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 причиной создания описываемого ЗУ. С его помощью я все аккумуляторы проверил и рассортировал. Часть из них после проверки выкинул, а на остальных написал фактическую ёмкость.

Прочитав датагорскую статью «Автоматическое зарядно-тренирующее и измеряющее устройство для 12-вольтовых герметичных аккумуляторов (PIC12F675)» задумал собрать что-то подобное для проверки Li-ion аккумуляторов по аналогичному алгоритму.

↑ Схема

Ток заряда-разряда был выбран 300 мА, такой ток легко получить от обычного телефонного адаптера и он хорошо подходил для всех аккумуляторов, которые были у меня.

Силовая часть представляет собой два стабилизатора тока, включаемых поочередно по команде от микроконтроллера. Узел на U1 поддерживает постоянный ток заряда, а U2 – ток разряда.

Как уже упоминалось, величина тока выбрана 300 мА. При такой величине за одну минуту батарея получает или отдает 5 мАч.
Транзисторы Q1 и Q2 управляют работой стабилизаторов. Дополнительная индикация осуществляется с помощью светодиодов. Красный горит во время заряда или разряда, зеленый во время измерений и по окончании всех циклов.

Кнопка «Кн2» переключает режимы и индикацию. Кнопка «Кн1» зарезервирована для будущих доработок.

Из недостатков следует отметить невозможность выбора тока заряда и разряда и, как следствие, полный цикл на аккумуляторе большой ёмкости может продолжаться довольно долго. Зато есть над чем подумать для улучшения устройства. Все возможности для этого заложены в железо.

↑ Индикация

Индикатор взят 4-х разрядный, 1-й разряд используется для отображения текущего шага цикла. Следующие три знака – ёмкость в Ампер-часах или напряжение в Вольтах.
«u» — начальное напряжение батареи;
«1» — первоначальный разряд АКБ до напряжения 3,00 Вольта;
«2» — заряд АКБ до напряжения 4,20 Вольта;
«3» — разряд АКБ до напряжения 3,00 Вольта (определение ёмкости);
«4» — окончательный заряд АКБ до напряжения 4,20 Вольта;
«U» — конечное напряжение батареи;
«E» — вывод и просмотр значений ёмкости по циклам;

↑ Работа с ЗУ

Полный цикл программы включает в себя четыре шага. Для каждого шага измеряется ёмкость в Ампер-часах. Основным показателем состояния аккумулятора является ёмкость, измеренная на третьем цикле – ёмкость, которую может отдать полностью зараженный аккумулятор при полной разрядке.
Есть возможность пропустить не нужные шаги нажатием «Кн2». Например, можно сразу перейти на зарядку АКБ, выбрав 4-й шаг цикла.

Подключаем аккумулятор, соблюдая полярность, и включаем устройство.

При этом на индикаторе загорится символ «u» и начальное напряжение аккумулятора.

При однократном нажатии на кнопку устройство перейдет в цикл. При этом в 1-ом разряде индикатора загорается номер режима с точкой, а в следующих 3-х разрядах — ёмкость.

«1» — первоначальный разряд АКБ до напряжения 2,90 Вольта.


«2» — заряд АКБ до напряжения 4,20 Вольта.
«3» — разряд АКБ до напряжения 2,90 Вольта (определение ёмкости).
«4» — окончательный заряд АКБ до напряжения 4,20 Вольта.


По завершении 4-го цикла на индикаторе загорится символ «Е» и конечная емкость.

Например, на фото 750 мАч = 0,75Ач.

Если в этом режиме нажимать кнопку «Кн2», то будут отображаться значения измеренной ёмкостей по на всех шагах.

После окончания программы устройство будет находиться в режиме ожидания просмотра измеренных значений.

↑ Программа

Программа выполнена на языке Си по алгоритму, предложенному камрадом koan51 в вышеуказанной статье, и откомпилирована в mikroC PRO for PIC. Программа снабжена комментариями.

Для выбора режимов и обработки результатов используется микроконтроллер PIC12F675 с расширителем портов на микросхемах 74HC595.

Верхнее напряжение зарядки и нижнее напряжение разрядки аккумулятора определены в программе в следующих строках:

#define UbatL 296    // Напряжение разряженной батареи  296/1,023 = 2,9 Вольта 
#define UbatH 430    // Напряжение заряженной батареи  430/1,023 = 4,2 Вольта

Это объясняется тем, что у PIC12F675 АЦП 10-и разрядный и содержит 1024 значения.
Вы можете ввести свои значения этих порогов при необходимости.

Измерение ёмкости батареи происходит следующим образом. С интервалом в 2 минуты аккумулятор отключается от цепей заряда или разряда для измерения напряжения на аккумуляторе. К этому времени ёмкость аккумулятора изменяется на 0,01 Ач и значение ёмкости пересчитывается в Ампер-часы для данного цикла и суммируется с предыдущим значением.
Все значения накапливаются в массиве E. В этом массиве находятся значения в элементах E[1], E[2], E[3], E[4]. Если при этом измеренное напряжение достигло верхнего или нижнего предела аккумулятора, то происходит включение очередного шага цикла.

↑ Конструкция

В приборе использован 7-сегментный 4-разрядный индикатор с ОК типа RL-F5610S3AAW/D15, подойдёт любой аналог.
Устройство выполнено на двух платах. На одной плате расположены индикатор и кнопки, на второй расположены силовые элементы схемв и радиатор для них. Спереди индикатор и кнопки закрыты фальшпанелью из тонкой жести.

↑ Файлы

Схема, Плата, Прошивка с исходниками.
🎁shema-pp-soft.7z  83.55 Kb ⇣ 210

↑ Ссылки по теме

• Автоматическое зарядно-тренирующее и измеряющее устройство для 12-вольтовых герметичных аккумуляторов (PIC12F675)
• Разрядно-зарядное устройство для аккумуляторных батарей
• Зарядное устройство предназначено для зарядки NiMh и NiCd аккумуляторов
• Зарядное устройство для Ni-Cd, Ni-Mh и Li-Ion аккумуляторов
• Приставка для измерения ёмкости зарядки и емкости аккумулятора
• Универсальное зарядное устройство

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации