Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельное зарядное устройство на микроконтроллере


Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов на Atmega 8.

РадиоКот >Схемы >Питание >Зарядные устройства >

Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов на Atmega 8.

  Хочу представить вниманию зарядное устройство (ЗУ) для автомобильных аккумуляторов на Atmega 8. Данное устройство является моим вариантом ЗУ описание которого выложено в [1].  Очень рекомендую сначала прочитать описание оригинального ЗУ для снятия многих вопросов.  К достоинствам ЗУ можно отнести использование силового трансформатора от бесперебойников, защиту от короткого замыкания и переполюсовки. ЗУ можно собрать в корпусе бесперебойника что снимает проблему всех устройств радиолюбителя – корпус.

    После изготовления нескольких штук по оригинальному описанию я пришел к заключению что использование Atmega16 является избыточным, как по обьему памяти так и по количеству портов вводавывода. Поэтому было решено перевести проект на  Atmega 8, тем более что исходники Автором были любезно выложены.

    После тщательного курения даташита, а особенно замечательной книги [2] получилось переделать прошивку для Atmega 8. Также мною были внесены некоторые изменения в схему устройства для придания некоторой универсальности в части возможности использования различных компонентов. Схема того что получилось представлена ниже:

 

    Как видно устройство разделено на две части: микроконтроллера (МК) и силовую.

    Некоторые обьяснения по схеме контроллера. К разьему pow-in подключается маломощный внешний трансформатор с напряжением вторичной обмотки порядка 10-15 вольт, после выпрямления напряжение подается через развязывающий диод D9 на стабилизатор 78l12, который используется для питания операционного усилителя цепи измерения тока, и стабилизатора 7805 который питает микроконтроллер. Резисторы R32, R1 и стабилитрон D10 с напряжением стабилизации 5.1 вольт формируют сигнал прерывания МК для определения момента перехода сетевого напряжения через ноль.

    На операционном усилителе (ОУ) U5 типа LM358 собраны усилитель сигнала с шунта для измерения зарядного тока и усилитель сигнала с шунта для определения перегрузки. Питание ОУ осуществляется напряжением 12 вольт и напряжением -5 вольт, которое преобразуется при помощи ICL7660 из напряжения +5 вольт. Использование ICL7660 позволяет отказаться от применения трансформатора с двумя вторичными обмотками, как в оригинальном устройстве. Кроме того предусмотрен вариант использования Rail-to-Rail ОУ, что позволяет вообще отказаться от источника питания +12 вольт, преобразователя ICL7660, а также защитных диодных сборок D6, D7. Был испытан образец на ОУ MCP6002 который себя неплохо зарекомендовал. При использовании Rail-to-Rail ОУ не устанавливается стабилизатор 78l12 и конденсатор C15. Впаивается нулевая перемычка R13 для питания ОУ от +5 вольт, а вместо конденсатора C13 впаивается нулевая перемычка на корпус. Таким образом организуется питание +5 вольт для ОУ. При сборке нужно внимательно следить какой вариант собираете дабы не повредить ОУ и МК при несоответствии типа применяемого ОУ напряжению питания.

    Диодные сборки D6, D7, D11 служат для защиты портов МК от перенапряжения и напряжения обратной полярности. В оригинальной схеме для этой цели используются стабилитроны на 5.1 вольт, но при сборке устройства выяснилось что они вносят погрешность при измерении тока и напряжения, т.к. начинают приоткрываться при напряжении порядка 4.8 вольта. В устройстве АЦП МК использует в качестве опорного напряжения напряжение питания +5 вольт, а следовательно АЦП охватывает весь диапазон от 0 до 5 вольт. Установка D11 обязательна.

    Разьем ISP1 служит для внутрисхемного программирования МК, распиновка его стандартна для варианта 6 контактов. Реле RL1 служит для включения силового трансформатора. Транзистор управления реле любой средней мощности типа npn, ставил КТ817. Реле выпаивается из платы бесперебойника, также в зависимости от типа платы можно выпаять кварцевый резонатор на 8 Мгц, стабилизатор 7805, стабилизатор 7812 для силового модуля. Переменным резистором RV1 устанавливаем контрастность дисплея. Дисплей используется типа 0802 с кирилицей. Типоразмер всех используемых SMD резисторов и конденсаторов 1206. Конденсатор C16 танталовый SMD 10мкф 16 вольт.

    В силовом модуле стабилизатор 7812 служит для питания вентилятора обдува радиатора на котором устанавливается силовой диодный мост типа KBPC5010 или аналогичный, а также тиристор 40TPS12. В данной версии прошивки обдув включается при токе зарядки 2А, выключается при 1А. В качестве радиатора идеально подходят так называемые «процессорные». Предохранитель FU1 автомобильный на 30А, впаивается прямо в плату. Такие попарно установлены на плате бесперебойника. Резисторы R1-R7, R12, R13, R16 типоразмера 1206 на 0.1 Ом впаяны параллельно и образуют шунт для измерения тока. Транзисторы ключей для управления вентилятором и тиристором использовал типа КТ816Б, можно использовать любые средней мощности типа pnp.

    К точкам BATT припаиваются провода с крокодилами для подключения к батарее, к точкам BRIDGE провода с наконечниками для подключения к диодному мосту. Провода с наконечниками также из бесперебойника. К разьему FAN подключают вентилятор охлаждения.

    Силовая плата и плата МК соединяются 2-мя шлейфами с 3-мя проводами: сигнал измерения напряжения – общий – сигнал измерения тока и сигнал управления тиристором – общий силовой – сигнал управления вентилятором. ВНИМАНИЕ: общий и общий силовой не долны соединятся в шлейфах они впаиваются в соответствующие места платы и никак между собой не связаны.

    После сборки и проверки монтажа подключается ЗУ к сети, если все правильно собрано после экранов приветствия появится надпись «Подключи батарею». Подключаем аккумулятор или внешний источник напряжением 12 вольт к крокодилам и подстроечным резистором RV6 выставляем напряжение на экране ЗУ соответствующее напряжению аккумулятора или источника питания по контрольному вольтметру. Далее подключаем ЗУ к аккумулятору через амперметр, вращаем энкодер по часовой стрелке выставляя зарядный ток 1А и нажимаем ручку энкодера, на экране появляется надпись «Заряд начат» и зарядный ток начинает плавно увеличиваться от нуля до утановленного значения. Подстроечным резистором RV3 выставляем правильные показания тока на экране ЗУ по контрольному амперметру. Выставлять следует при установившемся значении на экране. Подстроечным резистором RV4 выставляем напряжение на входе 24 МК равным 0.09в при зарядном токе 1А.

    Для справки: для входов измерения тока и напряжения АЦП МК максимальные значения в +5 вольт соответствуют 15 амперам и 15 вольтам. Для входа измерения перегрузки по току напряжение отключения тока зарядки – 1 вольт. 

    Подключаем ЗУ к сети, подключаем батарею, устанавливаем требуемый ток заряда в диапазоне 0-10А вращением энкодера, нажимаем энкодер. Ток заряда плавно растет до установленного значения. При достижении на батарее 14.4 вольта ток плавно падает при условии неизменности напряжения на батарее в 14.4 вольта. При падении тока зарядки ниже 0.5А и напряжении 14.4 вольта считается что батарея заряжена и зарядка прекращается - выводится надпись «Батарея заряжена». При невозможности достижения напряжения на батарее в 14.4 вольта при токе 0.5 А в течении 4 часов выводится надпись «Проверь батарею не берет заряд» и заряд отключается. Если при включении зарядки ток не растет появляется надпись «Плохой контакт с батареей» и заряд отключается. При пробое тиристора и неконтроллируемом увеличении напряжения выше 15 вольт заряд отключается и появляется надпись «ERROR VOLTAGE». При чрезмерном увеличении тока заряда или КЗ также заряд отключается и выводится надпись «Ошибка по току». Чтобы досрочно прервать заряд энкодером уменьшаем ток до нуля и нажимаем энкодер или просто снимаем клемму с батареи. Для изменения тока заряда в процессе зарядки вращаем энкодер и нажимаем, появляется надпись «Ток изменен».

Фьюзы для прошивки:

Плата МК односторонняя, 11 перемычек.

 

Плата силовая односторонняя, 1 перемычка:

Несколько фотографий готового ЗУ:

   Список литературы:

  1. https://we.easyelectronics.ru/power-electronics/zaryadnoe-ustroystvo-dlya-avtomobilnyh-akkumulyatorov-na-atmega-16.html
  2. Евстифеева А.В. «Микроконтроллеры AVR семейства Mega».

Ниже в архиве проект в Протеус 8 платы МК и силовой платы, а также прошивка.

 

 

 

Файлы:
Протеус, прошивка

Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?


Эти статьи вам тоже могут пригодиться:

Свинцово-кислотное зарядное устройство

становится вспомогательной функцией микроконтроллера

  • Войти
  • Регистр
  • Поиск
  • Ресурсы
  • Автомобильная промышленность
  • Промышленная автоматизация
  • Аналоговый
  • Управление питанием
  • Embedded Revolution
  • Тестирование и измерения
  • 9000 Эксперты
  • 9000 CO4000 Найти детали
  • Цифровой архив
  • Вебинары
  • Официальные документы
  • Часто задаваемые вопросы о дизайне
  • Основы дизайна
  • Подписка на журнал
  • Подписка на электронную новостную рассылку
  • О нас
  • Политика конфиденциальности Связаться с нами
  • Условия обслуживания
Facebook iconTwitter iconLinkedIn icon

Последние

Как PCIe 5 с CXL, CCIX и SmartNICs изменят ускорение решения

3 сентября 2020 г.

Industrial Automation
Эй, литиевые дендриты: мы смотрим на вас —Очень близко
900 60 3 сентября 2020 г.

Power Management

Sponsored Content

Подробнее о сигнале с 12-битным вертикальным разрешением

3 сентября 2020 г. Технический документ

.

Преобразование SMPS в солнечное зарядное устройство

В сообщении объясняется, как преобразовать SMPS в схему солнечного зарядного устройства. Этот метод приведет к чрезвычайно эффективной и быстрой солнечной зарядке подключенного аккумулятора.

Солнечные зарядные устройства

SMPS

SMPS стали очень распространенными в настоящее время, и мы обнаруживаем, что они используются в виде адаптеров переменного тока в постоянный везде, где это необходимо. Лучший пример - наши зарядные устройства для сотовых телефонов, которые на самом деле представляют собой компактные зарядные устройства SMPS 5V.

Солнечные зарядные устройства также становятся популярными в настоящее время, и люди постоянно ищут варианты в виде солнечных зарядных устройств, обладающих наиболее эффективным временем зарядки.

Солнечные панели или фотоэлектрические устройства обычно используются для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов, для полной зарядки которых обычно требуется относительно много часов, кроме того, когда условия солнечного света плохие, все становится еще более вялым.

Для решения вышеуказанного условия или, скорее, для обеспечения более быстрой зарядки от солнечных панелей, были разработаны специальные паровые зарядные устройства на основе MPPT, которые эффективно контролируют уровни максимальной точки мощности солнечной панели и создают наиболее эффективные условия зарядки для подключенной батареи.

В этой статье мы не будем обсуждать идеальный MPPT, но обсуждаемый метод даст вам возможность получить наиболее эффективный способ зарядки аккумулятора через солнечную панель.

Как было предложено в одной из моих предыдущих статей, посвященных пониманию солнечных зарядных устройств mppt для солнечных батарей , импульсный источник питания (SMPS), вероятно, является лучшим вариантом для его работы в качестве схемы солнечного зарядного устройства, поэтому здесь мы узнаем, как Сделайте дома схему солнечного зарядного устройства на базе smps.

Создание SMPS может быть довольно сложным и может потребовать значительного количества времени и знаний для реализации, поэтому здесь мы скорее сосредоточимся на том, как быстро преобразовать готовый SMPS в эффективную схему солнечного зарядного устройства.

Для этого вам потребуются следующие материалы, если предположить, что заряжаемая батарея рассчитана на 12 В:

Готовый ИИП на 120 В или от 220 до 12 В с номинальным током, равным 1/5 от батареи Ач, которая должна быть заряжено.

Несколько солнечных панелей с общим напряжением холостого хода около 100 В.

Соединительные провода.

Преобразование SMPS в схему солнечного зарядного устройства.

Как мы все знаем, обычные сетевые ИИП обычно рассчитаны на вход минимум от 85 В до 100 В, чтобы обеспечить заданный выходной постоянный ток, предположим, что это будет 12 В, то есть для получения 12 В он должен подаваться минимум с 100 В. на входе.

Принимая во внимание вышеупомянутую проблему, мы должны выбрать солнечную панель, которая может производить приблизительно 100 В для обеспечения работы приобретенного SMPS.

Поскольку фотоэлектрические панели с таким высоким напряжением могут быть недоступны, мы можем выбрать несколько низковольтных солнечных панелей, соединенных последовательно для генерации указанного выше напряжения.

Например, вы можете пойти на 3nos. солнечных панелей на 30 В и соедините их последовательно, чтобы получить от них 90 В. Это может просто сработать.

Вышеупомянутый вход, подаваемый на приобретенный SMPS, будет генерировать необходимое 12 В, которое может быть напрямую подключено к батарее для ее эффективной зарядки.

Однако источник питания 12 В может не заряжать аккумулятор на 12 В, для этого нам нужно как минимум 14 В, так что это не большая проблема, требуемое напряжение можно легко настроить и установить, регулируя выходное напряжение ИИП вручную, процедуры могут быть из этой статьи, в которой объясняется, как модифицировать схему SMPS.

Вот и все, вы только что преобразовали готовый блок SMPS в эффективную схему солнечного зарядного устройства, которая может дать вам результаты, эквивалентные схемам зарядного устройства MPPT.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Схема обхода препятствий роботом без микроконтроллера

В сообщении объясняется простая схема обхода препятствий роботом без микроконтроллера и без использования специальных схем или микросхем драйвера двигателя. Идея была запрошена г-ном Файиязом

Дизайн

По сути, это движущееся транспортное средство, которое способно обнаруживать и избегать потенциальных препятствий на своем пути и соответствующим образом изменять свое направление, чтобы его движение оставалось непрерывным, просто!

Таким образом, операция выполняется автоматически без какого-либо ручного или человеческого вмешательства.

Представленная идея робота для обхода препятствий без микроконтроллера, как следует из названия, не использует микроконтроллер и поэтому чрезвычайно проста в сборке и подходит для любого начинающего любителя.

При проектировании схемы я понял, что для реализации принципа потребуется по крайней мере пара модулей датчиков препятствий, потому что использование одного модуля может вызвать неустойчивое движение двигателя и может не способствовать плавному отклонению или повороту двигателя. автомобиль в сторону свободного пути.

Установка двигателя автомобиля очень похожа на игрушечную машинку с дистанционным управлением, которую я обсуждал в одном из предыдущих постов.

На следующей схеме представлен один из модулей системы, поэтому потребуется два или пара таких модулей с правой и с левой стороны автомобиля.

Идея проста и работает без микроконтроллера и без специальных микросхем драйверов двигателя. Это означает, что вы можете сделать это без какого-либо кодирования и без использования какой-либо сложной ИС драйвера двигателя..... и схема позволяет вам использовать любой двигатель постоянного тока независимо от его мощности, поэтому даже мощные транспортные средства, избегающие препятствий, могут быть созданы с использованием этой схемы, которая обычно используется в торговых центрах и аналогичных торговых точках.

Принципиальная схема

Теперь давайте попробуем разобраться в приведенной выше схеме с помощью следующего пояснения:

Как это работает

IC 555 настроен как ИК-передатчик и настроен на создание постоянной частоты 38 кГц, в то время как смежная транзисторная схема сконфигурирована как каскад приемника или каскад ИК-датчика.

Предположим, что это правый модуль, и предположим, что этот модуль первым обнаруживает препятствие на пути.

Следовательно, как только препятствие обнаружено, частота 38 кГц, генерируемая микросхемой 555 IC, отражается в сторону датчика соседней схемы приемника.

Приемник мгновенно активирует связанные транзисторы, так что последний транзистор драйвера не проводит ток.

Теперь двигатель, которым управляет этот транзистор, должен быть расположен с левой стороны автомобиля, то есть на противоположной стороне этого модуля.... аналогично мотор, расположенный на правой стороне, фактически управляется левым модулем.

Следовательно, когда вышеупомянутый предполагаемый правосторонний модуль обнаружения препятствий активируется, он останавливает левосторонний двигатель, в то время как правый двигатель может двигаться нормально.

Эта ситуация приводит к тому, что транспортное средство вынуждено отклоняться влево ... что означает, что теперь предполагаемый левый модуль начинает получать еще более сильные сигналы препятствий и заставляет автомобиль двигаться с большей нагрузкой на текущее отклонение, пока оно полностью не уклонится. препятствие.Теперь модуль перестает получать сигналы о препятствиях, и автомобиль начинает нормально двигаться вперед по новому пути.

Пока выполняется вышеуказанное отклонение, левый боковой модуль вынужден становиться все более и более изолированным и отдаляться от препятствия, чтобы у него не было возможности вмешиваться в процедуру и обеспечить чистое и плавное отклонение транспортного средства .

Точно такие же процедуры выполняются в случае, если левый модуль обнаруживает препятствие перед правым модулем, при этом транспортное средство вынуждено двигаться все сильнее и сильнее в правую сторону.

Мы также можем видеть каскад "отключения" в модуле, который соединен между собой между левым и правым модулями. Этот этап введен специально, чтобы оба модуля никогда не активировались вместе.

Таким образом, например, если левый модуль первым обнаруживает препятствие, он немедленно отключает правый модуль и инициирует отклонение транспортного средства справа и наоборот.

ИС датчика может быть стандартной TSOP17XX серии

Для получения дополнительной информации о вышеупомянутой ИС датчика вы можете узнать, как подключить TSOP1738 IC

И двигатель должен быть оснащен коробками передач, чтобы движение изначально поддерживалось на контролируемом уровне. уровень.

Установка колес

Полную установку левого и правого модуля и соответствующие электрические соединения можно увидеть на рисунке ниже:

Обновление

Немного подумав, мы можем понять, что вышеупомянутый простой робот, избегающий препятствий Схема также может быть реализована с использованием одного модуля вместо двух.

Однако один модуль позволит транспортному средству выполнять одностороннее отклонение каждый раз, когда оно обнаруживает препятствие, поэтому система может быть настроена на отклонение по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от того, какой двигатель подключен к цепи для действия.

Пример настройки можно визуализировать на следующем изображении:

Однако, похоже, есть одна проблема с вышеупомянутой настройкой одного двигателя. Предположим, автомобиль встречает прямоугольный угол с левой стороны. Это заставит транспортное средство продолжать движение против часовой стрелки, пока оно не сделает разворот и не начнет движение назад в том же направлении, с которого он стартовал. Это не то, что пользователь оценил бы.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Контроллеры управления батареями | Зарядка, Li-Ion

Решения на основе микроконтроллеров PIC ® со смешанными сигналами


Флэш-микроконтроллер PIC16F785 предлагает все преимущества хорошо известной архитектуры x14 среднего уровня со стандартизованными функциями, включая широкое рабочее напряжение 2,0-5,5 В на плате Память данных EEPROM и технология nanoWatt. Аналоговые периферийные устройства включают до 12 каналов 10-битного аналого-цифровой, две операционных усилителей, два высокоскоростных аналоговых компараторов и ширина запрещенной зоны опорного напряжения.Цифровые периферийные устройства включают стандартный модуль захвата / сравнения / ШИМ (CCP), двухфазный ШИМ с асинхронной обратной связью, 16-битный таймер и два 8-битных таймера.

MPLAB ® Аналоговый симулятор Mindi ™

  • Быстрое и точное моделирование аналоговых цепей для ускорения проектирования оборудования
  • Выберите из SPICE или кусочно-линейных моделей SIMPLIS для получения точных результатов в быстром моделировании
  • Загружаемый инструмент моделирования запускается локально на вашем собственном ПК без подключения к Интернету

Служба проектирования Power Check

  • Ускорьте и оптимизируйте проектирование оборудования, получив подробные рекомендации и внедрив передовые методы.
  • Получите рекомендации от наших экспертов по приложениям по конструкции вашего оборудования, использующего устройства управления питанием Microchip.
  • Легко загружайте файлы проекта и отслеживайте прогресс
.

Смотрите также