Начало » Практика » Блоки питания » Устройство для проверки ёмкости герметичных аккумуляторов 12V

 
 
 

Устройство для проверки ёмкости герметичных аккумуляторов 12V

📆07.02.11 🙋Chugunov 👀60 835 💬24
Дешёвые, малогабаритные и удобные в эксплуатации герметичные аккумуляторы напряжением 12 Вольт используются повсеместно. Срок их эксплуатации — несколько лет. Как определить состояние аккумулятора, как отличить исправный аккумулятор от выработавшего свой ресурс? Как оттренировать аккумулятор? Ответить на эти вопросы поможет простое полуавтоматическое разрядное устройство.

Содержание / Contents

По роду службы мне приходится иметь дело с кислотными необслуживаемыми аккумуляторами напряжением 12 Вольт и емкостью 7 Ампер-час. Этот тип аккумуляторов очень широко применяется, например, в устройствах бесперебойного питания компьютеров, системах безопасности, которые должны какое-то время работать при пропадании сетевого электропитания. Аккумуляторы или стоят в буфере под напряжением, или лежат резервом в коробках. Проблема состоит в том, что неизвестно в каком состоянии они находятся. Контроля напряжения недостаточно — аккумуляторы могут потерять ёмкость.

Единственным достоверным способом проверки ёмкости является разряд аккумулятора фиксированным током до определенного напряжения с контролем времени разряда. Есть способ измерения ёмкости большим током в течение короткого отрезка времени с контролем изменения напряжения. Но это метод эмпирический и не точный. Кроме того, полезно время от времени делать цикл разряд-заряд. В литературе и интернете очень много схем зарядных устройств, но мало разрядных. Лично мне ничего подходящего не попалось и пришлось придумывать своё устройство. Поскольку я радиолюбитель, мой подход — использовать в первую очередь имеющиеся детали, собранные по сусекам. Этим объясняется выбор деталей. Почти все они сняты со старой техники.

Схема

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!

Сердце устройства — источник тока на микросхеме КР142ЕН12. Это аналог LM317, надо обратить внимание, что выпускались ЕН с разными цоколёвками, у меня она совпала с цоколёвкой LM. Ток определяется резистором R10 и при 1,25 Ома равен 1 А. Ёмкость аккумулятора очень сильно зависит от тока разрядки и напряжения окончания разряда.
Вот таблица одного из производителей аккумуляторов.

Из таблицы следует, что в 5-часовом режиме разрядки до напряжения батареи 10,5 В, ток должен быть 1,1 А. Для удобства я выбрал режим разрядки током Итак, если время разряда аккумулятора 5 часов, он в отличном состоянии. Ток выбран и из других соображений — предельный ток ЕН12 составляет 1,5 А, кроме того больше ток — больше тепла рассеивается. Для тока 1 А надо рассеять 10…14 Вт, что можно сделать в небольшом устройстве. Ключ управления собран на полевых транзисторах с изолированным затвором и N-каналом. Эти транзисторы имеют хорошие ключевые свойства и им не нужен ток управления, достаточно короткого импульса. Можно на мгновение коснуться затвором общего провода — ключ закрыт, дотронуться до положительного вывода питания — ключ открыт.

Для облегчения теплового режима ЕН12 я сделал несколько маленьких хитростей. Сопротивление открытого ключа 1,4 Ом и при токе 1А потребуется дополнительный теплоотвод. Я поставил два транзистора параллельно. Падение напряжения на них стало 0,7 В и каждый транзистор рассеивает 0,35 Вт, теплоотвод стал не нужен. Транзистор IRFP150 имеет (измеренное) сопротивление при таком токе 0,03 Ом и не греется совсем, но я хотел разделить тепловую нагрузку, чтобы ЕН12 легче дышалось, 0,7 Вт ключ взял на себя. Другой излишек можно погасить резистором. Экспериментально установлено, что оптимальное сопротивление R7 равно 5,6…6 Ом. Итак, еще 6 Вт тепла долой. На R12 рассеивается 1,25 Вт. Итого ЕН12 стало на 8 Вт легче, что позволило применить небольшой теплоотвод (от разобранного монитора). Кроме того, оказалось, что светодиод, подключенный параллельно ЕН12 через цепочку диодов и резистор неплохо показывает напряжение аккумулятора. Ярко светит при 13 В (ток 6…7 мА) и гаснет при напряжении 11 В (почти полный разряд). Отмечу, что у меня всё точно подобрано, при других деталях и токах, цепь индикации надо настраивать заново.

Ключом управляет пороговое устройство на любом ОУ, способном работать при напряжении 10 В и триггер на половине микросхемы К561ЛА7. Триггер решает проблему дребезга и повышения напряжения на батарее при закрывании ключа.

Итак, при понижении напряжения батареи до 10,5 В, на выходе DA1 уровень становится низким, ключ закрывается, разряд прекращается. Дабы не следить за процессом, на половинке ЛА7 собран узел световой и звуковой индикации — красный светодиод мигает, зелёный гаснет, а пищалка прерывисто пищит. Остаётся подойти, заметить время, сравнить его с временем начала разрядки, отключить аккумулятор и сделать вывод о его годности. После полной разрядки аккумулятор нельзя класть в долгий ящик, требуется зарядка, но это уже другая история, я про это сегодня писать не буду.

Рассмотрим ещё некоторые детали работы устройства. При подключении устройства к батарее происходит начальная установка. Мигает красный светодиод, погашен зелёный, пищалка прерывисто пищит. Так мы убеждаемся в исправности индикации. При нажатии на кнопку, красный светодиод гаснет, зелёный загорается, звуковой индикации нет, начинается разрядка. По интенсивности свечения светодиода можно судить о состоянии батареи под нагрузкой. Теплоотвод, мощные резисторы и ключ греются ощутимо, рука долго не терпит. При желании можно облегчить тепловой режим, но тогда возрастут размеры устройства.


Можно ли применить это устройство для разрядки кислотных аккумуляторов? Можно, если будет интерес, я изложу свои соображения.
Я применил «пищалку» от «телефона-трубки», просто они есть под рукой, можно применить любой экономичный излучатель звука. Детали можно использовать практически любые, номиналы резисторов и конденсаторов могут меняться на порядок, но в силовой цепи лучше следовать моим рекомендациям.

Точность поддержания тока 1%. Резистор R6 предотвращает большой ток даже при теоретическом выходе ЕН12 из строя, стабилитрон — любой на напряжение 3,3…6,2 В, резисторы кроме R7 и R12 мощностью 0,125…0,25 Вт. Для ключа годятся любые транзисторы соответствующей структуры, надо только обращать внимание на сопротивление в открытом состоянии, при желании можно поставить параллельно до 4-х штук (место на плате для этого есть).
Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа!

Печатная плата разрабатывалась под мои детали, но сделана по функциональным узлам и её легко изменить под ваши детали. Обратите внимание — на плате есть одна перемычка, считаю, что перемычка удобнее, чем длинные и тонкие дорожки.

Резистор R7 состоит из трёх С5-16В-5Вт сопротивлением 3,9 Ом, включенных последовательно-параллельно, можно взять любые проволочные, желателен запас по мощности в 1,5…2 раза. Резистор R12 состоит из резисторов МЛТ -1 Вт. Параллельно резистору 2 Ома включена цепочка последовательно соединённых резисторов 2 Ома и 1 Ом. Можно использовать самодельный проволочный резистор. Резистор R3 — многооборотный типа 3286, при отсутствии можно использовать любой, а после настройки впаять постоянный. Полевые транзисторы 03N60S5 взяты из электронного дросселя типа «Ташибра». Подойдут практически любые с небольшим сопротивлением в открытом состоянии, например, PHD45N03 с материнской платы. Эта крошка в корпусе SOT может работать без теплоотвода. Диоды, транзистор и светодиоды практически любые, выбраны из-за доступности.

Если вы собрали устройство из указанных или аналогичных деталей, настройка очень проста. Установите сопротивление резистора R3 в положение близкое к максимальному, подключите внешний источник питания с напряжением 10,5В. Должна заработать звуковая и световая сигнализация. Запустите разряд кнопкой и убедитесь, что ток разрядки равен 1 А, а звуковая сигнализация отключилась. Медленно уменьшая сопротивление резистора R3 добейтесь срабатывания звуковой сигнализации и прекращения разрядки. Полезно убедиться в стабильности тока разрядки во всем диапазоне напряжений 10,5…13,8 В.
Устройство проверено и с никель-кадмиевыми аккумуляторными батареями аналогичной ёмкости и напряжения, что позволило восстановить их.

Файлы

с печатной платой в формате layout5 и схему в формате sPlan7 прилагаю
razriad12v7ah.rar 🕗 07/02/11 ⚖️ 21,77 Kb ⇣ 280
Сергей (Chugunov)
РФ, Москва
Профиль Chugunov
О себе автор ничего не сообщил.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 28 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Зарядное устройство Li-Ion аккумуляторов с проверкой ёмкости, PIC12F675... У меня скопилось около двух десятков Li-Ion батарей от плееров, бритв, телефонов. Это и послужило...
Схема на Датагоре. Новая статья Li-ion и Li-polymer аккумуляторы в наших конструкциях... Прогресс идет вперед, и на смену традиционно используемым NiCd (никель-кадмиевым) и NiMh...
Схема на Датагоре. Новая статья Автоматическое зарядно-тренирующее и измеряющее устройство для 12-вольтовых герметичных аккумуляторов (PIC12F675). Часть 2... Предлагаю вашему вниманию дополнения и улучшения к моему проекту на Датагоре «Автоматическое...
Схема на Датагоре. Новая статья Автоматическое зарядное устройство с циклическим и буфферным режимами для герметичных аккумуляторов малой ёмкости... Простое автоматическое зарядное устройство для зарядки свинцовых аккумуляторов небольшой емкости,...
Схема на Датагоре. Новая статья Автоматическое зарядно-тренирующее и измеряющее устройство для 12-вольтовых герметичных аккумуляторов (PIC12F675)... 28-04-2014 ОБНОВЛЕНИЕ! Предлагаю вашему вниманию дополнения и улучшения к этому моему проекту на...
Схема на Датагоре. Новая статья Схемка в блокнот. Устройство для разрядки никель-кадмиевых аккумуляторов... При эксплуатации никель-кадмиевых аккумуляторов перед тем как ставить их на зарядку, их надо...
Схема на Датагоре. Новая статья Простое зарядное устройство-автомат на LM317 с фиксированным током зарядки и ограничением напряжения... Зарядное устройство для щелочных и свинцовых аккумуляторов ёмкостью до 10-15 Ампер-час, для...
Схема на Датагоре. Новая статья Замена Li-ion АКБ в Ectaco JetBook... Приветствую, сограждане! Несколько лет назад мне был дарован очень интересный девайс, который тогда...
Схема на Датагоре. Новая статья Автомат для разрядки и измерения реальной ёмкости аккумуляторов... Модульный вариант наглядного и точного измерителя Ампер-часов аккумуляторов, собранный с...
Схема на Датагоре. Новая статья Аккумуляторы. Хрусталев Д.А.... Автор: Хрусталев Д.А. Издательство: ООО Изумруд Год издания: 2003 Страниц: 222 Язык: русский В...
Схема на Датагоре. Новая статья Аккумуляторы Джи Пи. Купил? Охлади!... Здравствуйте, дорогие единомышленники!:) Помните навязчивую рекламку? Джи Пи - увидел - купи!...
 

Общаемся по статье 💬

«Устройство для проверки ёмкости герметичных аккумуляторов 12V»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

Назад Вперед
<

mikesp

Михаил Сапожников Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 07-02-11, 2:03.
Ответить
  • С нами с 19.03.2010
  • 140 комментариев
  • 10 публикаций
 
Спасибо автору. Весьма полезная статья. НЕчто подобное можно сделать для тестирования и автомобильных батарей, например, изменив номиналы нек. сопротивлений.

<

Виталий

Виталий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 2 от 07-02-11, 3:34.
Ответить
  • С нами с 6.12.2008
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
Спасибо за статью!

<

basilevscom

Антон Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 3 от 07-02-11, 13:07.
Ответить
  • С нами с 8.01.2010
  • 126 комментариев
  • 16 публикаций
 
Спасибо, давно хотел что-то подобное соорудить, всё руки не доходили 8-)))

<

ZAN

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 4 от 07-02-11, 21:52.
Ответить
  • С нами с 24.04.2009
  • 4 комментария
  • 0 публикаций
 
Как определить состояние аккумулятора, как отличить исправный аккумулятор от выработавшего свой ресурс? Как оттренировать аккумулятор?

Из опыта
если хоть одна банка дутая- в утиль...если потрясти и там что-то перекатывается- откисли пластины от шины- в утиль, если напруга есть а емкости -ноль(лампа 12вольт ватт 40 не светится- вскрыть пластину или заглушки и добавить дистиллированной воды- может гель усох, подзарядить- иногда помогает...но не надолго)...

<

Jiner

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 5 от 08-02-11, 0:59.
Ответить
  • С нами с 28.08.2009
  • 21 комментарий
  • 0 публикаций
 
Классная статья! мне с работы как раз штук 8 таких отдали - от 2х вольтовых по замеру до 11 -12ти_ ) Все думал как с ними бороться))

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 6 от 08-02-11, 2:43.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 342 комментария
  • 30 публикаций
 
ZAN,
  если хоть одна банка дутая- в утиль...если потрясти и там что-то перекатывается

Если по нему проехал танк - в утиль, если прострелен из РПК - в утиль... а если емкость потеряна на 50% - тоже в утиль т.к. годными считаются с емкостью более 80%, но определить это методом ощупывания или потряхивания уже сложнее.

Jiner, устройство не может из плохого аккумулятора сделать хороший. Но может помочь сделать несколько циклов разряд-заряд и оценить оставшуюсю ёмкость. Думаю, что при 2 В кислотной батарее кирдык, а вот щелочную есть шанс восстановить.

***
По себе знаю, что без готового рисунка печатной платы делать что-то не хочется, поэтому надеюсь, что рисунок кому-то поможет.
Кстати, полевые транзисторы годятся почти любые, я брал из списанных.

<

stas

Станислав Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 7 от 08-02-11, 5:40.
Ответить
  • С нами с 7.11.2008
  • 42 комментария
  • 4 публикации
 
Статья нужная, автор устройство тщательно проработал и описал. В начале статьи была фраза про тренировку. Что это и помогает ли восстановить емкость?
У жидких аккумуляторов циклы заряд малым током - разряд током 0,2-0,3 емкости снимало сульфатацию, восстанавливая емкость.

У герметичных что-то подобное можно сделать? Вопросов по этим аккумуляторам много.

Сергей, если есть возможность, можно написать статью про условия эксплуатации, попытки восстановления, диагностики с точки зрения теории и , самое главное, практики?
Я думаю, она будет востребована.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 8 от 08-02-11, 9:29.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 242 комментария
  • 273 публикации
 
alx25v,
возможность комментировать вернется к Вам после публикации 3х Ваших статей.

<

vlad59

Владимир Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 9 от 08-02-11, 10:08.
Ответить
  • С нами с 12.03.2009
  • 26 комментариев
  • 0 публикаций
 
"Ток определяется резистором R10 и при 1,25 Ома равен 1 А. Ёмкость аккумулятора очень сильно зависит от тока разрядки и напряжения окончания разряда. "

Ошибочка, однако.
R12, не R10. А то я что-то не сразу въехал - видать еще не проснулся...

<

romzone

Роман Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 10 от 08-02-11, 15:24.
Ответить
  • С нами с 2.10.2009
  • 12 комментариев
  • 1 публикация
 
Спасибо. У нас на работе 800 устройств и в каждом по такому аккумулятору. Последний раз вывезли в утиль штук 100, непроверяя.

<

AudioKiller

Игорь Рогов Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 11 от 08-02-11, 20:29.
Ответить
  • С нами с 10.01.2012
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
Если вместо ОУ использовать компаратор типа 521СА3 или 597СА3, то можно обойтись без тоиггера.

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 12 от 08-02-11, 22:40.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 342 комментария
  • 30 публикаций
 
vlad59, Да, это очевидно. Я вылизывал схему, поэтому вносил изменения, потом делал, чтобы нумерация была по порядку и упустил в одном месте описания, но на схеме всё правильно.
stas, статьи написаны до меня, их нетрудно найти, мой личный опыт в этом вопросе пока не позволяет делать "авторитетные утверждения". На работе аккумуляторы (бОльшая часть) находятся в буфере и контролируются микроконтроллером (для каждого акк. конечно), это прекрасно, но аккумуляторам желательно делать (как пишут опытные люди) разряд раз в месяц, другой вопрос, что организационно это сделать сложно - большая трудоёмкость. У меня есть отдельный "умный" блок питания с микроконтроллером, но я убедился, "правильная индикация" говорит о напряжении батареи (при подзарядке и без), и сигнализирует, если батарея совсем плохая, но её ЁМКОСТЬ показать не может. Вообще ремонтопригодность таких батарей очень низкая, но они и стоят дёшево...
romzone, вот для таких случаев и можно собрать что-то такое, когда из кучи надо выбрать что-то получше, тем более детали дешёвые или бросовые.
AudioKiller, нет, без триггера нелья. После срабатывания компаратора (неважно на чем он собран) ток разрядки прекратится, напряжение батареи резко увеличится и разрядка начнется снова. Да, акк. всё равно разрядится, но такие скачкИ, визг и дребезг - не комильфо. И потом, К561ЛА7 стоит 3 рубля (10 $центов)...
Кроме того нужна нормальная светозвуковая сигнализация, полмикросхемы для этого не жалко.
У меня есть 521СА3, но хотелось поставить операционник, который есть и который особо нигде не нужен - домашние неликвиды.

<

FazaX

Владимир Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 13 от 09-02-11, 0:44.
Ответить
  • С нами с 10.03.2010
  • 12 комментариев
  • 0 публикаций
 
Хорошее устройство. На работе эксплуатирую сотню таких аккумуляторов, а ёмкость измерить нечем. Хорошо бы ещё таймер приспособить, чтобы время считал и по окончании разряда "стоп" (можно электромеханические часы). Тогда полная царская жизнь:-)

<

inter02

Юрий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 14 от 09-02-11, 3:54.
Ответить
  • С нами с 13.10.2009
  • 101 комментарий
  • 3 публикации
 
респект, очень нужная вещь. я сам пользовал нечто подобное, однако здесь получше будет.....вообще аккумуляторы - это целая наука, и вот зараза такая, никогда не возможно дать 100% оценку его работоспособности. это как карта ляжет. :winked: ,
из своего опыта скажу так. стартёрные батареи спокойно работают в стационарных условиях по 15-20 лет. правда бывают издержки. но !!! в моём любимом источнике бесперебойного питания я заменил уже шесть батарей за 10 лет эксплуатации. всегда одна причина - потеря ёмкости, и "раздувание" банок. это конечно очевидно. но тут !!! есть оценка и прогноз работоспособности. весьма нужное устройство. гарантировать не буду, но наверное повторю, мне для работы надо..... :winked:

<

vaSILA

Василий Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 15 от 09-02-11, 18:52.
Ответить
  • С нами с 30.01.2009
  • 18 комментариев
  • 0 публикаций
 
есть ещё негласный способ помочь акумам, которые работают в буферном режиме в бесперебойниках. За счёт постоянной "сушки" под напругой они потихонбку стравливают воду через клапана, и после высыхания теряют прилично емкость. Я просто расколупал один экземпляр 2-ух летней выдержки и подлил ему дистилированной водички - и вуаля, ёмкость хоть и не стала первоначальной, но акб ещё годик прослужило, причём время после отключения сети было примерно 80% от первоначального. А так в бесперебойниках нехорошо использовать такие акумы, не расчитаны они быстро ток отдавать, у них ёмкость сразу в разы падает...

<

WEK

Владимир Читатель Датагора
  • Кандидат
Комментарий # 16 от 10-02-11, 0:55.
Ответить
  • С нами с 9.10.2008
  • 12 комментариев
  • 0 публикаций
 
Спасибо Сергей за автомат!
А то очень бывает хлопотно ждать конца разряда. Я делал проще:
беру резистор на 12 ом на 20 Вт - подключаю на разряд и жду тех самых
10,5 Вольт. Потом считаю время - оценится в пригодности аккума можно,
но с автоматом удобнее. Сам собирался собрать примерно тоже самое, но ты опередил. Спасибо!

Назад Вперед

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте корректны и вежливы, соблюдайте правила!


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой

Офигенная миниатюрная рация на литии BaoFeng UV-5R, 5W, 5-15 км!

Тестер универсальный LCR-TC1 для транзисторов, конденсаторов, ESR, MOSFET и т.д.
  • smilelolhellowinkscepticthumbupbored
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashpartyhandshake
    musicnegativenowordspardonshoksleepunknown
    wackoyawnsainthelmethashsmokingwhew


Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.