Эта конструкция подключается как приставка к зарядному устройству, разнообразных схем которых в интернете уже описано немало. Она выводит на жидкокристаллический дисплей значение входного напряжения, величину тока зарядки аккумулятора, время зарядки и ёмкость зарядного тока(которая может быть или в Ампер-часах или в миллиампер-часах - зависит только от прошивки контроллера и применённого шунта). (См. Рис.1 и Рис.2 )

Рис.1

Рис.2

Выходное напряжение зарядного устройства не должно быть менее 7 вольт, иначе для данной приставки потребуется отдельный источник питания.

Основу устройства составляет микроконтроллер PIC16F676 и жидкокристаллический 2-строчный индикатор SC 1602 ASLB-XH-HS-G.

Максимальная зарядная ёмкость составляет 5500 ма/ч и 95,0 А/ч соответственно.

Принципиальная схема приведена на Рис 3.

Рис.3. Принципиальная схема приставки для измерения ёмкости зарядки

Подключение к зарядному устройству - на Рис 4 .

Рис.4 Схема подключения приставки к зарядному устройству

При включении микроконтроллер сначала запрашивает требуемую ёмкость зарядки.
Устанавливается кнопкой SB1. Сброс - кнопкой SB2.
На выводе 2 (RA5)устанавливается высокий уровень, который включает реле P1, которое в свою очередь включает зарядное устройство (Рис.5 ).
Если кнопку не нажимать более 5 секунд - контроллер автоматически переходит в режим измерений.

Алгоритм подсчёта ёмкости в данной приставке следующий:
1 раз в секунду микроконтроллер измеряет напряжение на входе приставки и ток, и если величина тока больше единицы младшего разряда - увеличивает счётчик секунд на 1. Таким образом часы показывают только время зарядки.

Далее микроконтроллер высчитывает средний ток за минуту. Для этого показания зарядного тока делятся на 60. Целое число записываются в счётчик, а остаток от деления потом прибавляется к следующему измеренному значению тока,и уже потом эта сумма делится на 60. Сделав, таким образом, 60 измерений за 1 минуту в счётчике будет число среднего значения тока за минуту.
При переходе показаний секунд через ноль среднее значение тока в свою очередь делится на 60(по такому же алгоритму). Таким образом счётчик ёмкости увеличивается 1 раз в минуту на величину одна шестидесятая от величины среднего тока за минуту. После этого счётчик среднего значения тока обнуляется и подсчёт начинается сначала. Каждый раз, после подсчёта ёмкости зарядки, производится сравнение измеренной ёмкости и заданной, и при их равенстве на дисплей выдаётся сообщение - "Зарядка завершена", а во второй строке - значение этой ёмкости зарядки и напряжение. На выводе 2 микроконтроллера (RA5) появляется низкий уровень, что приводит к отключению реле. Зарядное устройство отключится от сети.

Рис.5

Наладка устройства сводится только к установке правильных показаний зарядного тока (R1 R5) и входного напряжения (R4) с помощью эталонного амперметра и вольтметра.

Теперь о шунтах.
Для зарядного устройства на ток до 1000 мА можно использовать блок питания на 15 в, в качестве шунта резистор на 0.5-10 Ом мощностью 5Вт (меньшее значение сопротивления будет вносить меньшую погрешность в измерение, но затруднит точную настройку тока при калибровки прибора), и последовательно с заряжаемым аккумулятором переменное сопротивление на 20-100 Ом, которым и будет выставляться величина зарядного тока.
Для зарядного тока до 10А потребуется изготовить шунт из высокоомной проволоки подходящего сечения на сопротивление 0,1 Ом. Проведённые испытания показали, что даже при сигнале с токового шунта равным 0,1 вольт настроечными резисторами R1 и R3 можно легко установить показания тока в 10 А.

Печатная плата для данного устройства разрабатывалась под индикатор WH1602D. Но можно использовать любой подходящий индикатор, сотвественно перепаяв провода. Плата собрана таких же размеров как и жидкокристаллический индикатор и закреплена сзади. Микроконтроллер устанавливается на панельку и позволяет быстро поменять прошивку для перехода на другой ток зарядного устройства.

Перед первым включением подстроечные резисторы установить в среднее положение.

В качестве шунта для варианта прошивки на малые токи можно применить 2 параллельно соединенных резистора млт-2 1 Ом.

В приставке можно применить индикатор WH1602D , но придется поменять местами выводы 1 и 2. А вообще- лучше свериться с документацией на индикатор.

Индикаторы фирмы МЭЛТ не будут работать, из-за несовместимости работы по 4-х битному интерфейсу.

При желании, можно подключить подсветку индикатора через токоограничительный резистор 100 Ом

Эту приставку можно использовать для определения емкости заряженного аккумулятора.

Рис.6. Определение емкости заряженного аккумулятора

В качестве нагрузки можно использовать любую нагрузку (Лампочку, резистор...), только при включении нужно выставить любую заведомо большую емкость аккумулятора и при этом следить за напряжением аккумулятора, чтобы не допускать глубокой разрядки.

(От автора) Приставка испытывалась с современным импульсным зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов,
Данные устройства обеспечивают стабильное напряжение и ток с минимальными пульсациями.
При подсоединении же приставки к старому зарядному устройству (понижающий трансформатор и диодный выпрямитель) мне не удалось настроить показания зарядного тока из-за больших пульсаций.
Поэтому было решено изменить алгоритм измерения зарядного тока контроллером.
В новой редакции контроллер делает 255 измерений тока за 25 милисекунд (при 50Гц - период составляет 20 милисекунд). И из сделанных измерений выбирает самое большое значение.
Также происходит измерение входного напряжения, но выбирается наименьшее значение.
(При нулевом зарядном токе напряжение должно быть равно ЭДС аккумулятора.)
Однако при такой схеме перед стабилизатором 7805 необходимо поставить диод и сглаживающий конденсатор (>200 мкФ)на напряжение не менее выходного напряжения зарядного
устройства. Плохо сглаженное напряжение питания микроконтроллера приводило к сбоям в работе.
Для точной установки показаний приставки рекомендуется использовать многооборотные подстроечные резисторы или ставить дополнительные резисторы последовательно с подстроечными (подобрать экспериментально).
В качестве шунта для приставки на 10 А я пробовал использовать кусок аллюминиевого провода сечением 1,5 мм длиной около 20 см -прекрасно работает.

16-11-2008

Гуляев Сергей Николаевич
kvant19 [ a ] rambler.ru

Применение микроконтроллеров в электротехнике позволяет значительно упростить конструкцию, придать устройству такие функции, реализовать которые на отдельных логических элементах очень трудно а то и вообще невозможно.Примером может служить следующая конструкция.

Данное устройство подключается как приставка к зарядному устройству, разнообразных схем которых в интернете уже описано немало. Оно выводит на жидкокристаллический дисплей значение входного напряжения, величину тока зарядки аккумулятора, время зарядки и емкость зарядного тока(которая может быть или в Ампер-часах или в миллиампер-часах - зависит только от прошивки контроллера и примененного шунта). Выходное напряжение зарядного устройства не должно быть менее 7 вольт, иначе для данной приставки потребуется отдельный источник питания. Основу устройства составляет микроконтроллер PIC16F676 и жидкокристаллический 2-строчный индикатор SC 1602 ASLB-XH-HS-G. Максимальная зарядная емкость составляет 5500 ма/ч и 95,0 А/ч соответственно.

Принципиальная схема приведена на Рис 1.

Подключение к зарядному устройству - на Рис 2.

При включении микроконтроллер сначала запрашивает требуемую емкость зарядки. Устанавливается кнопкой SB1. Сброс - кнопкой SB2.

Если кнопку не нажимать более 5 секунд - контроллер автоматически переходит в режим измерений. На выводе 2 (RA5)устанавливается высокий уровень.

Алгоритм подсчета емкости в данной приставке следующий:

1 раз в секунду микроконтроллер измеряет напряжение на входе приставки и ток, и если величина тока больше единицы младшего разряда - увеличивает счетчик секунд на 1. Таким образом часы показывают только время зарядки.

Далее микроконтроллер высчитывает средний ток за минуту. Для этого показания зарядного тока делятся на 60. Целое число записываются в счетчик, а остаток от деления потом прибавляется к следующему измеренному значению тока,и уже потом эта сумма делится на 60. Сделав, таким образом, 60 измерений в счетчике будет число среднего значения тока за минуту.

Далее среднее значение тока в свою очередь делится на 60(по такому же алгоритму). Таким образом, счетчик емкости увеличивается 1 раз в минуту на величину одна шестидесятая от величины среднего тока за минуту.

После этого счетчик среднего значения тока обнуляется и подсчет начинается сначала. Каждый раз, после подсчета емкости зарядки, производится сравнение измеренной емкости и заданной, и при их равенстве на дисплей выдается сообщение - "Зарядка завершена", а во второй строке - значение этой емкости зарядки и напряжение. На выводе 2 микроконтроллера (RA5) появляется низкий уровень, что приводит к гашению светодиода. Данный сигнал можно использовать для включения реле, которое, например, отключает зарядное устройство от сети (см Рис 3).

Наладка устройства сводится только к установке правильных показаний зарядного тока (R1 R3)и входного напряжения (R2)с помощью эталонного амперметра и вольтметра. Для точной установки показаний приставки рекомендуется использовать многооборотные подстроечные резисторы или ставить дополнительные резисторы последовательно с подстроечными (подобрать экспериментально).

Теперь о шунтах.

Для зарядного устройства на ток до 1000 мА можно использовать блок питания на 15 в, в качестве шунта резистор на 5-10 Ом мощностью 5Вт, и последовательно с заряжаемым аккумулятором переменное сопротивление на 20-100 Ом, которым и будет выставляться величина зарядного тока.

Для зарядного тока до 10 А (max 25,5 A) потребуется изготовить шунт из высокоомной проволоки подходящего сечения на сопротивление 0,1 Ом. Проведенные испытания показали, что даже при сигнале с токового шунта равным 0,1 вольт настроечными резисторами R1 и R3 можно легко установить показания тока в 10 А. Однако, чем больше сигнал с датчика тока, тем легче настроить правильные показания.

В качестве шунта для приставки на 10 А я пробовал использовать кусок аллюминиевого провода сечением 1,5 мм длиной 30 см -прекрасно работает.

Печатная плата для данного устройства из-за простоты схемы не разрабатывалась, оно собрано на макетной плате таких же размеров как и жидкокристаллический индикатор и закреплен сзади. Микроконтроллер устанавливается на панельку и позволяет быстро поменять прошивку для перехода на другой ток зарядного устройства.

• решение задачи всегда начинается с самого простого варианта - взять готовое. а купить это и есть - готовое. а потом все сложнее и сложнее, вплоть до разработки и изготовления с нуля. это самый сложный вариант
• Хуже другое - он самый опасный. Тестировать-то придется на собственной голове...
• Возможно это и так. Только написанное на акб иногда подозрительно близко совпадает с показаниями, а вот иногда совсем нет. На основании этого можно смело утверждать, что от прибора польза есть. На чём ваше утверждение основано - не знаю. И вы узнаете, что показания, снятые таким(очень не быстрым) способом отличаются от тех, которые вы получите тем прибором сразу же. И наверняка в большую сторону - т.е например на акб написано 2600, но если его зарядить\разрядить несколько раз(а это равносильно уже функции refresh) то получим 2800 и более. И что в результате - разница - мизер, времени убито много, мы узнали "идеальную" ёмкость. Если же речь об авто акб, то в автомобиле он так не будет заряжаться. Соответственно этот прибор показывает, скорее косвенно накопленный заряд, а не ёмкость. Но для практики и этого достаточно. Некоторые приборы подобного назначения измеряют и внутреннее сопротивление батареи. При наличии же множества однотипных батарей - отсортировать вполне позволит. Да это ужасно. А ещё большая часть страны пользуется не лицензионной ОС и не хочет платить налоги, чтобы очередной захарченко их украл. Я как то всю жизнь обходился без госреестра. И большинству граждан, пользующихся измерительными приборами в электронике, ЦСМ без надобности. Ваш госреестр и поверки нужны примерно как техосмотр автолюбителю. Но это я так к слову. А то запахло тут официозом. С чем я согласен - так с мнением kovigor. Безопастность прежде всего.
• Тема плавно перетекает в обсуждение безопасности)))). Уважаемый kovigor с чего-то взял что те, кто хочет измерять этим прибором накопленную ёмкость аккумулятора - обязательно использует говноаккумуляторы и непонятную зарядку. И начинается: бэзопасность, а вы знаете что жизнь... Знаю, знаю. Предлагаю прекратить этот флуд, и писать в тему. Знающих я прошу внести изменения в прошивку для поднятия до 45 вольт контролируемые напряжения заряда разряда.
• ни один из знающих не знает, что ты сваял? на чем ты сваял? и какой прошивкой пользуешься в данный момент
• ну каждому свое раз вы пользуетесь псевдо приборами то и показания при измерениях у вас будут такие расплывчатые, а вообще даже проверенные приборы я стараюсь перепроверять на эталонных, хоть вы и гуру но скорее всего приборами которыми вы пользуетесь это дешевый сегмент оборудования которые не подлежат поверки из-за больших погрешностей измерения, а вообще для крупных проектов на крупных предприятиях связанных с электронным оборудованием все приборы подлежат поверки не для того что-бы кого-то кормить а для проведения точных измерений.
• абсолютно в дырочку. как поверитель - поверителю могу сказать. что все измерительное оборудование, абсолютно все, делится на два больших класса: 1. измерительное оборудование, любого класса точности 2. показометры первые, в зависимости от класса точности, могут быть либо стандартами, либо эталонами,либо измерителями с четко оговоренным классом точности. вторые - показывают, что измеряемая величина присутствует. тоже с различной точностью, причем под час эта точность может превосходить точность приборов из первой группы. с этого места возникает вопрос - в чем тогда разница. разница в том, что приборы из первой группы перечислены в госреестре измерительных средств. и все официальные данные, имеющие юридическую ценность, могут предоставлятся только на основе измерения этими приборами. а приборы из второй группы такими возможностями, юридического обоснования, не обладают. но и цена приборов из этих групп существенно разная. вот возмем к примеру Ц20 и в7-36. воткнем их в розетку и измерим напряжение сети. ц 20 покажет 217в., а в736 - 220в (все это в один и тот же момент времени). и что мне эта разница даст при ремонте например любого электрического прибора. эти приборы оба в реестре присутсвовали одновременно. у первого 20 ком\в входное сопротивление, а у второго 11 мом\в. поэтому разнятся показания при измерениях при одинаковых заявленных погрешностях. вот стоит передо мной, на домашнем столе, не на казенном, с 1-114, последний раз он поверялся лет 20 назад, но ни точнее, ни грубее от этого он не показывает. но на нем я не смогу сделать заключение эксперта (не важно для кого) потому как в заключении я должен буду указать дату поверки, поверителя и заводской номер прибора. отсюда вывод - не важно какой прибор, дешевый сегмент, самодельный на коленке или из супер лаборатории, в которой стоят пылевые фильтры. главное это понимание - что измеряем, для чего измеряем, что прибор показывает, и что есть на самом деле... ну не все, хотя это очень хорошо, когда все. даже на предприятия не связанных с электронным оборудование поверка производится тоже (правда на многих только когда петух в темечко поклюет) на некоторых существуют свои поверочные лаборатории, на некоторых через ЦСМ прогоняются приборы.
• Реверс-инжиниринг прошивки будет стоить как десяток самых дорогих гиробордов с лучшими в мире аккумуляторами. А специалисты, которые способны на это, на форумах не появляются...
• По ходу это вы пользуетесь говноприборами и живёте в своём воображаемом мире, который уже в дешёвых приборах давно ушёл вперёд. А для большинства приборов, потребляющих 220 без разницы - 220 или 223 в розетке. Похоже вы больше теоретик Там есть исходник в асме. Ничего реверсировать не надо. Нужно всего лишь кое-что переделать. Для этого надо быть практическим юзером микрочипа.
• По просьбе inosat выкладываю модернизированную прошивку с повышеным напряжением контроля, до 50В. Не забудьте пересчитать входной делитель вольтметра, по моей схеме R4. Прошивка для микроконтроллера 16F684. Меню выбора режимов присутствует.
• Ну и обещаные прошивки для 676, с одним режимом заряда и удвоеным контрольным напряжением.
• Один из моих любимых МК! Есть считатель емкости USB . Замер тока 10 раз в секунду, ну и расчёт ёмкости соответственно. Ну а если для автомобильного то на atmega8 , все режимы - заряд - разряд, тренировка, подсчёт ёмкости при постоянном заряде (разряде) , ассиметричный заряд, в любом режиме. Ток устройство не регулирует, а управляет лишь мосфет ключами по заданному с клавиатуры напряжению.
• А все поверки приборов - это надо лишь для военки, ну что бы пиндосов сбивать в воздухе и на море! А для всего остального - это дармоеды, которые хотят доказать свою "нужность" ... А по сути нафиг не нужны как и 90 процентов начальства. Как то так!
• ... сейчас приборы регулировки хранят в памяти, нет уплывающих по номиналу резисторов подстройки и регулировать там нечего. А лошара из ЦСМ, хотевший срубить с меня бабла, даже не смог включить мой осцил SONY\TEKTRONIX(которого в 1998 году стопудово не было в госреестре - ни фига хуже он от этого не работал Гыыы). Молодец Иван_79. Я микрочип забросил давно - после того как MPLAB скомпилировала не существующую команду для кристалла. Да и на тот момент пик существенно проигрывал атмелу(хотя которого потом купил - Гыыы).
• Спасибо! Вот только в протеусе с прошивкой для 16F684 не отключается реле при достижении выставленного напряжения для заряда. Для разряда - отключается, я для заряда нет)). Прошивка для PIC16F676 - все гуд. Кому интересно - выкладываю разводку платы для PIC16F676 с функцией заряда (в моем случае - для 42 вольт, поэтому чуть переделал схему). В железе еще не делал, за правильность не ручаюсь
• Про ЭТУ приставку можно забыть раз и на всегда.... Собирал ее очень давно, толковой прошивки ни одной, и ее не может быть из-за выбранного пика... Для меня она уже не существует...тем более что есть НАМНОГО больше лучшая альтернатива если решено собрать своими руками, вот она: https://www..html?di=66280 смотреть полностью статью, там все есть... Думаю что многие со мной согласятся..
• Кстати последний проект - вольтметр переменного тока сети. На PIC16F684 и одном регистре 595 4-х сегментный индикатор. без трансформатора. И точность 0,5 - 1 вольт!
• Реле не очень подходят для зарядных устройств при больших токах. Потому что имеет место быть неприятный казус с залипанием контактов (причём даже если токи меньше заявленных в паспорте реле) . Потому для надёжной работы пришлось придумать схему пОлевых ключей. Схемка прилагается. Она для токов не более 3-х ампер, для бОльших поставить более мощные ключи.
• На днях проверю, исправлю отключение при заряде. Вроде в протеусе все работало.
• Иван? Может дело не в протеусе? Может и правда реле залипает? Ты посмотри на схемку выше! А у меня проблемы ушли, с внедрением оной! И всё стало работать как часы! Правда контроллер на атмеге8 , но это уже не важно.

Аккумуляторы используются во многих аспектах повседневной жизни человека: автотранспорт, электроинструмент, системы бесперебойного питания, смартфоны, ноутбуки и прочее.

Общая информация о емкости АКБ

Главной целью проверочных мероприятий по состоянию любого типа АКБ является выяснение ёмкости аккумулятора и определение прочих характеристик. Однако существующими средствами измерения можно точно определить лишь силу электротока и напряжение в аккумуляторной батарее, а также замерить плотность электролитного вещества.

Емкость же измеряется косвенно по конкретной для каждого типа АКБ методике либо, применяя прибор для измерения емкости аккумулятора, который дает лишь приблизительный результат.

Важно! На точность результатов любых измерений в аккумуляторной батарее могут влиять внешние факторы, например, температура воздуха.

Единственным достоверным способом для определения емкости аккумулятора является его многочасовая полная разрядка, сопровождающаяся постоянной фиксацией многих параметров. Но не каждый человек готов проделывать такую продолжительную процедуру, ведь для установления приблизительных данных о емкости батареи может быть достаточно и краткосрочных измерений.

Способы определения емкости АКБ автомобиля:

• традиционный метод – контрольный разряд (долгий и объемный по процедурам процесс);
• замер плотности и уровня электролитной жидкости в автоаккумуляторе;
• посредством воздействия нагрузочной вилки на батарею;
• тестер емкости.

Интересно. Емкость популярных литий-ионных, никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов измерить можно тем же контрольным разрядом (АКБ может выйти из строя при несоблюдении всех правил) либо покупкой на китайских торговых площадках специальных USB-тестеров, точность и правильность измерений которых находятся под большим вопросом.

Контрольный разряд

Длительный контрольный разряд – традиционный лабораторный метод установления емкости аккумулятора. Суть метода состоит в том, что полностью заряженную АКБ разряжают воздействием постоянных электротоков, сила которого зависит от параметров изделия.

Между тем ежечасно проводят замеры разряда аккумуляторной батареи и вольтажа, которые фиксируются. Емкость АКБ вычисляется по формуле: произведение силы электротока на прошедшее конкретное время. Такой замер может занять до суток постоянного наблюдения за аккумулятором, что не очень удобно для многих обывателей.

Нагрузочная вилка

Нагрузочная вилка – устройство для проверки АКБ при помощи контролируемой нагрузки, оснащенное вольтметром, нагрузочным резистором и двумя щупами. Такие приборы бывают различных видов: с аналоговым или цифровым вольтметром, простая схема с одним нагрузочным элементом или усложненные устройства с несколькими спиралями нагрузки и амперметром, также есть нагрузочные вилки для тестирования напряжения в отдельных банках АКБ.

Суть измерений проста и описана в инструкции к прибору. Полученные данные по вольтажу необходимо сопоставить с нижеследующей таблицей.

Таблица соответствия вольтажа с емкостью АКБ

Замер плотности электролита

Измерить ёмкость составных частей АКБ (банок) можно, применяя прибор под названием «ареометр». Суть метода сводится к тому, что плотность электролита, находящегося в каждой банке аккумулятора, напрямую связана с его емкостной характеристикой.

Для измерения необходимо вскрыть все крышки банок автоаккумулятора и поочередно набирать электролит из каждого сосуда, записывая данные о плотности с прибора. Далее плотность этого вещества сравнивается с таблицей соответствия плотности и емкости.

Таблица соответствия плотности электролита и емкости

Измерения посредством специальных приборов

Идея нагрузочный вилки была использована и усовершенствована в электронных портативных устройствах Кулон, которые созданы специально для проведения проверочных мероприятий по разным спектрам над свинцово-кислотными аккумуляторами.

Такими приборами можно быстро измерить вольтаж, определить примерную емкость АКБ, не прибегая к контрольному разряду, а также сохранять полученные измерения в памяти устройства.

Особенности приборов семейства «Кулон»:

• питаются от АКБ, у которого берутся замеры;
• в комплектацию устройств входят провода с клещами-крокодилами, что обеспечивает качественный зажим проводов на всех клеммах аккумулятора;
• специальная методика определения емкости АКБ, которая не имеет аналогов;
• рекомендуется для увеличения точности измерений произвести самостоятельно калибровку изделия на новом аккумуляторе схожего типа (процедура описана производителем в инструкции по эксплуатации).

Важно! Этот тестер емкости нужно использовать для установления емкости только в аккумуляторе, который полностью заряжен.

Также существуют и иные устройства от других производителей для этих же целей, методика установления емкости АКБ у которых отличается друг от друга. Например, приборы SKAT-T-AUTO, тестеры PITE, анализаторы Fluke, приспособления Vencon. Всеми этими приборами можно косвенно или напрямую измерить разнообразные параметры.

Зная состояние своего аккумулятора, а именно его емкость, можно избежать неприятных ситуаций на дорогах. Также вовремя среагировав на несоответствие измеренных показателей к заявленным производителем, можно реанимировать или продлить жизнь АКБ, проведя разнообразные мероприятия.

Видео

Если Вы собираетесь купить аккумуляторы, но у Вас ещё нет зарядного устройства, или Вы хотите купить зарядное устройство взамен старого, то неизбежно возникает вопрос – какое купить зарядное устройство, что выбрать из огромного разнообразия?

Зачем нужно качественное зарядное устройство?

Срок службы качественных NiMH аккумуляторов при правильном уходе за ними составляет в среднем 3-5 лет. Ёмкость современных аккумуляторов сопоставима с ёмкостью дорогих щелочных (Alkaline) одноразовых батареек, но в отличие от них, аккумуляторы могут быть использованы от 500 до 3000 раз. Выгода от покупки аккумуляторов очевидна!

Для того, чтобы аккумуляторы долго служили и эффективно работали, необходимо правильно выбрать зарядное устройство. Стандартная ошибка многих покупателей - это покупка дорогих высококачественных аккумуляторов и покупка дешёвого зарядного устройства или использование старого, когда-то давно купленного. В итоге даже самые дорогие аккумуляторы быстро выйдут из строя.

Есть по крайней мере 3 причины, по которым не следует экономить на покупке зарядного устройства:

1. Дешевые зарядные устройства могут заряжать аккумуляторы крайне медленно - до нескольких суток;

2. Так же дешевые зарядные устройства могут заряжать аккумуляторы очень быстро, но в тоже время они могут не иметь надлежащей защиты от перегрева и перезаряда аккумуляторов, что существенно сокращает срок их службы.

3. Дешевые зарядные устройства не позволяют контролировать процесс зарядки, могут не иметь автоматического отключения после окончания заряда аккумулятора. Приходится "на глаз" рассчитывать время заряда, это не удобно и не точно - аккумуляторы могут как недозарядиться, так и перезарядиться;

Все эти факторы негативно влияют на качество работы аккумуляторов, а также значительно сокращают срок их службы.

Проблемы могут быть предупреждены или решены с помощью качественного зарядного устройства. Производители предлагают разнообразные зарядные устройства, ориентированные на широкий круг потребителей: от продвинутых пользователей, кто хочет полностью контролировать процесс и параметры зарядки аккумуляторов, до обычных покупателей, которые ничего не хотят знать о процессе зарядки аккумуляторов.

Что нужно учесть при выборе зарядного устройства?

При выборе зарядного устройства, обратите внимание на следующие важные моменты:

1. Наличие независимых каналов для зарядки каждого аккумулятора отдельно

Многие дешёвые зарядные устройства заряжают аккумуляторы только парами. Это создаёт ряд неудобств в использовании. Во-первых, необходимо следить, чтобы не путались пары аккумуляторов, которые используются в устройствах. Во-вторых, во многих устройствах используется нечетное количество аккумуляторов, которое нельзя зарядить в таком зарядном устройстве. Приходится искать какой-нибудь дополнительный аккумулятор, чтобы дополнить пару для зарядки, что очень не удобно.

Кроме того, со временем аккумуляторы в паре начинают отличаться по ёмкости, что сказывается на продолжительности и качестве работы пары. Различие в ёмкости может достичь такой степени, что из-за одного недозаряженного аккумулятора пара практически перестаёт работать и пользоваться аккумуляторами становится невозможно.

для АА/ААА+КРОНА

для Li-ION+АА/ААА:

XTAR MC2 XTAR MC2S

TrastFire TR-001

4. Наличие функции «разряд»

Функция «разряд» - очень полезная функция, которая позволяет продлить жизнь аккумуляторов и поддерживать высокие показатели их работы. Дело в том, что аккумуляторы считаются разряженными, когда напряжение на них равно 0,9 Вольт, тогда как многие электронные устройства выключается, когда напряжение на аккумуляторе опускается только до 1,1 Вольта и выше. При заряде не полностью разряженного аккумулятора, со временем проявляется «эффект памяти», который заключается в потере ёмкости аккумулятора и снижении продолжительности его работы.

Для предотвращения проявления «эффекта памяти», рекомендуется полностью разряжать аккумулятор перед его зарядкой. Можно разрядить аккумулятор с помощью фонарика или детской игрушки с моторчиком, но в таком случае есть риск чрезмерного разряда аккумулятора. Если напряжение аккумулятора упадёт ниже 0,9В, то интеллектуальные зарядные устройства могут воспринимать его как неисправный и не заряжать его.

Поэтому, для разряда аккумуляторов рекомендуется использовать зарядные устройства с функцией «Разряд».

При использовании аккумуляторов в игрушках или фонариках, не допускайте глубокого разряда аккумуляторов. Если Вы видите, что аккумулятор уже сел (фонарик тускло светит, моторчик в игрушке слабо крутится или звук искажается) – замените аккумуляторы.

5. Наличие дополнительных функций и возможностей

В настоящее время наиболее популярными являются интеллектуальные зарядные устройства, которые позволяют самостоятельно устанавливать токи заряда и разряда аккумуляторов, разгонять ёмкость аккумуляторов, измерять и восстанавливать ёмкость аккумуляторов.

Покупка такого зарядного устройства имеет смысл в том случае, если Вы постоянно пользуетесь аккумуляторами, и Вам необходимо быть уверенными в ёмкости и работоспособности аккумуляторов или если Вам просто нравится экспериментировать и исследовать. Также, такое зарядное устройство – отличный подарок любому человеку, который использует аккумуляторы.

Интеллектуальные зарядные устройства:

Отдельно стоить отметить интеллектуальные зарядные устройства устройства, которые комплектуются различными дополнительными аксессуарами: аккумуляторами АА и ААА, дорожными сумками, переходниками. Качество комплектных аккумуляторов и аксессуаров обычно довольно высокое, а стоимость аккумуляторов в комплекте обычно ниже, чем стоимость аналогичных аккумуляторов отдельно. Поэтому покупка зарядных устройств с комплектами аксессуаров может быть очень выгодной.

Интеллектуальные зарядные устройства с комплектами аксессуаров:

Среди интеллектуальных зарядных устройство можно выделить продвинутые зарядные устройства. Данные зарядные устройства отличаются наличием дополнительных функций и возможностей: подсветка экрана, измерение внутреннего сопротивления аккумуляторов, широкий диапазон настроек токов заряда и разряда, ручная установка количества циклов заряда/разряда для тренировки/разгона.

Продвинутые зарядные устройства:

6. Возможность работы с аккумуляторами разных форматов и размеров

Если Вы пользуетесь аккумуляторами разных типов (Ni-MH, Li-ion) и разных размеров, чтобы не покупать отдельную зарядку для каждого типа аккумуляторов, Вы можете приобрести универсальное зарядное устройство, которое подойдёт для зарядки несколько типов аккумуляторов. Универсальные зарядные устройства ничем не хуже отдельных зарядных устройств под каждый тип аккумуляторов. По функционалу они также могут также быть как простыми, которые просто заряжают аккумуляторы, так и продвинутыми, которые могут заряжать, разряжать, тестировать и тренировать аккумуляторы, измерять их ёмкость. Универсальные зарядные устройства совмещают возможность работы с Ni-MH аккумуляторами размеров АА, ААА, С и Li-Ion аккумуляторами размеров 18650, 14500, 16340, 26650, 20700, 21700 и др.

Универсальные зарядные устройства:

7. Возможность работы с большим количеством аккумуляторов

Бывают ситуации, когда необходимо заряжать одновременно сразу много аккумуляторов – 6 -12 и более. Вполне очевидно, что использование самых распространённых зарядных устройств на 4 аккумулятора в данном случае неудобно, процесс зарядки занимает много времени и требует дополнительного внимания. Использование нескольких зарядных устройств также может быть неудобным решением проблемы. JBC-017

8. Супер-быстрые зарядные устройства.

В продаже появляются все больше Li-ION аккумуляторов с высокой нагрузочной способностью, для электронных сигарет, электроинструмента, мощных фонарей. В большинстве случаев, такие аккумуляторы допускается заряжать быстро без последствий для их срока службы. Для этих целей производятся специальные зарядные устройства, позволяющие применять максимальные токи заряда для Li-ION аккумуляторов: MiBoxer C2-4000

(абзац ниже предназначен только для Ni-MH аккумуляторов, современные Li-ION аккумуляторы возможно заряжать быстрыми устройствами с токами до 4 ампер.)
В настоящее время на рынке можно встретить много зарядных устройств, которые называются супер-быстрыми, ультра-быстрыми и.т.п. Это означает, что они способны быстро зарядить аккумуляторы. Что это значит на практике? Это значит, что зарядные устройства используют высокие токи для заряда аккумуляторов – 1000 mah на канал и выше. Без контроля за температурой аккумуляторов и системы охлаждения, высокие токи заряда вызывают перегрев аккумуляторов, что крайне негативно влияет на продолжительность их жизни. Качественное супер-быстрое зарядное устройство должно иметь хорошую систему охлаждения, термо-датчики для контроля температуры аккумуляторов, систему защиты от перегрева. В противном случае, продолжительность жизни аккумуляторов может сократиться в разы от заявленной производителем.

Специальные быстрые зарядные устройства с контролем температуры и уровнем заряда аккумуляторов:

Как резюме можно сказать, что для зарядки качественных аккумуляторов целесообразно приобрести качественное зарядное устройство, которое обеспечит долгий срок службы аккумуляторов и высокие показатели их работы. Выбирайте оптимальное зарядное устройство, которое по своему функционалу позволит работать с Вашими аккумуляторами на необходимом Вам уровне. Перед покупкой целесообразно также подумать, не пригодятся ли Вам дополнительные функции в будущем, даже если Вы сейчас не собираетесь ими пользоваться.

Благодарим интернет магазин

http://batterex.com.ua/ за предоставленные материалы

В персональных устройствах с аккумуляторным питанием может быть от одной аккумуляторной ячейки, как, например, в мобильных телефонах, до нескольких, как в электромобилях. Тревожное ожидание приближающегося разряда аккумулятора (в английском языке это называется range anxiety) характерно для работы со всеми автономными электронными устройствами. Пользователей беспокоит, смогут ли они досмотреть до конца фильм, прежде чем разрядится аккумулятор планшета, или доедут ли они на электромобиле до следующей зарядной станции, не встав посреди шоссе. Система измерения заряда представляет собой компонент, отвечающий за определение оставшейся в аккумуляторе энергии. В этой статье описана система измерения заряда, используемая в устройствах с одной аккумуляторной ячейкой. Рассматриваются различные алгоритмы определения емкости аккумулятора, используемые в подобных системах, а также плюсы и минусы этих алгоритмов. Статья затрагивает также некоторые факторы, которые необходимо принимать во внимание при выборе системы измерения заряда для потребительских приложений с батарейным питанием.

На Рисунке 1 показана блок-схема стандартного измерителя заряда. Он состоит, по меньшей мере, из двух АЦП, один из которых предназначен для измерения тока аккумулятора. Второй АЦП мультиплексирован и может использоваться для измерения напряжения и температуры аккумулятора или выполнять функцию АЦП общего назначения. Измеренные напряжение, ток и температура подаются в микропроцессор, в котором реализован алгоритм определения заряда. В энергонезависимой памяти микропроцессора содержится определенная информация о специфических характеристиках аккумулятора, таких как импеданс или зависимость емкости ячейки от напряжения. Встроенный или внешний стабилизатор обеспечивает микропроцессор, АЦП и другие цепи регулируемым напряжением питания. Измеритель заряда взаимодействует с остальной частью системы с помощью стандартных протоколов, например, I 2 C.

Простейший алгоритм оценки заряда заключается в определения емкости аккумулятора по измеренному на нем напряжению с использованием графиков Рисунка 2. На Рисунке 2 показана стандартная зависимость напряжения литий-ионного аккумулятора от его емкости. Из графика можно получить значение емкости при данном напряжении. Рисунок 2 также показывает, как уменьшается емкость с увеличением количества циклов заряда-разряда. Метод, основанный на измерении напряжения, прост в реализации и позволяет узнать точное значение максимальной емкости аккумулятора (Q MAX) при отсутствии на нем нагрузки. Однако фактическая полезная емкость аккумулятора (Q USABLE) меньше максимальной емкости из-за внутреннего импеданса аккумулятора (Рисунок 3). Для оценки полезной емкости можно использовать среднее значение импеданса аккумулятора (R BAT), но эта оценка, скорее всего, будет содержать большие ошибки, поскольку R BAT является функцией температуры аккумулятора (T), его возраста (Age) и состояния заряда (SoC). Хотя, в принципе, для корректировки сопротивления аккумулятора может использоваться большая многомерная таблица, для расчета сопротивления требуется много информации об аккумуляторе и цепи.

Более совершенным решением является метод подсчета заряда. В этом случае для получения точной оценки текущей емкости интегрируется заряд, втекающий в аккумулятор и вытекающий из него. Данный метод хорошо работает при условии, что точно известно начальное состояние заряда. Если исходная емкость аккумулятора известна, интегрируя общий ток, можно получить текущую емкость. Основная проблема, связанная с этим методом, заключается в том, что здесь не учитывается саморазряд аккумулятора, поскольку ток саморазряда не протекает по внешней цепи. Это может привести к неточной оценке емкости. Саморазряд может быть смоделирован, но любые модели неточны, и, кроме того, уровень саморазряда зависит от температуры и возраста аккумулятора.

Чтобы решить проблемы обоих методов, для прогнозирования емкости можно использовать информацию о напряжении и токе, а также о температуре аккумулятора. В этом случае напряжение холостого хода измеряется при ненагруженном аккумуляторе, а измерение тока выполняется, когда аккумулятор заряжается или разряжается. Напряжение аккумулятора измеряется постоянно, даже при отсутствии нагрузки. Непрерывное измерение напряжения используется для обновления информации о текущем состоянии заряда на основе графика, изображенного на Рисунке 2.

Затем, когда нагрузка приложена, методом подсчета определяется результирующий заряд, втекающий в систему или вытекающий из нее. После снятия нагрузки батарее дают некоторое время на восстановление, и напряжение измеряется вновь. Используя данные двух измерений напряжения и результаты подсчета суммарного заряда, можно определить максимальную емкость аккумулятора . Также можно рассчитать текущий импеданс, основываясь на измеренном токе, напряжении холостого хода с поправками на температуру и состояние заряда, полученными из таблицы соответствия и на напряжении, измеренном под нагрузкой. Таким образом, зная максимальную емкость и значение импеданса аккумулятора, можно получить точную оценку оставшейся полезной емкости.

Выбор микросхемы для измерения заряда

Основное внимание при выборе микросхемы определения заряда следует уделить точности алгоритма, потребляемому току и количеству внешних компонентов, необходимых для ее нормальной работы, прежде всего, регуляторов напряжения и токочувствительных резисторов. Даже тогда, когда фактическая нагрузка отключена, микросхема остается включенной для периодического измерения напряжения холостого хода. Любая энергия, используемая измерителем заряда, сокращает время работы системы, поэтому микросхема должна иметь низкий ток покоя. Ей требуется регулируемый источник питания для АЦП, микропроцессора и других блоков, а также низкоомный резистор для измерения тока аккумулятора. В идеале все это должно быть интегрировано на одном кристалле, чтобы сократить число внешних компонентов и сэкономить место на плате. В качестве примера такого измерителя можно привести микросхему , содержащую LDO регулятор.

Факторами, рассматриваемыми на системном уровне, являются место установки измерителя (на стороне батареи или на стороне хоста), его инициализация и разработка алгоритма. В случае установки на стороне батареи измеритель размещается непосредственно на ней. Это позволяет ему быть все время синхронизированным с аккумулятором и предоставлять о нем мгновенную информацию. В случае установки на стороне хоста измеритель нужно правильно инициализировать каждый раз, когда устанавливается аккумулятор. При установке на батарее алгоритм разрабатывает производитель аккумулятора, поэтому системный интегратор просто должен запросить аккумулятор, соответствующий требуемым параметрам. Единственным недостатком такого метода является то, что микросхема будет выброшена вместе с аккумулятором, когда тот придет в негодность, что потенциально может привести к увеличению общей стоимости системы. При размещении на стороне хоста системный интегратор должен иметь опыт измерения заряда и в графике работ учесть время, необходимое для разработки алгоритма.

Заключение

Оценка емкости аккумулятора является сложной задачей, поскольку на эту емкость влияет множество взаимосвязанных параметров. Простые алгоритмы могут привести к неточным результатам, которые потенциально могут сократить время работы системы. Поэтому при конструировании устройств измерения заряда следует рассматривать компромиссы, как на уровне микросхем, так и на системном уровне.

1. Yevegen Barasukov, «Challenges and Solutions in Battery Fuel Gauging,» .
2. «Theory and Implementation of Impedance Track Battery Fuel-Gauging Algorithm in bq2750x Family,» Application Note (SLUA450), Texas Instruments, January 2008.