Tester di capacità della batteria 3 X 18650: 6 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Ci sono molte istruzioni su come costruire tester di capacità basati su arduino su Internet. Il fatto è che è un processo piuttosto lungo per testare la capacità della batteria. Supponiamo che tu voglia scaricare una batteria da 2000 mAh con una corrente di ~ 0,5 A. Ci vorrà un'eternità (precisamente: 4 ore). Ho cercato di trovare un modo molto più veloce per indicare la capacità di molte celle. L'aumento della corrente di scarica non è una cosa sicura, specialmente quando il carico è un semplice resistore. Resistenza minore = carico maggiore = maggiore potenza (calore) da dissipare.

Fondamentalmente stiamo scaricando celle per raggiungere due diversi obiettivi:

• indicazione della capacità
• scaricando a ~40% della capacità totale, per fornire un accumulo sicuro per le celle inutilizzate per un tempo piuttosto lungo

Per adempiere a quanto sopra, ho deciso di creare una stazione di scarico a più celle. Ci sono due modalità e menu semplici, gestibili con un solo pulsante. Caratteristica aggiuntiva è il calcolo della resistenza interna (Rw).

Non sono un esperto in materia, quindi stai facendo tutto A TUO RISCHIO. Suggerimenti e feedback sono ben accetti.

L'ispirazione e le basi provengono da due progetti che ho trovato:

www.instructables.com/id/DIY-Arduino-Batte…

arduinowpraktyce.blogspot.com/2018/02/test…

Passaggio 1: BOM

Avremo bisogno di:

• 1x Arduino Nano
• 3x IRLZ44N Mosfet
• 1x 3 portabatterie
• 3x Resistenza di cemento - ad es. 10R 10W - leggi questo nella prossima sezione
• 3 LED rossi da 5 mm
• Premi il bottone
• LCD - in questo progetto ho utilizzato LCD i2c 16x2
• 1x resistenza da 10k
• 9x 4k7 resistore
• 3x 1k resistore
• 1x resistenza da 100R
• 1x Terminale a vite per il collegamento dell'alimentazione (7-12V) - opzionale se si desidera alimentare il dispositivo con arduino mini USB
• 1x 4 connettori femmina goldpin, 2,54
• 1x 15 connettori femmina Goldpin, 2,54 mm (opzionale - se vuoi diventare modulare)
• 1x cicalino (opzionale)

Passaggio 2: schema e principio di funzionamento

Il cervello del mio progetto è arduino nano. Arduino controlla 3 mosfet, che servono per aprire/chiudere 3 circuiti di batteria con carichi corrispondenti. Stiamo misurando (usando 3 divisori di tensione) la tensione di quei circuiti per determinare la corrente che scorre attraverso i resistori di potenza - usando una legge di Ohm.

io = V / R

La caduta di tensione sui resistori di potenza è quasi uguale alla tensione misurata ai terminali della batteria (presupponendo giunti di saldatura di qualità e buoni fili), quindi non è necessario misurare la tensione prima e dopo i resistori. I divisori di tensione vengono utilizzati per impedire alle celle testate di alimentare il nostro dispositivo.

Conoscendo la tensione e la corrente durante il tempo di scarica, siamo in grado di calcolare la capacità della cella.

Passaggio 3: selezione dei resistori di potenza

Il valore del resistore dipende dalla corrente di scarica che vogliamo ottenere. Supponendo una corrente massima di 0,5 A, il valore del resistore dovrebbe essere:

R = V (tensione massima cella) / I (corrente di scarica) = 4,2 V / 0,5 = 8,4 Ohm

Usando il resistore 10R, otterrai:

I = V / R = 4,2 V / 10 ohm = 0,42 A

Il valore del resistore amante, la corrente più alta.

IMPORTANTE!! C'è molta potenza da dissipare, quindi il resistore si surriscalda. Possiamo determinare la potenza minima del resistore di conseguenza:

Potenza minima = I^2 * R = 0,42^2 * 10 = 1,76 W

Sto usando resistori 3R3 17W, tuttavia il mio consiglio è di usare 10R (10W o giù di lì): gestirà la potenza senza flusso e la sua temperatura rimarrà sicura.

Passaggio 4: codice Arduino

È necessario regolare i seguenti parametri in base ai valori misurati:

R1, R2, R3 - valori resistenze di potenza [ohm]

Resistenza del circuito RB1, RB2, RB3 - B1-B3. R1+0.1 è abbastanza vicino [Ohm]

X1, X2, X3 - rapporto divisori di tensione. Se non vuoi misurarlo con precisione, puoi inserire solo 2

intervallo - misurazione Interval (ms) - default 5000 ms

voltRef - Tensione di riferimento misurata tra il pin arduino 5V e GND - default 5.03

Passaggio 5: PCB

Pronto per l'ordinazione/incisione:)

Passaggio 6: Menu

Pressione breve (con un intervallo di ~1 s tra il clic successivo) - modifica il valore

Premere a lungo - confermare

Primo livello del menu: selezione della modalità (test di capacità o semplice scarica alla tensione preimpostata)

Secondo livello del menu: selezione della tensione minima, dove avviene la fine della misura.

Quando viene eseguita la misurazione di una particolare cella, viene visualizzata la schermata finale, dove è possibile trovare la capacità della batteria e la resistenza interna (Rw).