Încărcare electronică avansată bazată pe Arduino: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Acest proiect este sponsorizat de JLCPCB.com. Proiectați-vă proiectele folosind software-ul online EasyEda, încărcați fișierele Gerber (RS274X) existente, apoi comandați piesele de la LCSC și trimiteți întregul proiect direct la ușa dvs.

Am reușit să convertesc fișierele KiCad direct în fișiere gerber JLCPCB și să comand aceste plăci. Nu a trebuit să le modific în vreun fel. Folosesc site-ul web JLCPCB.com pentru a urmări starea plăcii în timpul construcției și au ajuns la ușa mea în termen de 6 zile de la trimiterea comenzii. În prezent, acestea oferă transport gratuit pentru TOATE PCB-urile, iar PCB-urile costă doar 2 USD fiecare!

Introducere: Urmăriți această serie pe YouTube la „Scullcom Hobby Electronics”, astfel încât să puteți obține o înțelegere completă despre design și software. Descărcați fișierul.zip_de la videoclipul 7 al seriei.

Recreez și modific „Scullcom Hobby Electronic DC Load”. Domnul Louis a proiectat inițial toate aspectele hardware și software-urile legate de acest proiect. Vă rugăm să vă asigurați că primește creditul cuvenit dacă replicați acest design.

Pasul 1: Verificați „Inginerul de luptă” pe YouTube pentru detalii specifice despre procesul de comandă a PCB

Urmăriți acest videoclip, care este videoclipul 1 al seriei și aflați cum să comandați PCB-urile personalizate. Puteți obține oferte excelente pentru toate componentele dvs. de la LCSC.com și puteți livra împreună plăcile și toate piesele. Odată ajunși, inspectați-i și începeți să lipiți proiectul.

Amintiți-vă că partea ecranului de mătase este partea superioară și trebuie să împingeți picioarele pieselor prin partea superioară și să le lipiți pe partea inferioară. Dacă tehnica dvs. este bună, un pic de lipire va curge prin partea superioară și se va înmuia în jurul bazei piesei. Toate IC-urile (DAC, ADC, VREF, etc) merg și în partea de jos a plăcii. Asigurați-vă că nu încălziți prea mult părțile sensibile în timp ce vârfurile de lipit. Puteți utiliza tehnica „reflow” și pe cipurile SMD mici. Păstrați schema la îndemână în timp ce construiți unitatea și am găsit că suprapunerea și aspectul sunt extrem de utile. Luați-vă timp și asigurați-vă că toate rezistențele ajung în găurile corecte. După ce verificați de două ori dacă totul este la locul potrivit, folosiți tăietoare laterale mici pentru a tăia excesul de cabluri de pe piese.

Sugestie: puteți utiliza picioarele rezistențelor pentru a crea legăturile jumper pentru urmele semnalului. Deoarece toate rezistențele sunt la est de 0,5 W, ele poartă semnalul foarte bine.

Pasul 2: Calibrare

Linia „SENSE” este utilizată pentru a citi tensiunea la sarcină, în timp ce sarcina este sub test. De asemenea, este responsabil pentru citirea tensiunii pe care o vedeți pe ecranul LCD. Va trebui să calibrați linia „SENSE” cu sarcina „pornită” și „oprită” la diferite tensiuni pentru a asigura cea mai mare precizie. (ADC are o rezoluție de 16 biți, astfel încât să obțineți o citire foarte precisă de 100 mV - puteți modifica citirea în software, dacă este necesar).

Ieșirea din DAC poate fi reglată și setează tensiunea de acționare pentru Poarta Mosfets. În videoclip, veți vedea că am ocolit 0,500 V, tensiunea împărțită și pot trimite toți 4,096 V de la VREF la Poarta Mosfets. În teorie, ar permite curentul de până la 40A să curgă prin sarcină. * Puteți regla fin tensiunea de acționare a porții folosind potențiometrul de 25 de ture de 200 Ohmi (RV4).

RV3 setează curentul pe care îl vedeți pe ecranul LCD și extragerea curentului fără sarcină a unității. Va trebui să reglați potențiometrul, astfel încât citirea să fie corectă pe ecranul LCD, menținând în același timp cât mai puțin posibil „OFF” de curent pe sarcină. Ce înseamnă asta că întrebi? Ei bine, este un mic defect, acesta este controlul buclei de feedback. Când conectați o sarcină la bornele de încărcare ale unității, un mic "curent de scurgere" va pătrunde de pe dispozitivul dvs. (sau baterie) sub test și în unitate. Puteți tăia acest lucru la 0,000 cu potnentiometrul, dar am constatat că, dacă îl setați la 0,000, citirile LCD nu sunt la fel de exacte ca și cum ați lăsa 0,050 să se strecoare. Este un mic „defect” în unitate și este abordat.

* Notă: Va trebui să ajustați software-ul dacă încercați să ocoliți sau să modificați divizorul de tensiune și o faceți pe propriul dvs. risc. Cu excepția cazului în care aveți o experiență extinsă în domeniul electronicelor, lăsați unitatea setată pe 4A ca și versiunea originală.

Pasul 3: Răcire

Asigurați-vă că poziționați ventilatorul astfel încât să obțineți un debit maxim de aer peste Mosfets și radiator *. Voi folosi în total trei (3) fani. Două pentru Mosfet / radiator și una pentru regulatorul de tensiune LM7805. 7805 oferă toată puterea circuitelor digitale și veți găsi că se încălzește liniștit. Dacă intenționați să puneți acest lucru într-o carcasă, asigurați-vă că carcasa este suficient de mare pentru a permite un flux adecvat de aer peste Fets și încă circulă prin restul spațiului. Nu lăsați nici ventilatorul să sufle aer cald direct pe condensatoare, deoarece acest lucru le va stresa și le va scurta speranța de viață.

* Notă: Nu am pus încă radiatorul pe acest proiect (în momentul publicării), dar voi avea nevoie de unul! Odată ce mă hotărăsc pentru o carcasă (voi imprima 3D o carcasă personalizată), voi tăia radiatoarele la dimensiune și le voi instala.

Pasul 4: Software-ul

Acest proiect se bazează pe Arduino Nano și Arduino IDE. Domnul Louis a scris acest lucru într-un mod „modular” care permite utilizatorului final să îl personalizeze pentru nevoile sale. (* 1) Deoarece utilizăm o referință de tensiune de 4,096 V și un DAC pe 12 biți, MCP4725A, putem reglați ieșirea DAC la exact 1mV pe pas (* 2) și controlați cu precizie tensiunea unității Gate la Mosfets (care controlează curentul prin sarcină). MCP3426A ADC pe 16 biți este, de asemenea, condus de la VREF, astfel încât să putem obține cu ușurință o rezoluție de 0.000V pentru citirile de tensiune a sarcinilor. este mai mare, fie în modurile „curent constant”, „putere constantă”, fie în „rezistență constantă”. Unitatea are, de asemenea, un mod de testare a bateriei încorporat, care poate aplica un curent de descărcare de 1A pentru toate substanțele chimice majore ale bateriei. Când se termină, va afișa capacitatea totală a fiecărei celule testate. Unitatea are, de asemenea, modul tranzitoriu și alte caracteristici extraordinare, trebuie doar să consultați fișierul. INO_file pentru detalii complete.

Firmware-ul este plin de caracteristici de siguranță. Un senzor analogic de temperatură permite controlul vitezei ventilatorului și o oprire automată dacă se depășește temperatura maximă. Modul baterie are întreruperi presetate (reglabile) de joasă tensiune pentru fiecare substanță chimică și întreaga unitate se va opri dacă puterea maximă este depășită.

(* 1) pe care o fac. Voi posta mai multe videoclipuri și voi adăuga la acest proiect pe măsură ce progresează.

(* 2) [(12-bit DAC = 4096 pași) / (4.096Vref)] = 1mV. Întrucât nimic nu este perfect, există un vas de tăiere care să țină cont de zgomot și alte interferențe.

Pasul 5: Ce urmează

Modific acest proiect, atât hardware, cât și software, cu scopul de a-l stabiliza la 300W / 10A. Acesta este doar începutul a ceea ce va deveni cu siguranță un excelent DIY Battery Tester / General Purpose DC Load. O unitate comparabilă de la un furnizor comercial vă va costa sute, dacă nu chiar mii, de dolari, așa că dacă sunteți serios în ceea ce privește testarea DIY 18650 Powerwalls pentru siguranță și performanță maximă, vă încurajez să creați acest lucru pentru dvs.

Rămâneți la curent pentru mai multe actualizări:

1) Carcasă tipărită 3D personalizată utilizând OnShape

2) Afișaj TFT LCD de 3,5"

3) Puterea și performanța crescute

Nu ezitați să puneți orice întrebări despre acest proiect. Dacă am lăsat deoparte ceva semnificativ, voi încerca să mă întorc și să-l editez. Am pregătit câteva "kituri de construcție parțială", inclusiv PCB, rezistențe, conectori JST, mufe banane, diode, condensatori, Arduino programat, pini antet, codificator rotativ, comutator de blocare, buton, etc și le va pune la dispoziție în curând. (Nu voi face "kituri complete" din cauza costului diferitelor circuite integrate, cum ar fi DAC / ADC / Mosfets / etc, dar veți putea avea aproximativ 80% din piese gata de utilizare, într-un singur kit, cu PCB profesional).

Vă mulțumesc și Bucurați-vă.