バッテリーテスター。スキーム、説明

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バッテリーテスター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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過去のラジオ雑誌をめくると、いつでも新しいデザインのアイデアを得ることができます。この場合、「海外」という見出しの下にある記事 [1] がアイデアのソースとして機能しました。説明されているデバイスは同様の機能を実行し、家庭用機器の最も一般的なガルバニック電池を迅速にチェックするように設計されています。

テスターは、測定時のガルバニック電池の残存容量を公称値のパーセンテージとして測定します。要素の静電容量は、負荷に供給できる電気の量です。定電流 I で放電する場合、そのアンペア時単位の値は、放電電流に所定の最小電圧までの素子の放電期間を乗じた値に等しくなります。一定の負荷抵抗まで放電すると、セル電圧の低下により電流が時間の経過とともに減少します。この場合、要素の容量は次の式で計算されます。

バッテリーテスター

ここで、t は放電の継続時間です。 i(t) - 放電電流。放電プロセス中に変化します。 R_н - 負荷抵抗; U は素子の電圧であり、放電プロセス中に変化します。 U_参照は、放電時間全体にわたって平均化されたセル電圧です。

図上。図 1 は、抵抗 15 オームの抵抗器上でのアルカリ要素「エナジャイザー」サイズ AA の放電の実験的に測定された曲線を示しています。図上。 2 - この曲線のグラフ積分によって得られる、素子の残留容量の電圧依存性。新品の未放電素子の容量は２Ａｈであった。

バッテリーテスター
米。 1. 抵抗値 15 オームの抵抗器でのアルカリ元素「エナジャイザー」サイズ AA の放電曲線

バッテリーテスター
米。 2. 素子の残留容量の電圧依存性（クリックで拡大）

テスターのスキームを図に示します。 3. DD1 (ATtiny 13A-SU) マイクロコントローラーの内蔵 ADC を使用して、SA2 スイッチで選択された抵抗が負荷されているときの、テスト対象の Gx バッテリーの電圧を測定します。測定値はマイコンのメモリに保存されている定数と比較され、比較ソフトウェアユニットが素子容量表示器のリニアスケール上の一定数のLEDを点灯させます。

米。 3. テスター回路 (クリックして拡大)

このインジケータは、100 個の緑色 LED と 1 個の黄色 LED で構成されています。点灯する LED の数はセル容量に比例します。8% - すべての HL0 ～ HL8 LED が点灯、XNUMX% - 黄色の HLXNUMX LED が XNUMX つだけ点灯します。

セル電圧が 1 V 未満の場合、赤色 LED HL9 が点灯します。これは、テストされたバッテリーがそれ以上の使用に適していないことを示します。

チェックする際は、0,2 秒の間隔をあけて素子電圧を 1 回測定します。次に、プログラムは結果の平均値を計算し、メモリに保存されている定数と比較します。機器の読み取りを正しく行うには、調整抵抗 R1 の分圧器を調整して、その可動接点 (マイクロコントローラーの ADC の入力) の電圧が、テスト対象の要素の電圧 1,5 V で XNUMX V になるように調整する必要があります。

シフトレジスタ 74HC164 (DD2) はインジケーターの LED HL1 ～ HL8 を切り替えます。赤色 LED HL9 はマイクロコントローラーの PB1 出力に接続されています。電源を入れると、すべての LED が 2 秒間点滅し、消灯するとデバイスは動作可能になります。 SB1 ボタンは測定サブルーチンを開始するために使用され、テスト対象の要素の負の出力を共通のワイヤに接続します。測定中（チェック対象の要素の容量値がインジケーターに表示されるまで）、ボタンを押し続ける必要があります。 2 つの位置のスイッチ SA100 は、テストされるバッテリーのサイズに応じて負荷電流を設定する抵抗を選択するために使用されます。初期放電電流は次のとおりです: AA、AAA - 250 mA、C - 400 mA、D - XNUMX mA。

トリマー抵抗器 R1 はデバイスを校正します。その手順は次のとおりです。電圧 1,5 V の新しいガルバニ電池 Gx をテスターに接続し、スイッチ SA2 を「AA、AAA」の位置にしてボタン SB1 を押し、マイクロコントローラーの入力 PB1 のトリマー抵抗 R4 を回転させます。 1 V の電圧は、マイクロコントローラーのピン 4 に対して設定されます。

SB1 ボタンの初期状態では、XP3 コネクタのピン 1 は共通のワイヤに接続されており、マイクロコントローラをプログラミングするときにプログラマの故障または故障の原因となります。これを回避するには、プログラミング中に SB1 ボタンのピン 1 からワイヤを外すか、プログラミングが完了するまでこのボタンを押し続ける必要があります。

実際に示されているように、抵抗 R9 を介して XP15 コネクタのピン 6 に接続されている HL1 LED は、STK500 プログラマの正しい動作に影響を与えません。

テスターは、AA サイズの 1 つのガルバニ電池 G2 および G1 によって電力を供給されます。 SA5 電源スイッチには XNUMX つの位置 (そのうち XNUMX つは「オン」) があり、バッテリー間に接続されています。最大 XNUMX V の安定化電圧を持つ別の電源と従来のスイッチを使用しても問題ありません。

テスターのプリント基板を図に示します。 4とその上の要素の配置 - 図。 5. ボードは充電器「Varta」からケースに設置できるように設計されています。コンタクトローブは、ボードに設けられた長方形の穴にはんだ付けされており、ボードがケースに取り付けられると、その回路がケースの通常の取り付け場所にあるG1、G2バッテリーとテスト対象のエレメントGxに接続されます。より大きな要素をテストするには、ハウジングの上部に端子台が取り付けられます。組み立てた装置の外観を図に示します。 6.

バッテリーテスター
米。 4. PCBテスター

バッテリーテスター
米。 5.テストボード上の要素の配置

バッテリーテスター
米。 6.組み立てられたテスターの外観

抵抗器 R2 および R7 ～ R15 - 表面実装の場合はサイズ 1206、R3 ～ R5 - 0,25 W、表面実装の場合は R6 - 0,5 W。トリマ抵抗 R1 は多巻きです。

酸化物コンデンサはどのタイプでも使用できます。コンデンサ C2 - セラミック KM-6 または同様の輸入品。個別の LED HL1 ～ HL9 の代わりに、既製のリニア LED スケール (DC-7G3HWA など) を使用できます。 XP1 コネクタ - PLD-6 プラグ。

結果の信頼性を高めるために、将来動作することが想定される負荷抵抗に近い負荷抵抗で要素をチェックすることをお勧めします。プログラム内に定数のブロックをいくつか用意し、そのブロックで素子の種類に応じて電圧を比較すると、さらに高い精度を実現できます。

マイクロコントローラーをプログラミングするときは、内部 4,8 MHz クロックジェネレーターから動作するためのコンフィギュレーションビットを次のように設定する必要があります。

CKSEL = 01;

SUT=10;

CKDIV8=1。

ソフトウェアの開発時には、書籍 [16121572] に記載されている AT90S1200 モデル用の SPI インターフェイスのソフトウェア実装であるファイル 2.asm が使用されました。

マイクロコントローラープログラムは、ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/06/testbat_v2.zip からダウンロードできます。

文学

バッテリーのテスター（「海外」）。 - ラジオ、1991 年、第 6 号、p. 86.
TrumpertW.AVR-RISCマイクロコントローラー。 --Kyiv：「MK-Press」、2006年。

著者: N. サリモフ

他の記事も見る セクション充電器、バッテリー、ガルバニ電池.

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