovo otočený):

Po stavbe je vhodné zmerať skutočný odoberaný prúd z meranej batérie v každej nastavenej úrovni a podľa toho upraviť konštanty v programe - premenná Current[] - v závislosti od tolerancie použitých súčiastok sa môžu mierne odlišovať od tých mojich.

Ako je patrné zo schémy, vstup z meranej batérie nie je chránený proti prepätiu ani obrátenej polarite - pri obsluhe si na tieto veci treba dávať pozor. Je to daň za jednoduchosť zapojenia.

Všetky materiály sú na stiahnutie nižšie - obrázky, plošné spoje, kód pre Arduino, projekt v KiCad-e. Osobne som s funkčnosťou zapojenia spokojný. Až na pár drobností som využil "šuflíkové zásoby", teda nemusel som nič dokupovať, a tak mám doma ďalší užitočný merací prístroj. Môžem odporučiť.