Arduino alapú akkumulátor lemerülés elleni védelmi áramkör

Ebben a bejegyzésben egy Arduino használatával egy túlfeszültség-védelmi áramkört fogunk kialakítani a 12 V-os akkumulátor számára, amely megvédi a 12 V-os SLA akkumulátort a túlzott kisütés ellen, és a túlterhelt akkumulátor csatlakoztatása esetén is védi a csatlakoztatott terhelést a túlfeszültségtől.

Az akkumulátor töltési / kisütési sebességének megértése

Valamennyi elemnek természetes lemerülése van, de a legtöbbjük megsérül a felhasználói rész tudatlansága miatt. Az akkumulátor élettartama megrövidül, ha az akkumulátor feszültsége bizonyos fok alá süllyed, 12 V-os SLA akkumulátor esetén pedig nem szabad 11,80 V alatt lennie.

Ezt a projektet komparátorokkal lehetne megvalósítani, de itt mikrovezérlőt és kódolást használunk ennek megvalósításához.

Ez az áramkör jól alkalmazható rezisztív terhelések és más terhelések esetén, amelyek működés közben nem okoznak zajt az ellátásban. Próbálja elkerülni az induktív terhelést, például a szálcsiszolt egyenáramú motorokat.

A mikrovezérlők érzékenyek a zajra, és ez a beállítás ilyenkor leolvashatja a hibafeszültség értékeit, és rossz feszültség mellett levághatja az akkumulátort a terheléstől.

Hogyan működik

A megbeszélt a kisülési védelem felett A 12v akkumulátor áramköre egy feszültségosztóból áll, amely felelős a bemeneti feszültség csökkentéséért és szűk tartományba történő csökkentéséért, ahol az arduino leolvashatja a feszültséget.

A 10k előre beállított ellenállást használják az arduino leolvasásának kalibrálására. Ezeket az arduino a relé beindításához használja. Ennek a beállításnak a kalibrálását a cikk későbbi részében tárgyaljuk.

A relé állapotának jelzésére LED-jelző szolgál. A tranzisztor be- és kikapcsolja a relét, és egy dióda csatlakozik a relén keresztül a reléből keletkező nagyfeszültségű tüskék leállításához, miközben be- és kikapcsol.

Amikor az akkumulátor feszültsége 11,80 V alá süllyed, a relé bekapcsol és leválasztja az akkumulátort a terhelésről, és a LED-jelző is kigyullad, ez ugyanúgy történik, amikor az áramkör leolvassa az akkumulátor túlfeszültségét, a programban beállíthatja a túlfeszültség kikapcsolását .

Amikor az akkumulátor 11,80 V alá süllyed, a relé leválasztja a terhelést, a relé csak akkor kapcsolja vissza a terhelést az akkumulátorra, ha az akkumulátor feszültsége meghaladja a programban beállított névleges feszültséget.

A névleges feszültség a terhelés normál üzemi feszültsége. A fent említett mechanizmust azért hajtják végre, mert az akkumulátor feszültsége megemelkedik, miután leválasztották a terhelésről, és ez nem indíthatja el a relét alacsony akkumulátor állapotban.

A program névleges feszültsége 12,70 V, amely a tipikus 12 V SLA akkumulátorok teljes akkumulátorfeszültsége (Teljes akkumulátorfeszültség a töltőtől való leválasztás után).

Program kód:

//---------Program developed by R.Girish----------//
float cutoff = 11.80 //Cutoff voltage
float nominal = 12.70 //Nomial Voltage
float overvoltage = 14.00 //Overvoltage
int analogInput = 0
int out = 8
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
int off=13
void setup()
{
pinMode(analogInput,INPUT)
pinMode(out,OUTPUT)
pinMode(off,OUTPUT)
digitalWrite(off,LOW)
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10)
{
vin=0.0
}
if(vin<=cutoff)
{
digitalWrite(out,HIGH)
}
if(vin>=nominal && vincutoff)
{
digitalWrite(out,LOW)
}
if(vin>=overvoltage)
{
digitalWrite(out,HIGH )
delay(10000)
}
Serial.println('INPUT V= ')
Serial.println(vin)
delay(1000)
}
//---------Program developed by R.Girish----------//

Jegyzet:

float cutoff = 11,80 // Vágási feszültség
úszó névleges = 12,70 // Névleges feszültség
úszó túlfeszültség = 14,00 // Túlfeszültség

A fenti értékek megváltoztatásával megváltoztathatja a határértéket, a névleges és a túlfeszültséget.
Javasoljuk, hogy ezeket az értékeket csak akkor módosítsa, ha más akkumulátorfeszültséggel dolgozik.

Kalibrálás:

Ennek az akkumulátornak a kisütés elleni védelmi áramkör kalibrálását gondosan kell elvégezni. Változtatható tápegységre, jó multiméterre és csavarhúzóra van szükség az előre beállított ellenállás beállításához.

1) A befejezett beállítás terhelés nélkül változó tápegységhez csatlakozik.
2) Állítsa be a 13 voltot a változó tápegységen, ellenőrizze ezt a multiméter segítségével.
3) Nyissa ki a soros monitort, és forgassa el a 10k előre beállított ellenállás óráját vagy számlálóját óramutatóval, és közelítse a leolvasott értékeket a multiméterhez.
4) Most csökkentse a változó tápfeszültség feszültségét 12 V-ra, a multiméternek és a soros monitornak ugyanazt vagy nagyon közeli értéket kell olvasnia.
5) Most csökkentse a feszültséget 11,80 V-ra, a relének be kell kapcsolnia, és a LED-nek világítania kell.
6) Most növelje a feszültséget 14,00 V-ra, a relének be kell kapcsolnia és a LED világít.
7) Ha a fenti készletek sikeresek, cserélje ki a változó tápegységet egy teljesen feltöltött akkumulátorra, a soros monitoron és a multiméteren a leolvasott értékeknek azonosnak vagy nagyon közelinek kell lenniük.
8) Most csatlakoztassa a terhelést, mindkettő leolvasott értékének azonosnak és szinkronizáltnak kell maradnia.
Ha a fenti lépések sikeresek, az áramkör készen áll az akkumulátor kiszolgálására.

JEGYZET:

A kalibrálás során vegye figyelembe ezt a pontot.

Amikor a relét alacsony feszültség-megszakítás vagy túlfeszültség-megszakítás miatt kapcsolják be, a soros monitor leolvasott értékei nem a helyes feszültséget mutatják, mint a multiméteren, és magasabb vagy alacsonyabb értéket mutatnak, mint a multiméteren.

De amikor a feszültség visszaáll normál üzemi feszültségre, a relé kikapcsol és elkezd megfelelő feszültséget mutatni.

A fenti pont következtetése az, hogy amikor a relé be van kapcsolva, a soros monitor leolvasásai jelentős eltéréseket mutatnak, és ebben a szakaszban nem kell újra kalibrálnia.