1

Cargador automático en el microcontrolador ATTINY24

El cargador controla el proceso de carga de la batería y establece sus parámetros óptimos.. Todo el ciclo se divide en 4 escenario, cambia automáticamente según el grado de carga de la batería. Cuando la batería alcanza el voltaje deseado, la carga se detendrá automáticamente. Tres LED muestran el estado de la batería y el nivel de carga. El cargador le permite ajustar la corriente de carga., por lo tanto, protege contra daños en la batería (demasiada corriente) y ahorra tiempo (corriente muy baja).

Foto 1. ATTINY24 Microcontrolador Cargador

caracterización

  • cargando 12 En baterías con capacidad de plomo 10 … 100 la·no
  • ajuste de corriente de carga en el rango de aproximadamente 1 … 10 la
  • protección de sobrecarga de la batería
  • proceso de carga de múltiples etapas
  • fuente de alimentación: transformador 17 la

Descripción del circuito

El clásico rectificador de batería tiene dos inconvenientes principales.. En primer lugar: no tiene protección contra sobrecarga, e incluso si lo vemos mientras carga, Después de las lecturas del amperímetro en sí, es imposible indicar claramente, es hora de dejar de cargar. Y solo cargar hasta que se libera el gas electrolito es una recarga consciente. Segundo defecto: regulación actual sin cargo. La corriente de carga no debe exceder el valor permitido para esta batería, que depende de su capacidad. La sobrecarga puede dañar permanentemente las placas. (los elementos), en que consiste la batería. Exceder el voltaje o corriente permisible afecta negativamente el rendimiento y la vida útil de la batería. El circuito del cargador presentado elimina estos dos defectos..

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

arroz. 1

Según el esquema presentado, puede armar un cargador separado , como muestra, mostrado en fotos, o este módulo puede ser adicional a un simple rectificador clásico. En ambos casos, se obtiene un cargador automático.. El circuito del cargador se muestra en la figura. 1, puede ser dividido en varios bloques.

  1. Unidad de medida actual – construido sobre la base del chip LM358 (IC3A, IC3B). La salida positiva del rectificador se conecta al terminal POW y se aplica a la derivación de medición R16., que consta de dos resistencias potentes con baja resistencia. El amplificador operacional IC3B, junto con el transistor T4 y elementos adyacentes, forma un convertidor de corriente a voltaje. En su salida hay un filtro de los componentes de R20, Amplificador C13 e IC3A. La señal de salida se calibra con un potenciómetro de precisión R24 y se alimenta al microcontrolador. – la señal está marcada CV.
  2. Cascada de energía – construido en transistores T3 y T5. Transistor T3 utilizado para controlar el voltaje / Actual, suministrado a la batería. El transistor T5 con elementos adyacentes le permite controlar el transistor MOS directamente desde la salida del microcontrolador..
  3. Unidad de convertidor de voltaje – Componentes L1, T1, D4. Este es un convertidor de impulso clásico., salida (señal, etiquetado PVCC) obtiene voltaje alrededor 29 la, lo que es necesario para el correcto funcionamiento de la unidad de medida actual. Los elementos vecinos se utilizan para estabilizar y filtrar el voltaje de salida..
  4. Fuente de alimentación – estabilizador IC2 y elementos vecinos. La tarea del bloque es, para obtener y filtrar el voltaje de 10 B al valor máximo 26 la, que se alimenta a través de los diodos D1 y D2 desde la batería o el rectificador. Luego, a través del estabilizador IC2, es necesario alimentar el microcontrolador 5 la. El potenciómetro de precisión R3 y la resistencia R2 forman un divisor para leer el voltaje de la batería. Potenciómetro le permite calibrar lecturas.
  5. Unidad de sensor de CA – hecho usando el transistor T2 y elementos vecinos. Su tarea es, para detectar la mitad de las ondas sinusoidales, impuesta a voltaje de batería constante – Este proceso se describirá con más detalle a continuación..
  6. Bloque de control – el potenciómetro R12 se usa para establecer la corriente de carga, Los LED indican el estado del sistema, y el microcontrolador controla todo el proceso.

Todos los modos principales, que configuran y controlan el proceso de carga se registran programáticamente en la memoria del microcontrolador TINY24 (IC1). tareas, que realiza: impulsar el control del convertidor – manteniendo un voltaje de salida constante, leer todos los valores analógicos, ajuste del valor de la corriente de carga y cambio de las etapas del proceso de carga. Regulación de corriente de carga por regulación de fase, utilizado para tiristores y triacs, con esa diferencia, que sin un tiristor o triac con un transistor MOSFET con canal P. Esta solución simplificó el circuito y redujo la pérdida de energía.. Las señales generadas en el circuito durante la carga se muestran en la figura. 2.

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

arroz. 2

Forma de señal A – esta es la salida del rectificador, si – esta es la salida superpuesta del rectificador y el voltaje constante de la batería (VIN en el gráfico). Forma de onda C – Esta es la forma de onda en la salida del sensor de voltaje de CA (VIP en la tabla) – ella determina con precisión el tiempo, cuando la forma de onda del voltaje del rectificador excede el voltaje de la batería, y puedes obtener la corriente de carga, un borde descendente indica el comienzo del período de control de fase. La forma D es una señal de control de nivel de potencia (MDR en gráfico), nivel de llenado más alto, la mayor parte de la señal B se suministrará a la batería – señal E (AKUP en la tabla).

Forma de onda F – Esta es la señal de salida de la unidad del convertidor de corriente a voltaje (CV en tabla).

El proceso de carga se divide en varias etapas., seleccionado según el grado de carga de la batería, es decir, valores de voltaje en sus terminales. la figura 3 se muestra todo el proceso.

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

arroz. 3

Los valores en el punto A representan las etapas de carga., el gráfico B representa los valores actuales de carga, el gráfico C muestra la curva de voltaje de la batería, y los símbolos en el punto D representan un método de señalización utilizando LED. Nivel 0 – sin batería. Si el rectificador está encendido, el circuito señala esta etapa mediante un LED rojo constante. El circuito de alimentación está apagado., no hay voltaje en los terminales de salida, por lo tanto no hay riesgo de cortocircuito accidental, esta condición persiste hasta, hasta que el voltaje de salida aparece al menos 8 la.

Etapa I – precarga. Si una batería con un voltaje de no más de 11 la, que significa, что она находится в состоянии глубокого разряда. Такая батарея, подключенная к обычному зарядному устройству, может вызывать очень большой ток из-за значительной разности напряжений. В этом случае представленная схема уменьшает зарядный ток до 1/3 установленного значения диапазона и ожидает частичной регенерации батареинапряжение превышает 11 la.

II этапосновная зарядка. На этом этапе ток зарядки достигает полного установленного значения, pero, в отличие от классического выпрямителя, он не уменьшается с увеличением заряда, а поддерживается постоянным, что сокращает время зарядки. Этап длится до достижения 14V. Здесь стоит обратить внимание на способ измерения напряжения, который отличается от других этаповзарядка происходит циклически, каждый цикл занимает около полминуты зарядки, затем следует короткий перерыв, прекращение зарядкии в этот момент измеряется напряжение аккумулятора. Благодаря этому измерение не обременено ошибкой, вызванной падением

III этапфинальная зарядка. После превышения напряжения 14 В ток зарядки уменьшается до 1/3 от установленного значения. Зарядка с более низким током позволяет батарее «насыщаться» зарядом и позволяет более точно определять время окончания. Сначала аккумулятор реагирует внезапным падением напряжения, como se muestra en la figura 3, но затем медленно достигает максимального значения 14,4 la.

IV этапзарядка завершена. Зеленый светодиод указывает на завершение процесса зарядки, аккумулятор полностью заряжен и готов к работе. Напряжение на батарее быстро падает примерно до 13 la, а затем снижается примерно до 12,6 la, поэтому не следует ожидать, что после зарядки батареи мы измерим 14,4 la. Если аккумулятор остается подключенным к представленному зарядному устройству, его напряжение будет постоянно контролироваться, а когда оно падает до примерно 12,8 B., запускается следующий этап зарядки.

V этапсохранение заряда. Что касается окончательного заряда, то зарядный ток составляет 1/3 от установленного значения, а конечное напряжение составляет 14,4 la. Этот этап работы зарядного устройства направлен ​​на поддержание заряда батареи, если она остается подключенной, даже после того, как зарядка завершена в течение длительного времени. Когда батарея подключена к схеме и источник питания отключен (зарядное устройство выключено), светодиоды будут отображать состояние батареи так же, как и во время зарядки, только светодиоды будут мигать. Схема измеряет зарядный ток и, если он не достигает минимального значения, сигнализирует об этом таким образом. То же самое произойдет, si, por ejemplo, во время зарядки напряжение сети 220 В упадет, мигающие светодиоды будут сигнализировать об этом аварийном состоянии. Presta atencion, что устройство затем потребляет энергию от батареи и разряжает ее небольшим током.

Montaje y ajuste

Схема была спроектирована и изготовлена ​​на двухсторонней печатной плате показанной на рисунке 4.

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

arroz. 4

Транзисторы T1 и T3 крепятся к радиатору с помощью шайб и изолирующих втулок и припаиваются к плате. Если устройство будет работать как адаптер для выпрямителя, то диодный мост не нужен. Схема должна быть помещена в хорошо проветриваемый корпус.
Радиатор не должен быть слишком теплым во время работы, в то время как резистор R16 и мостовой выпрямитель могут быть даже горячими.

Для устройства была разработана наклейка на переднюю панель корпуса – imagen 5.

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

arroz. 5

Для первого запуска и настройки устройства понадобятся: регулируемый блок питания, мультиметр и аккумулятор. Сначала не вставляйте интегральные микросхемы в панельки и подключите приблизительно 10 В источника питания к клеммам AKUP и GND. Теперь необходимо измерить, есть ли напряжение 5 В на контактах 1 y 14 посадочной базы микроконтроллера. Затем отсоедините источник питания, установите микроконтроллер в подставку и снова подключите источник питания. Теперь необходимо измерить, есть ли напряжение около 29 … 30 В на контактах 4 y 8 разъема IC3. Если напряжения верны, можно переходить к следующему этапу.

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

Foto 2.

Вставляем интегральные микросхемы в разъемы и подключаем источник питания с установленным напряжением около 7 la, красный светодиод должен гореть, затем увеличиваем напряжение до 8 В и регулируем потенциометр R3, пока не загорятся красный и желтый светодиоды. Теперь стоит проверить, происходит ли переключение последующих ступеней при 11 la, 14 la, 14,4 la, и при необходимости скорректировать настройку R3 (наиболее важным является 14,4 la). Важное примечаниенапряжение следует увеличивать медленно, потому что измерение напряжения является дискретным, а не непрерывным, а пороги напряжения переключения ступеней имеют большой гистерезис в направлении падения напряженияпереключение со ступени I на II происходит при превышении 11 la, а со ступени II на I происходит при 10 , 8V. Точные значения напряжения сохраняются в программе в файле analog.h. Следующим шагом является подключение целевого трансформатора (через диодный мост выпрямителя) или выпрямителя к клеммам POW и GND. Однако перед этим необходимо убедиться, что вторичное напряжение трансформатора / выпрямителя не превышает 18 VAC (26 corriente continua). Подача более высокого напряжения повредит резистор R1. Напряжение также не должно быть слишком низким, поскольку оно не позволит получить полный диапазон регулирования, оптимальное значение составляет 17 В переменного тока и мощность около 150 … 200 W. Если нет необходимости использовать полный диапазон зарядного тока до 10 la, трансформатор может потреблять меньше энергии. На выходе не должно быть фильтрующего конденсатора, потому что схема не будет формировать синхронизирующие импульсы (VIP сигнал – arroz. 2, сигнал C).

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

Foto 3

Finalmente, калибруем блок измерения тока. Устанавливаем ручку регулировки на минимум, подключаем «минус» батареи к клемме GND, а плюс через амперметр к клемме AKUP и подключаем трансформатор / выпрямитель. Теперь калибруем ручку потенциометра, смотря на показания амперметра. Установив небольшой ток, por ejemplo, 2la (схема должна находиться на основной стадии зарядки). Устанавливаем потенциометр R24 так, чтобы индикация ручки на отметки соответствовала амперметру (sujeto a, que, por ejemplo, 20% составляет 2А). Могут быть расхожденияток зарядки имеет сильно искаженную форму волны, и амперметр может указывать неправильно, блок измерения тока также вносит небольшие искажения. Лучше всего установить правильный ток в среднем положении регулятора (ток прибл. 5 la), что позволяет экстремальным настройкам немного отличаться от предположений.

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

Foto 4

Как безопасно подключать схему? Зарядное устройство устойчиво к обратному подключению аккумулятора и короткому замыканию выходных клемм, но следует соблюдать следующий порядок. En primer lugar, зарядное устройство должно быть отключено от сети 220 VAC. Затем подключите аккумулятор и наблюдайте за светодиодамиесли светодиоды не горят, аккумулятор подключен неправильно или сильно разряжен / поврежден. Если мигает красный и / или желтый, аккумулятор подключен правильно, то вы можете установить зарядный ток и подключить источник питания (трансформатор или выпрямитель) к сети 220 la.

ATTINY24 Microcontrolador Cargador

Foto 5

Datos de

Archivo para el proyecto






Un comentario

  1. Добрый день. Поделитесь, de nada, печатной платой.

Deja una respuesta

su dirección de correo electrónico no será publicada.