Arduino aku tester WEB kasutajaliidesega: 5 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Tänapäeval kasutavad elektroonikaseadmed varupatareisid, et päästa olek, milles toiming jäi seadme väljalülitamisel või kogemata seadme väljalülitamisel. Kasutaja naaseb sisselülitamisel punkti, kus ta viibis, ja ei raiska seega aega ega oma ülesannete täitmise järjekorda.

Samm 1: Sissejuhatus

Ma teen projekti, et mõõta erineva võimsuse ja pingega patareide olekut, kasutades meetodit: Kahetasandiline alalisvoolu koormus. See meetod seisneb selles, et tõmmatakse akust 10 sekundiks väike vool ja 3 sekundiks suur vool (IEC 61951-1: 2005 standardid). Selle mõõtmise põhjal arvutatakse sisemine takistus ja seega ka selle olek.

Tööjaam koosneb mitmest pistikust, üks igat tüüpi patareide jaoks ja arvutist. Selleks on vaja kasutajaliidest (UI). Selle õpetuse kõige olulisem osa on kasutajaliides, kuna teistes juhendites on kirjeldatud neid aku testimise meetodeid. Proovisin töötlemist ja sain häid tulemusi, kuid otsustasin teha oma tarkvara kohaliku veebiserveri abil ja kasutada ära HTML, CSS ja php potentsiaali.

On teada, et Arduinost Windowsi arvutisse teabe saatmine on väga raske, kuid lõpuks õnnestus see mul. Sellesse õpetusse on kaasatud kõik programmid.

2. samm: mida me kavatseme mõõta ja kuidas

Sisemine vastupanu.

Igal tõelisel akul on sisemine takistus. Eeldame alati, et see on ideaalne pingeallikas, see tähendab, et saame palju voolu, hoides nimipinget konstantsena. Kuid aku suurus, keemilised omadused, vanus ja temperatuur mõjutavad aku vooluhulka. Selle tulemusena saame luua parema mudeli ideaalse pingeallika ja takistiga aku järjestikku, nagu on näidatud joonisel 1.

Madala sisetakistusega aku suudab toita rohkem voolu ja hoiab külma, kuid suure takistusega aku põhjustab aku soojenemist ja pinge langemist koormuse all, käivitades selle enneaegse väljalülituse.

Sisemist takistust saab arvutada voolupinge suhte kaudu, mis on antud tühjenduskõvera kahe punktiga.

Kahetasandiline alalisvoolu koormusmeetod pakub alternatiivset meetodit, rakendades kahte erineva voolu ja aja kestusega järjestikust tühjenduskoormust. Aku tühjeneb kõigepealt 10 sekundi jooksul nõrga vooluga (0,2C), seejärel 3 sekundi jooksul suurema vooluga (2C) (vt joonis 2); Ohmi seadus arvutab vastupanuväärtused. Pinge allkirja hindamine kahel koormustingimusel pakub aku kohta lisateavet, kuid väärtused on rangelt takistavad ega näita laetuse (SoC) ega võimsuse hinnanguid. Koormustesti on eelistatud meetod alalisvoolu toiteakude jaoks.

Nagu varem öeldud, on muudes juhendites töödeldud patareide mõõtmiseks palju meetodeid, mida saab rakendada Arduinoga, kuid sel juhul, kuigi see ei paku aku seisundi täielikku hindamist, annab see väärtusi, mida saab kasutatakse nende tulevase käitumise hindamiseks.

Sisemine takistus leitakse seose abil

Kus

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

? 1-pinget mõõdetakse väikese voolu ja pikema aja jooksul;

2-pinge, mida mõõdetakse suure voolu ja lühema aja jooksul;

? 1 - praegune pikema aja jooksul;

2 - Praegune lühema aja jooksul.

3. samm: ahel

Vooluahel on vooluallikas, mis ammutab patareidest 0,2C (antud juhul 4mA) ja 2C (antud juhul 40mA), kasutades ainult ühte vooluahelat, mida juhitakse Arduino PWM -signaaliga. Nii on võimalik mõõta kõiki varupatareisid, mille C = 20 mAh, olenemata nende pingest vahemikus 1,2 V kuni 4,8 V, ja ka teisi erineva võimsusega akusid. Esimeses versioonis kasutasin 4mA ja teise 40mA tühjendamiseks kahte koormusega transistorit. See variant ei sobinud tulevikuks, kuna nad tahtsid mõõta teisi erineva võimsusega patareisid ning see skeem nõudis suurt hulka takisteid ja transistore.

Vooluallikaga vooluahel on näidatud joonisel 3. Arduino tahvli 5. tihvti PWM -signaali sagedus on 940 Hz, seetõttu on madalpääsfiltri (LPF) Fc 8 Hz, mis tähendab, et esimene harmooniline PWM -signaal (940 Hz) nõrgeneb 20 dB, kuna RC -filtrid summutavad 10 dB kümnendi jooksul (iga 10 -kordne Fc -summutus on 10 dB 80 Hz ja 20 dB 800 Hz). IRFZ44n transistor on liiga suur, sest tulevikus katsetatakse suurema mahutavusega patareisid. LM58n, kahekordne operatsioonivõimendi (OA), on liides Arduino plaadi ja IRFZ44n vahel. LPF sisestati kahe operatsioonivõimendi vahele, et tagada hea lahutamine mikroprotsessori ja filtri vahel. Joonisel fig 3 on Arduino tihvt A1 ühendatud transistori IRFZ44n allikaga, et kontrollida aku voolu.

Vooluahel koosneb kahest osast, Arduino UNO plaadi all ja praeguse allika kohal, nagu on näidatud järgmisel fotol. Nagu näete, pole selles vooluringis lüliteid ega nuppe, need on arvuti kasutajaliideses.

See ahel võimaldab mõõta ka aku mahutavust mAh -s, kuna sellel on vooluallikas ja Arduino plaadil on taimer.

4. samm: programmid

Nagu eespool mainitud, on rakenduse ühel küljel kasutajaliides, mis on loodud HTML -i, CSS -i ja teisel pool Arduino visandiga. Liides on hetkel äärmiselt lihtne, kuna see teostab ainult sisemise takistuse mõõtmist, tulevikus täidab see rohkem funktsioone.

Esimesel lehel on ripploend, kust kasutaja valib mõõdetava aku pinge (joonis 4). Esimese lehe HTML -programmi nimetatakse BatteryTesterInformation.html. Kõik patareid mahutavad 20 mAh.

Teine leht BatteryTesterMeasurement.html.

Teisel leheküljel ühendatakse aku näidatud pistikuga ja käivitatakse (nupp START). Hetkel ei ole see LED kaasas, kuna sellel on ainult üks pistik, kuid tulevikus on neil rohkem pistikuid.

Kui nuppu START klõpsatakse, algab side Arduino plaadiga. Samal lehel kuvatakse mõõtmistulemuste vorm, kui Arduino plaat saadab aku testimise tulemused ning nupud START ja CANCEL on peidetud. Nuppu TAGASI kasutatakse teise aku testimise alustamiseks.

Järgmise programmi PhpConnect.php ülesanne on luua ühendus Arduino plaadiga, edastada ja vastu võtta andmeid Arduino tahvlitelt ja veebiserverilt.

Märkus. Arvutist Arduinole edastamine on kiire, kuid edastus Arduino arvutist viivitab 6 sekundit. Püüan selle tüütu olukorra lahendada. Palun, igasugune abi on väga teretulnud.

Ja Arduino visand, BatteryTester.ino.

Kui sellest tulenev sisemine takistus on 2 korda suurem kui esialgne (uus aku), on aku halb. See tähendab, et kui testitava aku võimsus on 10 oomi või rohkem ja spetsifikatsiooni kohaselt peaks seda tüüpi aku olema 5 oomi, on see aku halb.

Seda kasutajaliidest testiti probleemideta FireFoxi ja Google'iga. Ma installisin xampp ja wampp ja see töötab mõlemas hästi.

5. samm: järeldus

Seda tüüpi arendusel, mis kasutab arvutis kasutajaliidest, on palju eeliseid, kuna see võimaldab kasutajal hõlpsamini mõista oma tööd ja vältida kallite mehaanilist koostoimet vajavate komponentide kasutamist, mis muudab nad purunemiste suhtes vastuvõtlikuks.

Selle arengu järgmine samm on pistikute lisamine ja mõnede vooluahela osade muutmine teiste akude testimiseks ning ka akulaadija lisamine. Pärast seda projekteeritakse ja tellitakse trükkplaat.

UI -l on akulaadija lehe lisamiseks rohkem muudatusi

Palun kõik ideed, parandused või parandused selle töö parandamiseks kõhklemata kommenteerige. Teisest küljest, kui teil on küsimusi, küsige minult, ma vastan sellele nii kiiresti kui võimalik.