Arduino ბატარეის შემმოწმებელი WEB მომხმარებლის ინტერფეისით .: 5 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

დღეს ელექტრონული აპარატურა იყენებს სარეზერვო ბატარეებს იმ მდგომარეობის გადასარჩენად, რომელშიც ოპერაცია დარჩა ტექნიკის გათიშვისას ან შემთხვევით აღჭურვილობის გამორთვისას. მომხმარებელი, ჩართვისას ბრუნდება იქ, სადაც დარჩა და ამით არ კარგავს არც დროს და არც დავალებების შესრულების წესრიგს.

ნაბიჯი 1: შესავალი

მე ვაკეთებ პროექტს სხვადასხვა სიმძლავრის და ძაბვის მქონე ბატარეების მდგომარეობის გასაზომად მეთოდის გამოყენებით: ორი დონის DC დატვირთვა. ეს მეთოდი შედგება ბატარეიდან მცირე დენის 10 წამის განმავლობაში და მაღალი დენის 3 წამის განმავლობაში (IEC 61951-1: 2005 სტანდარტები). ამ გაზომვის შედეგად გამოითვლება შიდა წინააღმდეგობა და, შესაბამისად, მისი მდგომარეობა.

სამუშაო სადგური შედგება რამდენიმე კონექტორისგან, თითოეული თითოეული ტიპის ბატარეისთვის და კომპიუტერიდან. ამისათვის საჭიროა მომხმარებლის ინტერფეისი (UI). ამ გაკვეთილის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნაწილი არის ინტერფეისი, რადგან სხვა ინსტრუქციებში აღწერილია ბატარეის ტესტირების ეს მეთოდები. შევეცადე დამუშავება და მივიღე კარგი შედეგები, მაგრამ გადავწყვიტე შემექმნა საკუთარი პროგრამული უზრუნველყოფა ადგილობრივი ვებ სერვერის გამოყენებით და გამომეყენებინა HTML, CSS და php პოტენციალი.

ცნობილია, რომ არდუინოდან ინფორმაციის გაგზავნა Windows PC– ზე ძალიან რთულია, მაგრამ საბოლოოდ, მე წარმატებას მივაღწიე. ყველა პროგრამა შედის ამ სახელმძღვანელოში.

ნაბიჯი 2: რის გაზომვას ვაპირებთ და როგორ

შინაგანი წინააღმდეგობა.

ყველა ნამდვილ ბატარეას აქვს შიდა წინააღმდეგობა. ჩვენ ყოველთვის ვივარაუდოთ, რომ ეს არის ძაბვის იდეალური წყარო, ანუ ჩვენ შეგვიძლია მივიღოთ ბევრი დენი ნომინალური ძაბვის მუდმივი შენარჩუნებით. თუმცა, ბატარეის მოცულობა, ქიმიური თვისებები, ასაკი და ტემპერატურა გავლენას ახდენს ბატარეის ენერგიაზე. შედეგად, ჩვენ შეგვიძლია შევქმნათ ბატარეის უკეთესი მოდელი იდეალური ძაბვის წყაროსთან და სერიული რეზისტორით, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახ. 1 -ში.

დაბალი შიდა წინააღმდეგობის მქონე ბატარეას შეუძლია უფრო მეტი დენის მიწოდება და გაცივება, მაგრამ მაღალი წინააღმდეგობის მქონე ბატარეა იწვევს ბატარეის გათბობას და ძაბვის ვარდნას, რაც იწვევს ადრეულ გამორთვას.

შიდა წინააღმდეგობა შეიძლება გამოითვალოს მიმდინარე ძაბვის ურთიერთობიდან, რომელიც მოცემულია გამონადენის მრუდის ორი წერტილით.

ორ დონის DC დატვირთვის მეთოდი გთავაზობთ ალტერნატიულ მეთოდს სხვადასხვა დენებისა და დროის ხანგრძლივობის ორი თანმიმდევრული გამონადენის გამოყენებით. ბატარეა ჯერ იშლება დაბალ დენზე (0.2C) 10 წამის განმავლობაში, რასაც მოჰყვება უფრო მაღალი დენი (2C) 3 წამის განმავლობაში (იხ. სურათი 2); ომის კანონი ითვლის წინააღმდეგობის მნიშვნელობებს. ძაბვის ხელმოწერის შეფასება ორი დატვირთვის პირობებში გვთავაზობს დამატებით ინფორმაციას ბატარეის შესახებ, მაგრამ მნიშვნელობები მკაცრად რეზისტენტულია და არ ავლენს მუხტის მდგომარეობას (SoC) ან სიმძლავრის შეფასებებს. დატვირთვის ტესტი არის სასურველი მეთოდი ბატარეებისთვის, რომლებიც უზრუნველყოფენ DC დატვირთვას.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, არსებობს სხვა ინსტრუქციებში დამუშავებული ბატარეების გაზომვის მრავალი მეთოდი და მათი გამოყენება შესაძლებელია Arduino– ს საშუალებით, მაგრამ ამ შემთხვევაში, მიუხედავად იმისა, რომ ის არ იძლევა ბატარეის მდგომარეობის სრულ შეფასებას, ის იძლევა მნიშვნელობებს გამოიყენება მათი მომავალი ქცევის შესაფასებლად.

შინაგანი წინააღმდეგობა ნაპოვნია მიმართების გამოყენებით

სად

Ri = (V1 - V2) / (I2 - I1)

1 1-ძაბვა იზომება დაბალი დენის და უფრო გრძელი დროის განმავლობაში;

? 2-ძაბვა იზომება მაღალი დენის დროს და მოკლე დროში;

? 1 - მიმდინარე უფრო ხანგრძლივი დროის განმავლობაში;

? 2 - მიმდინარე უმოკლეს დროში.

ნაბიჯი 3: წრე

წრე არის მიმდინარე წყარო, რომელიც ამოიღებს 0.2C (ამ შემთხვევაში 4mA) და 2C (ამ შემთხვევაში 40mA) ბატარეებიდან, რომელიც იყენებს მხოლოდ ერთ წრეს, რომელიც კონტროლდება Arduino– ს PWM სიგნალით. ამ გზით შესაძლებელია ყველა სარეზერვო ბატარეის გაზომვა C = 20mAh– ით, მიუხედავად მათი ძაბვისა 1.2V– დან 4.8V– მდე დიაპაზონში და სხვა სიმძლავრის ბატარეებიც. პირველ ვერსიაში, მე გამოვიყენე ორი ტრანზისტორი, რომელთაგან თითოეული იყო 4 mA და მეორე 40 mA. ეს ვარიანტი არ იყო შესაფერისი მომავლისთვის, რადგან მათ სურდათ სხვა სიმძლავრის სხვა ბატარეების გაზომვა და ეს სქემა საჭიროებდა რეზისტორების და ტრანზისტორების დიდ რაოდენობას.

სქემა მიმდინარე წყაროსთან ნაჩვენებია ნახ. 3. Arduino დაფის PIN 5 -დან PWM სიგნალის სიხშირეა 940Hz, ამიტომაც, დაბალი გამავლობის ფილტრის (LPF) Fc არის 8 Hz, ეს ნიშნავს, რომ პირველი ჰარმონიული PWM სიგნალი (940 ჰერცი) შემცირდება 20 დბ რადგან RC ფილტრები უზრუნველყოფენ 10 დბ დაქვეითებას ათწლეულში (ყოველ 10 ჯერ Fc - შესუსტება იქნება 10 დბ 80 ჰც და 20 დბ 800 ჰც). IRFZ44n ტრანზისტორი არის უზარმაზარი, რადგან მომავალში უფრო დიდი სიმძლავრის ბატარეები შემოწმდება. LM58n, ორმაგი ოპერატიული გამაძლიერებელი (OA), არის ინტერფეისი Arduino დაფასა და IRFZ44n- ს შორის. LPF ჩასმულია 2 ოპერატიულ გამაძლიერებელს შორის, რათა უზრუნველყოს მიკროპროცესორსა და ფილტრს შორის კარგი დაშლა. ნახ.3 -ში Arduino- ს პინი A1 უკავშირდება ტრანზისტორი IRFZ44n წყაროს, რათა შეამოწმოს ბატარეიდან ამოღებული დენი.

წრე შედგება 2 ნაწილისგან, Arduino UNO დაფის ქვემოთ და მიმდინარე წყაროს ზემოთ, როგორც ეს ნაჩვენებია შემდეგ ფოტოში. როგორც ხედავთ, ამ წრეში არ არის არც კონცენტრატორები და არც ღილაკები, ისინი კომპიუტერში UI- შია.

ეს წრე ასევე საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ბატარეის მოცულობა mAh– ში, რადგან მას აქვს მიმდინარე წყარო და Arduino– ს აქვს ტაიმერი.

ნაბიჯი 4: პროგრამები

როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, პროგრამას, ერთის მხრივ, აქვს UI, HTML, CSS და მეორე მხრივ, Arduino ესკიზი. ინტერფეისი ამ დროისთვის უკიდურესად მარტივია, რადგან ის მხოლოდ შიდა წინააღმდეგობის გაზომვას ახორციელებს, მომავალში ის მეტ ფუნქციას შეასრულებს.

პირველ გვერდზე არის ჩამოსაშლელი სია, საიდანაც მომხმარებელი ირჩევს გაზომვის ბატარეის ძაბვას (სურ. 4). პირველი გვერდის HTML პროგრამა, რომელსაც ჰქვია BatteryTesterInformation.html. ყველა ბატარეას აქვს 20 mAh ტევადობა.

მეორე გვერდი, BatteryTesterMeasurement.html.

მეორე გვერდზე, ბატარეა უკავშირდება მითითებულ კონექტორს და იწყებს გაზომვას (დაწყება ღილაკს). ამ მომენტისთვის ეს led არ შედის, რადგან მას აქვს მხოლოდ ერთი კონექტორი, მაგრამ მომავალში მათ ექნებათ მეტი კონექტორი.

დაწყების ღილაკზე დაჭერის შემდეგ იწყება კომუნიკაცია Arduino დაფასთან. იმავე გვერდზე, გაზომვის შედეგების ფორმა ნაჩვენებია, როდესაც Arduino დაფა აგზავნის ბატარეის ტესტის შედეგებს, ხოლო START და CANCEL ღილაკები იმალება. BACK ღილაკი გამოიყენება სხვა ბატარეის გამოცდის დასაწყებად.

შემდეგი პროგრამის, PhpConnect.php ფუნქციაა Arduino დაფასთან დაკავშირება, გადასცემს და იღებს მონაცემებს Arduino დაფებიდან და ვებ სერვერიდან.

შენიშვნა: კომპიუტერიდან Arduino– ზე გადაცემა სწრაფია, მაგრამ Arduino– დან კომპიუტერზე გადაცემა 6 წამის დაგვიანებით ხდება. მე ვცდილობ მოვაგვარო ეს შემაშფოთებელი სიტუაცია. გთხოვთ, ნებისმიერი დახმარება ძალიან დასაფასებელია.

და არდუინოს ესკიზი, BatteryTester.ino.

როდესაც შედეგად მიღებული შიდა წინააღმდეგობა 2 -ჯერ აღემატება საწყისს (ახალი ბატარეა), ბატარეა ცუდია. ანუ თუ გამოცდის აკუმულატორს აქვს 10 Ohms ან მეტი და, სპეციფიკაციით, ამ ტიპის ბატარეას უნდა ჰქონდეს 5 Ohms, ეს ბატარეა ცუდია.

ეს ინტერფეისი გამოცდილია FireFox და Google– ით უპრობლემოდ. მე დავაყენე xampp და wampp და ორივეზე კარგად მუშაობს.

ნაბიჯი 5: დასკვნა

კომპიუტერის მომხმარებლის ინტერფეისის ამგვარ განვითარებას ბევრი უპირატესობა აქვს, რადგან ის საშუალებას აძლევს მომხმარებელს უფრო ადვილად გააცნობიეროს სამუშაოები, ასევე თავიდან აიცილოს ძვირადღირებული კომპონენტების გამოყენება, რომლებიც საჭიროებენ მექანიკურ ურთიერთქმედებას, რაც მათ მგრძნობიარეა შესვენებებისკენ.

ამ განვითარების შემდეგი ნაბიჯი არის კონექტორების დამატება და მიკროსქემის ზოგიერთი ნაწილის შეცვლა სხვა ბატარეების შესამოწმებლად და ასევე დამტენის დამტენის დამატება. ამის შემდეგ, PCB იქნება შემუშავებული და შეკვეთილი.

UI– ს ექნება უფრო მეტი მოდიფიკაცია, რომელიც მოიცავს ბატარეის დამტენის გვერდს

გთხოვთ, ნებისმიერი იდეა, გაუმჯობესება ან შესწორება ნუ დააყოვნებთ კომენტარის გაკეთებას ამ სამუშაოს გასაუმჯობესებლად. მეორეს მხრივ, თუ თქვენ გაქვთ რაიმე შეკითხვები, მკითხეთ, მე გიპასუხებთ რაც შეიძლება სწრაფად.