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:

Аромат античных статуй 22.03.2025

Исследования, проведенные учеными из Копенгагенского художественного музея, раскрыли удивительное и неожиданное открытие: древнегреческие и римские скульптуры не только раскрашивали, но и ароматизировали. Это открытие меняет наши представления о восприятии искусства в античные времена, добавляя новое измерение в восприятие античных статуй. Ученые основывают свои выводы на изучении древних текстов, включая произведения римского философа Цицерона, а также надписей, найденных в храмах Греции. Согласно этим источникам, статуи богов и богинь не воспринимались лишь как произведения искусства, они должны были напоминать живых существ, что подтверждается практикой использования ароматических масел и благовоний. Например, Цицерон упоминает, что в сицилийском городе Сегеста статую богини Артемиды натирали ароматическими маслами и благовониями. Также на острове Делос, по надписям на храмах, смазывали статуи духами с запахом роз, что подтверждает распространенность этой практики. Автор иссле ...>>

Ленивая стиральная машина Haier Leader 22.03.2025

Компания Haier представила уникальное устройство, которое она называет "первой в мире ленивой стиральной машиной" - модель Haier Leader (XQGL125-MBLDE697WU1). Основной особенностью этого инновационного устройства является его необычный дизайн с тремя барабанами, позволяющими одновременно стирать различные типы одежды. Один основной барабан предназначен для стандартной стирки белья, а два меньших барабана - для стирки носок, нижнего белья и других мелких предметов. Эти маленькие барабаны имеют диаметр 216 мм и могут вмещать до 1 кг белья каждый. Стиральный цикл занимает всего 22 минуты, что в разы быстрее, чем у традиционных стиральных машин. Размеры машины - 600х570х1070 мм. Это устройство экономит пространство и требует минимального подключения: только один источник питания и одна водяная магистраль. Встроенная медицинская УФ-стерилизация эффективно уничтожает бактерии, обеспечивая более чистую стирку. Интеллектуальные функции: Стиральная машина оснащена искусственным интелл ...>>

Новая теория планетарных космических тел 21.03.2025

Международная команда астрономов, в том числе исследователи из Цюрихского университета, предложила новую теорию образования так называемых планетарно-массовых объектов (PMO). Эти космические тела по своей массе занимают промежуточное положение между звездами и планетами, но не вращаются вокруг каких-либо звезд. Согласно новому исследованию, такие объекты могут образовываться в результате столкновений газовых и пылевых дисков вокруг молодых звезд. Ранее существовала гипотеза, что PMO являются либо "неудавшимися" звездами, либо планетами, которые были выброшены из своих звездных систем. Однако недавно проведенное компьютерное моделирование показало, что в плотных звездных скоплениях, таких как Трапеция в Орионе, взаимодействие протопланетных дисков может создавать условия для формирования свободно движущихся объектов. Когда два таких диска сближаются, их гравитационное взаимодействие может привести к образованию длинных структур из газа и пыли, называемых приливными мостами. Со времен ...>>

Случайная новость из Архива Мозг музыкантов подстраивается под разную музыку 28.01.2018 Известно, что мозг приспосабливается к тому, чем мы постоянно, изо дня в день, занимаемся. Самый знаменитый пример здесь - лондонские таксисты, которые должны держать в уме карту всего Лондона и у которых поэтому увеличена та часть мозга, которая заведует навигацией в пространстве. И если мы возьмем, например, музыкантов, то и у них мозг должен работать явно иначе, чем у всех прочих людей, которые музыкой не занимаются; в конце концов, чтобы исполнять, и уж тем более сочинять музыку, разные области мозга должны общаться между собой совершенно особым образом. Более того, у самих музыкантов работа мозга будет отличаться в зависимости от того, какого рода музыку они играют. Исследователи из Института мозга и сознания человека Общества Макса Планка сравнили мозговую активность у пианистов, играющих джаз, и у пианистов, специализирующихся на академической классике. Джаз, как известно, строится на импровизации, и музыкант должен быть готов к постоянным гармоническим отклонениям, необычным аккордам и т. д. В академической классике исполнитель играет всегда одни и те же ноты, но играть они их может по-разному - здесь ценится интерпретация, складывающаяся из звуковой динамики, интонаций и прочего; все это зависит от того, как пианист, грубо говоря, ставит пальцы на клавиши. И вот в эксперименте двум группам музыкантов показывали видео с рукой, исполняющей некую последовательность аккордов. В одних случаях в аккорды вкрадывались неожиданные, как бы ошибочные звуки, которые открывали путь к импровизации, в других вариантах в гармонии не появлялось ничего необычного, но вместо этого некоторые странности были в аппликатуре (т. е. в порядке расположения и чередования пальцев). Участники эксперимента должны были тут же в точности повторять движения на своей фортепианной клавиатуре (никаких звуков она не издавала, чтобы не мешать наблюдать за работой мозга). Во время игры музыканты, что бы они ни играли, так или иначе планируют собственные движения. И если вдруг планы приходится неожиданно менять, это можно увидеть по мозговым ритмам на электроэнцефалограмме. В статье в NeuroImage говорится, что у джазовых пианистов, когда им приходилось вдруг повторить необычный аккорд, перепланировка движений происходила чуть раньше, и они делали меньше ошибок, повторяя вслед за рукой странные гармонии. Иными словами, их мозг постоянно был готов к импровизации. С другой стороны, когда нужно было играть с необычной аппликатурой, то тут раньше перестраивался мозг у исполнителей академического репертуара - то есть их мозг по умолчанию был готов играть одни и те же аккорды, но иным способом.

Другие интересные новости:

▪ Солнцезащитный крем для космонавтов

▪ Компьютерные очки для медитации

▪ Процессор Samsung Exynos 5 Octa

▪ Перфекционизм приводит к бессоннице

▪ Снижение выбросов металлургических предприятий

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПТЭ. Подборка статей

▪ статья Волчий билет (паспорт). Крылатое выражение

▪ статья Где стоит самая массивная пирамида? Подробный ответ

▪ статья Береза вишневая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Модуль электронного хета и сумматора сигналов барабанов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двусторонняя линия связи. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025