Recent am cumpărat o grămadă de baterii de litiu pe Aliexpress pentru viitoarele mele proiecte, cu o capacitate de 1200 mAh și 6000 mAh. Dar a crede că scrisul chinezesc este o sarcină ingrată și am decis să fac o schemă destul de simplă care să mă permită să măsoară capacitatea reală a acestor baterii.
În plus, pentru sursele slabe de alimentare, un indicator precum rezistența internă poate fi prea mare. În acest caz, atunci când sarcina este conectată, tensiunea de alimentare este redusă semnificativ. Deci, o voi măsura.
Ce sunt aceste ceasuri milliampere? specificată pe baterie?
Aproximativ, o capacitate de 6000 milliamps-ore înseamnă că bateria poate da un curent de 1 ampere timp de 6 ore, până când este descărcată la o limită de tensiune redusă. Cum se măsoară capacitatea bateriei. Este necesar să conectați bateria la încărcătură și, la intervale regulate, să măsurați curentul în circuit. Curentul este înmulțit cu durata acestui interval de timp, iar toate aceste produse se adaugă.
Acum întrebarea este cum să măsurați curentul în circuit? E ușor aici. Conform legii lui Ohm (I = U / R), dacă știm rezistența la sarcină și căderea de tensiune pe această sarcină - apoi împărțim căderea de tensiune prin rezistență - obținem curentul.
Cum de a măsura această scădere de tensiune? Cu ajutorul lui Arduino. care are o astfel de funcție minunată, cum ar fi ADC - convertor analog-digital. Compară tensiunea la intrarea ADC cu tensiunea de alimentare (5V) și transmite rezultatul de la 0 la 1024. Luăm valoarea obținută, înmulțim cu 5 V, împărțim cu 1024 - și obținem tensiunea. Și deoarece avem nevoie de o diferență de tensiune între cele două terminale de încărcare, vom folosi cele două intrări ale ADC-ului Arduino.
Acum cum să măsurați rezistența internă. Pentru aceasta, trebuie să măsurați mai întâi tensiunea pe o baterie descărcată, apoi să o conectați la sarcină, să măsurați tensiunea sub sarcină. Diferența dintre aceste tensiuni este tensiunea care se pierde pe rezistența internă. Dacă această diferență este împărțită de curent (și am determinat-o deja, este aceeași pentru toate secțiunile x ale circuitului cu o conexiune serială) - atunci obținem valoarea rezistenței interne.
Un pic despre încărcătura bateriei. Am folosit 6 ohmi. În astfel de circuite, rezistorii cu rezistență mai joasă sunt de obicei utilizați - de obicei 2-3 ohmi. Pe de o parte, cu o astfel de rezistență va fi mai curent - și, prin urmare, va fi nevoie de mai puțin timp pentru a descărca bateria. Dar am observat că în acest caz, capacitatea măsurată este mult mai mică decât la o putere de curent mai mică. Dar, după câteva minute, tensiunea acumulatorului crește din nou într-o anumită măsură - adică la curenți de descărcare mari, componentele chimice pur și simplu nu au timp să reacționeze pe deplin. Prin urmare, am decis să efectuez o descărcare cu o rezistență la curent scăzut și să fac o scurtă întrerupere (timp de o secundă) între ciclurile de descărcare (pentru o secundă), astfel încât electrozii să se poată recupera parțial.
Pentru a porni / opri curentul în circuit, vom folosi un tranzistor cu efect de câmp. la baza căruia vom trimite un semnal de control de la ieșirea digitală 7 Arduino.
Ieșirea informațiilor este mai ușor de realizat prin ecranul LCD de la telefonul Nokia 5110.
Lista pieselor:
- Arduino. Puteți lua orice, de preferință cu 5 volți pe cabluri. Deoarece așa cum este folosit ca un semikik cheie - IRFZ44N - cu o tensiune mai mică de 4 volți, aproape nu se deschide.
- rezistențe pentru sarcină. Am folosit 6 bucăți de 1-ohm. Dar puteți lua un rezistor de la 2 la 10 ohmi, calculat pentru o putere mare. 5 wați minim, deoarece acest rezistor va fi alocat sub formă de căldură toată energia stocată în baterie.
- rezistoare 10 kOhm - 2 buc.
- rezistor 100 kOhm - 1 buc.
- rezistor 100 Ohm - 1 buc.
- Efect tranzitoriu cu efect de câmp. Am luat una dintre cele mai comune și necostisitoare - IRFZ 44 N.
- Ecran de la Nokia 5110
- și, de fapt, bateriile pentru testare.
Schemă și program:
Rezultatul măsurării: bateria UltraFire YF 14500 cu o capacitate declarată de 1200 mAh a produs doar 378 mAh. Și fratele său mai mare SJ 18650 în loc de pus 6000 a fost capabil să stoarce 1119 mAh.
Din motive de justiție, merită remarcată o nuanță. Limita inferioară a tensiunii, după care descărcarea bateriei încetează, am setat-o la 3,5 V. Sincer, nu mi-am asumat riscuri - unii scriu că este periculos să descărcați baterii ieftine sub această tensiune. Deși alții descarcă până la 3 V. Dar este în planuri. De asemenea, am de gând să măsoară capacitatea bateriilor nichel achiziționate de mult timp pe piață.
Descărcați software-ul pentru Arduino și schiță aici.
Am deja un încărcător de baterii. Și dacă nu ar fi - atunci controlul chinezilor pentru încărcarea modulelor pentru bateriile litiu-ion sunt mai puțin de un dolar în valoare de - de ce ar trebui să fie un gard grădină?