WEB İstifadəçi Arayüzü ilə Arduino Batareya Test Cihazı .: 5 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Bu gün elektron avadanlıqlar ehtiyat batareyalardan istifadə edərək avadanlıq söndürüldükdə və ya təsadüfən avadanlıq söndürüldükdə əməliyyatın qaldığı vəziyyəti saxlayır. İstifadəçi açıldıqda qaldığı yerə qayıdır və beləliklə nə vaxtını, nə də tapşırıqlarının yerinə yetirilmə qaydasını itirmir.

Addım 1: Giriş

Fərqli tutumlu və gərginlikli batareyaların vəziyyətini ölçmək üçün bir layihə edirəm: İki səviyyəli DC yükü. Bu üsul batareyadan 10 saniyə kiçik bir cərəyan və 3 saniyə yüksək cərəyan çəkməkdən ibarətdir (IEC 61951-1: 2005 standartları). Bu ölçüdən daxili müqavimət hesablanır və buna görə də vəziyyəti.

İş stansiyası hər bir batareya növü üçün bir neçə konnektordan və PC -dən ibarət olacaq. Bunun üçün bir istifadəçi interfeysi (UI) lazımdır. Bu təlimatın ən vacib hissəsi UI -dir, çünki digər təlimatlarda bu batareya test üsulları təsvir edilmişdir. Emal etməyi sınadım və yaxşı nəticələr əldə etdim, ancaq yerli bir veb serverdən istifadə edərək öz proqramımı yaratmağa və HTML, CSS və php potensialından istifadə etməyə qərar verdim.

Məlumdur ki, Arduinodan Windows PC -yə məlumat göndərmək çox çətindir, amma nəticədə buna nail oldum. Bütün proqramlar bu təlimata daxil edilmişdir.

Addım 2: Nəyi və Necə Ölçəcəyik

Daxili Müqavimət.

Hər bir real batareyanın daxili müqaviməti var. Həmişə ideal bir gərginlik mənbəyi olduğunu düşünürük, yəni nominal gərginliyi sabit saxlayaraq çox cərəyan əldə edə bilərik. Bununla birlikdə, batareyanın ölçüsü, kimyəvi xüsusiyyətləri, yaşı və temperaturu, bir batareyanın qaynaq edə biləcəyi cərəyanın miqdarını təsir edir. Nəticədə, Şəkil 1 -də göstərildiyi kimi, ideal bir gərginlik mənbəyi və bir rezistora malik daha yaxşı bir batareya modeli yarada bilərik.

Daxili müqaviməti aşağı olan batareya daha çox cərəyan verə bilir və soyuq saxlayır, lakin yüksək müqavimət göstərən bir batareya batareyanın istiləşməsinə və yük altında gərginliyin düşməsinə səbəb olaraq erkən bağlanmağa səbəb olur.

Daxili müqavimət, boşalma əyrisində iki nöqtə tərəfindən verilən cərəyan-gərginlik əlaqəsindən hesablana bilər.

İki pilləli DC yükləmə üsulu, fərqli cərəyanların və zaman müddətlərinin ardıcıl iki boşaltma yükünü tətbiq edərək alternativ bir üsul təqdim edir. Batareya əvvəlcə 10 saniyə aşağı cərəyanda (0.2C) boşalır, daha sonra 3 saniyə daha yüksək bir cərəyan (2C) (Şəkil 2 -ə baxın); Ohm qanunu müqavimət dəyərlərini hesablayır. İki yük şəraitində gərginlik imzasının qiymətləndirilməsi batareya haqqında əlavə məlumat verir, lakin dəyərlər ciddi şəkildə müqavimət göstərir və şarj vəziyyətini (SoC) və ya tutum təxminlərini ortaya qoymur. Yük testi, DC yüklərini işlədən batareyalar üçün üstünlük verilən üsuldur.

Daha əvvəl də qeyd edildiyi kimi, digər təlimatlarda işlədilən və Arduino ilə tətbiq oluna bilən batareyaları ölçməyin bir çox üsulu var, lakin bu halda, batareyanın vəziyyətini tam qiymətləndirməsə də, ola biləcək dəyərlər verir. gələcək davranışlarını qiymətləndirmək üçün istifadə olunur.

Daxili müqavimət əlaqədən istifadə etməklə tapılır

Harada

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

? 1-Gərginlik aşağı cərəyan və daha uzun zaman anında ölçülür;

2-Yüksək cərəyan və daha qısa müddət ərzində ölçülən gərginlik;

? 1 - Daha uzun müddət ərzində cərəyan;

2 - Vaxtın qısa anında cərəyan.

Addım 3: Dövrə

Dövrə, Arduino PWM siqnalı ilə idarə olunan yalnız bir dövrə istifadə edərək batareyalardan 0,2C (bu halda 4mA) və 2C (bu halda 40mA) çəkən bir cərəyan mənbəyidir. Bu yolla, bütün ehtiyat batareyalarını C = 20mAh ilə ölçmək mümkündür, onların gərginliyi 1.2V -dən 4.8V aralığında və fərqli tutumlu digər batareyalardan asılı olmayaraq. Birinci versiyada, hər biri 4mA və digər 40mA boşaltmaq üçün yükü olan iki tranzistordan istifadə etdim. Fərqli tutumlu digər batareyaları ölçmək istədikləri üçün bu variant gələcək üçün uyğun deyildi və bu sxem çox sayda rezistor və tranzistor tələb edirdi.

Cərəyan mənbəyi olan dövrə Şəkil 3 -də göstərilmişdir. Arduino lövhəsinin 5 -ci pinindən PWM siqnalının tezliyi 940 Hz -dir, buna görə də Aşağı Keçid Filtrinin (LPF) Fc -si 8 Hz -dir, bu, ilk harmonik PWM siqnalı (940Hz) 20dB zəiflədiləcək, çünki RC filtrləri on ildə 10 dB zəifləmə təmin edir (hər 10 dəfə Fc - sönmə 80Hz -də 10dB və 800Hz -də 20dB olacaq). IRFZ44n tranzistoru çox böyükdür, çünki gələcəkdə daha böyük tutumlu batareyalar sınaqdan keçiriləcək. LM58n, ikili əməliyyat gücləndiricisi (OA), Arduino lövhəsi ilə IRFZ44n arasındakı interfeysdir. LPF, mikroişlemci ilə filtr arasında yaxşı bir ayrılma təmin etmək üçün 2 əməliyyat gücləndiricisinin arasına qoyuldu. Şəkil 3 -də, Arduinonun A1 pimi, batareyadan alınan cərəyanı yoxlamaq üçün IRFZ44n tranzistor mənbəyinə bağlıdır.

Dövrə, növbəti fotoşəkildə göstərildiyi kimi Arduino UNO lövhəsinin altında və mövcud mənbənin üstündə 2 hissədən ibarətdir. Gördüyünüz kimi, bu dövrədə nə açarlar, nə də düymələr yoxdur, kompüterdə UI -dədirlər.

Bu dövrə eyni zamanda cərəyan mənbəyinə və Arduino lövhəsində bir taymerə malik olduğu üçün batareya tutumunu mAh ilə ölçməyə imkan verir.

Addım 4: Proqramlar

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, tətbiqin bir tərəfində HTML, CSS və digər tərəfdən Arduino eskizi ilə hazırlanmış bir UI var. İnterfeys son dərəcə sadədir, çünki yalnız daxili müqavimətin ölçülməsini həyata keçirir, gələcəkdə daha çox funksiyanı yerinə yetirəcək.

İlk səhifədə istifadəçinin ölçülməsi üçün batareyanın gərginliyini seçdiyi açılan siyahı var (Şəkil 4). İlk səhifə HTML proqramı, BatteryTesterInformation.html adlanır. Bütün batareyalar 20 mAh tutuma malikdir.

İkinci səhifə, BatteryTesterMeasurement.html.

İkinci səhifədə, batareya göstərilən bağlayıcıya qoşulur və ölçməyə başlayın (BAŞLAT düyməsini). Hal -hazırda, yalnız bir konnektoru olduğu üçün bu led daxil edilmir, lakin gələcəkdə daha çox bağlayıcıya sahib olacaqlar.

START düyməsini tıkladıqdan sonra Arduino lövhəsi ilə əlaqə başlayır. Eyni səhifədə, Arduino lövhəsi batareya testinin nəticələrini göndərdikdə və BAŞLAT və İPTAL düymələri gizlədikdə Ölçmə Nəticələri forması göstərilir. BACK düyməsi başqa bir batareyanın sınağına başlamaq üçün istifadə olunur.

Növbəti proqramın funksiyası PhpConnect.php, Arduino lövhəsi ilə əlaqə qurmaq, Arduino lövhələrindən və veb serverdən məlumat ötürmək və qəbul etməkdir.

Qeyd: PC -dən Arduinoya ötürmə sürətlidir, ancaq Arduinodan PC -yə ötürülmə 6 saniyə gecikir. Bu zəhlətökən vəziyyəti həll etməyə çalışıram. Xahiş edirəm, hər hansı bir kömək çox yüksək qiymətləndirilir.

Və Arduino eskizi, BatteryTester.ino.

Nəticədə daxili müqavimət ilkindən (yeni batareya) 2 dəfə böyük olduqda, batareya pisdir. Yəni, sınaqdan keçirilmiş batareyanın 10 Ohm və ya daha çoxu varsa və spesifikasiyaya görə bu tip batareyanın 5 Ohm olması lazımdırsa, bu batareya pisdir.

Bu UI FireFox və Google ilə problemsiz sınaqdan keçirildi. Xampp və wampp qurdum və hər ikisində də yaxşı işləyir.

Addım 5: Nəticə

PC -də istifadəçi interfeysi istifadə edərək bu cür inkişaf bir çox üstünlüklərə malikdir, çünki istifadəçiyə gördüyü işi daha asan başa düşməklə yanaşı mexaniki qarşılıqlı təsir tələb edən bahalı komponentlərin istifadəsindən qaçınmaq imkanı verir ki, bu da onları fasilələrə həssas edir.

Bu inkişafın növbəti addımı, digər batareyaları sınamaq üçün konnektorlar əlavə etmək və dövrənin bəzi hissələrini dəyişdirmək və bir batareya şarj cihazı da əlavə etməkdir. Bundan sonra, PCB dizayn ediləcək və sifariş veriləcəkdir.

UI, batareya şarj cihazı səhifəsini daxil etmək üçün daha çox dəyişikliklərə sahib olacaq

Zəhmət olmasa, hər hansı bir fikir, təkmilləşdirmə və ya düzəliş bu işi yaxşılaşdırmaq üçün şərh verməkdən çəkinməyin. Digər tərəfdən, hər hansı bir sualınız varsa, soruşun, bacardığım qədər cavablandıracağam.