- Nepieciešamās sastāvdaļas:
- Ķēdes skaidrojums:
- Displeja spriegums un strāva LCD, izmantojot Arduino:
- Akumulatora lādētāja uzbūve:
- Akumulatora lādētāja pārbaude:
Lielāko daļu mūsu elektronikas projektu darbina svina skābes akumulators. Šajā projektā ļaujiet mums apspriest, kā šo svina skābes akumulatoru uzlādēt, izmantojot vienkāršu ķēdi, kuru var viegli saprast un izveidot no mājām. Šis projekts ietaupīs jūs no ieguldījumiem akumulatora lādētājā un palīdzēs pagarināt akumulatora darbības laiku. Tātad sāksim darbu !!!!
Sāksim ar dažu pamata lietu apzināšanu par svina skābes akumulatoru, lai mēs varētu efektīvāk izveidot savu lādētāju. Lielākā daļa svina skābes akumulatoru tirgū ir 12 V baterijas. Katras baterijas Ah (ampēri stundās) var mainīties atkarībā no nepieciešamās jaudas, piemēram, 7 Ah akumulators varēs nodrošināt 1 ampēru uz 7 stundām (1 ampēri * 7 stundas = 7 Ah). Pēc pilnīgas izlādes akumulatora procentuālajai daļai vajadzētu būt aptuveni 10,5, šis ir laiks, kad mēs lādējam savas baterijas. Ieteicams akumulatora uzlādes strāvai būt 1/10 no akumulatora Ah kategorijas. Tātad 7 Ah akumulatoram uzlādes strāvai jābūt aptuveni 0,7 ampēriem. Lielāka par šo strāvu var kaitēt akumulatoram, kā rezultātā samazinās akumulatora darbības laiks. Paturot to vērā, tas ir mazs mājāslādētājs varēs nodrošināt mainīgu spriegumu un mainīgu strāvu. Strāvu var noregulēt, pamatojoties uz pašreizējo akumulatora Ah rādītāju.
Šo svina skābes akumulatora lādētāja ķēdi var izmantot arī mobilo tālruņu uzlādēšanai pēc sprieguma un strāvas regulēšanas atbilstoši mobilajam tālrunim, izmantojot POT. Šī shēma nodrošinās regulētu līdzstrāvas padevi no maiņstrāvas tīkla un darbosies kā maiņstrāvas-līdzstrāvas adapteris; Iepriekš esmu izveidojis mainīgu barošanas avotu ar lielu strāvas un sprieguma izeju.
Nepieciešamās sastāvdaļas:
- Transformators 12V 1Amp
- IC LM317 (2)
- Diodes tilts W005
- Savienotāja spaiļu bloks (2)
- Kondensators 1000uF, 1uF
- Kondensators 0.1uF (5)
- Mainīgs rezistors 100R
- Rezistors 1k (5)
- Rezistors 10k
- Diode- Nn007 (3)
- LM358 - Opamp
- 0.05R - šunta rezistors / vads
- LCD-16 * 2 (pēc izvēles)
- Arduino Nano (pēc izvēles)
Ķēdes skaidrojums:
Pilnīga šīs akumulatora lādētāja shēmas shēma ir parādīta zemāk:
Mūsu 12 V barošanas ķēdes galvenais mērķis ir kontrolēt akumulatora spriegumu un strāvu, lai to varētu uzlādēt vislabākajā iespējamajā veidā. Šim nolūkam mēs esam izmantojuši divus LM317 IC, vienu izmanto sprieguma kontrolei, bet otru - strāvas ierobežošanai. Šeit mūsu ķēdē IC U1 tiek izmantots strāvas kontrolei un IC U3 tiek izmantots sprieguma kontrolei. Es ļoti iesaku jums izlasīt LM317 datu lapu un to saprast, lai tas būtu noderīgs, izmēģinot līdzīgus projektus, jo LM317 ir visbiežāk izmantotais mainīgais regulators.
Sprieguma regulatora ķēde:
Vienkārša sprieguma regulatora shēma, kas ņemta no LM317 datu lapas, parādīta iepriekš redzamajā attēlā. Šeit izejas spriegumu nosaka rezistora vērtības R1 un R2, mūsu gadījumā rezistoru R2 izmanto kā mainīgu rezistoru, lai kontrolētu izejas spriegumu. Formulas izejas sprieguma aprēķināšanai ir Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Izmantojot šīs formulas, tiek izvēlēta pretestības vērtība 1K (R8) un 10K - pot (RV2). Varat arī izmantot šo LM317 kalkulatoru, lai aprēķinātu R2 vērtību.
Pašreizējā ierobežotāja ķēde:
Strāvas ierobežotāju Circuit, ņemti no LM317 ir datu, tiek parādīts iepriekš minēto skaitli; šī ir vienkārša ķēde, kuru var izmantot, lai ierobežotu strāvu mūsu ķēdē, pamatojoties uz pretestības vērtību R1. Formulas izejas strāvas aprēķināšanai ir Iout = 1,2 / R1. Pamatojoties uz šīm formulām, katla RV1 vērtība tiek izvēlēta kā 100R.
Tādējādi, lai kontrolētu strāvu un spriegumu, tiek izmantoti attiecīgi divi potenciometri RV1 un RV2, kā parādīts iepriekš shēmās. LM317 darbina diodes tilts; pats Diode Bridge ir savienots ar transformatoru caur savienotāju P1. Transformatora vērtējums ir 12 V 1 ampēri. Ar šo ķēdi pietiek, lai izveidotu vienkāršu ķēdi, taču ar dažu papildu iestatījumu palīdzību mēs varam uzraudzīt lādētāja strāvu un spriegumu LCD, kas ir paskaidrots zemāk.
Displeja spriegums un strāva LCD, izmantojot Arduino:
Ar Arduino Nano un LCD (16 * 2) palīdzību mēs varam parādīt mūsu lādētāja sprieguma un strāvas vērtības. Bet kā mēs to varam izdarīt !!
Arduino Nano ir 5V darbināms mikrokontrolleris, jebkas vairāk par 5V to nogalinās. Bet mūsu lādētājs darbojas uz 12V, tāpēc ar sprieguma dalītāja ķēdes palīdzību (0-14) Volt vērtība tiek kartēta līdz (0-5) V, izmantojot rezistoru R1 (1k) un R2 (500R), piemēram, iepriekš veikts 0-24v 3A regulētā barošanas ķēdē, lai parādītu spriegumu LCD, izmantojot Arduino Nano.
Lai izmērītu strāvu, mēs izmantojam šunta rezistoru R4 ar ļoti mazu vērtību, lai izveidotu sprieguma kritumu visā rezistorā, kā redzat zemāk esošajā ķēdē. Tagad, izmantojot Ohma likuma kalkulatoru, mēs varam aprēķināt strāvu, kas iet caur rezistoru, izmantojot formulas I = V / R.
Mūsu ķēdē R4 vērtība ir 0,05R, un maksimālā strāva, kas var iet caur mūsu ķēdi, būs 1,2 ampēri, jo transformators ir tā novērtēts. Nominālā jauda rezistoru var aprēķināt, izmantojot P = I ^ 2 R. Mūsu gadījumā P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07, kas ir mazāks par ceturtdaļu vatu. Bet, ja jūs nesaņemat 0.05R vai ja jūsu pašreizējais vērtējums ir augstāks, tad attiecīgi aprēķiniet jaudu. Tagad, ja mēs spējam izmērīt sprieguma kritumu pret rezistoru R4, mēs varētu aprēķināt strāvu caur ķēdi, izmantojot mūsu Arduino. Bet šis sprieguma kritums ir ļoti minimāls, lai mūsu Arduino to varētu izlasīt. Tādējādi pastiprinātāja shēma tiek konstruēta, izmantojot Op-amp LM358, kā parādīts attēlā iepriekš, šī Op-Amp izeja tiek piešķirta mūsu Arduino caur RC ķēdi, lai izmērītu strāvu un parādītu LCD.
Kad mēs esam izlēmuši savu komponentu vērtību savā ķēdē, vienmēr ir ieteicams izmantot simulācijas programmatūru, lai pārbaudītu mūsu vērtības, pirms mēs turpinām savu faktisko aparatūru. Šeit esmu izmantojis Proteus 8, lai simulētu ķēdi, kā parādīts zemāk. Simulāciju var palaist, izmantojot failu (12V_charger.pdsprj), kas norādīts šajā zip failā.
Akumulatora lādētāja uzbūve:
Kad esat gatavs ķēdei, varat sākt veidot savu lādētāju, šim projektam varat izmantot Perf plāksni vai izveidot savu PCB. Esmu izmantojis PCB, PCB tika izveidots, izmantojot KICAD. KICAD ir atvērtā koda PCB projektēšanas programmatūra, un to var bez maksas lejupielādēt tiešsaistē. Ja neesat pazīstams ar PCB dizainu, neuztraucieties !!!. Esmu pievienojis Gerber un citus drukas failus (lejupielādējiet šeit), kurus var nodot vietējam PCB ražotājam, un jūsu plāksni var izgatavot. Jūs varat arī redzēt, kā jūsu PCB izskatīsies pēc ražošanas, augšupielādējot šos Gerber failus (zip failus) jebkurā Gerber Viewer. PCB dizains mūsu lādētājs ir parādīts zemāk.
Kad PCB ir izgatavots, salieciet un lodējiet komponentus, pamatojoties uz shēmās norādītajām vērtībām, jūsu ērtībai iepriekš norādītajā zip failā ir pievienots arī BOM (Bill of Material), lai jūs tos varētu ērti iegādāties un salikt. Pēc mūsu lādētāja montāžas vajadzētu izskatīties apmēram šādi….
Akumulatora lādētāja pārbaude:
Tagad ir pienācis laiks pārbaudīt mūsu lādētāju, lai lādētājs darbotos, Arduino un LCD nav nepieciešami. Tos izmanto tikai uzraudzības nolūkos. Jūs varat tos uzstādīt, izmantojot Bergstick, kā parādīts iepriekš, lai jūs tos varētu noņemt, kad tie ir nepieciešami citam projektam.
Pārbaudes nolūkos noņemiet Arduino un pievienojiet transformatoru, tagad pielāgojiet izejas spriegumu mūsu vajadzīgajam spriegumam, izmantojot POT RV2. Pārbaudiet spriegumu, izmantojot multimetru, un pievienojiet to akumulatoram, kā parādīts zemāk. Tas ir tas, ka mūsu lādētājs tagad darbojas.
Tagad, pirms pievienojam mūsu Arduino, pārbaudiet ienākošo spriegumu mūsu Arduino Nano tapām A0 un A1, ja ārējā ķēde darbojas pareizi, tas nedrīkst pārsniegt 5 V. Ja viss ir kārtībā, pievienojiet savu Arduino un LCD. Izmantojiet zemāk sniegto programmu, lai augšupielādētu savā Arduino. Šī programma tikai parādīs mūsu lādētāja spriegumu un strāvas vērtību, mēs to varam izmantot, lai iestatītu spriegumu un uzraudzītu, vai mūsu akumulators tiek uzlādēts pareizi. Pārbaudiet zemāk sniegto video.
Ja viss darbojas, kā paredzēts, jums vajadzētu iegūt displeju LCD, kā parādīts iepriekšējos attēlos. Tagad viss ir izdarīts, viss, kas mums jādara, ir savienot lādētāju ar jebkuru 12 V akumulatoru un uzlādēt, izmantojot vēlamo spriegumu un strāvu. To pašu lādētāju var izmantot arī mobilā tālruņa uzlādēšanai, taču pirms pievienošanas pārbaudiet mobilā tālruņa uzlādēšanai nepieciešamo strāvas un sprieguma līmeni. Lai uzlādētu mobilo tālruni, mūsu ķēdei ir jāpievieno arī USB kabelis.
Ja jums ir kādas šaubas, lūdzu, nekautrējieties izmantot komentāru sadaļu. Mēs vienmēr esam gatavi jums palīdzēt !!
LAIMĪGU MĀCĪŠANOS !!!!