„Arduino“akumuliatoriaus testeris su WEB vartotojo sąsaja .: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Šiandien elektroninė įranga naudoja atsargines baterijas, kad išsaugotų būseną, kurioje buvo atlikta operacija, kai įranga buvo išjungta arba kai atsitiktinai įranga buvo išjungta. Vartotojas, įjungęs, grįžta į tą vietą, kur liko, ir taip nešvaisto nei laiko, nei savo užduočių vykdymo tvarkos.

1 žingsnis: Įvadas

Aš darau projektą, skirtą išmatuoti skirtingų talpos ir įtampos baterijų būklę, naudojant metodą: Dviejų pakopų nuolatinė apkrova. Šis metodas susideda iš akumuliatoriaus 10 sekundžių mažos srovės ir 3 sekundžių didelės srovės (IEC 61951-1: 2005 standartai). Iš šio matavimo apskaičiuojamas vidinis pasipriešinimas, taigi ir jo būsena.

Darbo vietą sudarys kelios jungtys, po vieną kiekvienam akumuliatoriaus tipui, ir kompiuteris. Tam būtina vartotojo sąsaja (UI). Svarbiausia šios pamokos dalis yra vartotojo sąsaja, nes kitose instrukcijose aprašyti šie akumuliatoriaus testavimo metodai. Bandžiau apdoroti ir gavau gerų rezultatų, tačiau nusprendžiau sukurti savo programinę įrangą, naudodamas vietinį žiniatinklio serverį, ir pasinaudoti HTML, CSS ir php galimybėmis.

Yra žinoma, kad labai sunku išsiųsti informaciją iš „Arduino“į „Windows“kompiuterį, bet galų gale man pavyko. Į šią pamoką įtrauktos visos programos.

2 žingsnis: ką mes matuojame ir kaip

Vidinis pasipriešinimas.

Kiekviena tikra baterija turi vidinį pasipriešinimą. Mes visada manome, kad tai idealus įtampos šaltinis, tai yra, mes galime gauti daug srovės, palaikydami pastovią vardinę įtampą. Tačiau akumuliatoriaus dydis, cheminės savybės, amžius ir temperatūra turi įtakos akumuliatoriaus srovės kiekiui. Dėl to mes galime sukurti geresnį akumuliatoriaus modelį su idealiu įtampos šaltiniu ir rezistoriumi nuosekliai, kaip parodyta 1 pav.

Baterija su mažu vidiniu pasipriešinimu gali tiekti daugiau srovės ir yra šalta, tačiau didelio atsparumo baterija įkaitina akumuliatorių ir sumažėja įtampa esant apkrovai, o tai sukelia ankstyvą išsijungimą.

Vidinį pasipriešinimą galima apskaičiuoti pagal srovės ir įtampos santykį, nurodytą dviem iškrovos kreivės taškais.

Dviejų pakopų nuolatinės apkrovos metodas siūlo alternatyvų metodą, taikant dvi nuoseklias skirtingų srovių ir trukmės iškrovos apkrovas. Akumuliatorius pirmą kartą išsikrauna esant silpnai srovei (0,2C) 10 sekundžių, po to - 3 sekundes didesnės srovės (2C) (žr. 2 pav.); Ohmo dėsnis apskaičiuoja pasipriešinimo vertes. Įvertinus įtampos parašą esant dviem apkrovos sąlygoms, pateikiama papildoma informacija apie akumuliatorių, tačiau vertės yra griežtai atsparios ir neatskleidžia įkrovimo būsenos (SoC) ar talpos įvertinimų. Apkrovos testas yra tinkamiausias metodas baterijoms, kurios maitina nuolatines apkrovas.

Kaip minėta anksčiau, yra daug metodų, kaip išmatuoti baterijas, apdorotas kitose instrukcijose ir kurias galima įgyvendinti naudojant „Arduino“, tačiau šiuo atveju, nors ir nepateikiamas išsamus akumuliatoriaus būklės įvertinimas, jis pateikia vertes, kurios gali būti naudojami jų būsimam elgesiui įvertinti.

Vidinis pasipriešinimas randamas naudojant ryšį

Kur

Ri = (V1 - V2) / (I2 - I1)

1 įtampa matuojama esant silpnai srovei ir ilgesniam laikui;

2 įtampa, išmatuota per didelę srovę ir trumpesnį laiką;

? 1 - srovė ilgesnį laiką;

? 2 - Srovė per trumpesnį laiką.

3 žingsnis: grandinė

Grandinė yra srovės šaltinis, kuris iš baterijų semia 0,2C (šiuo atveju 4mA) ir 2C (šiuo atveju 40mA), naudodamas tik vieną grandinę, valdomą naudojant PWM signalą iš „Arduino“. Tokiu būdu galima išmatuoti visas atsargines baterijas, kurių C = 20 mAh, neatsižvelgiant į jų įtampą nuo 1,2 V iki 4,8 V, ir kitas skirtingos talpos baterijas. Pirmoje versijoje aš naudoju du tranzistorius su apkrova, kad nutekėtų 4 mA, o kiti - 40 mA. Šis variantas nebuvo tinkamas ateičiai, nes jie norėjo išmatuoti kitas skirtingos talpos baterijas ir šiai schemai reikėjo daug rezistorių ir tranzistorių.

Grandinė su srovės šaltiniu parodyta 3 pav. PWM signalo dažnis iš „Arduino“plokštės 5 kaiščio yra 940 Hz, todėl žemo dažnio filtro (LPF) Fc yra 8 Hz, tai reiškia, kad pirmoji harmonika PWM signalas (940 Hz) bus susilpnintas 20 dB, nes RC filtrai slopina 10 dB per dešimtmetį (kas 10 kartų Fc - slopinimas bus 10 dB 80 Hz ir 20 dB 800 Hz dažniu). IRFZ44n tranzistorius yra per didelis, nes ateityje bus išbandytos didesnės talpos baterijos. LM58n, dvigubas operacinis stiprintuvas (OA), yra sąsaja tarp „Arduino“plokštės ir IRFZ44n. LPF buvo įdėtas tarp 2 operacinių stiprintuvų, kad būtų užtikrintas geras atsiejimas tarp mikroprocesoriaus ir filtro. 3 paveiksle „Arduino“kaištis A1 yra prijungtas prie tranzistoriaus IRFZ44n šaltinio, kad būtų galima patikrinti iš akumuliatoriaus srovę.

Grandinę sudaro 2 dalys, esančios žemiau „Arduino UNO“plokštės ir virš dabartinio šaltinio, kaip parodyta kitoje nuotraukoje. Kaip matote, šioje grandinėje nėra nei jungiklių, nei mygtukų, jie yra kompiuterio vartotojo sąsajoje.

Ši grandinė taip pat leidžia išmatuoti akumuliatoriaus talpą mAh, nes ji turi srovės šaltinį, o „Arduino“plokštė turi laikmatį.

4 žingsnis: programos

Kaip minėta aukščiau, programos vienoje pusėje yra vartotojo sąsaja, sukurta naudojant HTML, CSS, o kitoje - „Arduino“eskizas. Sąsaja šiuo metu yra labai paprasta, nes ji atlieka tik vidinio pasipriešinimo matavimą, ateityje atliks daugiau funkcijų.

Pirmame puslapyje yra išskleidžiamasis sąrašas, iš kurio vartotojas pasirenka akumuliatoriaus įtampą, kurią reikia išmatuoti (4 pav.). Pirmojo puslapio HTML programa vadinama „BatteryTesterInformation.html“. Visų baterijų talpa yra 20 mAh.

Antrasis puslapis, BatteryTesterMeasurement.html.

Antrame puslapyje akumuliatorius prijungiamas prie nurodytos jungties ir pradedamas (START mygtukas) matavimas. Šiuo metu šis šviesos diodas neįtrauktas, nes jame yra tik viena jungtis, tačiau ateityje jie turės daugiau jungčių.

Spustelėjus mygtuką START, prasideda ryšys su „Arduino“lenta. Tame pačiame puslapyje rodoma matavimo rezultatų forma, kai „Arduino“lenta siunčia akumuliatoriaus bandymo rezultatus, o mygtukai START ir CANCEL yra paslėpti. Mygtukas BACK naudojamas kito akumuliatoriaus bandymui pradėti.

Kitos programos „PhpConnect.php“funkcija yra prisijungti prie „Arduino“plokštės, perduoti ir priimti duomenis iš „Arduino“plokščių ir žiniatinklio serverio.

Pastaba: perdavimas iš kompiuterio į „Arduino“yra greitas, tačiau perdavimas iš „Arduino“į kompiuterį vėluoja 6 sekundes. Bandau išspręsti šią nemalonią situaciją. Prašome, bet kokia pagalba yra labai dėkinga.

Ir „Arduino“eskizas, „BatteryTester.ino“.

Kai vidinė varža yra 2 kartus didesnė nei pradinė (nauja baterija), baterija yra bloga. Tai reiškia, kad jei bandoma baterija turi 10 omų ar daugiau ir pagal specifikaciją tokio tipo baterija turėtų turėti 5 omus, ta baterija yra bloga.

Ši vartotojo sąsaja buvo išbandyta naudojant „FireFox“ir „Google“be problemų. Įdiegiau „xampp“ir „wampp“ir abu jie veikia gerai.

5 žingsnis: Išvada

Šio tipo kūrimas naudojant vartotojo sąsają asmeniniame kompiuteryje turi daug privalumų, nes leidžia vartotojui lengviau suprasti atliekamą darbą, taip pat išvengti brangių komponentų, kuriems reikalinga mechaninė sąveika, naudojimo, todėl jie yra pažeidžiami.

Kitas šios plėtros žingsnis yra pridėti jungtis ir modifikuoti kai kurias grandinės dalis, kad būtų galima išbandyti kitas baterijas, taip pat pridėti akumuliatoriaus įkroviklį. Po to PCB bus suprojektuotas ir užsakytas.

Vartotojo sąsaja turės daugiau pakeitimų, kad būtų įtrauktas akumuliatoriaus įkroviklio puslapis

Prašome bet kokių idėjų, patobulinimų ar pataisymų nedvejodami komentuoti, kad pagerintumėte šį darbą. Kita vertus, jei turite kokių nors klausimų, klauskite manęs, aš atsakysiu kuo greičiau.