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基于ATmega328的铅酸电池容量测试仪_电流_电压

雨夜梧桐 2025-01-19 20:36:24 0

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由于硬件和设计限定,限定很少:

只有高达 200Ah 的 12 伏铅酸电池可以放电!
由于丈量偏移(以实现更好的电压丈量分辨率),只能丈量 10.1 伏至 14.7 伏的电压,这意味着低于 10.1 伏的任何电压都将读数为 10.1 伏。
电流丈量分辨率为 25 mA,以覆盖更宽的丈量范围(0-13.9 A),这对付丈量非常小的放电率(低于 300 mA)可能是个问题电压丈量分辨率为 5 mV。
丈量的电压会定期(每 5 分钟)存储在 EEPROM 中,并在测试完成后通过 USB-Serial 导出。
放电电流可由用户通过 S1/S2 按钮(设置)编程,可以是 0.1 A 到 10.0 A 的 0.1 A (100mA) 的任意值倍数。
C-Rate(即是放电韶光/预期测试持续韶光)可由用户配置 5 小时或 10 小时或 20 小时。
例如,如果 35 Ah 电池以 C/10 的 C 速率放电,则放电电流将为 3.5 A (3500 mA),预期放电持续韶光应为 10 小时。
根据 OLED 屏幕菜单上显示的解释,用户可以通过按下 S1/S2 按钮来中止测试(电流适当的斜坡低落到 0 A)!
在测试运行期间,OLED 显示屏将在屏幕上显示测试韶光、放电电流、电池端子电压。
只要达到电池割断(此处为 10.5 V)或韶光 (=C hrs) 结束,测试就会自动停滞。
计时是利用带有中断的 AVR 内部 Timer1 完成的。
S1/S2 按钮连接到 Atmega328 微掌握器的 INT0/INT1,用于掌握用户界面。

如何事情

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动态电气负载

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(图片来自网络侵删)

放电电流流经的负载(MOSFET+电阻网络)是可编程有源负载。
它的驱动办法是恒定电流流过它,而不管电池电压因放电而随着韶光的推移而低落!

有源负载由 MOSFET(Q1) 和高功率电阻器网络(显示为单个电阻器 R1)组成,MOSFET 的漏极到源极通道充当可变电阻器,高功率电阻器网络具有固定值电阻(直到它也变热)很多)。

Arduino

现在,电阻 R2 是一个数字 10K 电位器 (MCP4131),电阻可以通过 SPI 通信进行编程。
(Ar)Bareduino 完成这项事情和其他任务,例如 OLED 显示器驱动、获取用户输入、利用 ADC 丈量来自传感器的电流和电压。

电源轨

此设备上的电源轨很少:

5.0 伏数字系统(Arduino(MCU)、OLED 显示器、DigiPot、电流传感器)12.0 伏用于散热器冷却风扇18.9 伏的运算放大器9.35 伏和 1.8 伏精密基准电压,用于 ADC 转换前的差分丈量和仿照旗子暗记调理。

结果

测试的结果是什么?首先,我们将得到一个韶光与 Vbatt 曲线,可用于在未来的测试中进行局部放电容量估计。

我们如何得到电池的容量?假设您利用了 100 Ah 电池并以 C/10(或 10 Amp)的放电电流开始测试。
如果电池有 100% 的额定容量,10 小时后电池电压应高于 10.50 伏。
但是假设电池在 9 小时 30 分钟后达到 10.50 伏,因此电池的电流容量为 95%。

改进范围

电池容量很大程度上取决于环境温度。
该设备估量可在 25'C +/- 5'C 环境温度条件下运行。
可以通过利用温度补偿(LM75 可以)来改进设计,这将许可设备在更冷或更温暖的景象中丈量容量。
添加 pH 计以丈量电解液的酸度并打算从完备充电到完备放电的比重水平,这将为剖析供应进一步的数据。
代替放电,边充电边丈量容量是一种更好、更合理的方法。

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