Зарядное устройство на микроконтроллере PIC12F675. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы

 Комментарии к статье

Данное зарядное устройство (ЗУ) автоматизирует процесс зарядки аккумуляторов. Если аккумулятор не разряжен до напряжения 1 В, оно проведет его разрядку до этого напряжения и только потом начнется зарядка. По ее окончании ЗУ проверит работоспособность аккумулятора и, если он неисправен, подаст соответствующий сигнал.

Предлагаемое ЗУ предназначено для одновременной независимой зарядки трех Ni-Cd или Ni-Mh аккумуляторов типоразмера АА или ААА током 0,23 А. Оно разработано на основе аналогичной конструкции, описанной в [1]. С целью упрощения в нем применен микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем Принципиальная схема собственно ЗУ показана на рис. 1. Оно состоит из узла управления и трех одинаковых по схеме разрядно-зарядных ячеек А1- A3. Для его питания применен сетевой импульсный блок питания (БП), схема которого показана на рис. 2. За его основу взята конструкция, описание которой было опубликовано в [2].

Рис. 1

Узел управления собран на микроконтроллере (МК) DD1 и регистре DD2. Выбор МК PIC12F675 обусловлен наличием встроенного аналого-цифрового преобразователя и невысокой стоимостью. Коды программы, по которой он работает, представлены в таблице. Питание микросхем DD1, DD2 стабилизировано интегральным стабилизатором DA1. Светодиод HL1 выполняет функции индикатора включения.

Рис. 2

Каждая разрядно-зарядная ячейка состоит из стабилизатора тока на микросхеме 1DA1 (здесь и далее указаны позиционные обозначения элементов ячейки А1) с токозадающим резистором 1R2, электронных ключей на транзисторах 1VT1-1VT3, индикатора разрядки на светодиоде 1HL2 желтого цвета свечения и индикатора зарядки на светодиоде 1HL1 красного цвета свечения.

В БП резистор R1 ограничивает пусковой ток. Диодный мост VD1 выпрямляет напряжение сети, а фильтр C1C2L1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Преобразователь напряжения собран на микросхеме TNY264P и работает на частоте около 132 кГц. Элементы VD2, R5, C3 образуют демпфирующую цепь, подавляющую выбросы напряжения на первичной обмотке трансформатора Т1. Напряжение вторичной обмотки трансформатора Т1 выпрямляет диод VD3, а фильтр C6L2C7 сглаживает выпрямленное напряжение. Для контроля выходного напряжения применены оптрон U1, стабилитрон VD4 и резистор R6.

После подачи питающего напряжения МК DD1 последовательно проверяет наличие подключенных к ячейкам аккумуляторов. При отсутствии напряжения на гнезде XS1 МК DD1 "делает вывод", что аккумулятор не установлен и переходит к анализу состояния следующей ячейки.

Когда аккумулятор подключен, МК DD1 измеряет его напряжение, и если оно более 1 В, ячейка включается на режим разрядки. На выводе 5 регистра DD2 появляется высокий уровень напряжения, открывается транзистор 1VT3, и через него и резистор 1R8 протекает ток разрядки около 100 мА, а светодиод 1HL2 начинает светить, индицируя этот режим.

Как только напряжение аккумулятора станет менее 1 В, МК DD1 выключит режим разрядки и светодиод 1HL2 погаснет. Высокий уровень появится на выводе 6 регистра DD2, откроются транзисторы 1VT1 и 1VT2, начнется зарядка аккумулятора и загорится светодиод 1HL1. В этом режиме МК DD1 периодически измеряет напряжение на аккумуляторе, и когда оно достигнет значения 1,45 В, он начинает проверять возрастает напряжение или нет. Когда напряжение перестает увеличиваться, режим зарядки прекращается и кратковременно включается режим разрядки (загорается светодиод 1HL2) и измеряется напряжение на аккумуляторе. Если оно будет 1,1 В и менее, что свидетельствует о неудовлетворительном состоянии аккумулятора, светодиод 1HL2 станет мигать. При подключении к ЗУ аккумулятора, напряжение на котором менее 1 В, режим зарядки включается сразу.

Для охлаждения элементов ЗУ применен вентилятор М1, который начинает работать при включении режима зарядки любого из аккумуляторов. Так как на него поступает напряжение питания меньше номинального (примерно 8,5 В), вращается он медленно, но производительности достаточно для охлаждения устройства. После окончания зарядки всех аккумуляторов вентилятор прекращает работу, а светодиод HL1 зеленого цвета свечения начинает мигать, показывая, что ЗУ можно отключить от сети.

Рис. 3

Детали ЗУ монтируют на печатной плате из односторонне фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 3. Она рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ, С2-33, оксидных конденсаторов - К50-35 или импортных конденсаторов С1, С2, С4 - К73-17. Светодиоды могут быть любого типа диаметром корпуса 3...5 мм, желательно повышенной яркости свечения. Для установки микросхем DD1, DD2 применены панели, резисторы 1R2, 1R4, 1R6, 1R8 установлены перпендикулярно плате. Все светодиоды установлены со стороны печатных проводников, там же размещены четыре перемычки из провода МГТФ-0,12. Вентилятор М1 с напряжением питания 12 В и размерами 8x40x40 мм - от компьютерной техники.

Рис. 4

Чертеж печатной платы БП показан на рис. 4. Для трансформатора использован магнитопровод EFD25 с каркасом. Суммарный зазор между половинами магнитопровода - 0,2 мм. Первичная обмотка содержит 171 виток провода ПЭВ-2 0,13, вторичная - 15 витков провода ПЭВ-2 0,75, дроссель L1 - SBCP-47HY102B фирмы TOKIN, дроссель L2 - ДМ-3. Для получения выходного напряжения 9 В применен стабилитрон BZX79-B8V2 с напряжением стабилизации 8,2 В. Более подробно о конструкции и деталях БП рассказано в [2].

Платы соединены между собой винтами и пластмассовыми стойками длиной около 32 мм (рис. 5). После сборки плат их размещают в корпусе подходящего размера с посадочными местами для аккумуляторов на одной стороне и вилкой для подключения к сети на другой. Вентилятор размещен в нижней части корпуса (рис. 6) там же, а также в верхней части сделано несколько вентиляционных отверстий.

Рис. 6

Налаживания устройство не требует. Перед установкой микросхем в панели надо проверить напряжения на выходе блока питания и на выходе стабилизатора DA1.

Готовую программу можно скачать отсюда.

Литература

1. Деменев М, Королева И. "Интеллектуальное" зарядное устройство. - Радио, 2002, № 1, с. 38, 39, 42.
2. Плетнев Е. Малогабаритный сетевой источник питания на микросхеме TNY264. - Радио, 2006, № 6, с. 33, 34.

Автор: В. Киба, г. Каменск-Шахтинский Ростовской обл.; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Зарядные устройства, аккумуляторы, гальванические элементы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Новая геотермальная технология Fervo Energy 19.07.2023 Компания Fervo Energy завершила успешные испытания своей геотермальной скважины в Неваде, производя 3,5 МВт электроэнергии в течение 30 дней. Геотермальная энергетика основана на использовании тепла из горячих источников, таких как термальные подземные воды. Однако для достижения устойчивой геотермальной системы требуется сочетание тепла, жидкости и проницаемости горных пород. Fervo Energy разработала инновационный подход, создавая искусственные скважины и наполняя их водой, которая нагревается землей. Затем специальная турбина преобразует полученное тепло в электричество. В ходе испытаний компания достигла скорости потока воды в 62 литра в секунду, обеспечивая производство 3,5 МВт электроэнергии (что может питать примерно 750 домов на одновременной основе). Полученные данные о потоке и выходной мощности будут использоваться для дальнейшего совершенствования геотермальных систем. В текущем году Fervo планирует подключить свою скважину Project Red к электросети, чтобы обеспечивать энергией центры обработки данных Google и другую инфраструктуру в рамках соглашения, заключенного в 2021 году. Это первое коммерческое применение геотермальной технологии, которое демонстрирует потенциал этой энергетической системы, к чему ученые стремились с 1970-х годов. Fervo успешно пробурила несколько горизонтальных скважин для коммерческого производства геотермальной энергии, достигнув почти километровой горизонтальной длины и температуры 191 °C. Тщательные испытания и мониторинг подтвердили управляемость процесса. Преимущества геотермальных электростанций включают отсутствие выбросов углерода (Google стремится к использованию только безуглеродной энергии в своих офисах и центрах обработки данных до 2030 года) и возможность работать круглосуточно (в отличие от солнечной и ветровой энергии). Однако сокращение затрат и регулятивные преграды осложняют более широкое внедрение этой технологии, по словам генерального директора Fervo, Тима Латимера.

Другие интересные новости:

▪ Риск инфекции зависит от времени суток

▪ Костюм для Робинзона

▪ Беспокойство передается через глаза

▪ Компактный переносной холодильник на солнечных батареях

▪ KnuPath - нейроморфный процессор военного назначения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. Подборка статей

▪ статья Эпоха застоя. Крылатое выражение

▪ статья На каком глазу Нельсон носил повязку? Подробный ответ

▪ статья Персонал котельной. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электродолбежники. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регулятор напряжения с небольшой разницей входных и выходных параметров. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026