Nastavek za polnilec za zaščito baterije. Samodejni odklop polnilnika
Članek obravnava vezje preproste naprave, z dodajanjem v svoj polnilnik (polnilnik) lahko postopek polnjenja avtomatizirate. Pomagal bo tudi ohranjati napolnjenost baterije med dolgotrajnim shranjevanjem, kar bo znatno podaljšalo njeno življenjsko dobo.
Naprava je elektronski rele, ki spremlja napetost priključene baterije. Rele ima dva odzivna praga, ki temeljita na najvišji in najnižji vrednosti napetosti, nastavljeni med postopkom zagona.
Kontaktna skupina K1.1 je priključena na prekinitev ene od žic, ki gredo do priključnega bloka za priključitev baterije. Naprava se tudi napaja iz tega priključnega bloka.
Nastavitev naprave. Za konfiguracijo vozlišča boste potrebovali vir napajanja z nastavljivo vrednostjo napetosti. Napajamo vhod XS1 (slika 1). Drsnik upora R 2 namestimo v zgornji položaj v skladu s shemo, R3 pa v spodnji položaj. Vrednost napetosti nastavimo na 14,5 V. V tem primeru mora biti tranzistor VT 2 zaprt, rele K1 pa mora biti izklopljen. Z nastavitvijo R 3 dosežemo vklop releja K1. Zdaj nastavimo napetost na 12,9 V in z nastavitvijo R 2 izklopimo K1.
Ker so kontakti releja K1.2 v izklopljenem stanju obvodni upor R2, so nastavitve aktiviranja in izklopa K1 neodvisne druga od druge.
O podrobnostih naprave. Trimerske upore R 2, R 3, tip SP-5, natančno zener diodo D818 je mogoče zamenjati z dvema vzporednima D814 s podobnimi vrednostmi stabilizacije napetosti. Rele K1 z napajalno napetostjo 12 V, z dvema skupinama normalno zaprtih kontaktov. Kontaktna skupina K1.1 mora biti zasnovana za polnilni tok baterije.
Ko dopolnite polnilnik, ki vam je na voljo za avtomobilsko baterijo, s predlagano avtomatsko napravo, ste lahko mirni glede načina polnjenja baterije - takoj ko napetost na njegovih sponkah doseže (14,5 ± 0,2) V, se bo polnjenje ustavilo. Ko napetost pade na 12,8...13 V, se bo polnjenje nadaljevalo.
Nastavek je lahko izdelan kot samostojna enota ali vgrajen v polnilec. V vsakem primeru bo nujen pogoj za njegovo delovanje prisotnost pulzirajoče napetosti na izhodu polnilnika. To napetost dobimo, recimo, pri namestitvi polnega valovnega usmernika v napravo brez gladilnega kondenzatorja.
Shema set-top boxa
Sestavljen je iz tiristorja VS1, krmilne enote za tiristor A1, odklopnika SA1 in dveh indikacijskih tokokrogov na LED HL1 in HL2. Prvo vezje označuje način polnjenja, drugo vezje nadzoruje zanesljivost priključitve baterije na sponke stroja.
Če ima polnilnik številčnico - ampermeter, prvi indikatorski krog ni potreben.
Krmilna enota vsebuje sprožilec na tranzistorjih VT2, VTZ in tokovni ojačevalnik na tranzistorju VT1. Osnova tranzistorja VTZ je povezana z motorjem nastavitvenega upora R9, ki nastavi preklopni prag sprožilca, to je preklopno napetost polnilnega toka. Preklopna "histereza" (razlika med zgornjim in spodnjim preklopnim pragom) je odvisna predvsem od upora R7 in z uporom, navedenim na diagramu, znaša približno 1,5 V.
Sprožilec je povezan z vodniki, ki so povezani s sponkami akumulatorja in se preklaplja glede na napetost na njih.
riž. I. Shema priključka stroja.
Tranzistor VT1 je povezan z osnovnim vezjem na sprožilec in deluje v načinu elektronskega ključa. Kolektorsko vezje tranzistorja je povezano preko uporov R2, R3 in odseka krmilne elektrode - katode SCR z negativnim priključkom polnilnika. Tako se osnovna in kolektorska vezja tranzistorja pa VT1 napajajo iz različnih virov: osnovno vezje iz baterije in kolektorsko vezje iz polnilnika.
SCR VS1 deluje kot stikalni element. Njegova uporaba namesto kontaktov elektromagnetnega releja, ki se včasih uporablja v teh primerih, zagotavlja veliko število vklopov in izklopov polnilnega toka, potrebnega za polnjenje kumulativne baterije med dolgotrajnim shranjevanjem.
Kot je razvidno iz diagrama, je SCR povezan s katodo na negativno žico polnilnika in z anodo na negativni pol baterije. S to možnostjo je krmiljenje tiristorja poenostavljeno: ko se trenutna vrednost pulzirajoče napetosti na izhodu polnilnika poveča, tok takoj začne teči skozi krmilno elektrodo tiristorja (če je seveda tranzistor VT1 odprt ).
In ko se na anodi tiristorja pojavi pozitivna (glede na katodo) napetost, bo tiristor zanesljivo odprt. Poleg tega je »takšna vključitev ugodna, ker je tiristor mogoče pritrditi neposredno na kovinsko ohišje stroja ali ohišje polnilnika (če je set-top box nameščen v njem) kot hladilno telo.
Set-top box lahko izklopite s stikalom SA1, tako da ga postavite v položaj "Ročno". Nato se kontakti stikala zaprejo in prek "upora R2 bo krmilna elektroda tiristorja" priključena neposredno na sponke polnilnika. "Ta način je potreben na primer za hitro polnjenje baterije, preden jo namestite v avtu.
Podrobnosti in dizajn
Tranzistor VT1 je lahko serija, označena na diagramu s črkovnimi indeksi A - G; VG2 in VT3 - KT603A - KT603G; dioda VD1 - katera koli serija D219, D220 ali drug silicij; Zener dioda VD2 - D814A, D814B, D808, D809; SCR - serija KU202 s črkovnimi indeksi G, E, I, L, N, kot tudi D238G, D238E; Svetleče diode - katera koli serija AL 102, AL307 (omejevalni upori R1 in R11 nastavijo želeni tok naprej uporabljenih LED).
Fiksni upori - MLT-2 (R2), MLT-1 (R6), MLT-0,5 (Rl, R3, R8, R11), MLT-0,25 (ostali). Trimer upor R9 je SP5-16B, ampak še en z uporom 330 Ohm... 1,5 kOhm bo dovolj.
Če je upornost upora večja od tiste, ki je navedena na diagramu, priključimo vzporedno na njegove priključke konstanten upor takšne upornosti, tako da je skupni upor 330 Ohmov.
Deli krmilne enote so nameščeni na plošči (slika 2) iz enostransko foliranega laminata iz steklenih vlaken debeline 1,5 mm. Nastavitveni upor je pritrjen v luknjo s premerom 5,2 mm tako, da njegova os štrli iz tiskalne strani.
Plošča je nameščena v ohišje primernih dimenzij ali, kot je navedeno zgoraj, v ohišje polnilnika, vendar vedno čim dlje od grelnih delov (usmerniške diode, transformator, SCR). V vsakem primeru je v steno ohišja nasproti SS trimerja izvrtana luknja. LED diode in stikalo SA1 so nameščeni na sprednji steni ohišja.
riž. 2. Tiskano vezje stroja.
Za namestitev SCR lahko naredite hladilno telo s skupno površino približno 200 cm2. Primerna je na primer duralumin plošča debeline 3 mm in dimenzij 100X100 mm. Hladilno telo je pritrjeno na eno od sten ohišja (recimo na zadnjo stran) na razdalji približno 10 mm - za zagotovitev konvekcije zraka.
Hladilno telo je možno pritrditi tudi na zunanjo stran stene, tako da v ohišju izrežete luknjo za tiristor.
Preden pritrdite krmilno enoto, jo morate preveriti in določiti položaj motorja trimer upora. Na točki 1 in 2 plošče je priključen enosmerni usmernik z nastavljivo izhodno napetostjo do 15 V, na točki 2 in 5 pa indikatorsko vezje (upor R1 in LED HL1). Motor trimer upora je nastavljen na najnižji položaj glede na diagram in napetost se dovaja krmilni enoti približno 13 V. LED mora svetiti. Če premaknete drsnik trimer upora navzgor v vezju, LED ugasne. Gladko povečajte napajalno napetost krmilne enote na 15 V in zmanjšajte na 12 V, uporabite trimerski upor, da zagotovite, da LED zasveti pri napetosti 12,8...13 V in ugasne pri 14,2...14,7 V.
A. Korobkov.
Korobkov Aleksander Vasiljevič- vodilni specialist v enem od moskovskih podjetij, rojen leta 1986. Radioamaterstvo se je lotil v šoli, kjer je kot osmošolec sestavil detektorski sprejemnik. Dve leti kasneje sem obvladal superheterodino. V 60. letih je razvil in sestavil tranzistorski magnetofon. Iz istega obdobja segajo tudi prve objave v reviji Radio. Malo kasneje je začel objavljati v zbirki VRL. Glavna tema objav v zadnjem desetletju je bila avtomobilska elektronika.
V članku je opisan set-top box, zasnovan za delovanje skupaj s polnilnikom, ki nima funkcije odklopa iz omrežja po polnjenju baterije. Ta set-top box bi moral biti zanimiv predvsem za tiste avtomobilske navdušence, ki bi s preprostim tovarniško izdelanim ali doma izdelanim polnilnikom radi avtomatizirali postopek polnjenja z minimalnim časom in denarjem.
Znano je, da se napetost na sponkah svinčeno-kislinskega akumulatorja, napolnjenega s stabilnim tokom, skoraj neha povečevati, takoj ko je popolnoma napolnjen. Od tega trenutka naprej se skoraj vsa energija, dobavljena akumulatorju, porabi samo za elektrolizo in segrevanje elektrolita. Tako bi lahko v trenutku, ko preneha naraščati polnilna napetost, polnilnik izključili iz omrežja. Navodila za uporabo avtomobilskih akumulatorjev pa priporočajo, da v tem načinu polnite še dve uri. Točno tako deluje avtomatski polnilnik, ki sem ga opisal prej. Praksa pa kaže, da je to polnjenje resnično potrebno le ob letnem nadzoru in preventivnem ciklu polnjenja-praznjenja za ugotavljanje tehničnega stanja akumulatorja.
Pri vsakodnevni uporabi je povsem dovolj, da baterijo držite pod konstantno napetostjo 15...30 minut. Ta pristop omogoča bistveno poenostavitev samodejnega polnilnika brez opaznega vpliva na popolnost polnjenja baterije. Če baterijo napolnite z nestabiliziranim tokom, se s postopnim povečanjem polnilne napetosti (manj izrazito kot v prvem primeru) polnilni tok zmanjša. Dokaz popolnoma napolnjene baterije je prenehanje sprememb napetosti in toka.
To načelo je osnova za delovanje predlaganega set-top boxa. Vsebuje primerjalnik, katerega eden od vhodov se napaja z napetostjo, ki narašča sorazmerno z naraščanjem polnilne napetosti na akumulatorju (in pada z zmanjševanjem) in hkrati sorazmerno pada z naraščanjem polnilnega toka (narašča z zmanjševanjem ). Drugi vhod je napajan z enako napetostjo kot prvi, vendar z veliko časovno zakasnitvijo. Z drugimi besedami, dokler napetost na akumulatorju narašča in (ali) polnilni tok pada, bo vrednost napetosti na drugem vhodu primerjalnika manjša od vrednosti napetosti na prvem in ta razlika je sorazmerna z hitrost spreminjanja polnilne napetosti in toka. Ko se napetost na bateriji in polnilni tok stabilizirata (kar bo pomenilo, da je baterija popolnoma napolnjena), bodo vrednosti napetosti na vhodih primerjalnika enake, preklopil se bo in dal signal za izklop polnilnika . Ta ideja je izposojena od.
Pritrditev je izdelana z uporabo široko uporabljenih elementov. Največji delovni tok je 6 A, vendar se lahko po potrebi enostavno poveča.
Shematski diagram pritrditve je prikazan na sl. 1.
Napravo sestavljajo vhodni op-amp DA1, dva komparatorja napetosti na op-amp DA2.1, DA2.2, dvovhodni elektronski rele VT1 - VT3, K1 in napajalnik, ki ga sestavljajo omrežni transformator T1, diode VD1-VD4, gladilni kondenzator C6 in parametrični napetostni stabilizator VD5R19. Izhod polnilnika je priključen na sponki X1, X3, baterija, ki se polni, pa na sponki X2, X3. Omrežni vtič polnilnika je vstavljen v vtičnico X5 set-top boxa.
Ko pritisnete gumb SB1, se omrežna napetost napaja na polnilnik in na omrežno navitje I transformatorja T1 set-top boxa. Nestabilizirana napetost iz diodnega mostu VD1-VD4 napaja elektronski rele, izhodna napetost parametričnega stabilizatorja pa napaja čip DA2 (DA1 se napaja iz polnilnika). Začne se polnjenje baterije.
Padec napetosti, ki ga ustvari polnilni tok preko upora R1, se dovaja na vhod operacijskega ojačevalnika DA1, ki je povezan v skladu z invertnim ojačevalnim vezjem. Napetost na njegovem izhodu se poveča, ko se polnilni tok zmanjša. Po drugi strani pa je izhodna napetost operacijskega ojačevalnika sorazmerna z njegovo napajalno napetostjo. In ker se ojačevalnik napaja neposredno iz baterije, ki se polni, bo izhodna napetost operacijskega ojačevalnika odvisna od napetosti na sponkah baterije, ki se polni, in polnilnega toka. Ta zasnova konzole je omogočila uporabo v povezavi z najrazličnejšimi polnilniki, vključno z najpreprostejšimi.
Na izhod operacijskega ojačevalnika je priključen nizkopasovni filter R4C2, iz katerega se napetost skozi integrirna vezja R7C3 in R5R6R8C4 napaja na vhode primerjalnika, izdelanega na op-amp DA2.2. Vezje R8C4 ima časovno konstanto večkrat večjo od vezja R7C3, zato bo napetost na neinvertiranem vhodu tega primerjalnika manjša kot na invertiranem, izhod pa bo nastavljen na nizko raven.
Primerjalnik, ki temelji na op-amp DA2.1, je običajna mejna naprava, katere invertni vhod se napaja z referenčno napetostjo iz uporovnega delilnika R15R16, neinvertirani vhod pa se napaja iz delilnika R11R12R13, priključenega na baterijo. se zaračunava. Primerjalnik se preklopi, ko napetost akumulatorja doseže 14,4 V in služi za odpravo možnosti predčasne zaustavitve polnilnika v pogojih neznatnih sprememb napetostnih sprememb na akumulatorju.
Posledično, dokler napetost na bateriji, ki se polni, ne doseže določene vrednosti, set-top box ne bo izklopil polnilnika, tudi če se je primerjalnik DA2.2 preklopil. Ta situacija je možna, ko je polnilni tok nastavljen na nizko vrednost in posledično, ko se polnilna napetost in tok spreminjata zelo počasi. Na začetku ima tudi izhod primerjalnika DA2.1 nizko napetost.
Izhodi obeh primerjalnikov so preko uporovnih delilnikov R17R18 in R20R21 povezani z bazami tranzistorjev VT2 in VT1. Tako, ko pritisnete gumb SB1, ti tranzistorji ostanejo zaprti in VT3 se odpre. Rele K1 je aktiviran in kontakti K1.1 blokirajo kontakte gumba. Set-top box ostane vklopljen, potem ko spustite gumb.
Ker sta tranzistorja VT1 in VT2 povezana v logično vezje IN, se odpreta le pri visoki napetosti istočasno na izhodu primerjalnikov DA2.1, DA2.2. To se lahko zgodi le, ko je baterija popolnoma napolnjena. V tem primeru se tranzistor VT3 zapre in rele K1 sprosti armaturo, odpre napajalni tokokrog set-top boxa in polnilnika.
Na sl. Na sliki 2 so prikazani grafi sprememb napetosti na vhodih primerjalnika DA2.2, pa tudi polnilni tok med postopkom polnjenja baterije 6ST-60 s preprostim polnilnikom z nestabiliziranim polnilnim tokom. Začetno stanje napolnjenosti baterije je približno 75%.
V primeru, da bo set-top box deloval v pogojih močnih motenj, je treba napajalno vezje op-amp DA2 obiti s keramičnim kondenzatorjem z zmogljivostjo 0,1 μF.
Za set-top box je značilna zmanjšana občutljivost na nihanje omrežne napetosti. Če se na primer poveča, potem se poveča tudi napetost na akumulatorju, ki se polni, vendar se hkrati poveča tudi polnilni tok. Posledično se bo napetost na izhodu op-amp DA1 nekoliko spremenila.
Nastavek je nameščen v kovinski škatli dimenzij 140x100x70 mm. Na sprednji plošči so sponke X1-X3, varovalka FU1 in vtičnica X5. Večina delov konzole je postavljena na tiskano vezje dimenzij 76x60 mm, izdelano iz folije iz steklenih vlaken debeline 1,5 mm. Risba plošče je prikazana na sl. 3. Transformator T1 in rele K1 sta nameščena ločeno poleg plošče. Upor R1 je spajkan neposredno na sponke X1, X2.
Upor R1 je sestavljen iz dveh vzporedno vezanih uporov C5-16V z uporom 0,1 Ohm in nazivno disipacijsko močjo 1 W; ostali so konstantni - MLT. Trimer upori R9, R12 - SPZ-16v.
Kondenzator C1 - KM5, ostalo - K50-35. Kondenzator C4 je priporočljivo trenirati, preden ga namestite na ploščo, tako da ga za več ur priključite na vir konstantne napetosti 10...12 V.
Namesto KD105B lahko uporabite diode KD106A, namesto KD522B pa katero koli iz serije KD521. Zener dioda VD5 - katera koli nizka moč s stabilizacijsko napetostjo 11 ... 13 V.
Tranzistorje KT3102B je mogoče zamenjati s poljubnimi nizkoenergetskimi primernimi strukturami s koeficientom prenosa statičnega osnovnega toka najmanj 50, pri zamenjavi tranzistorja VT3 pa se morate osredotočiti na delovni tok obstoječega releja K1. Pri izbiri nadomestnega op-amp K553UD2 je treba upoštevati, da vsi operacijski ojačevalniki ne omogočajo delovanja z vhodno napetostjo, ki je enaka napajalni napetosti.
Set-top box uporablja že pripravljen omrežni transformator nizke moči z izmenično napetostjo sekundarnega navitja 14 V pri obremenitvenem toku do 120 mA. Rele K1 - RMU, potni list RS4.523.303, vendar je primeren kateri koli z delovno napetostjo 12 ... 14 V, katerega kontakti so zasnovani za preklapljanje izmenične napetosti 220 V pri toku 0,3 ... 0,5 A. .
Za nastavitev set-top boxa boste potrebovali stabiliziran vir napetosti, nastavljiv v območju 10 ... 15 V, in digitalni voltmeter z merilno mejo 20 V. Najprej je drsnik upora R12 nastavljen na dno, in R9 v levi položaj v skladu z diagramom. Vir je priključen na sponki X1 in X3, napetost na njegovem izhodu je nastavljena na 14,4 V in set-top box je priključen na omrežje.
Pritisnite gumb SB1 in rele K1 bi moral delovati. Prepričajte se, da je na izhodih operacijskega ojačevalnika DA2.1 in DA2.2 (nožici 10 in 12) nizka napetost (1,3 ... 1,5 V). Nato izmerite napetost na izhodu operacijskega ojačevalnika DA1 (pin 10). Biti mora približno enaka napetosti priključenega vira napajanja.
Priključki upora R8 so v kratkem stiku za 30 ... 40 s, kar zagotavlja hitro polnjenje kondenzatorja C4, nato pa se po desetminutnem čakanju voltmeter priključi na izhod op-amp DA2.2 in ročaj upora R9 se gladko vrti, dokler se primerjalnik ne preklopi, tj. napetost nenadoma poveča svoj izhod na 11... 11,5 V. Nato izmerite napetost na obračalnem vhodu operacijskega ojačevalnika DA2.2 in uporabite upor R9, da jo zmanjšate za 15...20 mV.
Upoštevati je treba, da je treba napetost v vhodnih tokokrogih primerjalnika izmeriti z digitalnim voltmetrom z vhodnim uporom najmanj 5...10 MOhm, da se prepreči izpraznitev kondenzatorja C3. Ker vhodni upor številnih priljubljenih digitalnih voltmetrov ne presega 1 MΩ, lahko na vhod obstoječega voltmetra priključite deset megaohmski upor, ki skupaj z vhodnim uporom naprave tvori delilnik napetosti z razmerjem 1:10.
Nazadnje zavrtite gumb upora R12, dokler se operacijski ojačevalnik DA2.1 ne preklopi. V tem primeru mora rele K1 sprostiti armaturo.
Če radioamater nima digitalnega voltmetra in nima vira napajanja, lahko set-top box prilagodi neposredno med samim postopkom polnjenja baterije. Če želite to narediti, priključite polnilnik in baterijo na set-top box, nastavite stikalo polnilnika v položaj "Vklop" in nastavite drsnika upora R9, R12 na set-top boxu, kot je navedeno zgoraj. Pritisnite tipko SB1, preverite, ali je rele K1 aktiviran in nastavite polnilni tok v skladu z navodili za uporabo polnilnika.
Ko se napetost preneha povečevati, nadaljujte s polnjenjem v tem načinu še 20 do 30 minut in nato gladko vrtite gumb upora R9, dokler se ne aktivira operacijski ojačevalnik DA2.2 in sta set-top box in polnilnik izključena iz omrežja . S tem je prilagoditev zaključena.
Na koncu je treba opozoriti, da je za zagotovitev, da je baterija popolnoma napolnjena, priporočljivo nastaviti največje dovoljene vrednosti polnilnega toka, da se zagotovi dobra dinamika sprememb napetosti na izhodu op-amp DA1. To še posebej velja za polnilce z nestabiliziranim izhodnim tokom in močno izpraznjene baterije.
Literatura
Ta zasnova je povezana kot priklop na polnilnik, katerega različna vezja so bila že opisana na internetu. Na zaslonu s tekočimi kristali prikaže vrednost vhodne napetosti, količino polnilnega toka baterije, čas polnjenja in zmogljivost polnilnega toka (ki je lahko v amper-urah ali miliamper-urah - odvisno samo od strojne programske opreme krmilnika in uporabljenega šanta) . (Cm. Slika 1 in Slika 2)
Slika 1
Slika 2
Izhodna napetost polnilnika ne sme biti nižja od 7 voltov, sicer bo ta set-top box potreboval ločen vir napajanja.
Naprava temelji na mikrokontrolerju PIC16F676 in 2-linijskem tekočekristalnem indikatorju SC 1602 ASLB-XH-HS-G.
Največja zmogljivost polnjenja je 5500 mA/h oziroma 95,0 A/h.
Shematski diagram je prikazan v Slika 3.
Slika 3. Shematski prikaz nastavka za merjenje polnilne zmogljivosti
Povezava s polnilnikom - vključena Slika 4.
Slika 4 Shema povezave set-top boxa s polnilnikom
Ko je vklopljen, mikrokrmilnik najprej zahteva zahtevano kapaciteto polnjenja.
Nastavite z gumbom SB1. Reset - gumb SB2.
Pin 2 (RA5) gre visoko, kar vklopi rele P1, ta pa vklopi polnilnik ( Slika 5).
Če gumba ne pritisnete več kot 5 sekund, krmilnik samodejno preklopi v način merjenja.
Algoritem za izračun zmogljivosti v tem set-top boxu je naslednji:
Enkrat na sekundo mikrokrmilnik izmeri napetost na vhodu set-top boxa in tok, in če je trenutna vrednost večja od najmanj pomembne števke, poveča števec sekund za 1. Tako ura prikazuje samo čas polnjenja.
Nato mikrokrmilnik izračuna povprečni tok na minuto. V ta namen se odčitki polnilnega toka delijo s 60. Celotno število se zabeleži v števcu, preostanek delitve pa se nato doda naslednji izmerjeni vrednosti toka in šele nato se ta vsota deli s 60. Tako opravil 60 meritev v 1 minuti, bo številka v merilniku povprečna trenutna vrednost na minuto.
Ko drugi odčitek preide skozi nič, se povprečna trenutna vrednost deli s 60 (z uporabo istega algoritma). Tako se števec zmogljivosti enkrat na minuto poveča za eno šestdesetino povprečnega toka na minuto. Po tem se števec povprečnega toka ponastavi na nič in štetje se začne znova. Vsakič po izračunu polnilne zmogljivosti se izvede primerjava med izmerjeno zmogljivostjo in podano, in če sta enaki, se na zaslonu izpiše sporočilo "Polnjenje je končano", v drugi vrstici pa - vrednost tega polnilna zmogljivost in napetost. Na pinu 2 mikrokontrolerja (RA5) se pojavi nizek nivo, ki izklopi rele. Polnilnik se bo izklopil iz omrežja.
Slika 5
Nastavitev naprave se zmanjša le na nastavitev pravilnih odčitkov polnilnega toka (R1 R5) in vhodne napetosti (R4) z referenčnim ampermetrom in voltmetrom.
Zdaj o šantih.
Za polnilec s tokom do 1000 mA lahko kot šant uporabite napajalnik 15 V, upor 0,5-10 Ohm z močjo 5 W (nižja vrednost upora bo povzročila manjšo napako pri merjenju, vendar bo težko natančno prilagoditi tok pri kalibraciji naprave), in zaporedno z akumulatorsko baterijo, spremenljivim uporom 20-100 Ohmov, ki bo nastavil vrednost polnilnega toka.
Za polnilni tok do 10 A boste morali izdelati šant iz žice z visokim uporom ustreznega preseka z uporom 0,1 Ohm. Preizkusi so pokazali, da tudi pri signalu tokovnega šanta, ki je enak 0,1 volta, lahko uglasitvena upora R1 in R3 zlahka nastavita odčitek toka na 10 A.
Tiskano vezje za to napravo je bil razvit indikator WH1602D. Lahko pa uporabite kateri koli ustrezen indikator, tako da žice ustrezno spajkate. Plošča je sestavljena v enakih dimenzijah kot zaslon s tekočimi kristali in je pritrjena na zadnji strani. Mikrokrmilnik je nameščen na vtičnici in omogoča hitro spremembo vdelane programske opreme za preklop na drug tok polnilnika.
Pred prvim vklopom nastavite trimerske upore v srednji položaj.
Kot šant za različico vdelane programske opreme za nizke tokove lahko uporabite 2 vzporedno povezana upora MLT-2 1 Ohm.
Indikator WH1602D lahko uporabite v set-top boxu, vendar boste morali zamenjati nožice 1 in 2. Na splošno je bolje preveriti dokumentacijo za indikator.
Indikatorji MELT ne bodo delovali zaradi nezdružljivosti s 4-bitnim vmesnikom.
Če želite, lahko osvetlitev ozadja indikatorja priključite preko tokovnega omejevalnega upora 100 Ohm
S to prilogo lahko določite kapaciteto napolnjene baterije.
Slika 6.Določanje kapacitete napolnjene baterije
Kot obremenitev lahko uporabite katero koli obremenitev (žarnico, upor ...), le pri vklopu morate nastaviti morebitno očitno veliko kapaciteto baterije in hkrati spremljati napetost baterije, da preprečite globoko izpraznitev.
(Od avtorja) Set-top box je bil testiran s sodobnim impulznim polnilnikom za avtomobilske akumulatorje,
Te naprave zagotavljajo stabilno napetost in tok z minimalnim valovanjem.
Pri priklopu set-top boxa na stari polnilec (stopenjski transformator in diodni usmernik) nisem mogel prilagoditi odčitkov polnilnega toka zaradi velikih valov.
Zato je bilo odločeno spremeniti algoritem za merjenje polnilnega toka s krmilnikom.
V novi izdaji krmilnik opravi 255 meritev toka v 25 milisekundah (pri 50Hz - perioda je 20 milisekund). In med opravljenimi meritvami izbere največjo vrednost.
Izmeri se tudi vhodna napetost, vendar se izbere najnižja vrednost.
(Pri ničelnem polnilnem toku mora biti napetost enaka emf baterije.)
Vendar pa je s takšno shemo potrebno namestiti diodo in gladilni kondenzator (> 200 µF) pred stabilizator 7805 za napetost, ki ni nižja od izhodne napetosti polnilnika
naprave. Slabo izravnana napajalna napetost mikrokontrolerja je povzročila okvare.
Za natančno nastavitev odčitkov sprejemnika je priporočljivo uporabljati trimerje z več obratiali namestite dodatne upore zaporedno s trimerji (izberite eksperimentalno).
Kot šant za set-top box 10 A sem poskušal uporabiti kos aluminijaste žice s prečnim prerezom 1,5 mmdolg približno 20 cm - deluje odlično.
Ta naprava je priključena kot set-top box na polnilnik, katerega različne sheme so že opisane na internetu. Na zaslonu s tekočimi kristali prikaže vrednost vhodne napetosti, količino polnilnega toka baterije, čas polnjenja in zmogljivost polnilnega toka (ki je lahko v amper-urah ali miliamper-urah - odvisno samo od strojne programske opreme krmilnika in uporabljenega šanta) . Izhodna napetost polnilnika ne sme biti nižja od 7 voltov, sicer bo ta set-top box potreboval ločen vir napajanja. Naprava temelji na mikrokontrolerju PIC16F676 in 2-linijskem tekočekristalnem indikatorju SC 1602 ASLB-XH-HS-G. Največja zmogljivost polnjenja je 5500 mA/h oziroma 95,0 A/h.
Shematski diagram je prikazan na sliki 1.
Priključitev na polnilnik - glejte sliko 2.
Ko je vklopljen, mikrokrmilnik najprej zahteva zahtevano kapaciteto polnjenja. Nastavite z gumbom SB1. Reset - gumb SB2.
Če gumba ne pritisnete več kot 5 sekund, krmilnik samodejno preklopi v način merjenja. Pin 2 (RA5) je nastavljen visoko.
Algoritem za izračun zmogljivosti v tem set-top boxu je naslednji:
Enkrat na sekundo mikrokrmilnik izmeri napetost na vhodu set-top boxa in tok, in če je trenutna vrednost večja od najmanj pomembne števke, poveča števec sekund za 1. Tako ura prikazuje samo čas polnjenja.
Nato mikrokrmilnik izračuna povprečni tok na minuto. Da bi to naredili, se odčitki polnilnika delijo s 60. Celotno število se zabeleži v števcu, preostanek delitve pa se nato doda naslednji izmerjeni vrednosti toka in šele nato se ta vsota deli s 60. tako izvedenih 60 meritev v števcu, bo število povprečne vrednosti trenutno na minuto.
Nato se povprečna trenutna vrednost deli s 60 (z uporabo istega algoritma). Tako se števec kapacitivnosti enkrat na minuto poveča za eno šestdesetino povprečnega toka na minuto.
Po tem se števec povprečnega toka ponastavi na nič in štetje se začne znova. Vsakič po izračunu polnilne zmogljivosti se izvede primerjava med izmerjeno zmogljivostjo in podano, in če sta enaki, se na zaslonu izpiše sporočilo "Polnjenje je končano", v drugi vrstici pa - vrednost tega polnilna zmogljivost in napetost. Na pinu 2 mikrokontrolerja (RA5) se pojavi nizek nivo, kar vodi do ugasnitve LED. Ta signal lahko uporabimo za vklop releja, ki na primer izključi polnilnik iz omrežja (glej sliko 3).
Nastavitev naprave se zmanjša na nastavitev pravilnih odčitkov polnilnega toka (R1 R3) in vhodne napetosti (R2) z referenčnim ampermetrom in voltmetrom. Za natančno nastavitev odčitkov set-top boxa je priporočljivo uporabiti trimerne upore z več obrati ali namestiti dodatne upore zaporedno s trimerji (izberite poskusno).
Zdaj o šantih.
Za polnilnik s tokom do 1000 mA lahko uporabite 15 V napajalnik, 5-10 Ohmski upor z močjo 5 W kot shunt in zaporedno s polnjenjem baterije spremenljiv upor 20 -100 Ohmov, kar bo nastavilo polnilni tok.
Za polnilni tok do 10 A (največ 25,5 A) boste morali izdelati šant iz žice z visokim uporom ustreznega preseka z uporom 0,1 Ohm. Preizkusi so pokazali, da tudi pri signalu tokovnega šanta, ki je enak 0,1 volta, upora za uravnavanje R1 in R3 zlahka nastavita odčitek toka na 10 A. Vendar pa večji kot je signal tokovnega senzorja, lažje je nastaviti pravilne odčitke.
Kot šant za set-top box 10 A sem poskusil uporabiti kos aluminijaste žice s prečnim prerezom 1,5 mm in dolžino 30 cm - deluje odlično.
Zaradi enostavnosti vezja tiskano vezje za to napravo ni bilo razvito, sestavljeno je na testni plošči enakih dimenzij kot tekočekristalni indikator in je pritrjeno na zadnji strani. Mikrokrmilnik je nameščen na vtičnici in omogoča hitro spremembo vdelane programske opreme za preklop na drug tok polnilnika.
