Digitales Messgerät für Batteriekapazität und Innenwiderstand. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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Das vorgeschlagene Gerät dient zur Messung der Kapazität und des Innenwiderstands von Ni-Cd- und Ni-MH-Akkus. Eine zu niedrige Batteriespannung und das Ende der Entladung werden akustisch angezeigt.

Die Messung der Batteriekapazität basiert auf der Entladung mit konstantem Strom, der Messung der Entladezeit und der Multiplikation dieser Werte. Bei der Innenwiderstandsmessung misst das Gerät die Spannung der Batterie ohne Belastung, dann unter Belastung mit einem Strom von 1 A und berechnet aus diesen Daten den Innenwiderstand der Batterie.

Fig. 1

Das Schema des Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist der ATmedav-Mikrocontroller (DD1). Die Tastatur mit Single-Wire-Schnittstelle besteht aus sechs Tasten SB1-SB6. Informationen zu den gemessenen Parametern der Batterie werden auf der neunstelligen LED-Anzeige HG1 angezeigt. Um die angeschlossene Batterie zu entladen, wurde eine spannungsgesteuerte Stromquelle (ITUN) am Operationsverstärker DA2, dem Transistor VT1, den Widerständen R9, R10, R19-R21, R23 und den Kondensatoren C7, C9 verwendet.

Liegt die Spannung des angeschlossenen Akkus unter 1 V, wird die Instrumententastatur gesperrt und die BF1-Kapsel sendet drei intermittierende Schallimpulse mit einer Frequenz von 600 Hz aus. Liegt die Batteriespannung über 1 V, sendet die BF1-Kapsel beim Anschließen der Batterie und auch beim Entladen auf die eingestellte Spannung zwei intermittierende Schallimpulse mit einer Frequenz von 3000 Hz aus

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Nach dem Anschließen des Akkus wird durch Drücken der Tasten SB3 und SB4 die Spannung eingestellt, auf die dieser entladen werden soll. Der Einstellschritt bei kurzem Drücken beträgt 0,1 V. Bei gedrückter Taste betragen die ersten zehn Schrittwerte 0,1 V, dann - 1 V. Anschließend wird durch Drücken der Tasten SB1 und SB2 der Entladestrom eingestellt. Wenn diese Tasten weniger als fünf Sekunden lang gedrückt gehalten werden, ändert sich der aktuelle Wert nicht und der aktuelle Wert wird angezeigt, wie im Foto Abb. gezeigt. 2 (Symbol i in unterer Position). Werden die Tasten SB1 und SB2 länger als fünf Sekunden gedrückt, ändert sich der Stromwert in variablen Schritten: zuerst 50 mA, dann 150 mA. In diesem Fall wird das i-Symbol an der oberen Position angezeigt, wie im Foto Abb. gezeigt. 3.

Der maximale Wert des Entladestroms beträgt 2,55 A. Sobald der Entladestrom einen Wert größer Null erreicht (wenn die Batteriespannung größer oder gleich dem eingestellten Schwellenwert ist), verschwindet das Tonsignal und die HL1-LED beginnt zu blinken mit einer Frequenz von 0,25 Hz. Wenn die Taste SB5 gedrückt wird, wird die Spannung gemessen und ohne Last gespeichert. Unter Last wird dann der Innenwiderstand in Ohm berechnet, der in den unteren Ziffern der Anzeige mit dem Symbol r angezeigt wird, wie im Foto Abb. gezeigt. 4.

Wenn die Taste SB6 gedrückt wird, wird die aktuelle Batteriespannung in den höherwertigen Ziffern der HG1-Anzeige angezeigt. Wenn keine Taste gedrückt wird, zeigen die hohen Ziffern der HG1-Anzeige die Spannung an, auf die die Batterie entladen werden muss, und die niedrigen Ziffern zeigen die Kapazität im Format XX,XX Amperestunden an. Unbedeutende Nullstellen im zweistelligen Volt- und Amperestundenbereich werden per Software gelöscht.

Fig. 5

Die meisten Teile sind auf einer Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie montiert, deren Zeichnung in Abb. 5 dargestellt ist. 7 Die dünnen Rechtecke zeigen die oberflächenmontierten Komponenten R8, R5 und CXNUMX, die auf der Leiterseite montiert sind.

Um die Linearität des ITUN-Stroms über den gesamten Bereich sicherzustellen, ist es notwendig, den Operationsverstärker DA2 mit der niedrigstmöglichen Null-Vorspannung und den Transistor VT1 mit einer kleinen Schwellenspannung zu verwenden. In der Kopie des Autors beträgt die Nullvorspannung des Operationsverstärkers DA2 etwa 4 mV und des Transistors VT1 mit einer Schwellenspannung von 1,85 V bei einem Drainstrom von 1 A. Die Nichtlinearität des ITUN-Stroms überschritt 10 nicht %. Der Mindestwert des ITUN-Stroms beträgt nicht mehr als 2 mA. Der Transistor VT1 wird ohne Kühlkörper eingebaut. Zur Kühlung wird ein Lüfter eines Computerprozessors verwendet. Die Stromversorgung des Lüfters und des Gerätes erfolgt über ein unstabilisiertes Netzteil mit einer Ausgangsspannung von 9..12 V und einem Laststrom von mindestens 0,5 A.

Die Einrichtung besteht in der Auswahl der Widerstände R6 und R9. Durch Auswahl des Widerstands R6 werden die Anzeigen der oberen Ziffern des Indikators HG1 entsprechend dem beispielhaften Voltmeter eingestellt. Anschließend wird durch Drücken der Tasten SB1 und SB2 der erforderliche Wert des Entladestroms auf der HG1-Anzeige angezeigt, der ITUN-Strom mit einem Referenzamperemeter gemessen und durch Auswahl des Widerstands R9 der gemessene Strom den Messwerten gleichgesetzt des HG1-Indikators.

PS Wenn der Taktgenerator des Mikrocontrollers nicht selbsterregt ist, sollten seine Anschlüsse 9 und 10 über Kondensatoren gleicher Kapazität von 12 ... 22 pF mit einem gemeinsamen Kabel verbunden werden.

Mikrocontroller-Programme können von ftp://ftp.radio.ru/pub/2012/03/accmeter.zip heruntergeladen werden.

Autor: M. Ozolin

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