"Разрядно" устройство, или как да измерим капацитета на батерията

[juliang]

Това засега е сглобено "на коляно", с подръчни елементи. Единственото което прави в момента е да мери напрежение и време. Идеята в бъдеще е следната:
1. Ограничаване на минималното напрежение до което да пада батерията, за да не се повреди необратимо. Теста трябва да прекъсне при достигане на 3.0 волта (или ако съм садист - до 2.5 волта ).
2. "Наръч" от резистори, с възможност за избор на оптималния според капацитета на батерията.
3. Много евентуално и много напред в бъдещето - и функция за зареждане, и функция за балансиране ... абе нещо такова:


В момента ползвам наскоро дошлите ми Ардуино Уно, LCD Shield и real-time clock модул. Резистор 10 вата 5.1 ома като товар. Едно це-ка ключенце с което може да се прекъсне товара и едновременно с това да се спре часовника (ако човек иска да похапне и да не оставя батерията без надзор).

Код:

Код: [Маркирай кода]

#include <virtuabotixRTC.h>
#include <LiquidCrystal.h>


// Creation of the Real Time Clock Object
//SCLK -> 6, I/O -> 7, CE -> 8
virtuabotixRTC myRTC(10, 11, 12);
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

byte oldSeconds;
int analogPin = 1;
int startMeasurementPin = 3;
float voltage = 0.0;
String text;
float batteryCapacity = 0;
int elapsedTime = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(startMeasurementPin, INPUT);
  lcd.begin(16, 2);              // start the library
  // Set the current date, and time in the following format:
  // seconds, minutes, hours, day of the week, day of the month, month, year
  //myRTC.setDS1302Time(00, 22, 20, 2, 21, 2, 2017);
}

void loop() {
  // This allows for the update of variables for time or accessing the individual elements.
  myRTC.updateTime();
  if (oldSeconds != myRTC.seconds)
  {
    oldSeconds = myRTC.seconds;
    elapsedTime++;
    voltage = analogRead(analogPin) / 204.38;
    batteryCapacity += voltage / 5.1;
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print(String(voltage) + "V   ");
    if (digitalRead(startMeasurementPin) == LOW)
    {
      lcd.setCursor(6, 0);
      lcd.print(String(elapsedTime) + "s");
      lcd.setCursor(11, 0);
      lcd.print("RUN ");
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("Capacity " + String(batteryCapacity / 3.6) + "mAh");
      //    lcd.print(getTimeAsString(myRTC));
    }
    else
    {
      lcd.setCursor(11, 0);
      lcd.print("STOP");
    }
  }
}

String getTimeAsString(virtuabotixRTC rtc)
{
  String result;
  result = "Time:";
  if (rtc.hours < 10) {
    result = result + "0";
  }
  result = result + rtc.hours + ":";
  if (rtc.minutes < 10) {
    result = result + "0";
  }
  result = result + rtc.minutes + ":";
  if (rtc.seconds < 10) {
    result = result + "0";
  }
  result = result + rtc.seconds;
  return result;
}
И по кода има неща за издялкване ... ма като за 1/2 час с налучкването на правилните библиотеки - толкоз

[Коев]

Ако го направиш да изключва разряда при достигане на 3,6 волта, ще става за тестване и на оловнокисели батерии/с две клетки/.За зареждане след теста може да се ползват зарядни за таблет-5в, 1или2А, на първо време.

[Радико]

Юлияне аз лично проявявам интерес към това как точно си се справил с модула за точно време.
Би ли споделил повече за ,от къде го купи, имаше ли проблем с библиотеките, изобщо всичко за него защото и аз мисля да ползвам такъв модул и всяка информация би била полезна. 

[juliang]

Юлияне аз лично проявявам интерес към това как точно си се справил с модула за точно време.
Би ли споделил повече за ,от къде го купи, имаше ли проблем с библиотеките, изобщо всичко за него защото и аз мисля да ползвам такъв модул и всяка информация би била полезна.

Модула го взех от али-то - поръчах една камара модули за всякакви функции, без да подбирам много конкретното реализиране. Ето този точно:

Реално самия модул представлява един чип DS1302 ( https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/DS1302.pdf), кварцов резонатор на 32768 херца и гнездо за батерийка. Има 5 писти на кръст, никаква допълнителна логика - каквото предлага чипа, това е. В али-то има и по-евтини, и по-функционални модули за реално време.
Колко ще е точен модула зависи изцяло от точността на кварца. Чипа само брои и превръща броя импулси в удобен за човека вид - смята си дни от седмицата, съобразява се с високосни години и т.н. Един път като "го свериш" с определена команда от библиотеката можеш да го откачаш от ардуиното и да го оставяш някъде по чекмеджетата и той ще си цъка от батерийката. Специално моя не е много точен... бяга около минута на ден
Коя библиотека ще се ползва зависи изцяло от това какъв чип се ползва в определения модул. Има библиотеки които могат да се оправят с различни чипове, има специализирани (и съответно по-малки като обем) библиотечки които могат да обслужват само един чип. Но общо-взето предлагат четене на дата и час и запис на дата и час. Връщат цялата информация в един клас, пък ти си взимаш каквото ти е нужно.
Този чип DS1302 има и 31 байта памет в него, която също се крепи от батерията и там можеш да си запишеш някаква дата/час - примерно за аларма. Идеята е да не товариш това инфо в ардуиното и да не се грижиш за запазването му. Но и за там имаш само четене/запис - чипа няма да те уведоми че времето е настъпило, трябва сам да сравняваш.
Другото което не можах да намеря е фукнционалност за elapsed time - разлика между две времена, или нещо като хронометър. Нито хардуерно, нито като библиотека (не че търсих много де ). Трябва сам да си правиш сметките колко дни, часа, минути и секунди са изтекли между двете дати. Вероятно някой по-добър чип има тази функционалност.

[vsl]

Здравейте,

Ако се използва резистор за разреждане на батерия то тока няма да константен. Напрежението пада във всеки момент и тока също би намалил. Това което се използва е електронен товар или electronic load. Пускам примерен сайт и схема за Ардино.

http://jasper.sikken.nl/electronicload/index.html

[juliang]

Ако се използва резистор за разреждане на батерия то тока няма да константен. Напрежението пада във всеки момент и тока също би намалил...

batteryCapacity += voltage / 5.1 - това го има в кода.
Програмата всъщност измерва напрежението един път в секундата. Измеренето напрежение разделено на съпротивлението (5.1 ома) на резистора дава тока който преминава през тази секунда.
Програмата в началото задава batteryCapacity = 0 и всяка секунда добавя към batteryCapacity измерения за тази секунда ток. В нея дефакто ще има измерените амперсекунди. За да получа милиамперчаса умножавам по 1000 и деля на 3 600, или просто деля на 3.6 при самото изписване на дисплея:

lcd.print("Capacity " + String(batteryCapacity / 3.6) + "mAh");

[valex]

juliang
Една идея от мен : правиш един управляем модул повишаващ напрежението чрез PWM на Arduinoto. Така можеш да регулираш разрядния ток през съпротивлението като променяш напрежението върху него.

[vsl]

batteryCapacity += voltage / 5.1 - това го има в кода.
Програмата всъщност измерва напрежението един път в секундата. Измеренето напрежение разделено на съпротивлението (5.1 ома) на резистора дава тока който преминава през тази секунда.
Програмата в началото задава batteryCapacity = 0 и всяка секунда добавя към batteryCapacity измерения за тази секунда ток. В нея дефакто ще има измерените амперсекунди. За да получа милиамперчаса умножавам по 1000 и деля на 3 600, или просто деля на 3.6 при самото изписване на дисплея:

lcd.print("Capacity " + String(batteryCapacity / 3.6) + "mAh");

Ставаше дума че няма да можеш да направиш СС разряд. А също така и СР (constant power)

[juliang]

Едва ли има уред, който да ползва батерията си в режим CC или CP... А и разликата между напрежението при пълна и празна батерия (е, не съвсем празна, а само изтощена до безопасна граница) е около 30%. Не виждам как този режим ще повлияе на измерването на капацитета й. Все пак не гоня лабораторна точност...
Самия резистор е с допуск 10%, двата ми китайски мултимера дават разлика от около 0.5 ома при меренето на стойността на съпротивлението (явно меренето на ниско съпротивление не им е от силните страни ), вероятно самата стойност на съпротивлението се променя при загряването докато работи, капацитета на батерията също се влияе от околната температура, real-time clock модула също има някаква грешка...
Вчера се заиграх да оптимизирам малко връзките и се оказа, че тия жички с които връзвам батерията и резистора са прекалено тънки - във всяка от тях има пад на напрежението около 1/2 волт заради големия ток, т.е. тяхното съпротивление би трябвало да се добави към съпротивлението на резистора. Обаче колко точно е то е неясно Ще трябва да чакам да ми дойдат холдерите за този модел батерии, които да осигурят стабилен контакт и да ползвам по-дебели и запоени проводници за да не изкривявам съвсем измерването.

Както не веднъж съм казвал и съм призовавал други колеги в тоя форум - теорията за измерването при един експеримент е не по-малко важна от измислянето на самия експеримент Винаги експериментатора трябва да подлага на съмнение показанията на уредите си, да търси местата където уредите биха могли да го излъжат и да подлага всяко измерване на проверка.

juliang
Една идея от мен : правиш един управляем модул повишаващ напрежението чрез PWM на Arduinoto. Така можеш да регулираш разрядния ток през съпротивлението като променяш напрежението върху него.

Трябва да се помисли върху този вариант Мерси!

[krasias]

Juliang, май си попрекалил с тока щом греят чак проводниците. Производителите на батерии изкарват този капацитет при разряден ток 10mA, и добре знаеш че при различни токове батериите дават различен капацитет. Или най общо казано колкото тока на разряд е по голям толкова по малък капацитет ще отчиташ.

[juliang]

Juliang, май си попрекалил с тока щом греят чак проводниците. Производителите на батерии изкарват този капацитет при разряден ток 10mA, и добре знаеш че при различни токове батериите дават различен капацитет. Или най общо казано колкото тока на разряд е по голям толкова по малък капацитет ще отчиташ.

Това са елементи от батерии за лаптопи, а жичките китайчето ги е правило от някви толкоз тънки кабелчета, че не е истина...  и връзките бяха кофти...
Ако елементите са 2 600 мАч и дърпам по 10 мА от тях... лаптопа ми е трябвало да работи към 10 дена на батерия

Сметката за резистора съм я прави така, че батерията да "кляка" за час-два, колкото е нормалното време за работа на един лаптоп на батерия.
Сутринта смених кабелите, сковах си една кутийка за батерия, вече ардуиното и волтметъра вързан на клемите на батерията показват едно и също. меря една клетка и засега резултата е:
Време - 4500 секунди (демек час и 15 мин)
Напрежение под товар: 3.63V
Напрежение без товар: 3.78V
Изцицани от батерията досега - 948 милиамперчаса.

Данните ми изглеждат като да са достверни... ще чакам да падне до 3 волта и ще видя какво ще покаже.