Arduino Batterijcapaciteit Tester: Echt Vermogen Verifiëren, Valse Cellen Detecteren

Valse NiMH en Lithium-batterijen hebben de markt overstroomd. Ze adverteren hogere capaciteiten dan hun ware waarde. Dus, daartoe komt de Arduino-batterijcapaciteitstester om het verschil te vertellen.

Ook is het apparaat effectief voor het controleren van de capaciteit van herstelde 18650 laptop LED-batterijen.

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

Laten we beginnen.

Waarom Heb Je Een Batterijcapaciteitstester Nodig?

Batterijwaarden zijn meestal hoger dan hun capaciteit, en de cellen verouderen. Dus, als je van plan bent om het essentiële deel van batterijonderhoud uit te voeren, is het vitaal om een batterijcapaciteitstester te krijgen. En deze test helpt je de overgebleven opgeslagen energie in je batterij te weten.

Daarnaast helpt het je te weten hoeveel stroom je batterij kan leveren bij een bepaalde eindspanning voor een specifieke tijd.

Andere voordelen zijn:

• Het helpt je te weten wanneer je je batterij moet vervangen.
• Je krijgt inzicht in defecte intercellen en zwakke celconnectors.
• Het helpt je de positie van je batterij op de voorspelbare levenscurve te weten.

Hoe Werkt Een Batterijcapaciteitstester?

Een batterijcapaciteitstester werkt door elektrische capaciteit uit een batterij over een specifieke periode te onttrekken. Dus, de hoeveelheid energie die het apparaat uit de batterij haalt, is gelijk aan de ampère-uur-waarde van de batterij.

Verschillende batterijen hebben verschillende ontladingslimieten. Bijvoorbeeld, loodzuurbatterijen zijn 1,67V per cel. Maar loodzuurbatterijen hebben een limiet van 1,0V per cel. Dus, als je deze batterijen gebruikt, moet je een minimum ontlading van 20V en een nominale spanning van 24V hebben.

Het apparaat geeft je misschien niet de exacte capaciteit van je batterij. In plaats daarvan genereert het een uitgang gelijk aan de ampère-uur-waarde. Dus, je batterij is nuttig als het een capaciteit van meer dan 80% heeft voor een uur ontlading.

Een ideale batterijcapaciteitstester zorgt ervoor dat het een regelmatige stroom van de ampère-waarde van je batterij over een volledige ontladingsperiode handhaaft. En de regelmatige stroom blijft zelfs als de batterijterminaal verandert.

Ook helpt de dynamische capaciteitstester om de ontladingsstroom constant te houden door de belastingweerstand van een batterij te veranderen op basis van de spanning. Dus, wanneer ontlading begint, verandert de belastingweerstand dynamisch om de vereiste stroom te handhaven. Ook zal het apparaat een weerstandswaarde aanbieden aan de terminalspanning.

DIY Arduino Batterijcapaciteitstester

Hier richten we ons op het maken van een DIY Arduino-aangedreven batterijcapaciteitstester in deze sectie. Je kunt dit project vanaf huis draaien als je de onderstaande stappen naarstig volgt.

De Noodzakelijke Tools En Componenten Voor Het Project

Tools

• Kabelstripper
• Solderbout
• Schaar

Schaar

• Klemmeter

Klemmeter

• Heetluchtblazer
• Multimeter

Multimeter

Componenten

• Heatsink
• Drukknop
• Keramische ohm-weerstand
• PCB

PCB

• Opamp LM358
• Condensator 220µF
• Schroefterminal
• Drukknop-kapje
• PCB Stand-off
• Arduino Nano

Arduino Nano

• Condensator 100nF
• OLED-display (0,96 inch)
• Prototype-bord
• Vermogensweerstanden (1M en 4,7K)
• Krimpkous
• LM385BZ_1.2 RF-spanningsreferentie

Stappen

1. Teken Het Schema Van De Batterijcapaciteitstester En Deel Het In Vijf Secties

1. Buzzer-schakeling: Je kunt deze buzzer-schakeling gebruiken om het begin en einde van dit project te melden. Plus, een Arduino-digitale pin sluit aan op de 5-volt buzzer.

2. Batterijspanningsschakeling: De Arduino-analoge pin meet de batterijspanning. Met C3 en C4 condensators kun je ruis van de constante-stroombelastingsschakeling gemakkelijk filteren, en het kan de prestaties van de ADC-conversie verminderen.

3. Voedingschakeling: Het bestaat uit een 9 volt DC-jack, en het komt met twee condensatoren; C1 en C2. De Arduino-pin (Vin) verbindt met de voedingsuitgang (Vout), en de Arduino-spanningsregelaar treedt de stroom af naar 5 volt.

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

5. UI-schakeling: Primair heeft deze schakeling een 0,96-inch display en twee drukknoppen (omlaag en omhoog drukknoppen voor het verlagen en verhogen van de pulbreedte van PWM). C7 en C8 zijn de perfecte pasvorm voor het debouncen van drukknoppen, terwijl R4 en R3 pull-up-weerstanden vertegenwoordigen die geschikt zijn voor de omlaag- en omhoog-drukknoppen.

2. Hoe Het Werkt

De OpAmp-invoeren Pin 2 en Pin 3 zijn één geünificeerde versterker voor dit project. Om de MOSFET-gate te openen, moet je de spanning van de niet-inverterende invoer vestigen door het PWM-signaal fijn af te stellen.

Dus stroomt de stroom in de R1 in terwijl de MOSFET inschakelt, terwijl het een spanningsval creëert die de OpAmp negatieve feedback geeft. Dit systeem stelt de niet-inverterende en invoerspanningen in staat om vergelijkbaar te zijn met de MOSFET-controle. Ook is de belastingweerstandsstroom recht evenredig met de niet-inverterende invoerspanning van de OpAmp.

3. De Batterijcapaciteit Berekenen

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

• mAh = I × T

In de bovenstaande vergelijking:

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

De ontladingsstroom is stabiel gedurende je test vanwege de constante-stroombelastingsschakeling.

4. De Schakeling Maken Voor Arduino-batterijtester

Allereerst, verbind de schakeling met een breadboard om te zien of het werkt. Als het dat doet, voer de componentensoldering uit op het prototype-printplaatje.

Hier zijn stappen die je kunt volgen om uitstekende resultaten te bereiken:

• Installeer de Nano door de vrouwelijke header-pin te verdelen met diagonale tangen, wat 15 pinnen voor elk deel geeft. Zorg ervoor dat beide delen goed in de Arduino Nano passen.

• Snij de 4-pins vrouwelijke header en gebruik het om het OLED-display aan het bord te solderen.

• Daarna verbind de overige componenten en terminalen met het bord via solderen. Zorg er ook voor dat je gekleurde draden gebruikt om ze op de schema's te onderscheiden.

5. Het OLED-scherm Weergeven

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

Om parameters weer te geven, gebruik de Adafruit_SSD1306-bibliotheek, die je op GitHub kunt krijgen. Na het installeren ervan, voer de volgende verbindingen uit in deze volgorde:

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

6. Installeer De Stand-offs En Verbind Buzzer Voor Waarschuwingsmeldingen

De piezo-buzzer is het vereiste component voor waarschuwingsmeldingen gedurende de test. Het komt met twee terminalen; een langere positieve poot en een kortere negatieve poot. Ook heeft de buzzer een sticker die de positieve en negatieve terminalen toont.

Als er geen ruimte is om de buzzer op het prototype-bord te plaatsen, kun je het aan de hoofdbord verbinden met twee draden.

Hier zijn de vereiste verbindingen:

• GND naar negatieve terminal
• Arduino naar buzzer
• Positieve terminal naar D9

Daarna installeer de stand-offs door ze aan het bord te solderen. Op die manier heb je meer ruimte voor draden en solderjoints.

7. Ontwerp Je PCB

Vervolgens, gebruik de EasyEDA-online-app om een schema voor je PCB te ontwerpen.

Met het schematekenen kun je beginnen met het ordenen van je PCB-componenten op een nette manier terwijl je de minste ruimte inneemt. Als je van plan bent om de PCB in een behuizing te plaatsen, controleer of het voorzien is van montagegaten.

Dan, doe de routing op de PCB met een tracking-tool. Het proces omvat het verbinden van elk component om overlappende te vermijden.

Als je tekst wilt toevoegen, gebruik een zijdenlaag op het bord. Ook kun je een logo-afbeelding op het bord printen als je kiest.

8. PCB Assemblage

Om de componenten en onderdelen aan de PCB te monteren, heb je een multimeter, solderbout, en kniptang nodig. De vuistregel is om het bordsolderen uit te voeren op basis van de hoogte van het individuele component of onderdeel.

Hier zijn de assemblagestappen om te nemen:

• Plaats de poten van de componenten in de PCB-gaten en draai de PCB om.
• Breng daarna de solderbout-tip naar de componentpoten aan de achterkant en soldeer de joints.
• Breng dan lood aan op de pad-kruising en bedek het om het lood te laten vloeien rond de componentpoten.

9. Arduino Codes, Software, En Bibliotheek

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

Dus, hier zijn twee bibliotheken die je moet downloaden en installeren:

• Adafruit_SSD1306
• JC_button

10. De Eindtest Uitvoeren

Om een eindtest uit te voeren, laad een batterij op met een goede lader. Daarna verbind dezelfde batterij met een batterijterminal voordat je de stroom plaatst volgens je vereiste en de OMHOOG-knop ingedrukt houdt voor minimaal 10 seconden. Op dit punt zou je een notificatiegeluid horen om het begin van je testprocedure te certificeren.

Terwijl je de DIY Arduino-batterijcapaciteitstester test, controleer alle parameters op het OLED-display. Tijdens de test zul je de batterij ontladen zien tot het een 3,2-volt drempel bereikt, met vertraagde piepgeluiden.

Veelgestelde Vragen

Hoe Test Je De Capaciteit Van Een Batterij?

Verbind de batterijcondensatortester met de negatieve en positieve contacten van je batterij; het werkt door belasting toe te voegen. Dan observeert het de stroom en spanning van de batterij. Meestal bieden batterijtesters nauwkeurige waarden op basis van het type batterij dat het leest.

Hoe Monitor Je De Batterij Op Arduino?

Verbind je batterij met de Arduino Vin, en je zult de batterijspanning op het display zien.

Hoe Wordt Lithium-batterijcapaciteit Gemeten?

Je kunt deze capaciteit meten in Ah (ampère-uren). Dus, als je 1 ampère-uur hebt, kun je 1 ampère uit de cel in een uur trekken.

Afsluitende Woorden

De Arduino-batterijcapaciteitstester is een uitstekend hulpmiddel om je batterijen in goede vorm te houden. Dus kun je kiezen om er een te bouwen of te kopen.

Terwijl je erbij bent, zorg ervoor dat het apparaat compatibel is met je batterijen. En de kenmerken zijn nuttig voor je behoeften.

Wat vind je van het apparaat? Aarzel niet om contact met ons op te nemen met je vragen of suggesties.