Nozioni di base sulle misurazioni della carica della batteria. Un dispositivo per misurare la capacità della batteria di AliExpress Misurare la capacità della batteria senza strumenti di misura

13.10.2023

Questo design è collegato come un allegato a un caricabatterie, di cui molti circuiti diversi sono già stati descritti su Internet. Visualizza sul display a cristalli liquidi il valore della tensione di ingresso, la quantità di corrente di carica della batteria, il tempo di carica e la capacità di corrente di carica (che può essere in Amp-ora o milliampere-ora - dipende solo dal firmware del controller e dallo shunt utilizzato) . (Cm. Fig. 1 E Fig.2)

Fig. 1

Fig.2

La tensione di uscita del caricabatterie non deve essere inferiore a 7 volt, altrimenti questo set-top box richiederà una fonte di alimentazione separata.

Il dispositivo si basa su un microcontrollore PIC16F676 e un indicatore a cristalli liquidi a 2 linee SC 1602 ASLB-XH-HS-G.

La capacità di ricarica massima è rispettivamente di 5500 mA/h e 95,0 A/h.

Il diagramma schematico è mostrato in Figura 3.

Fig.3. Rappresentazione schematica di un accessorio per la misurazione della capacità di carica

Collegamento al caricabatterie - attivo Figura 4.

Fig.4 Schema di collegamento del set-top box al caricabatterie

All'accensione, il microcontrollore richiede innanzitutto la capacità di carica richiesta.
Impostato tramite il pulsante SB1. Reset - pulsante SB2.
Il pin 2 (RA5) va alto, il che attiva il relè P1, che a sua volta accende il caricabatterie ( Fig.5).
Se il pulsante non viene premuto per più di 5 secondi, il controller passa automaticamente alla modalità di misurazione.

L'algoritmo per il calcolo della capacità in questo set-top box è il seguente:
Una volta al secondo, il microcontrollore misura la tensione all'ingresso del set-top box e la corrente e, se il valore della corrente è maggiore della cifra meno significativa, aumenta di 1 il contatore dei secondi. Pertanto, l'orologio mostra solo il tempo di carica.

Successivamente, il microcontrollore calcola la corrente media al minuto. Per fare ciò, le letture della corrente di carica vengono divise per 60. L'intero numero viene registrato nel contatore e il resto della divisione viene quindi aggiunto al successivo valore di corrente misurato e solo allora questa somma viene divisa per 60. Avendo così effettuato 60 misurazioni in 1 minuto, il numero nel misuratore sarà il valore corrente medio al minuto.
Quando la seconda lettura passa per lo zero, il valore medio della corrente viene a sua volta diviso per 60 (utilizzando lo stesso algoritmo). Pertanto, il contatore di capacità aumenta una volta al minuto di un sessantesimo della corrente media al minuto. Successivamente il contatore della corrente media viene azzerato e il conteggio ricomincia. Ogni volta, dopo aver calcolato la capacità di carica, viene effettuato un confronto tra la capacità misurata e quella specificata e, se sono uguali, sul display viene visualizzato il messaggio "Carica completata" e nella seconda riga il valore di questa capacità e tensione di carica. Sul pin 2 del microcontrollore (RA5) appare un livello basso che spegne il relè. Il caricabatterie si disconnetterà dalla rete.

Fig.5

Configurazione del dispositivo si riduce solo all'impostazione delle letture corrette della corrente di carica (R1 R5) e della tensione di ingresso (R4) utilizzando un amperometro e un voltmetro di riferimento.

Ora sugli shunt.
Per un caricabatterie con una corrente fino a 1000 mA, è possibile utilizzare un alimentatore da 15 V, una resistenza da 0,5-10 Ohm con una potenza di 5 W come shunt (un valore di resistenza inferiore introdurrà un errore minore nella misurazione, ma renderà difficile regolare con precisione la corrente durante la calibrazione del dispositivo) e successivamente con una batteria ricaricabile, una resistenza variabile di 20-100 Ohm, che imposterà il valore della corrente di carica.
Per una corrente di carica fino a 10 A, sarà necessario realizzare uno shunt da un filo ad alta resistenza di sezione adeguata con una resistenza di 0,1 Ohm. I test hanno dimostrato che anche con un segnale dallo shunt di corrente pari a 0,1 volt, i resistori di sintonia R1 e R3 possono facilmente impostare la lettura della corrente su 10 A.

Scheda a circuito stampato per questo dispositivo è stato sviluppato l'indicatore WH1602D. Ma puoi utilizzare qualsiasi indicatore adatto risaldando i fili di conseguenza. Il pannello è assemblato nelle stesse dimensioni del display a cristalli liquidi ed è fissato sul retro. Il microcontrollore è installato sulla presa e consente di modificare rapidamente il firmware per passare a una diversa corrente del caricabatterie.

Prima della prima accensione, impostare le resistenze di regolazione in posizione centrale.

Come derivatore per la versione firmware per basse correnti è possibile utilizzare 2 resistori MLT-2 da 1 Ohm collegati in parallelo.

Puoi utilizzare l'indicatore WH1602D nel set-top box, ma dovrai scambiare i pin 1 e 2. In generale, è meglio controllare la documentazione dell'indicatore.

Gli indicatori MELT non funzioneranno a causa dell'incompatibilità con l'interfaccia a 4 bit.

Se lo si desidera, è possibile collegare la retroilluminazione dell'indicatore tramite un resistore limitatore di corrente da 100 Ohm

Questo accessorio può essere utilizzato per determinare la capacità di una batteria carica.

Fig.6.Determinazione della capacità di una batteria carica

È possibile utilizzare qualsiasi carico come carico (lampadina, resistenza...), solo all'accensione è necessario impostare un'eventuale capacità della batteria ovviamente grande e allo stesso tempo monitorare la tensione della batteria per evitare che si scarichi completamente.

(Dall'autore) Il set-top box è stato testato con un moderno caricabatterie a impulsi per batterie per auto,
Questi dispositivi forniscono tensione e corrente stabili con un'ondulazione minima.
Quando ho collegato il set-top box a un vecchio caricabatterie (trasformatore step-down e raddrizzatore a diodi), non sono riuscito a regolare le letture della corrente di carica a causa delle grandi increspature.
Pertanto, si è deciso di modificare l'algoritmo per la misurazione della corrente di carica da parte del controller.
Nella nuova edizione, il controller effettua 255 misurazioni di corrente in 25 millisecondi (a 50 Hz - il periodo è di 20 millisecondi). E dalle misurazioni effettuate, seleziona il valore più grande.
Viene misurata anche la tensione di ingresso, ma viene selezionato il valore più basso.
(A corrente di carica pari a zero, la tensione dovrebbe essere uguale alla fem della batteria.)
Tuttavia, con tale schema, è necessario installare un diodo e un condensatore di livellamento (>200 µF) davanti allo stabilizzatore 7805 per una tensione non inferiore alla tensione di uscita del caricabatterie
dispositivi. Una tensione di alimentazione del microcontrollore non adeguatamente livellata ha causato malfunzionamenti.
Per impostare con precisione le letture del set-top box, si consiglia di utilizzare trimmer multigirooppure installare resistenze aggiuntive in serie ai trimmer (selezionare sperimentalmente).
Come derivazione per un set-top box da 10 A, ho provato a utilizzare un pezzo di filo di alluminio con una sezione di 1,5 mmlungo circa 20 cm - funziona benissimo.

16-11-2008

Gulyaev Sergey Nikolaevich
kvant19 [a] rambler.ru

L'uso dei microcontrollori nell'ingegneria elettrica consente di semplificare notevolmente la progettazione, conferendo al dispositivo funzioni molto difficili o addirittura impossibili da implementare su singoli elementi logici. Un esempio è il seguente progetto.

Questo dispositivo è collegato come un set-top box a un caricabatterie, molti dei quali sono già stati descritti su Internet. Visualizza sul display a cristalli liquidi il valore della tensione di ingresso, la quantità di corrente di carica della batteria, il tempo di carica e la capacità di corrente di carica (che può essere in Amp-ora o milliampere-ora - dipende solo dal firmware del controller e dallo shunt utilizzato) . La tensione di uscita del caricabatterie non deve essere inferiore a 7 volt, altrimenti questo set-top box richiederà una fonte di alimentazione separata. Il dispositivo si basa su un microcontrollore PIC16F676 e un indicatore a cristalli liquidi a 2 linee SC 1602 ASLB-XH-HS-G. La capacità di ricarica massima è rispettivamente di 5500 mA/h e 95,0 A/h.

Il diagramma schematico è mostrato in Fig. 1.

Collegamento al caricabatterie - vedere Fig. 2.

All'accensione, il microcontrollore richiede innanzitutto la capacità di carica richiesta. Impostato tramite il pulsante SB1. Reset - pulsante SB2.

Se il pulsante non viene premuto per più di 5 secondi, il controller passa automaticamente alla modalità di misurazione. Il pin 2 (RA5) è impostato su alto.

L'algoritmo per il calcolo della capacità in questo set-top box è il seguente:

Una volta al secondo, il microcontrollore misura la tensione all'ingresso del set-top box e la corrente e, se il valore della corrente è maggiore della cifra meno significativa, aumenta di 1 il contatore dei secondi. Pertanto, l'orologio mostra solo il tempo di carica.

Successivamente, il valore medio della corrente viene a sua volta diviso per 60 (utilizzando lo stesso algoritmo). Pertanto, il contatore della capacità aumenta una volta al minuto di un sessantesimo della corrente media al minuto.

Successivamente il contatore della corrente media viene azzerato e il conteggio ricomincia. Ogni volta, dopo aver calcolato la capacità di carica, viene effettuato un confronto tra la capacità misurata e quella specificata e, se sono uguali, sul display viene visualizzato il messaggio "Carica completata" e nella seconda riga il valore di questa capacità e tensione di carica. Sul pin 2 del microcontrollore (RA5) appare un livello basso che porta allo spegnimento del LED. Questo segnale può essere utilizzato per accendere un relè che, ad esempio, disconnette il caricabatterie dalla rete (vedere Fig. 3).

La configurazione del dispositivo si riduce all'impostazione delle letture corrette della corrente di carica (R1 R3) e della tensione di ingresso (R2) utilizzando un amperometro e un voltmetro di riferimento. Per impostare con precisione le letture del set-top box, si consiglia di utilizzare resistori trimmer multigiro o installare resistori aggiuntivi in serie con i trimmer (selezionare sperimentalmente).

Ora sugli shunt.

Per un caricabatterie con una corrente fino a 1000 mA, è possibile utilizzare un alimentatore da 15 V, una resistenza da 5-10 Ohm con una potenza di 5 W come shunt e in serie alla batteria caricata una resistenza variabile da 20 -100 Ohm, che imposterà la corrente di carica.

Per una corrente di carica fino a 10 A (max 25,5 A), sarà necessario realizzare uno shunt da un filo ad alta resistenza di sezione adeguata con una resistenza di 0,1 Ohm. I test hanno dimostrato che anche con un segnale proveniente dallo shunt di corrente pari a 0,1 volt, i resistori di sintonia R1 e R3 possono facilmente impostare la lettura della corrente su 10 A. Tuttavia, maggiore è il segnale proveniente dal sensore di corrente, più facile sarà impostare le letture corrette.

Come shunt per un set-top box da 10 A, ho provato a utilizzare un pezzo di filo di alluminio con una sezione di 1,5 mm e una lunghezza di 30 cm: funziona benissimo.

Data la semplicità del circuito non è stato sviluppato un circuito stampato per questo dispositivo; esso è assemblato su una breadboard delle stesse dimensioni dell'indicatore a cristalli liquidi ed è fissato posteriormente. Il microcontrollore è installato sulla presa e consente di modificare rapidamente il firmware per passare a una diversa corrente del caricabatterie.

la risoluzione di un problema inizia sempre con l'opzione più semplice: prendine una già pronta. e questo è ciò che puoi acquistare: già pronto. e poi sempre più complessi, fino allo sviluppo e alla produzione da zero. questa è l'opzione più difficile
Quel che è peggio è che è lui il più pericoloso. Dovrai testarlo sulla tua testa...
Forse questo è vero. Solo ciò che è scritto sulla batteria a volte coincide in modo sospetto con le letture, ma a volte per niente. Sulla base di ciò, possiamo tranquillamente affermare che il dispositivo è utile. Non so su cosa si basa la tua affermazione. E scoprirai che le letture effettuate in questo modo (molto lento) differiscono da quelle che ottieni subito con quello strumento. E probabilmente in misura maggiore, cioè ad esempio la batteria dice 2600, ma se la carichi/scarichi più volte (e questo equivale alla funzione di aggiornamento), otterremo 2800 o più. E di conseguenza, la differenza è minima, è stato perso molto tempo, abbiamo imparato la capacità “ideale”. Se stiamo parlando della batteria di un'auto, non verrà caricata in un'auto. Di conseguenza, questo dispositivo mostra, piuttosto, la carica accumulata indirettamente, piuttosto che la capacità. Ma per la pratica questo è sufficiente. Alcuni dispositivi misurano a questo scopo anche la resistenza interna della batteria. Se sono presenti molte batterie dello stesso tipo, l'ordinamento sarà del tutto possibile. Sì, è terribile. E una parte ancora maggiore del paese utilizza un sistema operativo senza licenza e non vuole pagare le tasse in modo che il prossimo Zakharchenko le rubi. In qualche modo ho gestito tutta la mia vita senza un registro statale. E per la maggior parte dei cittadini che utilizzano strumenti di misura elettronici, il DSM non è necessario. Il registro statale e le verifiche sono necessari proprio come un automobilista ha bisogno di un'ispezione tecnica. Ma questo è solo il punto. C'era odore di ufficialità qui. Ciò con cui sono d'accordo è l'opinione di Kovigor. La sicurezza prima.
L'argomento sfocia senza intoppi in una discussione sulla sicurezza)))). Caro Kovigor, da qualche parte gli è venuta l'idea che chi vuole misurare la capacità accumulata di una batteria con questo dispositivo deve usare batterie scadenti e ricariche incomprensibili. E comincia: la sicurezza, e tu sai che la vita... lo so, lo so. Propongo di fermare questa alluvione e di scrivere sull'argomento. Chiedo agli esperti di apportare modifiche al firmware per aumentare la tensione di carica-scarica controllata a 45 volt.
nessuno che sa cosa hai fatto? su cosa hai costruito? e che firmware stai utilizzando al momento?
Beh, a ciascuno il suo, una volta usati gli pseudo strumenti, le letture durante le misurazioni saranno molto vaghe, ma in generale cerco di ricontrollare anche gli strumenti collaudati con quelli di riferimento, anche se sei un guru, molto probabilmente gli strumenti utilizzato è un segmento economico di apparecchiature che non può essere verificato a causa di grandi errori di misurazione e, in generale, per progetti di grandi dimensioni presso grandi imprese relative ad apparecchiature elettroniche, tutti i dispositivi sono soggetti a verifica, non per nutrire qualcuno, ma per eseguire misurazioni accurate.
assolutamente nel buco. Come verificatore, posso dirlo al verificatore. che tutti gli strumenti di misura, ma proprio tutto, si dividono in due grandi classi: 1. strumenti di misura, di qualsiasi classe di precisione 2. misuratori di visualizzazione, i primi, a seconda della classe di precisione, possono essere standard, o standard, o misuratori con un classe di precisione chiaramente definita. i secondi indicano che il valore misurato è presente. anche con precisione variabile, e entro un'ora questa precisione può superare la precisione degli strumenti del primo gruppo. Da questo punto sorge la domanda: qual è allora la differenza. la differenza è che i dispositivi del primo gruppo sono elencati nel registro statale degli strumenti di misura. e tutti i dati ufficiali di valore legale possono essere forniti solo sulla base delle misurazioni effettuate da questi strumenti. mentre i dispositivi del secondo gruppo non hanno tali capacità o giustificazione legale. ma il prezzo dei dispositivi di questi gruppi è significativamente diverso. Prendiamo ad esempio il Ts20 e il V7-36. Colleghiamoli a una presa e misuriamo la tensione di rete. ts 20 mostrerà 217v e b736 - 220v (tutto questo nello stesso momento). e cosa mi darà questa differenza durante la riparazione, ad esempio, di qualsiasi elettrodomestico. Questi dispositivi erano entrambi presenti nel registro contemporaneamente. il primo ha un'impedenza di ingresso di 20 ohm/V e il secondo ha 11 megaohm/V. pertanto, le letture delle misurazioni differiscono con gli stessi errori dichiarati. eccolo qui davanti a me, sulla mia scrivania di casa, non su quella del governo, con 1-114, l'ultima volta che è stato controllato è stato circa 20 anni fa, ma non lo mostra né in modo più preciso né in modo più rude. ma su di esso non potrò trarre una conclusione da esperto (non importa per chi) perché nella conclusione dovrò indicare la data di verifica, il verificatore ed il numero di serie del dispositivo. Da qui la conclusione: non importa che tipo di dispositivo, un segmento economico, fatto in casa al ginocchio o da un super laboratorio in cui sono presenti filtri antipolvere. La cosa principale è capire cosa stiamo misurando, perché lo stiamo misurando, cosa mostra lo strumento e cosa esiste realmente... beh, non tutto, anche se è molto bello quando c'è tutto. Anche nelle imprese non legate alle apparecchiature elettroniche viene effettuata anche la verifica (anche se in molti solo quando il gallo becca sulla corona), alcune hanno i propri laboratori di verifica e alcune gestiscono i dispositivi attraverso il CMS.
Il reverse engineering del firmware costerà quanto dieci degli hoverboard più costosi con le migliori batterie al mondo. E gli specialisti che sono capaci di questo non compaiono nei forum...
Lungo la strada, usi dispositivi di merda e vivi nel tuo mondo immaginario, che è andato avanti da tempo con dispositivi economici. E per la maggior parte dei dispositivi che consumano 220, non fa differenza: 220 o 223 nella presa. Sembra che tu sia più un teorico. C'è una fonte in ASMA. Non è necessario invertire nulla. Hai solo bisogno di cambiare alcune cose. Per fare questo, devi essere un pratico utilizzatore di microchip.
Su richiesta di inosat, pubblico firmware aggiornato con tensione di controllo aumentata, fino a 50V. Non dimenticare di ricalcolare il divisore di ingresso del voltmetro utilizzando il mio circuito R4. Firmware per microcontrollore 16F684. C'è un menu di selezione della modalità.
Bene, il firmware promesso per 676, con una modalità di carica e una tensione di controllo raddoppiata.
Uno dei miei MK preferiti! C'è un contatore della capacità USB. Misurare la corrente 10 volte al secondo e calcolare la capacità di conseguenza. Bene, se per un'auto, quindi su atmega8, tutte le modalità: carica - scarica, allenamento, calcolo della capacità con carica costante (scarica), carica asimmetrica, in qualsiasi modalità. Il dispositivo non regola la corrente, ma comanda solo i tasti mosfet in base alla tensione specificata dalla tastiera.
E tutto il controllo degli strumenti è necessario solo per il servizio militare, in modo che possano abbattere i Pindo in aria e in mare! E per il resto sono parassiti che vogliono dimostrare il loro “bisogno”... Ma in realtà non servono, come il 90% delle autorità. Qualcosa come questo!
... ora i dispositivi di regolazione sono archiviati in memoria, non ci sono resistori di regolazione che si discostano dal loro valore nominale e lì non c'è nulla da regolare. E quell'idiota di TsSM, che voleva fare soldi con me, non poteva nemmeno accendere il mio oscillatore SONY\TEKTRONIX (che nel 1998 non era sicuramente nel registro statale - non funzionava peggio per questo). Bravo Ivan_79. Ho abbandonato il microchip molto tempo fa, dopo che MPLAB ha compilato un comando inesistente per il cristallo. E a quel tempo, il picco era significativamente inferiore ad Atmel (anche se in seguito acquistò - Gyyy).
Grazie! Ma in Proteus con firmware per 16F684, il relè non si spegne quando viene raggiunta la tensione impostata per la ricarica. Per lo scarico è spento, ma per la ricarica no)). Firmware per PIC16F676: tutto a posto. Per chi fosse interessato, posto il layout della scheda per il PIC16F676 con funzione di ricarica (nel mio caso a 42 volt, quindi ho leggermente modificato il circuito). Non l'ho ancora fatto nell'hardware, non posso garantirne la correttezza
Puoi dimenticarti di QUESTA console una volta per tutte.... L'ho raccolta molto tempo fa, non esiste un solo firmware sensato e non può esistere a causa del picco selezionato... Per me non esiste più. .. soprattutto perché ce n'è MOLTO l'alternativa migliore se decidi di assemblarlo da solo, eccola qui: https://www..html?di=66280 guarda l'articolo completo, c'è tutto... penso che molti lo faranno d'accordo con me..
A proposito, l'ultimo progetto è un voltmetro CA. Su PIC16F684 e un indicatore a 4 segmenti del registro 595. senza trasformatore. E la precisione è di 0,5 - 1 volt!
I relè non sono molto adatti per caricabatterie con correnti elevate. Perché si verifica uno spiacevole incidente con l'incollamento dei contatti (anche se le correnti sono inferiori a quelle indicate nel passaporto della staffetta). Pertanto, per un funzionamento affidabile, abbiamo dovuto elaborare uno schema di chiavi di campo. Il diagramma è allegato. È per correnti non superiori a 3 ampere; per quelle più grandi installare chiavi più potenti.
Uno di questi giorni controllerò e sistemerò lo spegnimento durante la ricarica. Tutto sembrava funzionare in Proteus.
Ivan? Forse non è il proteo? Forse il relè è davvero bloccato? Guarda lo schema qui sopra! E i miei problemi sono scomparsi con la sua implementazione! E tutto ha cominciato a funzionare come un orologio! È vero, il controller è su atmega8, ma questo non è più importante.

Ogni proprietario di auto si chiede che tipo di dispositivo sia necessario per misurare la capacità della batteria. Questo valore viene spesso misurato durante la manutenzione programmata, ma sarà utile imparare a determinarlo da soli.

Dispositivo di misurazione della capacità della batteria

La capacità della batteria è un parametro che determina la quantità di energia fornita dalla batteria ad una determinata tensione in un'ora. Si misura in A/h (Ampere all'ora) e dipende da quale viene determinato da un dispositivo speciale: un idrometro. Quando si acquista una nuova batteria, il produttore indica tutti i parametri tecnici sulla custodia. Ma puoi determinare tu stesso questo valore. Esistono dispositivi e metodi speciali per questo.

Il modo più semplice è prendere un tester speciale, ad esempio "Pendant". Questo è un dispositivo moderno per misurare la capacità della batteria di un'auto e la sua tensione. In questo caso, trascorrerai una quantità minima di tempo e otterrai un risultato affidabile. Per verificare è necessario collegare il dispositivo ai terminali della batteria e in pochi secondi determinerà non solo la capacità, ma anche la tensione della batteria e lo stato delle piastre. Tuttavia, ci sono altre capacità della batteria.

Primo metodo (classico)

Ad esempio, un multimetro può essere utilizzato come dispositivo per misurare la capacità della batteria di un'auto, ma con esso non otterrai letture accurate. Un prerequisito per questo metodo (è chiamato metodo di scarica di controllo) è che la batteria sia completamente carica. Innanzitutto, è necessario collegare un potente consumatore alla batteria (andrà bene una normale lampadina da 60 W).

Successivamente è necessario assemblare un circuito composto da multimetro, batteria, consumatore e applicare il carico. Se la lampadina non cambia luminosità entro 2 minuti (altrimenti la batteria non può essere ripristinata), prendiamo le letture dal dispositivo a determinati intervalli di tempo. Non appena l'indicatore scende al di sotto della tensione standard della batteria (sotto carico è 12 V), inizierà la sua scarica. Ora, conoscendo il periodo di tempo necessario per esaurire completamente la riserva di energia e la corrente di carico dell'utenza, è necessario moltiplicare questi valori. Il prodotto di queste quantità è la capacità effettiva della batteria. Se i valori ottenuti differiscono in misura minore dai dati del passaporto, la batteria deve essere sostituita. Questo metodo consente di determinare la capacità di qualsiasi batteria. Lo svantaggio di questo metodo è che richiede molto tempo.

Secondo metodo

È inoltre possibile utilizzare un metodo in cui la batteria viene scaricata tramite un resistore utilizzando un circuito speciale. Utilizzando un cronometro, determiniamo il tempo impiegato per lo scarico. Poiché l'energia verrà persa con una tensione entro 1 Volt, possiamo facilmente determinarla utilizzando la formula I=UR, dove I è la corrente, U è la tensione, R è la resistenza. In questo caso è necessario evitare di scaricare completamente la batteria, utilizzando, ad esempio, un apposito relè.

Come realizzare il dispositivo da solo

Se non è possibile acquistare un dispositivo già pronto, puoi sempre assemblare un dispositivo per misurare la capacità della batteria con le tue mani.

Per determinare lo stato di carica e la capacità della batteria, puoi utilizzare. Sono in vendita molti modelli di connettori già pronti, ma puoi assemblarli da solo. Una delle opzioni è discussa di seguito.

Questo modello utilizza una scala estesa, che garantisce un'elevata precisione di misurazione. C'è una resistenza di carico incorporata. La scala è divisa in due intervalli (0-10 V e 10-15 V), il che fornisce un'ulteriore riduzione dell'errore di misurazione. L'apparecchio dispone inoltre di una scala da 3 volt e di un'ulteriore uscita per il misuratore, che consente di controllare i singoli contenitori delle batterie. La scala di 15 V si ottiene riducendo la tensione sul diodo e sul diodo zener. La corrente del dispositivo aumenta se il valore della tensione supera il livello di apertura del diodo zener. Quando viene applicata una tensione con polarità errata, il diodo svolge la funzione protettiva.

Nello schema: R1- trasferisce la corrente richiesta al diodo zener; R2 e R3: resistori selezionati per il microamperometro M3240; R4 - determina l'ampiezza dell'intervallo di scala ristretto; R5 - resistenza di carico, attivata dall'interruttore a levetta SB1.

La corrente di carico è determinata dalla legge di Ohm. Viene presa in considerazione la resistenza al carico.

Dispositivo di misurazione della capacità della batteria AA

La capacità delle batterie AA è misurata in mAh (milliampere all'ora). Per misurare tali batterie, è possibile utilizzare caricabatterie speciali che determinano la corrente, la tensione e la capacità della batteria. Un esempio di tale dispositivo è il misuratore della capacità della batteria AccuPower IQ3, che dispone di un alimentatore con un intervallo di tensione da 100 a 240 Volt. Per misurare, dovrai inserire le batterie nel dispositivo e tutti i parametri necessari appariranno sul display.

Determinazione della capacità utilizzando un caricabatterie

La capacità può essere determinata anche utilizzando un caricabatterie convenzionale. Dopo aver determinato la quantità di corrente di carica (è indicata nelle caratteristiche del dispositivo), è necessario caricare completamente la batteria e annotare il tempo impiegato su di essa. Quindi, moltiplicando questi due valori, otteniamo la capacità approssimativa.

Letture più accurate possono essere ottenute utilizzando un altro metodo, per il quale avrai bisogno di una batteria completamente carica, un cronometro, un multimetro e un consumatore (puoi utilizzare, ad esempio, una torcia). Colleghiamo il consumatore alla batteria e utilizzando un multimetro determiniamo il consumo di corrente (più basso è, più affidabili saranno i risultati). Notiamo il tempo durante il quale la torcia è rimasta accesa e moltiplichiamo il risultato ottenuto per il consumo corrente.

Condivido la mia idea sul modo più semplice per misurare la capacità della batteria senza acquistare costosi strumenti di misura. Il campione del test era una batteria agli ioni di litio 18650, ma il mio metodo di misurazione della capacità funzionerà anche con altre batterie.
La prima parte dell'articolo descrive l'opzione di budget.
Nel secondo - (senza multimetro e tester USB).
Alla fine dell'articolo ce n'è uno piccolo.

Batterie agli ioni di litio.

I moderni dispositivi elettronici utilizzano ampiamente batterie agli ioni di litio (Li-Ion) di varie forme e dimensioni.
Indipendentemente dalla dimensione standard, hanno tutti caratteristiche simili e, nel complesso, differiscono solo per la capacità.
Di norma esistono batterie con una tensione nominale di 3,7 Volt (sebbene esistano anche 3,8 Volt).
Le batterie agli ioni di litio da 3,7 V non possono essere caricate al di sopra di una tensione di 4,23 V e non possono essere scaricate al di sotto di 2,5 V, altrimenti si verificherà un processo irreversibile e la cella dovrà solo essere gettata via. La batteria può essere scaricata e caricata a qualsiasi valore (non ha effetto memoria), purché la tensione sia compresa tra 2,5 e 4,23 V. Tuttavia, una batteria completamente scarica dovrebbe essere caricata il prima possibile in modo che non perde prematuramente la sua capacità.
Inoltre, le batterie agli ioni di litio differiscono l'una dall'altra in presenza di protezione. La batteria potrebbe non avere alcuna protezione elettronica (solo una cella galvanica), oppure potrebbe avere un circuito integrato che protegge la cella da scarica eccessiva, sovraccarico e surriscaldamento.
Ma indipendentemente da come proteggi e monitori le condizioni della batteria, la sua capacità diminuirà costantemente nel tempo. Maggiore è la temperatura di funzionamento e maggiori sono i cicli di carica-scarica, più velocemente invecchia la batteria.

Batteria agli ioni di litio 18650.

18650 batterie da una batteria per laptop

18650 è la denominazione della batteria agli ioni di litio più comune, le cui dimensioni sono leggermente più grandi di una normale batteria AA (18x65 mm). Tutto ciò che vale per la batteria 18650 vale anche per le altre batterie agli ioni di litio!
La dimensione della batteria 18650 viene spesso utilizzata in torce ad alta potenza, laser e vari dispositivi elettronici. Le batterie per laptop, alcuni cacciaviti e persino per i veicoli elettrici sono assemblate da 18650 celle.
Se acquisti una batteria di marca, molto probabilmente ha una protezione elettronica integrata. Le batterie cinesi economiche, ordinate ad esempio da Aliexpress, non hanno protezione. Inoltre, la loro capacità è solitamente molte volte inferiore a quella dichiarata.

Misurazione della capacità di una batteria 18650.

La capacità delle batterie agli ioni di litio è solitamente espressa in milliampere-ora (mAh). Se sulla tua cella 18650 è presente un'iscrizione come "1800" o "2200", questa è la capacità dichiarata. È più corretto misurare la capacità in Wattora, ma quando si contrassegnano gli elementi vengono indicati solo i milliampere.
Per misurare la capacità della batteria, la ricarica e altre ricerche, esistono molti dispositivi speciali in un'ampia fascia di prezzo. Il più famoso, IMAX, costa circa 2.000 rubli. Tale acquisto sarà giustificato solo se si caricano diversi tipi di batterie ogni giorno.

Un'opzione economica per misurare la capacità di una batteria agli ioni di litio.

Di cosa si trattava? La batteria del mio portatile ha iniziato a scaricarsi molto rapidamente. Tipicamente, una batteria è composta da 6 celle 18650. Se anche una sola cella si guasta, ciò influisce sulle prestazioni della batteria nel suo insieme. Pertanto, ho deciso di scoprire quale degli elementi aveva ridotto la capacità per sostituirlo con uno nuovo. Le celle di una batteria per laptop, così come la maggior parte delle batterie 18650 economiche, non hanno protezione individuale, quindi quando si lavora con esse non dovrebbero essere scaricate o sovraccaricate eccessivamente.

Procedura operativa

Prima di misurare la capacità, l'elemento 18650 in prova deve essere scollegato dagli altri elementi del circuito e completamente caricato (fino a 4,23 V). Ho guardato i caricabatterie economici dei cinesi e, sulla base delle recensioni, mi sono reso conto che a causa della loro scarsa qualità, molte persone avevano già rovinato le loro batterie. Per i miei scopi ho acquistato la Powerbank più economica. Si tratta di una scatola con convertitore elettronico per 1 o più batterie 18650 che, oltre allo scopo previsto, consente di caricare la batteria a una tensione di 4,23 V e di scaricarla a 2,5 V.
Per ricaricare basta inserire la batteria all'interno del Powerbank e collegarla ad un normale caricabatteria per cellulare.
Quando la batteria è completamente carica, scollegare il Powerbank dal caricabatteria del telefono.
La batteria è pronta per la misurazione della capacità. Ciò di cui ora abbiamo bisogno sono quelli acquistati sullo stesso Aliexpress Tester USB(220 rubli) e resistenza di carico(50 rubli).
Appena collegare il tester USB da un lato al Powerbank e dall'altro al resistore di carico. Fai attenzione al momento dell'acquisto, esistono diversi tipi di tester USB. Alcuni tester USB mostrano solo corrente e tensione, ma a noi ne serve uno che, oltre ad essi, misuri anche capacità!

Alcune foto e una breve recensione del tester USB alla fine dell'articolo

Misurazione della capacità della batteria senza strumenti di misura.

Schema elettrico di un tester USB fatto in casa, che misura la capacità di una batteria agli ioni di litio 18650

Volevo verificare la capacità della batteria utilizzando il metodo sopra descritto, ma il tester USB arrivato dalla Cina 2 mesi dopo si è rivelato difettoso, quindi ho deciso di misurare la capacità senza strumenti di misura.
Per fortuna avevo già un Powerbank. La sua struttura è tale che da un lato impedisce che la batteria si scarichi al di sotto della tensione consentita e dall'altro mantiene costante 5 Volt in uscita. Se colleghiamo una resistenza da 5 Ohm all'uscita da 5 Volt, otteniamo una corrente di scarica di 1 Ampere. E questo valore dovrebbe teoricamente essere mantenuto per tutto il tempo di scarica. La corrente (1 A) e la tensione (5 V) sono note, non resta che annotare l'ora. Per non stare seduto per un'ora con un timer in mano, è necessario collegare una normale sveglia elettromeccanica domestica (orologio) all'uscita Powerbank in parallelo con una resistenza da cinque ohm. Ma l'orologio richiede 1,5 volt (la tensione di una batteria AA) e ne abbiamo fino a 5. Pertanto, colleghiamo l'orologio tramite un partitore di tensione costituito da due resistori: 470 e 1070 Ohm. Se disponi di un multimetro, puoi utilizzare un resistore variabile da 470 Ohm - 1,5 kOhm al posto di questi resistori, impostando l'ingresso dell'orologio su 1,5-1,8 Volt.
Quindi imposto le lancette sulle 12:00 e collego il reattore con l'orologio al Powerbank. Dopo un po' di tempo, la batteria si scaricherà a 2,5 Volt. Il power bank si spegne, l'orologio si ferma e le lancette registrano l'ora. Nel mio caso, il tempo di scarica è stato di 50 minuti (50 min/60= 0,83 ore).

Ora calcoliamo la capacità della batteria.
Se volessimo calcolare la capacità del Powerbank come dispositivo indipendente, moltiplicheremmo semplicemente la corrente e il tempo: 1A*0,83h=0,83 Ah ovvero 830 milliampere-ora.
Ma dobbiamo sapere capacità della batteria 18650, quindi dovresti moltiplicare il risultato per il rapporto tra la tensione del Powerbank (U.pwb) e la tensione nominale della cella 18650 (U.b). Inoltre, per un risultato più accurato, dividiamo il tutto per l'efficienza del convertitore Powerbank, che è circa 0,95.
Alla luce di quanto sopra, la finale formula per calcolare la capacità della batteria assumerà la forma:

I * t * U.pwb / U.batteria / efficienza = 1 A * 0,83 h * 5 V / 3,7 V / 0,95 = 1,18 Ah (1180 milliampere-ora)

Osservazioni e correzioni.

L'esperimento ha rivelato la presenza di pulsazioni che interferiscono con il funzionamento dell'orologio. Pertanto è stato necessario saldare un condensatore parallelamente al loro ingresso (al posto della batteria). La capacità alla quale il circuito funziona stabilmente è di 100 microfarad (più è possibile), la tensione del condensatore è qualsiasi, ma non inferiore a 5 volt.
Durante la scarica, la resistenza di zavorra da 5 Ohm si riscalda oltre i 100 gradi, quindi non afferrarla. Saldare il circuito in modo che questa resistenza non tocchi il corpo o il condensatore del Powerbank, altrimenti si scioglieranno.
Se volete che la scarica sia più rapida utilizzate 2 resistenze da 5 Ohm saldate in parallelo, in questo caso la corrente raddoppierà ed il tempo di scarica sarà dimezzato. Il video mostra in modalità accelerata il funzionamento di un orologio con motore passo-passo, anch'esso rivelato cinese e periodicamente bloccato quando era sdraiato. Per ulteriori esperimenti, ho collegato l'orologio sovietico con un meccanismo a pendolo, che funziona in modo assolutamente stabile.
Per comodità, puoi calcolare il prezzo della divisione del quadrante secondo il tuo schema e segnare la scala in ore americane e/o in Wattora. In questo caso l'orologio avrà sempre il risultato pronto e non saranno mai necessari calcoli aggiuntivi.

Una breve recensione del tester USB

Quindi, una breve recensione del tester USB acquistato in Cina tramite il sito Web di Aliexpress: tutto ciò che siamo riusciti a filmare prima che fallisse.

Dopo aver ricevuto e disimballato, ho deciso di verificare le prestazioni del tester. Per fare ciò, l'ho collegato tra il caricabatterie e lo smartphone. Puoi vedere che il dispositivo mostra tensione, corrente, consumo energetico attuale, tempo di funzionamento ed energia consumata (Watt-ora). Per misurare la capacità della batteria, basta collegare il tester USB tra la batteria e la resistenza di carico; dopo che la batteria sarà completamente scarica, il tester USB si spegnerà e la capacità misurata verrà archiviata nella sua memoria. Tuttavia, la questione non è andata oltre la teoria, perché il tester si è rivelato difettoso. Quando si collega un carico di 5 Ohm, che corrisponde a 1 Ampere, il dispositivo smette di visualizzare la corrente e altri parametri da misurare, sebbene la corrente di carico consentita dichiarata sia di 3 A. Alla fine del video viene dimostrato il funzionamento di un mouse collegato ad un laptop tramite un tester USB. In questo caso il tester è già in uno stato difettoso. In precedenza, la corrente del mouse misurata era compresa tra 10 e 30 milliampere rispettivamente per lo stato di riposo e quello attivo, ma ora la corrente non viene visualizzata.

Tester USB smontato:

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In qualche modo recentemente è diventato necessario misurare la capacità di una batteria in uno smartphone, poiché ha iniziato a scaricarsi troppo rapidamente e, ovviamente, volevo ordinare un'altra piccola cosa su AliExpress. Di conseguenza, dopo aver trascorso un paio di minuti a cercare, l'abbiamo trovato sicuramente su AliExpress, ma Aliexpress aveva un'altra promozione e il prezzo si è rivelato più vantaggioso. Se hai intenzione di acquistare, controlla tu stesso, forse la situazione cambierà in quel momento, ma non dimenticarlo, quindi non essere pigro e calcola tu stesso dove sarà più redditizio per te effettuare un acquisto. Ma non discostiamoci dall'argomento e torniamo alla recensione vera e propria del dispositivo stesso.

Panoramica di un dispositivo per misurare la capacità della batteria

Fortunatamente siamo riusciti a trovare un dispositivo per misurare la capacità della batteria, che ha già venduto più di duemila di questi tester e ha solo recensioni positive da parte dei clienti sul prodotto. Se lo cerchi tu stesso, ecco il nome originale di questo tester “per tuo riferimento” forse verrà fuori un'offerta migliore al momento dell'acquisto; Al momento dell'ordine, il prezzo del tester per misurare la capacità della batteria era di 4,26 $, dato che eravamo in promozione, il prezzo normale era di 7,10 $, ma grazie al servizio cashback di Aliexpress siamo riusciti ad acquistarlo a un prezzo ancora più basso. . Alla fine abbiamo pagato $ 3,90, ci è stata indicata la consegna, l'ordine è stato effettuato, non dovevamo fare altro che aspettare.

Di conseguenza, dopo circa 20 giorni, il pacco è arrivato. A proposito, il codice di tracciabilità era senza lettere, solo digitale ed è stato tracciato solo fino al momento dell'esportazione dalla Cina, dopodiché non restava che aspettare, fortunatamente il pacco è arrivato velocemente, ma gli articoli piccoli di solito arrivano sempre più velocemente di quelli grandi pacchi, quindi niente di sorprendente. Il venditore ha imballato il dispositivo per misurare la capacità della batteria in una busta internazionale gialla standard, dopo averlo avvolto in diversi strati di pluriball, per cui ha ricevuto un ringraziamento speciale. All'interno della busta tutto si è rivelato esattamente come indicato nella descrizione il prodotto. Sul retro del nostro dispositivo per misurare la capacità della batteria sono presenti informazioni sulla tensione di ingresso e di uscita consentita e sul livello di capacità massima dell'indicatore. Queste informazioni sono principalmente per gli amanti degli esperimenti che amano giocare con le prese, ma poiché l'abbiamo acquistato per semplici esigenze domestiche, come misurare la capacità della batteria di uno smartphone, tablet, macchina fotografica, abbiamo semplicemente tenuto conto di queste informazioni e abbiamo deciso di controllare il prestazione del tester.

Innanzitutto abbiamo collegato il tester al tester utilizzando un cavo USB, che da un lato è integrato nella custodia, e dall'altro abbiamo inserito il cavo USB dal telefono. Immediatamente sullo schermo sono apparse tutte le informazioni necessarie, sulla tensione, l'intensità della corrente e un contatore ha iniziato a funzionare, indicando la quantità di carica trasferita, che viene misurata in mAh ( milliampere ora). In realtà, il dispositivo per misurare la capacità della batteria svolge già la sua funzione principale e la gestisce abbastanza bene. Ma se guardi da vicino, noterai un piccolo pulsante accanto al display. Serve per le misurazioni comparative, cioè questa memoria di 10 celle in cui vengono salvati gli indicatori delle vostre misurazioni. Questa funzione funziona secondo il seguente principio: premendo brevemente il pulsante è possibile scorrere le letture delle misurazioni salvate, è possibile attivare la visualizzazione delle celle con una doppia pressione e ripristinare con una pressione prolungata. Per quanto ci riguarda, la funzione in sé non è particolarmente necessaria, ma forse sarà utile a qualcuno.

Abbiamo testato un dispositivo per misurare la capacità della batteria su smartphone, tablet e (Power Bank originale Xiaomi 16000mAh), da cui abbiamo ordinato di recente. Dei 16000mAh dichiarati, in un caricabatterie esterno quasi nuovo ne abbiamo contati 15874, il che è molto buono. L'abbiamo anche collegato, anche i risultati sono stati soddisfacenti, dopo 3 mesi di utilizzo la capacità della batteria è diminuita solo del 2%, tuttavia i prodotti originali Xiaomi non causano reclami da molto tempo.

Se desideri misurare con precisione il volume della batteria, ti consigliamo di collegare il dispositivo di misurazione della capacità della batteria a un dispositivo completamente scarico e solo dopo caricarlo.

Naturalmente, non puoi aspettarti letture estremamente accurate da un dispositivo per un paio di dollari, ma è una cosa necessaria nella vita di tutti i giorni, soprattutto per tutti i tipi di geek che amano fare ogni sorta di esperimenti. Sicuramente, le funzioni di questo tester sono più che sufficienti per misurare la capacità della batteria dei tuoi smartphone e tablet.

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