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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива О скалы грозные дробятся с ревом волны 11.01.2005 Шум океанского прибоя, оказывается, слышен по всей Земле. Так утверждает профессор геологии из Калифорнийского университета (США) Барбара Романович. В 1998 году японские сейсмологи установили, что Земля постоянно гудит на очень низкой ноте, ниже инфразвука - на частотах от 2 до 7 миллигерц, то есть одно колебание в несколько минут. Эти сотрясения очень слабы, но, если сконцентрировать их в одном очаге, получилось бы землетрясение силой 5,7 балла. Причина их оставалась неизвестной. Используя две сети сейсмографов - в США и Японии, группа ученых под руководством Б. Романович следила за "гулом Земли" на протяжении двух лет. Чтобы исключить громкие помехи, отсекли записи за все дни, когда где-либо на Земле происходили заметные землетрясения силой от 5,5 балла. За два года набралось около 130 спокойных дней. Сети сейсмографов, как разнесенные микрофоны, позволили запеленговать, откуда идет этот постоянный гул. Оказалось, что, когда в Северном полушарии зима, шум доносится главным образом из северной части Тихого океана. Когда же зима в Южном полушарии - шумят южные районы Атлантики и Индийского океана. Это разносящийся по всей планете рев зимних штормов.

Другие интересные новости:

▪ Аллергия на деньги

▪ По следам мусора

▪ Магнитный аккумулятор Power Bank 5000 мАч

▪ Юпитер вращается не вокруг Солнца

▪ Велосипед Urtopia с ChatGPT

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микроконтроллеры. Подборка статей

▪ статья Забыться и заснуть. Крылатое выражение

▪ статья Кто изобрел метлу? Подробный ответ

▪ статья Ямс. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Электростанция в рюкзаке. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Волчок в технике. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025