Comprobador de batería de radio portátil. Esquema, descripción

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Mientras trabajaba como ingeniero de comunicaciones, me encontré con el siguiente problema. En la empresa donde trabajo funcionan varias decenas de radios portátiles. Están equipados con baterías recargables Ni-Cd, Ni-MH o Li-ion de 7,2 V. Sucede que es necesario estimar la capacidad real de estas baterías, pero no se proporciona el equipo para ello. Para solucionar este problema, diseñé y fabriqué un probador de baterías basado en el microcontrolador PIC16F688.

El principio de funcionamiento del probador se basa en descargar la batería con una corriente fija, medir su duración y luego calcular la capacidad. La información sobre la capacidad de la batería se muestra en la pantalla LCD.

El probador no carga, solo descarga la batería (la carga se realiza en un cargador estándar). Se alimenta del voltaje de la batería que se está probando, por lo que no requiere una fuente de alimentación externa. Para verificar la batería, simplemente colóquela con los contactos hacia abajo en el dispositivo. La descarga comenzará automáticamente. Si la batería no está cargada, el dispositivo mostrará el requisito: "Cargar la batería". No hay controles ni interruptores.

Durante la descarga, el dispositivo muestra el valor actual del voltaje de la batería en la pantalla LCD. Al final de la descarga, el indicador muestra la capacidad de la batería en miliamperios-hora y el LED rojo parpadea.

El circuito probador se muestra en la fig. 1. Se ensambla una fuente de corriente estable en el transistor de efecto de campo VT2 y el amplificador operacional DA1.1, que se puede ajustar mediante la resistencia de sintonización R3. Después de ensamblar el probador, es necesario configurar esta corriente a 1 A con la mayor precisión posible, la precisión de las lecturas del instrumento depende de esto.

Arroz. 1. Circuito probador (haga clic para ampliar)

El transistor VT1, después de la configuración inicial de los pines del microcontrolador, está abierto y conecta la puerta del transistor VT2 a un cable común. Cuando el programa establece un nivel bajo en el pin RA5 del microcontrolador, se abre el circuito que conecta la puerta del transistor VT2 al cable común, lo que enciende la fuente de una corriente de descarga estable.

El conector XP1 del probador solo se usa para programar el microcontrolador. El voltaje de la batería se suministra a la entrada del convertidor de analógico a digital (salida AN3 del microcontrolador) a través del divisor resistivo R6R7. Una selección de resistencia R8 establece el contraste óptimo de LCD. En lugar del LED HL1, puede instalar un emisor de sonido piezoeléctrico con un generador incorporado. En este caso, para configurar el volumen de sonido deseado, deberá seleccionar una resistencia R10.

El estabilizador lineal LM2940CSX-5.0 se puede reemplazar por otro con un voltaje de salida de 5 V y con una pequeña caída de voltaje permitida entre entrada y salida, no más de 0,8 V. Por ejemplo, KF1158EN501A. Dado que el estabilizador funciona con una corriente de carga pequeña, no se requiere un disipador de calor.

El microcontrolador enciende la corriente de descarga con pulsos que duran 4 s. Las pausas entre ellos son de 2 s. Este modo de descarga de la batería simula las condiciones reales de su funcionamiento. Cuando la corriente de descarga está activada, se mide el voltaje de la batería y se compara con un valor de umbral de 6 V. Cuando alcanza el umbral especificado, la descarga de la batería finaliza y se calcula su capacidad.

Estructuralmente, el dispositivo está ensamblado en una placa de metal, en la que se corta un orificio para una placa de material aislante con contactos de resorte (conector XS1, según el diagrama de la Fig. 1). La placa se fija en el reverso de la placa con respecto a la batería y sirve para conectar la batería al probador.

En la misma placa, se instalan dos esquinas metálicas que forman un asiento para la batería probada. Después de la instalación, se fija con una banda de goma elástica, lo que garantiza una conexión confiable con los contactos en el tablero.

Un dibujo de la placa de circuito impreso del dispositivo y la ubicación de las piezas se muestra en la fig. 2. Esta placa también se fija en la placa de metal mencionada anteriormente. El transistor de efecto de campo VT2 está equipado con un disipador de calor diseñado para una disipación de potencia de 8 vatios.

Arroz. 2. Dibujo de la placa de circuito impreso del dispositivo y la ubicación de las piezas en él.

Sin embargo, no debe instalar este disipador de calor demasiado cerca de la batería bajo prueba, para que no la caliente durante la descarga.

El indicador HG1 se fija en una placa de metal junto al asiento de la batería y se conecta a la placa de circuito impreso del dispositivo con un haz de nueve cables.

Archivo PCB en formato Sprint Layout 5.0 y programa de microcontrolador: ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/02/testerAB.zip

Autor: S. Tomilov

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