- רכיבים נדרשים:
- הסבר מעגל:
- תצוגת מתח וזרם על גבי LCD באמצעות Arduino:
- בניית מטען הסוללה:
- בדיקת מטען סוללות:
מרבית פרויקטי האלקטרוניקה שלנו מופעלים באמצעות סוללת עופרת חומצה, בפרויקט זה בואו נדון כיצד להטעין סוללת חומצות עופרת זו בעזרת מעגל פשוט שניתן להבין ולבנות בקלות מהבית. פרויקט זה יחסוך מעצמכם השקעה במטען סוללות ויעזור לכם להאריך את חיי הסוללה. אז בואו נתחיל!!!!
נתחיל בהבנת כמה דברים בסיסיים לגבי סוללת עופרת חומצה כדי שנוכל לבנות את המטען שלנו בצורה יעילה יותר. רוב הסוללות של חומצות עופרת בשוק הן סוללות 12V. Ah (שעות אמפר) של כל סוללה עשוי להשתנות בהתאם לקיבולת הנדרשת, סוללה של 7 Ah למשל תוכל לספק 1 אמפר למשך 7 שעות (1 אמפר * 7 שעות = 7 אה). כעת לאחר פריקה מלאה אחוז הסוללה אמור להיות סביב 10.5, זה הזמן לטעון את הסוללות. זרם הטעינה של סוללה מומלץ להיות 1/10 מדירוג Ah של הסוללה. אז עבור סוללת 7 Ah זרם הטעינה אמור להיות סביב 0.7 אמפר. זרם גדול יותר מזה עלול לפגוע בסוללה וכתוצאה מכך להקטין את חיי הסוללה. בהתחשב בזה, תוצרת בית קטנההמטען יוכל לספק לך מתח משתנה וזרם משתנה. ניתן לכוונן את הזרם בהתבסס על דירוג ה- Ah הנוכחי של הסוללה.
מעגל מטען סוללות עופרת זה יכול לשמש גם לטעינת הטלפונים הניידים שלך, לאחר התאמת המתח והזרם בהתאם לטלפון הנייד, באמצעות ה- POT. מעגל זה יספק ספק כוח DC מוסדר מרשת החשמל ויעבוד כמתאם AC-DC; יצרתי בעבר ספק כוח משתנה עם זרם ומתח גבוה.
רכיבים נדרשים:
- שנאי 12V 1Amp
- IC LM317 (2)
- גשר דיודות W005
- מחבר מסוף מחברים (2)
- קבלים 1000uF, 1uF
- קבלים 0.1uF (5)
- נגד משתנה 100R
- נגד 1k (5)
- נגד 10k
- דיודה- Nn007 (3)
- LM358 - Opamp
- 0.05R - נגד Shunt / חוט
- LCD-16 * 2 (אופציונלי)
- Arduino Nano (אופציונלי)
הסבר מעגל:
התרשימים המלאים של מעגל מטען סוללות זה מוצגים להלן:
המטרה העיקרית של מעגל ספק כוח 12V שלנו היא לשלוט על המתח והזרם של הסוללה כך שניתן יהיה לטעון אותה בצורה הטובה ביותר. למטרה זו השתמשנו בשני ממשקי IC LM317, האחד משמש לבקרת המתח והשני משמש להגבלת הזרם. כאן, במעגל שלנו IC U1 משמש לבקרת הזרם ו- IC U3 משמש לבקרת המתח. אני ממליץ לך בחום לקרוא את גליון הנתונים של LM317 ולהבין אותו, כך שהוא יועיל בעת ניסיון פרויקטים דומים מאחר ו- LM317 הוא הרגולטור המשתנה הנפוץ ביותר.
מעגל רגולטור מתח:
מעגל רגולטור מתח פשוט , שנלקח מגליון הנתונים של LM317, מוצג באיור לעיל. כאן מתח המוצא נקבע על ידי ערכי הנגד R1 ו- R2, במקרה שלנו הנגד R2 משמש כנגד משתנה לבקרת מתח המוצא. הנוסחאות לחישוב מתח המוצא הן Vout = 1.25 (1 + R2 / R1). באמצעות נוסחאות אלה נבחר ערך ההתנגדות 1K (R8) ו- 10K-pot (RV2). אתה יכול גם להשתמש במחשבון LM317 זה כדי לחשב את הערך של R2.
מעגל מגביל נוכחי:
Circuit מגביל הנוכחי, לקוח נתון של LM317, מוצג באיור לעיל; זהו מעגל פשוט שניתן להשתמש בו כדי להגביל את הזרם במעגל שלנו בהתבסס על ערך ההתנגדות R1. הנוסחאות לחישוב זרם המוצא הן Iout = 1.2 / R1. על בסיס נוסחאות אלה הערך של סיר RV1 נבחר כ- 100R.
לפיכך, על מנת לשלוט על הזרם והמתח משתמשים בשני פוטנציומטרים RV1 ו- RV2 בהתאמה, כפי שמוצג בתרשימים לעיל. ה- LM317 מופעל באמצעות גשר דיודות; גשר דיודות עצמה מחוברת Transformer דרך P1 מחבר. דירוג השנאי הוא 12 וולט 1 אמפר. מעגל זה לבדו מספיק בכדי ליצור מעגל פשוט, אך בעזרת מעט הגדרות נוספות אנו יכולים לפקח על הזרם והמתח של המטען שלנו על גבי LCD, כפי שמוסבר להלן.
תצוגת מתח וזרם על גבי LCD באמצעות Arduino:
בעזרת ארדואינו ננו ו- LCD (16 * 2), אנו יכולים להציג את מתח המתח והזרם של המטען שלנו. אבל, איך נוכל לעשות זאת !!
Arduino Nano הוא מיקרו בקר תפעולי 5V, כל דבר שיותר מ 5V יהרוג אותו. אבל, המטען שלנו עובד על 12 וולט, ומכאן בעזרת מעגל מחלק מתח הערך (0-14) וולט ממופה ל (0-5) V באמצעות הנגד R1 (1k) ו- R2 (500R), כמו שיש נעשה בעבר במעגל אספקת חשמל מוסדר 0-24v 3A, כדי להציג את המתח על גבי LCD באמצעות Arduino Nano.
כדי למדוד את הזרם אנו משתמשים בנגד Shunt R4 בעל ערך נמוך מאוד ליצירת ירידת מתח על פני הנגד, כפי שניתן לראות במעגל למטה. כעת באמצעות מחשבון חוק אוהם נוכל לחשב את הזרם העובר דרך הנגד באמצעות הנוסחאות I = V / R.
במעגל שלנו הערך של R4 הוא 0.05R והזרם המרבי שיכול לעבור במעגל שלנו יהיה 1.2 אמפר מכיוון שהשנאי מדורג כך. דירוג הכח של הנגד ניתן לחשב באמצעות P = אני ^ 2 R. במקרה שלנו P = (1.2 * 1.2 * 0.05) => 0.07 שזה פחות מרבע וואט. אבל אם אינך מקבל 0.05R או אם הדירוג הנוכחי שלך גבוה יותר, אז חשב את הכוח בהתאם. כעת אם נצליח למדוד את ירידת המתח על פני הנגד R4, נוכל לחשב את הזרם דרך המעגל באמצעות הארדואינו שלנו. אבל, ירידת המתח הזו מינימלית מאוד עבור Arduino שלנו לקרוא את זה. מכאן שמעגל מגבר נבנה באמצעות אופ-מגבר LM358 כפי שמוצג באיור לעיל, הפלט של מגבר אופ-זה זה ניתן לארדואינו שלנו באמצעות מעגל RC למדידת הזרם ולהצגה על גבי ה- LCD.
ברגע שאנחנו מחליטים על ערך הרכיבים במעגל שלנו, מומלץ תמיד להשתמש בתוכנת סימולציה כדי לאמת את הערכים שלנו לפני שנמשיך עם החומרה בפועל. הנה, השתמשתי בפרוטאוס 8 כדי לדמות את המעגל כמוצג להלן. ניתן להריץ את הסימולציה באמצעות הקובץ (12V_charger.pdsprj) המופיע בקובץ ה- zip הזה.
בניית מטען הסוללה:
ברגע שתהיה מוכן עם המעגל תוכל להתחיל לבנות את המטען שלך, אתה יכול להשתמש בלוח Perf לפרויקט זה או לבנות PCB משלך. השתמשתי ב- PCB, ה- PCB נוצר באמצעות KICAD. KICAD היא תוכנת עיצוב PCB קוד פתוח וניתן להורדה באינטרנט בחינם. אם אינך מכיר את תכנון PCB, אל תדאג !!!. צירפתי את גרבר וקבצי הדפסה אחרים (הורד כאן), אותם ניתן להעביר ליצרן ה- PCB המקומי שלך ולייצר את הלוח שלך. תוכל גם לראות כיצד ייראה ה- PCB שלך לאחר הייצור, על ידי העלאת קבצי גרבר (קובץ zip) לכל מציג גרבר. עיצוב ה- PCB של המטען שלנו מוצג להלן.
לאחר ייצור ה- PCB, הרכיבו והלחמו את הרכיבים על סמך הערכים המופיעים בתרשימים, לנוחיותכם מצורף גם BOM (שטר חומרים) בקובץ ה- zip המפורט לעיל, כך שתוכלו לרכוש ולהרכיב אותם בנוחות. לאחר הרכבת המטען שלנו אמור להיראות ככה….
בדיקת מטען סוללות:
עכשיו הגיע הזמן לבדוק את המטען שלנו, הארדואינו וה- LCD אינם נדרשים להפעלת המטען. הם משמשים למטרות ניטור בלבד. אתה יכול לעלות אותם באמצעות ברגסטיק כמוצג לעיל, כך שתוכל להסיר אותם כאשר אתה זקוק להם לפרויקט אחר.
לצורך בדיקה הסר את הארדואינו וחבר את השנאי שלך, התאם כעת את מתח המוצא למתח הנדרש שלנו באמצעות ה- POT RV2. אמת את המתח באמצעות מודד וחבר אותו לסוללה כמוצג להלן. זהו שהמטען שלנו פועל כעת.
עכשיו לפני שאנחנו מחברים את Arduino שלנו לבדוק את המתח הנכנס ל Arduino Nano pin A0 ו- A1, זה לא יעלה על 5V אם מעגל החוץ עובד כראוי. אם הכל בסדר חבר את Arduino ו- LCD שלך. השתמש בתכנית שלמטה להעלאה לארדואינו שלך. תוכנית זו תציג רק את מתח המתח והזרם של המטען שלנו, אנו יכולים להשתמש בזה כדי לקבוע את המתח שלנו ולפקח אם הסוללה שלנו טעונה כראוי. בדוק את הסרטון המופיע להלן.
אם הכל עובד כמצופה, אתה אמור לקבל תצוגה על גבי LCD כפי שמוצג באיורים הקודמים. כעת הכל נעשה, כל שעלינו לעשות הוא לחבר את המטען שלנו לכל סוללת 12 וולט ולהטעין אותו באמצעות מתח וזרם מועדפים. באמצעות אותו מטען ניתן גם לטעון את הטלפון הנייד שלך, אך בדוק את דירוג הזרם והמתח הדרוש לטעינת הטלפון הנייד לפני חיבור. אתה צריך גם לחבר כבל USB למעגל שלנו כדי לטעון את הטלפון הסלולרי.
אם יש לך ספק, אל תהסס להשתמש בסעיף ההערות. אנחנו תמיד מוכנים לעזור לך !!
למידה שמחה !!!!