Заряжатор. Итоги.

Заряжатор. Что вышло.
Начало здесь
Продолжение здесь

Минимум выполнен, базовый функционал, которым планировалось оснастить заряжатор — реализован. Теперь можно оглянуться назад, и посмотреть, что вышло удачно, что нет, произвести анализ.
Истинно говорю вам — микропроцессорные зарядники рулес! Электрохимические процессы неторопливы, а автоматика не умеет скучать, поэтому они идеальная пара друг к другу.


Сам концепт холодного заряжатора, в котором нет элементов, ограничивающих ток заряда методом преднамеренного рассеивания излишнего тепла — оказался крайне удачным.

Не совсем удачной оказалась идея регулировки тока программным регулятором — на мой взгляд, аналоговая система из усилителя ошибки (уставка — напряжение_на_шунте) работала бы лучше, и не требовала бы хитрого алгоритма. Если надумаю делать следующий заряжатор — так и поступлю, и всем начинающим заряжаторщикам рекомендую.

Несомненным, абсолютным, эпик вином (аплодисменты, свист, конфетти, фейерверк) оказался интегратор тока. По-настоящему, его значение удалось понять только после реализации режима заряда
«европрофиль» и режима «Цикл». Как обычно заряжают батареи? Дядька в замасленном ватнике подключает батарею к дребезжащему заряднику, и уходит. Через несколько часов приходит,
заглядывает в пробочку: Ыыыы, кипить!
Выключает, и уносит батарею, вставлять в свой уазик или жыгуль. Если дядька понимающий, то он ещё устанавливает стрелку показометра на нужное деление, и один-два раза наведывается, убедиться что всё правильно, хрюкнуть грушей и потрясти поплавок в мензурке. Вот и вся диагностика, доступная правильному дядьке.

А с профилем, учитывающим критерии прекращения заряда, и интегратором тока — можно видеть реальную ёмкость аккумулятора, которую не показывает ни груша, не нагрузочная вилочка.
Развитию этого успеха способствовало появление режима «Европрофиль» — заряд со стабилизацией тока до достижения граничного значения напряжения 14.6в, а после — стабилизация этого напряжения, до падения тока до 1/8 от первоначальной уставки, после чего заряд прекращается.

Оказывается, во вполне хороший акуумулятор 55Ач, в обычном цикле используемый в автомобиле —
можно залить ещё 17 амперчасов. Причём, они заходят туда, как к себе домой, ни разу не поморщившись! Я слышал мнение, что автомобили не до конца заряжают аккумуляторы, но не мог себе представить, что «не до конца» — это треть ёмкости.

Другой режим — «Цикл» — с разрядом батареи, последующим зарядом, и выводом отчёта — сколько разрядилось, и сколько зарядилось. Очень полезный режим, показывающий истинную ёмкость батареи.
Например, старая автомобильная батарея вполне может иметь ёмкость 2.5 (два с половиной) амперчаса, и при этом от неё заводится пепелац, правда, только пока тепло. Зимой почему-то не хочет…
Странно, да? Из сказанного становится совершенно ясно, что связка из интегратора тока и автоматизации заряда — приносит положительные эмоции и новые впечатления. Могу всем порекомендовать.

Плохой, совсем негодной идеей, стало использование встроенного АЦП меги. Вход однополярный, и не позволяет измерять ток разряда батареи. Лучшим выбором мне видится применение внешних
АЦП, например ds2438, которые специально заточены под такую задачу, и позволят отказаться от плясок с бубном при разряде. В этой микросхеме есть аппаратный интегратор тока, который упростит
алгоритм.

Отрицательно сказались на реализации проекта множественные «подходы к снаряду» с перерывами в несколько месяцев между ними. Каждый подход сопровождался морщеньем лба «бля, а на чём я
тогда остановился?» и туплением в код. В результате код представляет из себя… то, что он представляет. Но работает ведь!

Для желающих повторить заряжатор, или просто подчерпнуть для себя что-нибудь новенькое, выкладываю прошивку и исходники. Как обычно — безвозмездно, а значит даром. По выражению одного писателя — «Украл это когда утащил и спрятал. А когда подсмотрел и улучшил — это развил идею.»

Несколько комментариев: Методика переделки и настройки блока была описана ранее. Собрать, прошить.
Из фузов критична только тактовая частота — она должна быть 8МГц.
Интерфейс программы интуитивно-понятен, крутим ручку и нажимаем, когда надо подтвердить выбор. При первом запуске будет сообщение об отсутствии калибровок. Калибровка производится в два этапа, для калибровки достаточно иметь тестер. На первом этапе, по запросу измеряется напряжение на клеммах, которое нужно будет ввести в заряжатор с помощью рукоятки управления. На втором этапе подключается нагрузка через амперметр, или амперметр подключается к встроенному разряднику, как указано в монтажной схеме. Измеренный ток также сообщается заряжатору.
Важно, что значение калибровки тока сопоставляется с измеренным значением только в момент нажатия на энкодер. Поэтому, амперметр можно отключить от схемы только после ввода значения. Калибровка разрядника произойдёт автоматически, во вмешательстве оператора она не нуждается.

Пункты меню заряжатора:

Заряд профиль 1 — профиль заряда «Евро», вводится только ток заряда, заряд прекращается автоматически. После окончания выдаётся отчёт.
Цикл — разряд, заряд «Евро». Вводятся ток разряда и ток заряда. Прекращается автоматически, выдаётся отчёт.

Далее идут режимы-кипятильники, с поддержкой фиксированного тока через батарею, или фиксированного напряжения. В них задаются параметры поддерживаемого тока (напряжения), и критерий прекращения заряда(вручную-по времени-по дозе тока). Эти режимы могут быть полезны при попытке реанимировать глубоко разряженные батареи, обычно это делается очень малым током в течение длительного времени.

Разряд — Ау, кэп, прокомментируй! Выбирается ток разряда, из пунктов «малый-повышенный-высокий», соответственно используются первая, вторая или обе нити разрядника. Прекращается автоматически, по достижению напряжения на батарее ниже 10.8в. По окончании — отчёт.
Также, из меню можно сделать повторную калибровку аппарата.

Всем интересующимся теорией и практикой по заряжаторству и акуумуляторам, напоминаю ссылку на электротранспорт: http://electrotransport.ru/ussr/index.php/topic,2103.0.html
  • +1
  • 05 апреля 2011, 16:16
  • Gornist

Комментарии (25)

RSS свернуть / развернуть
интересно. а что не на конкурс?
0
На конкурс? Хммм. Как-то не подумал.
0
Забавненько. Но хотелось бы видеть больше инфы о режимах заряда и методах восстановления.
Алсо, оно понимает только 12В аккумуляторы?
0
  • avatar
  • Vga
  • 05 апреля 2011, 20:05
Да, только 12-вольтовые, вообще заряжатор рассчитан под кислотные батареи, а они бывают 6,12,24в — слишком большой диапазон, чтобы его можно было качественно охватить.
Для прочих типов батарей нужны совершенно свои методы заряда. Поэтому выбор был сделан в пользу 12-вольтовых батарей, как самых употребимых. По вопросу инфы — внизу есть ссылка, к написанному там мне нечего добавить.
0
В принципе, основная часть для заряда любых акков (точнее, из известных мне — NiCd/MH, SLA, Li-*) — это регулируемый стабилизатор тока/напряжения, а он есть. Остальное — это логика управления, причем основные датчики тоже есть, вопрос в программе. Разве что с разряжатором сложнее. Ну и еще Li-* предъявляют повышенные требования к стабилизации напряжения.
0
Никель-кадмий, насколько я знаю, полноценно можно заряжать, только контролируя температуру банки. Как только скорость её изменеия во времени превысит некий порог, надо выключать. Литиевые — требуют очень чёткого отключения по пороговому напряжению, и к ним выпускаются специальные микросхемы… Короче, все эти штуковины имеют только одно общее — название. В остальном к ним совершенно разные требования.
И это. Заряжатор всё же в большей степени арт-объект, его цель — это генерировать у народа эмоции, типа «Ойбля! Цаца! А оно ещё и заряжает??? Апупетьнифстать...».
Если вы прочтёте первую часть, а она писалась параллельно с работой наж делезом — вам станет ясно, что штуковина изначально задумывалась как техногенный псевдо-утилитарный арт-объект. Типа той кухни, раскрашенной дизайнером. Готовить там конечно можно, но основное её предназначение — понт. Типа авторская работа, коричнивые стены и всё такое.
0
Насчет NiCd не уверен, по температуре их вроде только в инструменте заряжают, а так чаще всего по dv/dt. Ну и вход термодатчика сделать при желании можно.
Li-* заряжаются CC/CV, отключение по падению тока ниже порога (порядка 3-5% от стартового, который обычно в районе 1С). Требования высокие только к напряжению CV — 4.1/4.2V +-0.05V (зависит от типа аккума).
А в целом, зарядник разнородных батареек штука достаточно полезная. Только меня жаба давит делать его выделенным устройством, а крутой БП делать пока лень)
0
а можно узнать максимальный ток зарядки, который может выдать зарядник?
И еще меня смущает что зарядный ток (я так понимаю в диапазоне 5-10 ампер) идет по плате,(через раъем С11). К сожалению P-cada нет, поэтому ориентируюсь по рисункам из 1й части статьи. дорожки не греются?
Ну и еще, до кучи :), вы емкость после заряда как определяли? Обычно емкость указывается для 20 Часового разряда. Т.к. аккумулятор у нас не идеальный то, если он при 20 часовом разряде получился 55Ач, это не значит что он сможет отдать 55Ампер в течение одного часа. там, судя по (http://sdisle.com/battery/peukert.html) есть прямая зависимость, но в достоверности я не уверен.
0
Больше 10-15 ампер не пробовал, дальше будет срабатывать защита. Видимо, максимум находится в районе 15-18 ампер для 12-вольтовой обмотки, как указано на крышке блока, при напряжениях в районе 12-14в. При высоких напряжениях (17-18в) защита срабатывает уже при токах 8-9 ампер.
Дорожки короткие, широкие, и обильно облужены. Не греются.
С токами разряда — моё мнение, главное сильно не превышать рекомендуемые. Первая нить даёт ток разряда около 1.4а, вторая — около 6. Таким образом, для 55ач, второй нитью получается 9ти часовой цикл. Интереса ради нужно будет попробовать сравнить ёмкость, отданную при разряде одной и другой нитями.
Но для этого надо найти какую-нибудь более-менее живую батарею, потому что с пепелаца снимать на двое с лишним суток (36ч разряд и 15+ч заряд, и это только один цикл) — неохота.
Однако, цифры, выдаваемые в отчёте, для разряженной и заряженной ёмкости почти совпадают.
0
Ага, спасибо, хотя авто и нет, руки чешутся собрать :)
0
Спасибо автору, я сделал это устройство с большим удовольствием, и был очень рад когда «заряжатор» приветствовал меня. Потом начались проблемы с измерением напряжения. Вхолостую все правильно, н в режиме зарядки или разрядки занижает на 2 вольта или больше, в режиме заряда по напряжению еще больше и непредсказуемо. Много раз прошивал и калибровал, фильтровал напряжение AVCC (оно стабильное) и др. Все бесполезно. Очень жаль, мне очень понравился набор параметров. Как же заряжать в режиме евро? (контроль по напряжению). Нет ли способа как-то наладить, или что-то изменить в прошивке? ( я не программирую, только прошиваю).
0
Рад, что кто-то решил повторить рукоделие. Проблемой озабочусь, вероятно косяк располагается в дифференциальном методе измерения напряжения. Но результат будет не очень быстро, извините.
0
Еще, вдогонку: обратная, пропорциональная зависимость от тока зарядки. Добавляю ток — падает напряжение на индикаторе, при этом амплитуда пилы зарядного напряжения не превышает 200мв.
0
Спасибо за баг-репорт, проблема устранена, лекарство и рецепт применения здесь: http://forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=16&t=1457&p=98559#p98559
0
Ура, заработало! Спасибо! Сейчас все хорошо, тестирую дальше.
0
А дальше опять огорчение… Теперь при разряде похожая картина: ток показывает на 1,5А больше при повышенном и высоком токе, на малом меньше на О,4А, напряжение тоже завышает: на 1в при малом токе и до 2в на остальных пределах. Пожалуйста, может еще поправите?
0
Щщщит. Я его опять в гараж унёс, придётся назад нести. Поправлю, конечно же, как только разберусь, в чём дело.
Насчёт фото с зарядом и цифрами 14.56 / 14.68 — у меня тоже около десятки падало на проводах. На клеммнике возле платы показывало правильнее. Уже появилась крамольная мысль — выкинуть нафиг шунт, и измерять ток по падению на проводах.
0
Нет, шунт выбрасывать нельзя; если цифровой — значит точный, а так будет термонестабильность, или забыв, поменяешь провода? Буду ждать.
0
Принёс аппарат назад. Глюк с неправильным напряжением при разряде… подтверждается частично. Частично потому, что отображается напряжение не на клеммах батареи, а на точках подключения к плате. Отображаемая на экране величина напряжения совпадает с измеренным напряжением на ближнем конце провода, и отличается от дальнего конца.
Для повышения точности отображаемого напряжения рекомендуется изменить точки подключения измерительных цепей, для этого вплести в кабель батареи два дополнительных провода, сечение их не критично, подключив с их помощью резисторы R1 и R8 непосредственно к зажимам клемм батареи.
0
На проводах настолько заметное падение?
0
одна-две десятых
0


Вот, результат после проделанных изменений в схеме. При заряде напряжение совпадает до 0,02в. Может еще подумаете?
0
Предлагаю переместиться в форум
0
Я Вам ответил в форуме, но сообщение отложено под сукно, поэтому цитирую здесь:-Я измерил напряжение, получается напряжение батареи на R1 и 0,1в на R8 при разряде повышенным током. Потом, по вашей схеме непонятно, как измеряется ток на лампочке при разряде, ведь амперметр, то-бишь сопротивление измерительного шунта, не включен в цепь разряда? Как же тогда вообще происходит измерение тока при разряде?
0
Подскажите pls — Какой лучше заменить микросхему UC2906DW для зарядки кислотно-свинцового аккумулятора 7А 12В? UC2906 часто выходит из строя у потребителей и режимы зарядки не всегда держит.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.