Arduino batterijcapaciteitstester:hoe het werkt en waarom je er een nodig hebt

Nep NiMH- en lithiumbatterijen hebben de markt overspoeld. Ze adverteren met hogere capaciteiten dan hun werkelijke waarde. Dus dat is waar de Arduino-batterijcapaciteitstester binnenkomt om het verschil te zien.

Het apparaat is ook effectief voor het controleren van de capaciteit van herstelde 18650 LED-batterijen voor laptops.

Maar hoe werkt het apparaat? Waarom heb je het nodig? Dit artikel geeft antwoord op al deze vragen, geeft gedetailleerde stappen voor het bouwen van het apparaat en meer.

Laten we beginnen.

Waarom heb je een batterijcapaciteitstester nodig?

Batterijclassificaties zijn meestal hoger dan hun capaciteit en de cellen hebben de neiging om te verouderen. Dus als u van plan bent om het essentiële deel van het batterijonderhoud uit te voeren, is het essentieel om een ​​batterijcapaciteitstester aan te schaffen. En door deze test te doen, weet je hoeveel energie er nog in je batterij zit.

Bovendien helpt het u te weten hoeveel stroom uw batterij gedurende een bepaalde tijd kan leveren bij een bepaalde eindspanning.

Andere voordelen zijn:

• Het helpt je te weten wanneer je je batterij moet vervangen.
• Je krijgt inzicht in defecte intercel en zwakke celconnectoren.
• Het helpt je de positie van je batterij op de voorspelbare levensduur te kennen.

Hoe werkt een batterijcapaciteitstester?

Een batterijcapaciteitstester werkt door gedurende een bepaalde periode elektrische capaciteit van een batterij te nemen. De hoeveelheid energie die het apparaat uit de batterij haalt, is dus gelijk aan de ampère-uurwaarde van de batterij.

Verschillende batterijen hebben verschillende ontlaadlimieten. Loodzuuraccu's zijn bijvoorbeeld 1,67 V per cel. Maar loodzuuraccu's hebben een limiet van 1,0 V per cel. Als u deze batterijen gebruikt, moet u dus een minimale ontlading van 20V en een nominale spanning van 24V hebben.

Het apparaat geeft u mogelijk niet de exacte capaciteit van uw batterij. In plaats daarvan zal het een output genereren die gelijk is aan zijn ampère-uurclassificatie. Uw batterij is dus nuttig als deze een capaciteit van meer dan 80% heeft voor een uur ontlading.

Een ideale batterijcapaciteitstester zorgt ervoor dat hij een normale stroomsterkte van de ampèrewaarde van uw batterij gedurende een volledige ontladingsperiode ondersteunt. En de normale stroom blijft bestaan, zelfs als de accupool verandert.

De dynamische capaciteitstester helpt ook om de ontlaadstroom constant te houden door de belastingsweerstand van een batterij te wijzigen op basis van de spanning. Dus wanneer de ontlading begint, zal de belastingsweerstand dynamisch veranderen om de vereiste stroom te behouden. Het apparaat biedt ook een weerstandswaarde bij de klemspanning.

DIY Arduino-batterijcapaciteitstester

Hier zullen we ons in dit gedeelte concentreren op het maken van een doe-het-zelf Arduino-aangedreven batterijcapaciteitstester. Je kunt dit project vanuit huis uitvoeren als je de onderstaande stappen nauwgezet volgt.

De benodigde hulpmiddelen en componenten die nodig zijn voor het project

Hulpprogramma's

• Draadstripper
• Soldeerbout
• Draadsnijder

Draadknipper

• Klemmeter

Stroomtang

• Heteluchtblazer
• Multimeter

Multimeter

Onderdelen

• Koelbak
• Drukknop
• Keramische ohm-weerstand
• PCB

printplaat

• Opamp LM358
• Condensator 220uF
• Schroefklem
• Drukknoppendop
• PCB-stand-off
• Arduino Nano

Arduino Nano

• Condensator 100nF
• OLED-scherm (0,96 inch)
• Prototypebord
• Vermogensweerstanden (1M en 4,7K)
• Krimpbuizen
• LM385BZ_1.2 RF-spanningsreferentie

Stappen

1. Teken de schema's van de batterijcapaciteitstester en verdeel deze in vijf secties

1. Zoemercircuit :U kunt dit zoemercircuit gebruiken om het begin en het einde van dit project te melden. Bovendien fuseert een Arduino digitale pin met de 5-volt zoemer.

2. Accuspanningscircuit :De Arduino analoge pin meet de batterijspanning. Met C3- en C4-condensatoren kunt u gemakkelijk ruis filteren uit het constante stroombelastingscircuit en de prestaties van de ADC-conversie verminderen.

3. Voedingscircuit :Het bestaat uit een 9 volt DC-aansluiting en wordt geleverd met twee condensatoren; C1 en C2. De Arduino-pin (Vin) maakt verbinding met de stroomuitgang (Vout) en de Arduino-spanningsregelaar verlaagt de stroom naar 5 volt.

4. Constante stroombelastingsschakeling :De Op-amp LM358 met twee operationele versterkers is het belangrijkste element van deze schakeling. De R2 en C6 vertegenwoordigen vermogensweerstanden met een laagdoorlaatfiltermechanisme dat het PWM-signaal verwijdert dat Arduino-pin D10 creëert.

5. UI-circuit :In de eerste plaats heeft deze schakeling een display van 0,96 inch en twee drukknoppen (omlaag en omhoog tot drukknoppen voor het verlagen en verhogen van de pulsbreedte van PWM). C7 en C8 zijn de perfecte pasvorm voor debouncing-drukknoppen, terwijl R4 en R3 pull-up-weerstanden vertegenwoordigen die geschikt zijn voor de neerwaartse en opwaartse drukknoppen.

2. Hoe het werkt

De OpAmp-ingangen Pin 2 en Pin 3 zijn één uniforme versterker voor dit project. Om de MOSFET-poort te openen, moet u de spanning van de niet-inverterende ingang bepalen door het PWM-signaal te verfijnen.

Dus de stroom komt de R1 binnen terwijl de MOSFET wordt ingeschakeld, terwijl een spanningsval wordt gecreëerd die de OpAmp negatieve feedback geeft. Met dit systeem kunnen de niet-inverterende en ingangsspanningen vergelijkbaar zijn met de MOSFET-besturing. Ook is de stroom van de belastingsweerstand recht evenredig met de niet-inverterende ingangsspanning van de OpAmp.

3. De batterijcapaciteit berekenen

De formule die nodig is om de batterijcapaciteit te berekenen is als volgt:

• mAh =I x T

In de bovenstaande vergelijking;

• mAh =batterijcapaciteit
• I =stroom (mA)
• T =tijd (uren)

De ontlaadstroom is stabiel tijdens uw test vanwege het constante stroombelastingscircuit.

4. Het circuit maken voor Arduino-batterijtester

Sluit eerst het circuit aan op een breadboard om te zien of het werkt. Als dit het geval is, laat u de component solderen op de prototypeprintplaat.

Hier zijn de stappen die u kunt volgen om uitstekende resultaten te behalen:

• Installeer de Nano door de vrouwelijke header-pin te delen met diagonale tangen, zodat er 15 pinnen zijn voor elk onderdeel. Zorg er vervolgens voor dat beide onderdelen goed in de Arduino nano passen.

• Snijd de 4-pins vrouwelijke header en gebruik deze om het OLED-scherm op het bord te solderen

• Verbind daarna de resterende componenten en aansluitingen met het bord door te solderen. Zorg er ook voor dat u gekleurde draden gebruikt om ze te onderscheiden op de schema's.

5. Geef het OLED-scherm weer

Gebruik de 128 bij 64 resolutie OLED-monitor met 0,96 inch om de capaciteit, batterijspanning en ontlaadspanning te laten zien. SDA en SCL zijn de twee pinnen die nodig zijn voor communicatie in de Arduino Uno.

Gebruik de Adafruit_SSD1306-bibliotheek om parameters weer te geven, die u op GitHub kunt krijgen. Voer na installatie de volgende verbindingen in deze volgorde uit:

• 5V naar VCC
• A4 naar SDA
• GND naar GND
• A5 tot SCL
• Arduino naar OLED

6. Installeer de afstandhouders en verbindingszoemer voor waarschuwingswaarschuwingen

De piëzo-zoemer is het vereiste onderdeel voor waarschuwingsmeldingen tijdens de test. Het wordt geleverd met twee terminals; een langer positief been en een korter negatief been. De zoemer heeft ook een sticker met de positieve en negatieve aansluitingen.

Als er geen ruimte is om de zoemer op de prototypekaart te plaatsen, kunt u deze met twee draden samenvoegen met de hoofdprintplaat.

Dit zijn de vereiste verbindingen:

• GND naar negatieve terminal
• Arduino naar zoemer
• Positieve aansluiting op D9

Installeer daarna de afstandhouders door ze op het bord te solderen. Zo heb je meer ruimte voor draden en soldeerverbindingen.

7. Ontwerp uw printplaat

Gebruik vervolgens de EasyEDA online app om een ​​schema voor uw PCB te ontwerpen.

Met de schematische tekening kunt u beginnen met het ordelijk in elkaar zetten van uw PCB-componenten met een minimale ruimtebeslag. Als u van plan bent de printplaat in een behuizing te plaatsen, controleer dan of deze is voorzien van montagegaten.

Voer vervolgens de routing op de PCB uit met een trackingtool. Het proces omvat het verbinden van elk onderdeel om overlapping te voorkomen.

Als je tekst wilt toevoegen, gebruik dan een zijden laag op het bord. U kunt desgewenst ook een logo-afbeelding op het bord afdrukken.

8. PCB-assemblage

Om de componenten en onderdelen op de printplaat te monteren, heb je een multimeter, soldeerbout en tang nodig. De vuistregel is om het bord te laten solderen op basis van de hoogte van het individuele onderdeel of onderdeel.

Dit zijn de montagestappen die u moet nemen:

• Steek de pootjes van de componenten in de PCB-gaten en draai de PCB om.
• Breng vervolgens de soldeerboutpunt naar de componentpoten aan de achterkant en soldeer de verbindingen.
• Breng vervolgens het lood aan op de pad-junction en bedek het zodat het lood rond de poten van het onderdeel kan stromen.

9. Arduino-codes, software en bibliotheek

In deze fase moet je bibliotheken en Arduino-code downloaden.

Hier zijn dus twee bibliotheken die u moet downloaden en installeren:

• Adafruit_SSD1306
• JC_button

10. Doe de laatste test

Om een ​​laatste test uit te voeren, laadt u een batterij op met een goede oplader. Voeg daarna dezelfde batterij samen met een batterijterminal voordat u de stroom naar uw behoefte plaatst en de UP-knop minstens 10 seconden ingedrukt houdt. Op dit punt hoort u een meldingsgeluid om het begin van uw testprocedure te certificeren.

Controleer tijdens het testen van de DIY Arduino-batterijcapaciteitstester alle parameters op het OLED-display. Tijdens de test zult u merken dat de batterij ontlaadt totdat deze een drempel van 3,2 volt bereikt, met vertraagde pieptonen.

Veelgestelde vragen

Hoe test je de capaciteit van een batterij?

Sluit de batterijcondensatortester aan op het negatieve en positieve contact van uw batterij; het zal werken door belasting toe te voegen. Vervolgens zal het de stroom en spanning van de batterij observeren. Batterijtesters bieden doorgaans nauwkeurige metingen op basis van het type batterij dat wordt gelezen.

Hoe controleer je de batterij op Arduino?

Sluit je batterij aan op de Arduino Vin en je ziet de spanning van je batterij op het scherm.

Hoe wordt de capaciteit van een lithiumbatterij gemeten?

Deze capaciteit kunt u meten in Ah (ampère-uur). Dus als je 1 ampère-uur hebt, kun je in een uur 1 ampère uit de cel halen.

Afsluitwoorden  

De Arduino-batterijcapaciteitstester is een uitstekend hulpmiddel om uw batterijen in goede staat te houden. U kunt er dus voor kiezen om er een te bouwen of te kopen.

Terwijl u toch bezig bent, moet u ervoor zorgen dat het apparaat compatibel is met uw batterijen. En de functies zijn gunstig voor uw behoeften.

Dus, wat vind je van het apparaat? Neem gerust contact met ons op met uw vragen of suggesties.