Testeur de batterie. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Chargeurs, batteries, cellules galvaniques

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En feuilletant les magazines Radio des années passées, on trouve toujours une idée pour un nouveau design. Dans ce cas, l'article [1] sous le titre "A l'étranger" a servi de source à l'idée. L'appareil décrit remplit une fonction similaire et est conçu pour tester rapidement les batteries galvaniques les plus courantes dans les équipements ménagers.

Le testeur mesure la capacité résiduelle de la batterie galvanique au moment de la mesure en pourcentage de la valeur nominale. La capacité d'un élément est la quantité d'électricité qu'il peut fournir à une charge. Lors d'une décharge à courant constant I, sa valeur en ampères-heures est égale au courant de décharge multiplié par la durée de décharge de l'élément à une tension minimale prédéterminée. Lors de la décharge à une résistance de charge constante, le courant diminue avec le temps en raison d'une diminution de la tension de la cellule. Dans ce cas, la capacité de l'élément est calculée par la formule

où t est la durée de la décharge ; i(t) - courant de décharge, qui change pendant le processus de décharge ; R_н - résistance à la charge ; U est la tension de l'élément, qui change pendant le processus de décharge ; tu_cf. est la tension de cellule moyennée sur le temps de décharge.

Sur la fig. La figure 1 montre la courbe mesurée expérimentalement de la décharge d'un élément alcalin "Energizer" de taille AA sur une résistance d'une résistance de 15 ohms. Sur la fig. 2 - obtenu par intégration graphique de cette courbe, la dépendance de la capacité résiduelle de l'élément à sa tension. La capacité d'un élément frais non déchargé s'est avérée être de 2 Ah.

Riz. 1. Courbe de décharge d'un élément alcalin "Energizer" taille AA sur une résistance d'une résistance de 15 ohms

Riz. 2. Dépendance de la capacité résiduelle de l'élément à sa tension (cliquer pour agrandir)

Le schéma du testeur est illustré à la fig. 3. À l'aide de l'ADC intégré dans le microcontrôleur DD1 (ATtiny 13A-SU), il mesure la tension sur la batterie Gx testée lorsqu'elle est chargée avec une résistance sélectionnée par le commutateur SA2. La valeur mesurée est comparée aux constantes stockées dans la mémoire du microcontrôleur, le logiciel de comparaison allume un certain nombre de LED sur l'échelle linéaire de l'indicateur de capacité de l'élément.

Riz. 3. Circuit testeur (cliquez pour agrandir)

Cet indicateur se compose de sept LED vertes et d'une LED jaune. Le nombre de LED allumées est proportionnel à la capacité de la cellule : 100 % - toutes les LED HL1-HL8 sont allumées, 0 % - une seule LED jaune HL8 est allumée.

Si la tension de cellule est inférieure à 1 V, la LED rouge HL9 s'allume. Cela indique que la batterie testée n'est pas adaptée à une utilisation ultérieure.

Lors de la vérification, dix mesures de la tension de l'élément sont effectuées avec des pauses entre elles de 0,2 s. Ensuite, le programme calcule la valeur moyenne du résultat, qu'il compare avec les constantes stockées en mémoire. Pour des lectures correctes de l'instrument, le diviseur de tension sur la résistance d'accord R1 doit être ajusté de sorte que la tension à son contact mobile (à l'entrée de l'ADC du microcontrôleur) soit de 1 V à une tension de 1,5 V sur l'élément testé.

Le registre à décalage 74HC164 (DD2) commute les LED HL1-HL8 de l'indicateur, la LED rouge HL9 est connectée à la sortie PB1 du microcontrôleur. À la mise sous tension, toutes les LED clignotent pendant 2 s, après leur extinction, l'appareil est prêt à fonctionner. Le bouton SB1 est utilisé pour démarrer le sous-programme de mesure et connecte la sortie négative de l'élément testé à un fil commun. Pendant toute la durée de la mesure (jusqu'à ce que l'indicateur indique la valeur de la capacité de l'élément contrôlé), le bouton doit être maintenu enfoncé. Le commutateur SA2 à trois positions permet de sélectionner une résistance qui règle le courant de charge en fonction de la taille de la batterie testée. Les courants de décharge initiaux sont les suivants : AA, AAA - 100 mA, C - 250 mA, D - 400 mA.

La résistance ajustable R1 calibre l'appareil. La procédure pour cela est la suivante. Une nouvelle cellule galvanique Gx avec une tension de 1,5 V est connectée au testeur. Avec le commutateur SA2 en position "AA, AAA" et le bouton SB1 enfoncé, en faisant tourner la résistance ajustable R1 à l'entrée PB4 du microcontrôleur, un tension de 1 V est fixée par rapport à la broche 4 du microcontrôleur.

Dans l'état initial du bouton SB1, la broche 3 du connecteur XP1 est connectée à un fil commun, ce qui, lors de la programmation du microcontrôleur, provoque une panne ou une défaillance du programmeur. Pour éviter cela, lors de la programmation, il est nécessaire de déconnecter le fil de la broche 1 du bouton SB1 ou de maintenir ce bouton enfoncé jusqu'à ce que la programmation soit terminée.

Comme l'a montré la pratique, la LED HL9, connectée via une résistance R15 à la broche 6 du connecteur XP1, n'affecte pas le bon fonctionnement du programmateur STK500.

Le testeur est alimenté par deux cellules galvaniques G1 et G2, taille AA. L'interrupteur d'alimentation SA1 a trois positions (dont deux "On") et est connecté entre les batteries. Il est tout à fait acceptable d'utiliser une autre source d'alimentation avec une tension stabilisée jusqu'à 5 V et un interrupteur conventionnel.

La carte de circuit imprimé du testeur est illustrée à la fig. 4, et la disposition des éléments dessus - sur la Fig. 5. La carte est conçue pour être placée dans le boîtier du chargeur "Varta". Des lobes de contact sont soudés dans les trous rectangulaires qui y sont prévus, qui, lorsque la carte est installée dans le boîtier, connectent ses circuits aux batteries G1, G2 situées aux emplacements de montage réguliers du boîtier et à l'élément testé Gx. Pour tester des éléments plus grands, un bornier est installé dans la partie supérieure du boîtier. L'apparence du dispositif assemblé est illustrée à la fig. 6.

Riz. 4. Testeur de PCB

Riz. 5. Disposition des éléments sur la carte de test

Riz. 6. Aspect du testeur assemblé

Résistances R2 et R7-R15 - taille 1206 pour montage en surface, R3-R5 - 0,25 W, R6 - 0,5 W pour montage en surface. La résistance ajustable R1 est multi-tours.

Les condensateurs à oxyde peuvent être utilisés de n'importe quel type. Condensateur C2 - céramique KM-6 ou similaire importé. Au lieu de LED discrètes HL1-HL9, vous pouvez utiliser une échelle LED linéaire prête à l'emploi, par exemple, DC-7G3HWA. Connecteur XP1 - Fiche PLD-6.

Pour augmenter la fiabilité du résultat, il est recommandé de vérifier les éléments à une résistance de charge proche de celle avec laquelle il est supposé fonctionner à l'avenir. Une précision encore plus grande peut être obtenue si plusieurs blocs de constantes sont fournis dans le programme, avec lesquels la tension de l'élément sera comparée en fonction de son type.

Lors de la programmation du microcontrôleur, ses bits de configuration pour le fonctionnement à partir du générateur d'horloge interne de 4,8 MHz doivent être définis comme suit :

CKSEL = 01 ;

SUT=10 ;

CKDIV8 = 1.

Lors du développement du logiciel, le fichier 16121572.asm a été utilisé - une implémentation logicielle de l'interface SPI pour le modèle AT90S1200 du livre [2].

Le programme du microcontrôleur peut être téléchargé à partir de ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/06/testbat_v2.zip.

littérature

1. Testeur de batteries ("A l'étranger"). - Radio, 1991, n° 6, p. 86.
2. Microcontrôleurs Trumpert W. AVR-RISC. - Kyiv : "MK-Press", 2006.

Auteur : N. Salimov

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