Instrument de măsurare pentru bateria Li-Ion
abstract
Este necesar să se măsoare capacitatea unei baterii Li-Ion marcată "3.7 V / 700 mAh"
Descărcați bateria cu un curent stabil la o anumită tensiune de prag și măsurați simultan timpul de descărcare. În final, înmulțim curentul cu timpul și obținem valoarea dorită. Alimentăm electronicele din bateria descărcată, prin urmare, trebuie să avem grijă ca curentul consumat de circuit să nu depindă de tensiunea bateriei sau, cel puțin, să se schimbe puțin în comparație cu curentul de descărcare.
Unitățile principale ale dispozitivului
Ca un cronometru folosim ceasul de alarmă obișnuit. Noi luăm puterea pentru aceasta de la o baterie descărcată, la atingerea tensiunii de prag, alimentarea este oprită, alarma se oprește și timpul de descărcare este fixat.
În același timp, activați alarma timp de 10-15 secunde. Într-un anumit model, semnalul este pornit prin închiderea ieșirii corespunzătoare la puterea "-". În starea "liberă", există "+" pe acest pin, pragul pentru activarea semnalului, la o tensiune de alimentare de 1,3V, a fost
0.8V cu rezistență scurtă la "-"
360 kOhm - aceasta este utilă în calcularea divizorului corespunzător.
Alimentare: din bateria 1.3V ceasul de alarmă a funcționat, de la 1.25V - refuzat, și este păcat, ar fi posibil să se folosească stabilizatorul, care ar trebui să fie folosit ca încărcătură (despre asta puțin mai târziu). Cu toate acestea, acest lucru înseamnă că ceasul de alarmă de la 1.3V poate fi, de asemenea, instabil. Prin urmare, ne concentrăm pe standardul de 1.5V sau cam asa ceva.
Consumul curent: pe baza faptului că bateria alcalină (
2500mAh) funcționează într-un ceas cu alarmă
2 ani (24 * 365 * 2 = 17520 ore), consumul integral de curent al ceasului cu alarmă este
0.15mA. Această valoare este fundamental mică în comparație cu 200mA și este practic comparabilă cu precizia de măsurare de 200mA în sine și, cel mai important, nu depinde de tensiunea bateriei. ceasul de alarmă va fi alimentat de o tensiune stabilizată.
Modificare: lipiți trei fire pentru "+", "-" și semnal de alarmă. Pentru a face acest lucru, folosim un cablu de la ventilatorul vechi al computerului - și există deja trei fire și un soclu "cheie", adică Excludem posibilitatea unei conexiuni incorecte în viitor. În ceasul de alarmă în sine, nu se fac modificări și pot fi utilizate în scopul dorit.
Ca sarcină, folosim regulatorul de tensiune liniar LM1117-Adj, pornit conform schemei de sursă de curent. Conform datelor din pașaport, scăderea minimă a tensiunii pe cip la un curent de 200mA este
<1.1V, что более чем достаточно для сохранения работоспособности при снижении напряжения на аккумуляторе до 3V. Кстати, если бы речь шла об аккумуляторе на 7.2V, то можно было бы использовать более распространенную LM317.
Curent sens rezistor: Rezistenta - 1.25V / 200mA = 6,25 ohmi, puterea disipată - 1.25V * 200mA = 0,25 Wt. Această valoare corespunde la o dimensiune de putere SMD-rezistor 1206, astfel compun sarcina celor trei rezistențe 11 ohmi (a se vedea. Figura), plus multitură tundere 100 ohmi (nu de sârmă (!), Deoarece la ajustarea mare de sârmă rezistor discret).
Adăugând o rezistență de 1 ohm (luată de la unitatea hard disk veche) în serie cu această încărcătură, obținem o sursă de alimentare stabilizată de 1.45 V pentru ceasul deșteptător.
Controlul capătului de descărcare
Folosim un regulator de șunt (diodă zener programabilă) TL431, inclus în circuitul comparator (vezi figura). acestea
2V la catod (adică la sfârșitul descărcării pe rezistența în circuitul catodului va fi 3V - 2V = 1V) înseamnă că tranzistoarele convenționale pn-p de siliciu pot fi utilizate ca chei executive.
Potrivit datelor pașaportului, curentul minim de funcționare a catodului este de 0,5 mA, adică punem un rezistor (3V-2V) / 0,5mA = 2 kOhm în circuitul catodic. Aceasta înseamnă că la începutul deversării la nodul de monitorizare va curge (4.2V-2V) / 2 kOhm = 1.1mA, iar la sfârșitul descărcării - calculat anterior 0.5mA. Nu este o diferență foarte mare și dacă puneți 200mA cu o tensiune medie pe baterie, spuneți 3.8V, atunci nu vă puteți gândi deloc.
La ieșirea de comandă TL431 (Vref = 2.5V) prin divizor se aplică tensiunea bateriei. Curentul de intrare al electrodului de comandă
1 mkA, apoi 50 mkA în circuitul de divizor este suficient. 3V / 50 MKA = 60 kOhm raport rezistor compas (3 V - 2,5V) / 2,5V = 1/5, pentru a selecta "inferior" rezistor 47 kOhm și pentru "superior" - + 6,8 kOhm 10 kOhm podstroechnik (sârmă poate fi ).
Control al alarmei
Ca chei executive folosim tranzistoare SMD de aplicație largă BC857, incluse în schema "cu emițător comun". Rezistorul din circuitul de bază limitează curentul de intrare, rezistențele separatorului în circuitul colectorului sunt calculate conform principiului "nu depășiți tensiunea de alarmă la începutul descărcării + la sfârșitul descărcării au o tensiune mai mare decât pragul de activare a semnalului". Valorile nominale sunt prezentate în figură.
Controlul activării dispozitivului
1 μA, care este destul de fezabilă pentru tranzistorii "vechi", căderea de tensiune pe rezistența lanțului RC poate depăși pragul de comutare al FET și acesta (driverul de câmp) nu se va închide. În acest caz, este necesar să adăugați un follower al emițătorului (a se vedea figura).
Există mai multe opțiuni.
1. Nu poți adăuga nimic, doar o "mânuță" a mâinii a doua a ceasului cu alarmă.
2. Este posibil să utilizați un LED care este suficient de luminos chiar și la un curent de 0,5 mA. În special, am folosit un LED similar și un rezistor de 2 kΩ. Curentul măsurat a fost de aproximativ 1,2 mA la 4,2 V și 0,6 mA la 3 V. Probabil, acest lucru poate fi tolerat.
3. Pentru iubitorii de "elegant": puteți construi un generator de curent pe o pereche de tranzistori, atunci puteți utiliza orice LED-uri și curentul aproape nu va depinde de tensiunea de pe baterie. Am schițat schema, dar nu m-am deranjat să o pun în aplicare, lenea.
* Opțiunea folosind un tranzistor cu efect de câmp ca un generator de curent nu a fost luată în considerare din cauza lipsei practice a celor din tabel. În plus, în funcție de amintiri, caracteristica actuală a paznicului se îndreaptă către "raft" când tensiunea scade cu 1,5-2 v. Pe scurt: sunt necesare mai multe cercetări, iar rezultatul, probabil, va diferi puțin de varianta # 2.
Nodurile și piesele sunt aproape toate descrise mai sus. Detalii - cea mai mare parte din ceea ce este. Rezistoarele de tăiere sunt multi-turn. Regulatorul de tensiune LM1117-Adj trebuie instalat pe radiator; în acest sens, este preferabil să se utilizeze corpul TO220. Ca terminale pentru baterie, nodul de contact a fost folosit din încărcătura arsă "broască".
Placa de circuite imprimate nu a fost proiectată, ansamblul a fost montat pe o fibră de sticlă acoperită cu folie unilaterală, zonele de montaj au fost tăiate "în poziție".
Pentru a configura, aveți nevoie de un instrument și o sursă de alimentare de laborator. Dacă tensiunea de 3.8V prin tundere 100 ohmi (. A se vedea desenul în LOAD paragraf) Pentru a expune curentul total al întregului dispozitiv de 200 mA și la o tensiune de 3v - prin tunderea rezistor 10K expune tensiune 2.5V pe TL431 electrodului de comandă.
Asta e tot. Da: curentul consumat de dispozitiv în sine a fost de aproximativ 1.4mA@3v și [email protected].
Aspectul designului rezultat - în fotografie
Lucrul cu dispozitivul
Răsturnăm ceasul deșteptător "la zero", conectați bateria (cu respectarea polarității) și apăsați butonul "start". Așteptăm semnalul de alarmă, citim citirile și înmulțim cu 200 mA. Totuși, nu uitați că 2 ore și 15 minute nu sunt 2,15 ore, dar 2 + (15/60) = 2,25 ore.
Și ultimul, sau mai degrabă - cum a început totul. Am cumpărat o nouă baterie pentru camera foto, etichetate ca 700 mAh. Cazul sa dovedit a fi un pic mai gros și a fost introdus în dispozitiv cu efort. Am decis să scoateți capacul și să-l acoperiți cu bandă adezivă, nu-l aruncați. La autopsia cazului am găsit pe elementul însuși un marcaj de 600 mAh, după care a fost conceput acest dispozitiv. Ca rezultat, capacitatea bateriei era de 600 mAh. Și producătorul (AcmePower) este un FI mare.
Apropo: măsurătorile bateriilor rămase au arătat că cea mai decentă era nativă, adică livrat împreună cu aparatul foto, capacitatea acestuia după patru ani de funcționare a scăzut de la 700 la 600 mAh; alte doua, cumparate aproape simultan, au aratat aproximativ 400 mAh, cu 700 declarate.