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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Марафон изменяет мозг спортсмена 14.04.2025 Длительные физические нагрузки, такие как марафоны, оказывают не только влияние на физическую форму, но и на мозг. Недавнее исследование, проведенное в Испании, показало, что после участия в марафоне у бегунов происходят значительные изменения в мозге, которые могут сохраняться на протяжении нескольких месяцев. Эти изменения касаются миелина - вещества, которое покрывает нейроны и играет ключевую роль в их функционировании. Исследователи использовали МРТ для того, чтобы исследовать изменения в мозге марафонцев до и после забега. До марафона все участники имели одинаковые уровни миелина, но уже спустя день или два после пробежки в некоторых участках их мозга наблюдалось заметное снижение его количества. Миелин является важным элементом для координации движений, а также для сенсорной и эмоциональной интеграции, что говорит о том, что физическая нагрузка может влиять на не только физическое, но и психоэмоциональное состояние. Миелин состоит преимущественно из жиров, и, как показали предыдущие исследования, во время длительных физических нагрузок организм начинает использовать жировые отложения как источник энергии. Этот процесс может затронуть не только мышцы, но и другие структуры организма, в том числе мозг. Исследования на животных показывали, что миелин может быть использован как топливо, и теперь, благодаря исследованиям на людях, эта гипотеза получила подтверждение. После марафона бегуны испытывали снижение уровня миелина в мозге, однако через две недели уровень миелина начал восстанавливаться, хотя он так и не достиг исходных значений. Полное восстановление до исходного уровня миелина наблюдалось только через два месяца после забега. Эти данные указывают на то, что марафон может временно влиять на нейропластичность и функционирование мозга, однако изменения не носят долговременный характер, что обнадеживает для спортсменов и тех, кто регулярно занимается длительными физическими нагрузками. Исследователи отмечают, что выборка в данном исследовании была достаточно небольшой, и для более точных выводов потребуется больше данных. Также ученые хотят выяснить, как миелин используется в разных ситуациях и как его уровень может изменяться в зависимости от интенсивности и продолжительности упражнений. Это открытие подтверждает важность не только восстановления мышц после интенсивных тренировок, но и восстановления нейропластичности мозга, что особенно важно для тех, кто активно занимается спортом. Марафоны и другие длительные нагрузки, безусловно, оказывают влияние на мозг, но, как показывают результаты, этот эффект временный, и его можно учесть при планировании тренировочного процесса.

Другие интересные новости:

▪ Плавучая солнечная ферма

▪ Кофе вредит шопингу

▪ Отопление улицы

▪ Обнаружены топологические фононы в графене

▪ Графен из древесины

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Иосиф Прекрасный (Целомудренный Иосиф). Крылатое выражение

▪ статья Какую присягу принимали владыки античного Херсонеса? Подробный ответ

▪ статья Кумкват. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Запоминающие устройства. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Автоматика и телемеханика. Автоматическое ограничение повышения частоты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025