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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Probador de batería. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Cargadores, baterías, celdas galvánicas Hojeando las revistas de radio de los últimos años siempre se puede hacer una idea para un nuevo diseño. En este caso, la fuente de la idea fue el artículo [1] bajo el título "En el extranjero". El dispositivo descrito realiza una función similar y está diseñado para comprobar rápidamente las baterías galvánicas más habituales en los electrodomésticos. El probador mide la capacidad residual de la batería galvánica en el momento de la medición como un porcentaje del nominal. La capacitancia de un elemento es la cantidad de electricidad que puede entregar a una carga. Cuando se descarga con una corriente constante I, su valor en amperios-hora es igual a la corriente de descarga multiplicada por la duración de la descarga del elemento a un voltaje mínimo predeterminado. Cuando se descarga a una resistencia de carga constante, la corriente disminuye con el tiempo debido a una disminución en el voltaje de la celda. En este caso, la capacidad del elemento se calcula mediante la fórmula.
donde t es la duración de la descarga; i(t) - corriente de descarga, que cambia durante el proceso de descarga; Rн - resistencia de carga; U es el voltaje del elemento, que cambia durante el proceso de descarga; Ud.cf. es el voltaje de la celda promediado durante el tiempo de descarga. En la fig. La Figura 1 muestra la curva de descarga medida experimentalmente de un elemento alcalino "Energizer" tamaño AA en una resistencia con una resistencia de 15 ohmios. En la fig. 2 - obtenida por integración gráfica de esta curva, la dependencia de la capacidad residual del elemento de su voltaje. La capacidad de un elemento nuevo no descargado resultó ser de 2 Ah.
El esquema del probador se muestra en la fig. 3. Utilizando el ADC incorporado en el microcontrolador DD1 (ATtiny 13A-SU), mide el voltaje en la batería Gx probada cuando se carga con una resistencia seleccionada por el interruptor SA2. El valor medido se compara con las constantes almacenadas en la memoria del microcontrolador, la unidad de software de comparación enciende una cierta cantidad de LED en la escala lineal del indicador de capacidad del elemento.
Este indicador consta de siete LED verdes y un LED amarillo. La cantidad de LED encendidos es proporcional a la capacidad de la celda: 100%: todos los LED HL1-HL8 están encendidos, 0%: solo un LED amarillo HL8 está encendido. Si el voltaje de la celda es inferior a 1 V, se enciende el LED rojo HL9. Esto indica que la batería probada no es adecuada para su uso posterior. Durante la verificación se realizan diez mediciones de la tensión del elemento con pausas entre ellas de 0,2 s. Luego el programa calcula el valor promedio del resultado, que compara con las constantes almacenadas en la memoria. Para lecturas correctas del instrumento, el divisor de voltaje en la resistencia de sintonización R1 debe ajustarse de modo que el voltaje en su contacto móvil (en la entrada del ADC del microcontrolador) sea de 1 V a un voltaje de 1,5 V en el elemento bajo prueba. El registro de desplazamiento 74HC164 (DD2) enciende los LED HL1-HL8 del indicador, el LED rojo HL9 está conectado a la salida PB1 del microcontrolador. Cuando se enciende la alimentación, todos los LED parpadean durante 2 s, después de que se apagan, el dispositivo está listo para funcionar. El botón SB1 se utiliza para iniciar la subrutina de medición y conecta la salida negativa del elemento bajo prueba a un cable común. Mientras dure la medición (hasta que el indicador muestre el valor de la capacidad del elemento que se está verificando), se debe mantener presionado el botón. El interruptor SA2 de tres posiciones se utiliza para seleccionar una resistencia que establece la corriente de carga según el tamaño de la batería probada. Las corrientes de descarga iniciales son las siguientes: AA, AAA - 100 mA, C - 250 mA, D - 400 mA. La resistencia del recortador R1 calibra el dispositivo. El procedimiento para esto es el siguiente. Al probador se conecta una celda galvánica nueva Gx con un voltaje de 1,5 V. Con el interruptor SA2 en la posición "AA, AAA" y el botón SB1 presionado, girando la resistencia trimmer R1 en la entrada PB4 del microcontrolador, se obtiene una Se establece un voltaje de 1 V en relación con el pin 4 del microcontrolador. En el estado inicial del botón SB1, el pin 3 del conector XP1 está conectado a un cable común, que al programar el microcontrolador provoca una falla o falla del programador. Para evitar esto, durante la programación es necesario desconectar el cable del pin 1 del botón SB1 o mantener presionado este botón hasta completar la programación. Como ha demostrado la práctica, el LED HL9, conectado a través de una resistencia R15 al pin 6 del conector XP1, no afecta el correcto funcionamiento del programador STK500. El probador está alimentado por dos celdas galvánicas G1 y G2, tamaño AA. El interruptor de encendido SA1 tiene tres posiciones (dos de ellas "On") y está conectado entre las baterías. Es bastante aceptable utilizar otra fuente de alimentación con un voltaje estabilizado de hasta 5 V y un interruptor convencional. La placa de circuito impreso del probador se muestra en la fig. 4, y la disposición de los elementos en él - en la Fig. 5. La placa está diseñada para colocarse en el estuche del cargador "Varta". En los orificios rectangulares previstos en él se sueldan lóbulos de contacto que, cuando se instala la placa en la carcasa, conectan sus circuitos a las baterías G1, G2 ubicadas en los lugares de montaje habituales de la carcasa y al elemento probado Gx. Para probar elementos más grandes, se instala un bloque de terminales en la parte superior de la carcasa. La apariencia del dispositivo ensamblado se muestra en la fig. 6.
Resistencias R2 y R7-R15 - tamaño 1206 para montaje en superficie, R3-R5 - 0,25 W, R6 - 0,5 W para montaje en superficie. La resistencia de ajuste R1 es de varias vueltas. Se pueden utilizar condensadores de óxido de cualquier tipo. Condensador C2 - cerámico KM-6 o similar importado. En lugar de los LED discretos HL1-HL9, puede utilizar una escala de LED lineal ya preparada, por ejemplo, DC-7G3HWA. Conector XP1 - enchufe PLD-6. Para aumentar la confiabilidad del resultado, se recomienda verificar los elementos con una resistencia de carga cercana a aquella con la que se supone que se operará en el futuro. Se puede lograr una precisión aún mayor si el programa proporciona varios bloques de constantes con las que se comparará el voltaje del elemento según su tipo. Al programar el microcontrolador, sus bits de configuración para operación desde el generador de reloj interno de 4,8 MHz deben configurarse de la siguiente manera: CSEL = 01; SUT=10; CKDIV8 = 1. Al desarrollar el software se utilizó el archivo 16121572.asm, una implementación de software de la interfaz SPI para el modelo AT90S1200 del libro [2]. El programa del microcontrolador se puede descargar desde ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/06/testbat_v2.zip. Literatura
Autor: N. Salímov
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