Чтобы проверить, насколько реальная ёмкость Li-Ion аккумулятора соответствует номинальной, и предназначен этот прибор.
Устройство, описание которого приводится далее,позволяет производить зарядку Li-Ion аккумуляторов с номинальным напряжением 3,7 В. При этом измеряются их ёмкость и внутреннее сопротивление. Алгоритм работы устройства следующий: определение наличия аккумулятора, полная зарядка, разрядка (при этом измеряются внутреннее сопротивление и ёмкость аккумулятора) и последующая зарядка. Об окончании цикла оповещает звуковой сигнал.
Рис. 1. Схема устройства
Схема устройства показана на рис. 1. Оно собрано на микроконтроллере DD1 PIC16F873A [1] и двухстрочном ЖКИ-модуле HG1 [2], по 16 символов в каждом. Конденсаторы С1, С4, С6 - блокировочные по цепи питания. Тактовую частоту микроконтроллера задают кварцевый резонатор ZQ1 и конденсаторы С2, С5. На резисторах R12 и R13 собран регулятор яркости подсветки ЖКИ. На резисторах R8, R9, R11 собран регулятор контрастности изображения ЖКИ. Резисторы R1, R2 и конденсатор С3 образуют делитель напряжения аккумулятора. Эта цепь подключена к входу АЦП микроконтроллера. Резисторы R3, R5-R7 и транзисторы VT1 и VT2 образуют цепь зарядки аккумулятора, резистор R7 - токоограничивающий. Резистор R10 (нагрузочный) и транзистор VT3 образуют цепь разрядки аккумулятора.
Рис. 2. Сообщение на ЖКИ-индикаторе
При подаче на устройство питающего напряжения на ЖКИ выводится сообщение "BATTERY TESTER (рис. 2). При подключении аккумулятора устройство определяет его наличие по остаточному напряжению и включает цикл зарядки и измерения (рис. 3). Далее происходит зарядка аккумулятора током около 300 мА. Причём она производится импульсами тока с малой скважностью (рис. 4). В паузах между импульсами микроконтроллер измеряет напряжение на аккумуляторе. На рис. 4 канал А (жёлтый) - напряжение на аккумуляторе, канал В (синий) - сигнал на линии RC2 микроконтроллера (управление цепью зарядки), канал С - сигнал на линии RC1 микроконтроллера (управление цепью разрядки, в данном случае напряжение сигнала равно нулю).
Рис. 3. Сообщение на ЖКИ-индикаторе
Рис. 4.
Как только напряжение на аккумуляторе достигнет 4,2 В, устройство перейдёт в режим разрядки током около 200 мА (рис. 5). Когда начинается разрядка аккумулятора, включается отсчёт времени. Каждую секунду микроконтроллер измеряет напряжение на аккумуляторе. Как только напряжение на аккумуляторе уменьшится до 3,7 В, микроконтроллер производит расчёт внутреннего сопротивления, которое рассчитывается по формуле R = dU/I, где dU - разность напряжений на аккумуляторе под нагрузкой и без неё; I - ток, протекающий через аккумулятор под нагрузкой.
Рис. 5.
Как только напряжение на аккумуляторе уменьшится до 3,2 В, микроконтроллер произведёт расчёт ёмкости и внутреннего сопротивления аккумулятора. Далее устройство начнёт зарядку аккумулятора. После её окончания устройство прекратит подачу тока на аккумулятор и выдаст прерывистый звуковой сигнал. На ЖК-индикаторе будут отображаться значения ёмкости и внутреннего сопротивления аккумулятора (рис. 6).
Рис. 6. Сообщение на ЖКИ-индикаторе
Налаживание прибора сводится к установке необходимой яркости подсветки ЖКИ резистором R13 и контрастности изображения резистором R9.
Питание устройства осуществляется от стабилизированного блока питания 12 В, потребляемый устройством ток не превышает 250 мА.
Литература
1. PIC16F87XA Data Sheet 28/40/44-Pin Enhanced Flash Microcontrollers. - URL: http://akizukidenshi.com/download/PIC16F 87XA.pdf (26.08.2021).
2. WH1602B-YYH-CTK. - URL: http:// www.avislab.com/blog/lcd/ (26.08.2021).
Автор: В. Турчанинов, г. Севастополь