Испытатель элементов питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

Листая журналы "Радио" прошлых лет, всегда можно почерпнуть идею для новой конструкции. В данном случае источником идеи послужила статья [1] под рубрикой "За рубежом". Описываемый прибор выполняет аналогичную функцию и предназначен для быстрой проверки наиболее распространенных гальванических элементов питания бытовой аппаратуры.

Испытатель измеряет остаточную емкость гальванического элемента питания на момент измерения в процентах от номинальной. Ёмкость элемента - это количество электричества, которое он может отдать в нагрузку. При разрядке неизменным током I ее значение в ампер-часах равно разрядному току, умноженному на длительность разрядки элемента до заранее оговоренного минимального напряжения. При разрядке на постоянное сопротивление нагрузки ток с течением времени снижается вследствие уменьшения напряжения элемента. В этом случае емкость элемента рассчитывают по формуле

где t - продолжительность разрядки; i(t) - разрядный ток, изменяющийся в процессе разрядки; R_н - сопротивление нагрузки; U - напряжение элемента, изменяющееся в процессе разрядки; U_ср - напряжение элемента, усредненное за время разрядки.

На рис. 1 приведена экспериментально снятая кривая разрядки щелочного элемента "Energizer" типоразмера AA на резистор сопротивлением 15 Ом. На рис. 2 - полученная путем графического интегрирования этой кривой зависимость остаточной емкости элемента от его напряжения. Ёмкость свежего неразряженного элемента получилась равной 2 А·ч.

Рис. 1. Кривая разрядки щелочного элемента "Energizer" типоразмера AA на резистор сопротивлением 15 Ом

Рис. 2. Зависимость остаточной емкости элемента от его напряжения (нажмите для увеличения)

Схема испытателя изображена на рис. 3. Он измеряет с помощью встроенного в микроконтроллер DD1 (ATtiny 13A-SU) АЦП напряжение на проверяемом элементе питания Gx при его нагрузке резистором, выбранным переключателем SA2. Измеренное значение сравнивается с константами, записанными в памяти микроконтроллера, программный блок сравнения включает определенное число светодиодов на линейной шкале индикатора емкости элемента.

Рис. 3. Схема испытателя (нажмите для увеличения)

Этот индикатор состоит из семи светодиодов зеленого и одного светодиода желтого цветов свечения. Число включенных светодиодов пропорционально емкости элемента: 100% - включены все светодиоды HL1-HL8, 0 % - включен только один желтый светодиод HL8.

Если напряжение элемента менее 1 В, включается красный светодиод HL9. Это свидетельствует, что проверяемый элемент питания не пригоден для дальнейшего использования.

При проверке производятся десять измерений напряжения элемента с паузами между ними 0,2 с. Затем программа вычисляет среднее значение результата, которое и сравнивает с хранящимися в памяти константами. Для правильных показаний прибора делитель напряжения на подстроечном резисторе R1 должен быть отрегулирован так, чтобы напряжение на его подвижном контакте (на входе АЦП микроконтроллера) было равно 1 В при напряжении на проверяемом элементе 1,5 В.

Сдвиговый регистр 74HC164 (DD2) коммутирует светодиоды HL1-HL8 индикатора, красный светодиод HL9 подключен к выходу PB1 микроконтроллера. При включении питания все светодиоды вспыхивают на 2 с, после их гашения прибор готов к работе. Кнопка SB1 служит для запуска подпрограммы измерения и подключает отрицательный вывод проверяемого элемента к общему проводу. На время измерения (до появления на индикаторе значения емкости проверяемого элемента) кнопку необходимо удерживать нажатой. Переключатель SA2 на три положения служит для выбора резистора, задающего ток нагрузки в зависимости от типоразмера проверяемого элемента питания. Начальные токи разрядки следующие: AA, AAA - 100 мА, C - 250 мА, D - 400 мА.

Подстроечным резистором R1 калибруют прибор. Порядок действий при этом следующий. К испытателю подключают свежий гальванический элемент Gx напряжением 1,5 В. При переключателе SA2 в положении "АA, AAA" и нажатой кнопке SB1 вращением движка подстроечного резистора R1 на входе PB4 микроконтроллера устанавливают напряжение 1 В относительно вывода 4 микроконтроллера.

В исходном состоянии кнопки SB1 контакт 3 разъема XP1 соединен с общим проводом, что при программировании микроконтроллера вызывает сбой или выход из строя программатора. Во избежание этого на время программирования необходимо отключить провод от контакта 1 кнопки SB1 или удерживать эту кнопку нажатой, пока программирование не будет завершено.

Как показала практика, светодиод HL9, подключенный через резистор R15 к контакту 6 разъема XP1, на правильную работу программатора STK500 не влияет.

Питается испытатель от двух гальванических элементов G1 и G2 типоразмера AA. Выключатель питания SA1 имеет три положения (два из них "Вкл.") и включен между элементами питания. Вполне допустимо использование другого источника питания со стабилизированным напряжением до 5 В и обычным выключателем.

Печатная плата испытателя изображена на рис. 4, а расположение элементов на ней - на рис. 5. Плата рассчитана на размещение в корпусе от зарядного устройства "Varta". В предусмотренные в ней прямоугольные отверстия впаивают контактные лепестки, которые при установке платы в корпус соединяют ее цепи с находящимися на штатных установочных местах корпуса элементами питания G1, G2 и проверяемым элементом Gx. Для проверки элементов большего размера в верхней части корпуса установлена контактная колодка. Внешний вид собранного прибора показан на рис. 6.

Рис. 4. Печатная плата испытателя

Рис. 5. Расположение элементов на плате испытателя

Рис. 6. Внешний вид собранного испытателя

Резисторы R2 и R7-R15 - типоразмера 1206 для поверхностного монтажа, R3-R5 - мощностью 0,25 Вт, R6 - мощностью 0,5 Вт для навесного монтажа. Подстроечный резистор R1- многооборотный.

Оксидные конденсаторы можно использовать любого типа. Конденсатор C2 - керамический КМ-6 или аналогичный импортный. Вместо дискретных светодиодов HL1-HL9 можно применить готовую линейную светодиодную шкалу, например, DC-7G3HWA. Разъем XP1 - вилка PLD-6.

Для повышения достоверности результата рекомендуется проверять элементы при сопротивлении нагрузки, близком к тому, с которым его предполагается эксплуатировать в дальнейшем. Еще большей точности можно достичь, если предусмотреть в программе несколько блоков констант, с которыми будет сравниваться напряжение элемента в зависимости от его типа.

При программировании микроконтроллера его разряды конфигурации для работы от внутреннего тактового генератора частотой 4,8 МГц должны быть установлены следующим образом:

CKSEL = 01;

SUT = 10;

CKDIV8 = 1.

При разработке программного обеспечения использован файл 16121572.asm - программная реализация интерфейса SPI для модели AT90S1200 из книги [2].

Программу микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/06/testbat_v2.zip.

Литература

1. Тестер для элементов питания ("За рубежом"). - Радио, 1991, № 6, с. 86.
2. Трамперт В. AVR-RISC микроконтроллеры. - Киев: "МК-Пресс", 2006.

Автор: Н. Салимов

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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Новый способ улучшить работу стволовых клеток 19.03.2022 Исследователи обнаружили, что "мать" всех стволовых клеток (т.н. тотипотентные стволовые клетки) обладает пониженной скоростью репликации ДНК, а потому эффективнее превращается в другие типы клеток. Это свойство удалось повторить для стволовых клеток, выращенных "в пробирке" - ученые уверены, что для восстановительной медицины грядет настоящая революция. Стволовые клетки - это "чистые", шаблонные клетки, которые при необходимости могут превратиться (по научному - дифференцироваться) в другие типы клеток, когда возникает необходимость. При этом некоторые из них более универсальны, чем другие. Мультипотентные стволовые клетки находятся в большинстве тканей взрослого организма и могут дифференцироваться в ограниченный набор типов клеток. Плюрипотентные стволовые клетки находятся на более ранней стадии дерева и способны разделяться практически на любой тип клеток в организме. Их, к примеру, можно встретить в развивающихся эмбрионах. Примечательно, что способность к трансформации также можно вызвать и во взрослых клетках, на основе чего и строится большая часть регенеративной медицины наших дней. Но есть еще более ранний и более мощный тип, известный как тотипотентные стволовые клетки. Они могут дифференцироваться в клетки любого типа, и только они могут образовывать структуры, подобные плаценте. Эти клетки появляются только в течение первых нескольких дней после оплодотворения, после чего постепенно обретают "специализацию". Тотипотентные стволовые клетки могут быть очень полезны для, но механизм их работы понятен не до конца. В новом исследовании ученые из Мюнхенского университета имени Гельмгольца и Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана обнаружили новую особенность этих клеток, которая может помочь объяснить их эффективность. Репликация ДНК - это важный процесс, при котором клетка дублирует весь свой геном перед делением, так, чтобы и исходная, и дочерняя клетка имели свою копию. Тотипотентные стволовые клетки могут проходить этот процесс медленнее, чем другие клетки, что позволяет уменьшить потенциальные ошибки в геноме и более эффективно дифференцироваться в другие клетки. Команда обнаружила, что естественные тотипотентные стволовые клетки были не единственными, которые подвергались более медленной репликации ДНК - тотипотентные клетки, культивированные в лаборатории, делали то же самое.

Другие интересные новости:

▪ Генетическая перепись эстонцев

▪ Твердотельные накопители M.2 512 ГБ от Transcend

▪ Можно ущипнуть бактерию

▪ Красное вино ускоряет сжигание жира в печени

▪ SHARP DV-HRW30 - VHS видеомагнитофон, DVD и HDD рекордер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструкции по эксплуатации. Подборка статей

▪ статья И сшиты не по-русски широкие штаны. Крылатое выражение

▪ статья Почему крапива жжется? Подробный ответ

▪ статья Мушмула германская. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ограничитель времени звучания дверного звонка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Шестнадцать слов. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026