Измерения емкости свинцового аккумулятора схема. Радиосхемы схемы электрические принципиальные. Можно ли использовать Кулон для проверки никель-кадмиевых или литиевых аккумуляторов

Каждый свинцово-кислотный аккумулятор со временем теряет свою максимальную ёмкость и эксплуатационные свойства, на пластинах образуется налет из солей сернокислотного свинца - сульфатация. Количество кислоты на процент электролита становится меньше и естественно плотность электролита уменьшается.

Как можно проверить аккумулятор?

• Плотность электролита, это самый старинный и популярный метод, но в современных герметичных аккумуляторах нет отверстий для проверки таким способом. Этим методом можно лишь немногое узнать о общем состояние аккумулятора и его ближайшем будущем.

• С помощью нагрузочной вилки. Она представляет собой ручку с двумя клеммами-щупами которые на 1 сек. подключаются к контактам аккумулятора. В составе устройства есть шкала вольтметра и нагрузка которая рассчитана на определенной емкости аккумулятор (автомобильный). Устройство показывает напряжение под нагрузкой и в зависимости от показаний его стрелки можно было судить о исправности аккумулятора.

• Тестер свинцово-кислотных аккумуляторов - электронное устройство способное за несколько секунд (до 3 сек.) показать много параметров аккумулятора, основные это: ток, напряжение, ёмкость, прогноз по сроку службы аккумулятора.

• Контрольный разряд - ну недостаток в том что аккумулятор надо полностью зарядить и проверять его работу (разрядку) по заведомо известной нагрузкой длительное время. Это занимает много времени и тратит ресурс аккумулятора.

Проверка аккумулятора подручными средствами

На некоторых моделях указывается еще меньший параметр тока (например такая надпись - Initial current less than - 2.1А) исходя из этого берем эту цифру 2.1 * 12вольт = 25Ват - это рабочая нагрузочная мощность аккумулятора.

Теперь нам нужна нагрузка средняя между рабочей и половиной от максимальной ёмкости, это примерно 35 Ват, если рабочий ток не указан, можно взять и 40 Вт.
В качестве нагрузки лучше всего подойдет лампочка (но можно и другую аналогичную нагрузку по току) на 12 вольт и мощностью в 35-40 Вт.

Итак, подключаем лампочку к клеммам аккумулятора на время в 2 минуты и смотрим не меняет ли лампочка яркости, если свет потускнел за такое время то аккумулятор неисправен.
Если же все без изменений то по достижению 2 минут свечения, подсоединяем к светящейся лампочке вольтметр (мультиметр) и смотрим напряжение:

• больше 12.4вольт - аккумулятор сохранил свою номинальную ёмкость и полностью исправен.
• 12-12.4вольт - аккумулятор исправный но уже подуставшый
• меньше 12вольт - 50% от номинальной ёмкости аккумулятор уже утратил и его лучше заменить.

Следует быть уверенным что аккумулятор был полностью заряжен, лучше всего заряжать его на протяжении суток или минимум 6 часов соответствующим времени током.

Эта конструкция подключается как приставка к зарядному устройству, разнообразных схем которых в интернете уже описано немало. Она выводит на жидкокристаллический дисплей значение входного напряжения, величину тока зарядки аккумулятора, время зарядки и ёмкость зарядного тока(которая может быть или в Ампер-часах или в миллиампер-часах - зависит только от прошивки контроллера и применённого шунта). (См. Рис.1 и Рис.2 )

Рис.1

Рис.2

Выходное напряжение зарядного устройства не должно быть менее 7 вольт, иначе для данной приставки потребуется отдельный источник питания.

Основу устройства составляет микроконтроллер PIC16F676 и жидкокристаллический 2-строчный индикатор SC 1602 ASLB-XH-HS-G.

Максимальная зарядная ёмкость составляет 5500 ма/ч и 95,0 А/ч соответственно.

Принципиальная схема приведена на Рис 3.

Рис.3. Принципиальная схема приставки для измерения ёмкости зарядки

Подключение к зарядному устройству - на Рис 4 .

Рис.4 Схема подключения приставки к зарядному устройству

При включении микроконтроллер сначала запрашивает требуемую ёмкость зарядки.
Устанавливается кнопкой SB1. Сброс - кнопкой SB2.
На выводе 2 (RA5)устанавливается высокий уровень, который включает реле P1, которое в свою очередь включает зарядное устройство (Рис.5 ).
Если кнопку не нажимать более 5 секунд - контроллер автоматически переходит в режим измерений.

Алгоритм подсчёта ёмкости в данной приставке следующий:
1 раз в секунду микроконтроллер измеряет напряжение на входе приставки и ток, и если величина тока больше единицы младшего разряда - увеличивает счётчик секунд на 1. Таким образом часы показывают только время зарядки.

Далее микроконтроллер высчитывает средний ток за минуту. Для этого показания зарядного тока делятся на 60. Целое число записываются в счётчик, а остаток от деления потом прибавляется к следующему измеренному значению тока,и уже потом эта сумма делится на 60. Сделав, таким образом, 60 измерений за 1 минуту в счётчике будет число среднего значения тока за минуту.
При переходе показаний секунд через ноль среднее значение тока в свою очередь делится на 60(по такому же алгоритму). Таким образом счётчик ёмкости увеличивается 1 раз в минуту на величину одна шестидесятая от величины среднего тока за минуту. После этого счётчик среднего значения тока обнуляется и подсчёт начинается сначала. Каждый раз, после подсчёта ёмкости зарядки, производится сравнение измеренной ёмкости и заданной, и при их равенстве на дисплей выдаётся сообщение - "Зарядка завершена", а во второй строке - значение этой ёмкости зарядки и напряжение. На выводе 2 микроконтроллера (RA5) появляется низкий уровень, что приводит к отключению реле. Зарядное устройство отключится от сети.

Рис.5

Наладка устройства сводится только к установке правильных показаний зарядного тока (R1 R5) и входного напряжения (R4) с помощью эталонного амперметра и вольтметра.

Теперь о шунтах.
Для зарядного устройства на ток до 1000 мА можно использовать блок питания на 15 в, в качестве шунта резистор на 0.5-10 Ом мощностью 5Вт (меньшее значение сопротивления будет вносить меньшую погрешность в измерение, но затруднит точную настройку тока при калибровки прибора), и последовательно с заряжаемым аккумулятором переменное сопротивление на 20-100 Ом, которым и будет выставляться величина зарядного тока.
Для зарядного тока до 10А потребуется изготовить шунт из высокоомной проволоки подходящего сечения на сопротивление 0,1 Ом. Проведённые испытания показали, что даже при сигнале с токового шунта равным 0,1 вольт настроечными резисторами R1 и R3 можно легко установить показания тока в 10 А.

Печатная плата для данного устройства разрабатывалась под индикатор WH1602D. Но можно использовать любой подходящий индикатор, сотвественно перепаяв провода. Плата собрана таких же размеров как и жидкокристаллический индикатор и закреплена сзади. Микроконтроллер устанавливается на панельку и позволяет быстро поменять прошивку для перехода на другой ток зарядного устройства.

Перед первым включением подстроечные резисторы установить в среднее положение.

В качестве шунта для варианта прошивки на малые токи можно применить 2 параллельно соединенных резистора млт-2 1 Ом.

В приставке можно применить индикатор WH1602D , но придется поменять местами выводы 1 и 2. А вообще- лучше свериться с документацией на индикатор.

Индикаторы фирмы МЭЛТ не будут работать, из-за несовместимости работы по 4-х битному интерфейсу.

При желании, можно подключить подсветку индикатора через токоограничительный резистор 100 Ом

Эту приставку можно использовать для определения емкости заряженного аккумулятора.

Рис.6. Определение емкости заряженного аккумулятора

В качестве нагрузки можно использовать любую нагрузку (Лампочку, резистор...), только при включении нужно выставить любую заведомо большую емкость аккумулятора и при этом следить за напряжением аккумулятора, чтобы не допускать глубокой разрядки.

(От автора) Приставка испытывалась с современным импульсным зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов,
Данные устройства обеспечивают стабильное напряжение и ток с минимальными пульсациями.
При подсоединении же приставки к старому зарядному устройству (понижающий трансформатор и диодный выпрямитель) мне не удалось настроить показания зарядного тока из-за больших пульсаций.
Поэтому было решено изменить алгоритм измерения зарядного тока контроллером.
В новой редакции контроллер делает 255 измерений тока за 25 милисекунд (при 50Гц - период составляет 20 милисекунд). И из сделанных измерений выбирает самое большое значение.
Также происходит измерение входного напряжения, но выбирается наименьшее значение.
(При нулевом зарядном токе напряжение должно быть равно ЭДС аккумулятора.)
Однако при такой схеме перед стабилизатором 7805 необходимо поставить диод и сглаживающий конденсатор (>200 мкФ)на напряжение не менее выходного напряжения зарядного
устройства. Плохо сглаженное напряжение питания микроконтроллера приводило к сбоям в работе.
Для точной установки показаний приставки рекомендуется использовать многооборотные подстроечные резисторы или ставить дополнительные резисторы последовательно с подстроечными (подобрать экспериментально).
В качестве шунта для приставки на 10 А я пробовал использовать кусок аллюминиевого провода сечением 1,5 мм длиной около 20 см -прекрасно работает.

Здравствуйте. В сегодняшнем небольшом обзоре я хочу рассмотреть тестер свинцовых и литиевых аккумуляторных батарей. Давайте разберемся, что же скрывается на самом деле под этим громким названием и куда это можно применить. Если вам это интересно – добро пожаловать под кат.

Заказ был сделан 8 января 2016 года с применением купона 5 от 10 полученном за поинты по акции новогодних носков. Поэтому товар мне обошелся всего в $3.03. Чем была дополнена корзина до 10 долларов, я расскажу в следующем обзоре. Тестер оперативно выслали в тот же день.

Внутри, в синем полиэтиленовом пакете находился сам тестер, провода и 4 самореза. Хотя крепёжных отверстий у тестера всего 2:

Посмотрим устройство тестера:

Надпись на корпусе микросхемы заботливо сточена. Имеется одна кнопка для выбора типа аккумулятора.
Переключаются типы аккумуляторов так. На выключенном тестере зажимаем кнопку, подключаем тестер к аккумулятору, после чего отпускаем кнопку. Тестер переходит к выбору типа аккумулятора. Кратковременным нажатием на кнопку выбираем нужный режим.
Например, 2S литий:

Или 12 вольтовый свинцовый аккумулятор:

После выбора нужного значения отключаем тестер. Настройки будут сохранены и в дальнейшем тестер всегда будет включаться для данного типа аккумулятора. Для изменения типа – повторяем вышеприведенные действия.

Вот значения режимов с сайта магазина:

P1: Pb12V lead-acid battery
P2: Pb24V lead-acid battery
P3: not work
P4: not work
C2: 2 pcs lithium batteries
C3: 3 pcs lithium batteries
C4: 4 pcs lithium batteries
C5: 5 pcs lithium batteries
C6: 6 pcs lithium batteries
C7: 7 pcs lithium batteries
C8: not work
C15: not work.

Specification:
Input voltage:8-30V
Input current:5-12mA
Fit for Battery Type: lead-acid/Pb-Acid battery and Lithium battery
LI 1S/2S /3S / 4S /5S /6S /7S Lead-acid 12V/24V

Спасибо, что поинтересовались!
1. Код батареи С1 1 шт литиевые батареи.

Тестер имеет приятную равномерную зелёную подсветку:

При достижении 5%, деления на аккумуляторе исчезают, контур аккумулятора начинает мигать, подсветка отключается:

Измерим 2 литиевых аккумулятора 18650. Это самый точный мой тестер, при проверке его при помощи ИОН до сотых он измеряет точно. Мне этой точности вполне достаточно. И вот, что мы видим:

И литиево-полимерный аккумулятор:

И остается один вопрос, как же собственно тестирует аккумулятор данный тестер. Один из покупателей так же задал вопрос на странице товара. Он интересовался, как же, собственно, проходит тестирование аккумулятора? Тестер измеряет внутреннее сопротивление? Дает нагрузку на аккумулятор? Как это работает?

И вот, барабанная дробь, ответ представителя магазина в гуглопереводе. С оригиналом можно ознакомится на странице товара:

Емкость батареи тестер может проверить напряжение аккумулятора, напряжение на нагрузке (перепада давления), внутреннее сопротивление, защиту от короткого замыкания, функция защиты время восстановления короткого замыкания, ток разряда, функцией зарядки, выявления сопротивления (R1, R2), прочитать тест кода и мощности (в том числе заряда и разряда тест).Чтобы продлить срок службы батареи и использовать батарею правильно

Но какой же может быть тест короткого замыкания и разряда, если тестер при работе потребляет:

Если тестер измеряет параметры аккумулятора, то он не должен работать от блока питания. Но мы и не будем проверять тестер, мы проверим индикатор.)))

Поскольку имеющийся блок питания выдаёт максимум 15 вольт, я ограничусь только измерениями 3 режимов индикатора. Это 12 вольтовый свинцовый аккумулятор, и 2S и 3S литий.

Посмотрим, как поведёт себя индикатор в этом режиме работы. Я не хочу перегружать обзор лишними фотографиями, поэтому я просто дам таблички соответствия. Если кому-то нужны фото, подтверждающие это – я дам их. Но смысла в этом не вижу, на них абсолютно то же самое.

Итак, включаем на индикаторе режим 1P:

13,01В – 100%
12,50В – 75%
12,20В – 50%
11,80В – 25%
11,01В – 0%

Что же, достаточно неплохой результат.

Литиевые батареи в полностью заряженном состоянии в основном имеют 4,2 вольта. 4,35В пока мало распространены. И литий не рекомендуется разряжать ниже 3 вольт. Для 2S это нужно умножить на 2. И для 3S – соответственно, на 3.

Теперь проверим 2S литий, включив режим 2с:

8,30В – 100%
7,75В – 75%
7,37В – 50%
7,00В – 25%
6,00В – 0%

И 3S литий. Режим 3с:

12,49В – 100%
11,65В – 75%
11,13В – 50%
10,53В – 25%
9,05В – 0%

И снова хороший результат»! Несмотря на неточности описания – данный индикатор имеет место быть. Выглядит он красиво и может использоваться в автомобилях, ИБП, моделировании и многих других поделках, в которых для питания используются аккумуляторы. Тем более, что имеет достаточно скромные вес и габариты.

Степень заряженности в процентах, более наглядна, чем напряжение в вольтах. Особенно для далеких от этого людей. Как в мобильнике. Любой поймет, что, например, аккумулятор скоро сядет или наоборот зарядится. Для меня это нужная и полезная вещь, которая скоро будет использована по назначению. В принципе, я и ожидал получить индикатор заряда, а не мифический супер-пупер тестер, проанализировав перед покупкой описание и технические характеристики.

3 доллара он точно стоит.