Простой прибор для быстрого тестирования литиевых аккумуляторов

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (10 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...

В последние годы большинство электроники перешло на использование литиевых аккумуляторов. Но часто такие устройства как мобильные телефоны или импульсные металлодетекторы прекращают работу или ведут себя непредсказуемо. Причина в повышении внутреннего сопротивления аккумуляторов. Или потеря ёмкости батареи. Данный прибор позволяет моментально дефектовать литиевые аккумуляторы по повышению внутреннего сопротивления и очень быстро измерять реальную ёмкость аккумулятора.

Раньше я уже делал анализатор качества литиевых аккумуляторов http://smartelectronix.biz/publ/prostoj_analizator_kachestva_i_jomkosti_litievykh_akkumuljatorov_litest/1-1-0-62

Но в этот раз решил сделать более простое и мобильное устройство, не требующее внешнего питания.

Есть правда маленькая проблемка: изначально я планировал это устройство в виде простого карманного гаджета для использования при покупке аккумуляторов на рынке или в магазине, т.е. основной идеей было «всегда готов к работе» и «прикоснулся к аккумулятору и узнал его внутреннее сопротивление». Но потом, оставшийся свободный вывод контроллера и процентов сорок свободной памяти натолкнули на мысль добавить режим измерения ёмкости аккумулятора. Ёмкость мометально измерить нельзя. Её можно измерить либо заряжая аккумулятор (сколько тока он примет), либо разряжая его на нагрузку (сколько тока он отдаст при разряде).
Я решил использовать второй вариант. Благо зарядок китайские коллеги сейчас каких только не выпускают..
Беда в том, что при разряде аккумулятора выделяется ощутимая энергия. В первоначальном варианте прибора (моментальное измерение напряжения и внутреннего сопротивления аккумулятора) нагрузочный резистор 2 Ома состоял из пяти соединенных в параллель SMD-резисторов по 10 Ом. Для кратковременного использования в качестве нагрузки этого вполне было достаточно. Но при длительном пропускании тока около 2А на нагрузочном сопротивлении выделяется мощность около 8 ватт. Поэтому пришлось доделывать вторую плату — нагрузочную. На ней же разместилась кнопка влкючения режима измерения ёмкости и динамик (я использовал прямоугольный от какого-то старого мобильного телефона). В режиме измерения ёмкости плата нагрузочных сопротивлений ощутимо греется (гдадусов до 50). Это следует учесть при оформлении конструкции в корпус.
В архиве с прошивкой и платами данного измерителя я добавил три варианта нагрузочной платы, но испольнение может быть и другим, главное чтобы общее сопротивление равнялось ровно 2 Ома и рассеиваемая мощность была не менее 8 Вт.

Схема довольно проста и не содержит редких или дорогих компонентов. Платы процессорной части и нагрузки имеют размер индикатора. Возможно использование как индикаторов с общим катодом, так и с общим анодом (режим отображения переключается коммутацией четвертого вывода контроллера).
Полевой транзистор управления нагрузочным резистором можно использовать и другой (сейчас их ассортимент очень широк), главное проверить по даташиту его сопротивление канала при приложении управляющего напряжения к затвору 2,5в. У моего это сопротивление около 50 мОм.

Пользоваться прибором очень просто. При первом касании клемм аккумулятора прибор издаёт сигнал. Если сигнала нет, надо быстро убрать аккумулятор — Вы перепутали полярность. Это может вывести из строя защитный диод.
Сразу же прибор измеряет и отображает напряжение и внутренне сопротивление подключенного аккумулятора. Изображения на экране сменяются по очереди

Если в этом состоянии нажать на кнопку старта режима измерения ёмкости аккумулятора (аккумулятор надо предварительно полностью зарядить), контроллер включит нагрузочное сопротивление и будет контролировать величину напряжения, тока, внутреннего сопротивления аккумулятора и количество отданного им тока в нагрузку.

По достижении конечного напряжения 3,3В процесс разряда останавливается, контроллер через динамик трелями оповещает о завершении процесса измерения. На экране циклически отображаются текущие измеренные характеристики аккумулятора.

Вариант карманного исполнения для моментального теста (без измерения емкости аккумулятора разрядкой) выглядит так. Вокруг платы оболочка из прозрачной ПЭТ-плёнки от бутылки с водой. Электроды из толстого медного провода в термоусадке.

В архиве находится схема, прошивки для контроллеров и варианты печатных плат измерителя ёмкости и внутреннего сопротивления литиевого аккумулятора.

Наконец приехали из Китая заводские платы. Собрал, попробовал — я в восторге. Очень приятно держать в руках свою овеществлённую идею..

Если у Вас возникнет желание приобрести конструктор из двух полностью спаянных плат для изготовления прибора тестирования литиевых аккумуляторов, могу предложить комплект за 400 грн.

Отправка возможна Укрпочтой или Новой почтой.

 

Выложил на seeedstudio герберы файлов, если у Вас есть желание изготовить прибор самостоятельно, заказать можно тут:

https://www.seeedstudio.io/Pocket-Lithium-Battery-Tester-g-1217739

 

Если у Вас возникнут вопросы или Вы захотите связаться со мной, сделайте это с помощью формы на страничке «Обратная связь»

0

53 thoughts on “Простой прибор для быстрого тестирования литиевых аккумуляторов

  1. Здравствуйте, Эдуард,
    у меня такой вопрос возник по данной кострукции — а возможно ли применить PIC16F688? Он вроде бы по параметрам близок к 684-му? Интересуюсь в виду наличия такой модели и отсутствия 1823 и 684.

    0
  2. Едуард, вітаю!
    А може краще перенести діод захисту від переполюсовки на живлення МК ? (хоча скоріш за все він там і не обов’язковий, якщо я вірно пам’ятаю структуру TL431). І поставити діод (шоткі?) послідовно з пищалкою. А на клеми підключення акумулятора повісити світлодіод індикації переполюсовки (синій?).

    0
  3. вместо резистора 2ом (вполне ощутимого размера!), целесообразнее было бы забацать повышатель на 5 вольт со стабилизацией тока разряда, — для более эффективного использования энергии и для расширения функционала..
    атож не по хозяйски это — амперчасы в джоули рассеивать, особенно когда телефон голодный..
    несмотря на усложнение схемы такой двухполюсник по размерам и весу выйдет меньше восьмиватной сборки резисторов..
    можно и ключ Т1 упразднить , а шим с автоматикой програмно в PIC зашить (потребуется ещё одна ножка для токового датчика)
    …но то таке.. — мысли вслух))

    0
    1. Доброго дня

      Конечно реально.
      Как только я обзаведусь Самсунгом с LiPo, так сразу и доделаю еще и этот режим. 🙂

      (а если серьёзно, то думаю будет и с ними корректно работать)

      1+
  4. Предлагаю дополнить сей тестер ещё и зарядной цепью с доработкой проги режимом «заряд»с автоматическим переходом на разряд и измерение ёмкости акка, после определения реальной ёмкости снова заряд и останов, чтобы АКБ снимать «тёпленькой» и сразу в девайс, ну или в мусорник (сорри, на утилизацию).
    Ещё упущен один ньюанс — разрядный ток должен быть пропорционален изначальной ёмкости АКБ, тогда результаты определения ёмкости будут близкими к идеальным. Иначе «неразборчивый» тестер просто изнасилует АКБ скажем от МП4 плеера или блютузовских наушников небольшой ёмкости.
    Давно лежим у меня с столе проект измерителя ёмкости АКБ примерно такого же смысла — измерение времени разряда АКБ стабильным током от 4.2 В до 3.0 В, но ток разряда планировал устанавливать секционно, скажем для АКБ 600…800 мАч один, для 800…1200 мАч пропорционально больше и т.д.
    Пик может это делать гораздо проще и точнее, стоит только заставить это делать его соответствующей программой и набором разрядных цепей.либо ШИМ управление разрядным током с его контролем ечно.

    0
  5. К вешесказанному мной :
    про стабилизацию тока разряда уже было предложено форумчанином morev. Соответственно если будет контроль токаразряда по токовому датчику и управление им ШИМ, то соответственно можно (нужно!) дорабатывать прогу пика и установкой этого тока пропорционально ёмкости АКБ. Если это очень сложно или не позволяет применённый пик в силу своего недостостаточного размера памяти, то хотя бы сделать скажем три-четыре фиксированных значения разрядного тока, скажем диапазоны 50…300, 300…600, 600…800, 800…1200 — это скажем для ассортимента АКБ для мобилок. Если же расчитывать и на измерения АКБ более «увесистых» ёмкостей смартфонов более 1200 мАч, а также распространённых 18650 и даже 26650, то диапазон фиксированных значений разрядного тока нужно растягивать или дополнять ещё на 1…2, скажем 1200 …2600 и 2600…5000. Для АКБ большой ёмкости конечно понадобиться и соответствующая мощность разрядного резистора и мощность полевика его коммутирующая, что приведёт к увеличению размера всего устройства, стоимость от этого возрастёт незначительно. Вот собстна инфа к размышлению для автора для усовершенствования данного тестера в плане улучшения его универсальности и точности определения параметров АКБ.

    0
    1. Идея этого устройства — экстремально простой и дешёвый карманный прибор для быстрой отбраковки/диагностики. Не стационарный анализатор с кучей функций, а пробник. 🙂

      1+
  6. Это понятно Эдуард, но «не замахнуться ли нам на Вильяма, э…понимаете, нашего Шекспира» и утереть нос китайцам — бОльшая часть работы уже выполнена, доработка и доведение тестера до бОльшей универсальности конечно потребует изрядно потратить время и поморщить лоб, но оно этого стоит ИМХО. Давно мечтал заиметь такой тестер, когда ещё и «лития» в большом ходу не было, а только «никель» юзался в Нокиях 3310 и «шуриках»..Да и пикконтроллеры тогда только «начинались». Для целеустремлённого спеца был доступен только вариант тестера на таймере с цифровой индикацией и ключами отсечки.
    Схема обвязки усовершенствованного тестера уже есть в голове, готов её материализовать на бумаге с переносом на электронный носитель, но нужна доработка проги и соответственно сопряжение обвязки с пиком.

    0
  7. Здравствуйте. Вопрос по индикаторам. Повторил , работает. Указанного индикатора нет. ставил разные -АЛС324, ELD -425 итд. Слабо светятся. некоторые сегменты совсем тусклые, другие (ненужные) подсвечиваются .. Ничего нельзя сделать кроме как искать KEM5641 ?

    0
    1. Можно. Но для этого надо ..сменить индикатор. Я сперва тоже спаял на б/у зелёного цвета от старой кассы. Несколько дней провоевал с ним, потом через интернет купил нормальные индикаторы и проблема сразу решилась. Не обязательно покупать именно KEM5641. Сейчас просто масса отличных дешевых китайских индикаторов с другими маркировками. Подойдут любые, лишь бы не советские и не зелёные. 🙂

      0
  8. Не совсем так. Нужно разобраться в сущности динамической индикации и понять гкакие параметры можно поменять под конкретный индикатор.
    Другое дело если повторяющий конструкцию не силён в программировании или компилятор имеет стандартный модуль для обслуживания индикатора, без возможности его редактирования.

    0
    1. Тут нет параметров. Общее время свечения делится на количество разрядов. Разряды включаются по очереди на равные промежутки времени. Больше разрядов — меньше время свечения, меньше разрядов — больше время свечения. Всё. Других факторов нет. 🙂

      0
  9. Параметров море — импульс засветки разряда короче, а ток через катод или анод сильне, возможно не будет засветки тёмных сегментов.Частота сканирования разрядов тоже может сильно влиять на свечение сегментов.

    0
  10. Ну а как иначе если есть скажем куча демонтажа лед индикаторов из старой техники. Слегка подкорректировавши часть прошивки, обслуживающую индикатор, можно с пользой «утилизировать» старьё.
    Впрочем головняк конечно не нужный …Но кто хочет на профессиональном уровне понять все тонкости и возможности, то пусть попробует- если не получиться и будет понятно от чего, то «зачёт» сдан.

    0
  11. Достал транзистор и все стало хорошо. Спасибо Вам за нужные разработки. Племянница года 2 играется «МалишFM2» очень нравится:) Уже почти PiTone2 собрал ей (а себе жду Вашу будущую разработку мд))). Вот только что то айПробник не корректно работает нужно мк перепрошить а то тогда еще шил экстрапиком)))

    0
  12. Как то вот печатка не совпадает с фото в статье.
    Скажите ,а выход на бузер , это модулированный сигнал? Можно на него прицепить пьезо ?

    0
    1. Совпадает полностью. С одной из 12 вариантов, бывших в работе. И будут еще. 🙂

      Пьезу можно прицепить. Но выходной транзистор надо зашунтировать резистором, потому как через пьезу ток не течёт.

      0
      1. То что будет еще это замечательно, фото готового изделия увидеть можно?
        Потому как для замера на рынке или магазине, два проводка не катит, нужен разъем под батарею, а они разные, т.е. нужен не один, есть с тремя контактами есть с четырьмя, похоже работы непочатый край, как у вас это реализовано?

        0
        1. Я пока в творческих экспериментах. Для похода на рынок верхняя плата с запаянными пятью резисторами 1206 по 10 Ом на входных штырьках (на плате есть). Без задней платы с нагрузкой и динамиком. Ткнул иголками в контакты — понял, мусор или норм. Для домашних замеров ёмкости кроватка 18650 и «жабка» для мобильных. Выглядит всё довольно колхозно, как окультурить пока не придумал.

          0
  13. Блин полный облом, PIC совсем не определяется, подскажите, есть ли какие критерии определить, убитый PIC, или другие причины что с монтажем? Статики бояться? Может при пайке убил?
    Прошиваю внутрисхемно PICkit 2 , подпаяв проводки к соответствующим ногам PIC.
    Видать китайцы фуфло прислали.

    0
      1. Тот файл менял, и сейчас поменял и ничего,видать китайский брак,придется открыть спор,пока новый придет месяц потерянного времени, досадно.Ну да ладно, зато пока придет краватка под SOP16,довольно удобная штучка, не раз выручала, можно прошивать до впайки, и не грешить на пайку, останется только статика.
        Благодарю.
        Жаль теперь не в Киеве, Караваевых рядом нет.

        0
  14. Добрый день, Эдуард!
    Собрал прибор на 16F684, заработал сразу, спасибо Вам за простую и повторяемую конструкцию. Но вот такая проблема — при подключении аккумулятора напряжение отображается с точностью до сотых, а при разрядке отображаемое на дисплее значение больше примерно на 0.3 — 0.4 Вольта. Соответственно аккумулятор разряжается не до 3,3 В, как сказано в статье, а до 2,8 В. Поменял TL431 — не помогло.

    0
          1. Всё верно — я не стал оплачивать продление. С ноября вступает в силу закон об изоляции рунета от мирового, а сайт на хостинге ucoz, в РФ.
            Он доступен теперь по адресу eddy71.ucoz.net

            0

Добавить комментарий