Саморобний зарядний пристрій atmega8. Зарядний пристрій-тестер акумуляторів на Atmega8

Буваєш ідеш повз припарковані машини, і помічаєш краєм ока, що хтось уже давно, судячи з тьмяного свічення ламп, забув світло вимкнути. Хтось і сам так потрапляв. Добре коли є штатний сигналізатор не вимкненого світла, а коли немає допоможе ось такий виріб: Незабутній вміє пищати, коли не вимкнений світло і вміє пропікувати втикання задньої передачі.

Схема цифрового індикатора рівня палива має високий рівень повторюваності, навіть якщо досвід роботи з мікроконтролерами незначний, тому розібратися в тонкощах процесу складання та налаштування не викликає проблем. Програматор Громова – це найпростіший програматор, який необхідний програмування avr мікроконтролера. Програматор Горомова добре підходить як для внутрішньосхемного, так стандартного схемного програмування. Нижче наведено схему контролю індикатора палива.

Плавне увімкнення та вимкнення світлодіодів у будь-якому режимі (двері відчинені, і плафон увімкнений). Також авто вимкнення через п'ять хвилин. І мінімальне споживання струму у режимі очікування.

Варіант 1 – Комутація з мінусу. (із застосуванням N-канальних транзисторів) 1) "комутація по мінусу", тобто такий варіант при якому один живильний провід лампи з'єднаний з +12В акумулятора (джерела живлення), а другий провід комутує струм через лампу тим самим включає її. У цьому варіанті подаватиметься мінус. Для таких схем потрібно застосовувати N-канальні польові транзистори як вихідні ключі.

Сам модем невеликого розміру, недорогий, працює без проблем, чітко та швидко і взагалі нарікань немає до нього. Єдиний мінус для мене був, це необхідність його вмикати та вимикати кнопкою. Якщо його не вимикати, то модем працював від вбудованого акумулятора, який у результаті сідав і модем знову потрібно було вмикати.

Принцип роботи простий: привертанні крутилки регулюється гучність, при натисканні - вимкнення-ввімкнення звуку. Потрібно для кар писи на вінді або андройді

Спочатку Lifan Smily (та й не тільки) режим роботи заднього двірника - єдиний, і називається він «завжди махати». Особливо негативно сприймається такий режим у сезон дощів, коли на задньому склізбираються краплі, але в недостатній для одного проходу двірника кількості. Так, доводиться або слухати скрип гуми по склу, або зображати робота і періодично вмикати двірник.

Трохи допрацював схему реле часу затримки включення освітлення салону для автомобіля Ford (схема розроблялася для цілком конкретного автомобіля, як заміна штатного реле Ford 85GG-13C718-AA, але була успішно встановлена ​​у вітчизняну "класику").

Вже не вперше проскакують такі вироби. Але чомусь люди тиснуться на прошивки. Хоча здебільшого вони засновані на проекті elmchan "Simple SD Audio Player with an 8-pin IC". Вихідник не відкривають аргументуючи, що довелося виправляти проект, що в мене якість краща... і т.д. Коротше взяли open source проект, зібрали і видаєте за своє.

Отже. Мікроконтролер Attiny 13 - серце цього пристрою. З його прошивкою довго мучився, ніяк не міг прошити. Ні п'ятьма проводками через LPT, ні прогроматор Громова. Комп'ютер просто не бачить контролера і все.

У зв'язку з нововведеннями в ПДР народ став думати про реалізацію денних ходових вогнів. Один із можливих шляхів це включення ламп далекого світлана частину потужності, про це і є ця стаття.

Цей пристрій дозволить ближньому світлу автоматично ввімкнутися на початку руху та регулює напругу на лампах, ближнього світла, залежно від швидкості, з якою ви їсте. Так само, це послужить безпечнішому руху і продовжить термін служби ламп.

Цей пристрій призначений для вимірювання ємності Li-ion і Ni-Mh акумуляторів, а також для заряду Li-ion акумуляторів з вибором початкового струму заряду.

Управління

Підключаємо пристрій до стабілізованого блоку живлення 5В та струмом 1А (наприклад від стільникового телефону). На індикаторі протягом 2 сек відображається результат попереднього вимірювання ємності "ххххmA/c", а на другому рядку значення регістра OCR1A "S.xxx". Вставляємо акумулятор. Якщо потрібно зарядити акумулятор, то коротко тиснемо кнопку ЗАРЯД, якщо потрібно виміряти ємність, то коротко тиснемо кнопку ТЕСТ. Якщо потрібно змінити струм заряду (значення регістру OCR1A), то довго (2 сек) тиснемо кнопку ЗАРЯД. Заходимо у вікно регулювання регістру. Відпускаємо кнопку. Коротко натискаючи на кнопку ЗАРЯД змінюємо по колу значення (50-75-100-125-150-175-200-225) регістру, в першому рядку показується струм заряду порожнього акумулятора при вибраному значенні (за умови, що у схемі стоїть резистор ,22 Ом). Коротко тиснемо кнопку ТЕСТ значення регістру OCR1A запам'ятовуються в незалежній пам'яті.
Якщо ви проробляли різні маніпуляції з пристроєм і вам треба скинути показання годинника, виміряної ємності, то довго тиснемо кнопку ТЕСТ (значення регістра OCR1A не скидаються). Як тільки заряд закінчено підсвічування дисплея вимикається, для увімкнення підсвічування коротко натисніть кнопку ТЕСТ або ЗАРЯД.

Логіка роботи пристрою:

При подачі живлення на індикаторі відображається результат попереднього вимірювання ємності акумулятора та значення регістра OCR1A, що зберігається в незалежній пам'яті. Через 2 секунди пристрій переходить у режим визначення типу акумулятора за величиною напруги на клемах.

Якщо напруга більше 2В це Li-ion акумулятор і напруга повного розряду складе 2,9В, інакше це Ni-MH акумулятор і напруга повного розряду складе 1В. Тільки після підключення акумулятора кнопки керування доступні. Далі пристрій очікує натискання клавіш Тест або Заряд. На дисплеї відображається "_STOP". При короткому натисканні кнопки Тест підключається навантаження через MOSFET.

Величина струму розряду визначається за напругою на резисторі 5,1 Ом і щохвилини підсумовується з попереднім значенням. У пристрої використовується кварц 32768Гц для роботи годинника.

На дисплеї відображається поточна величина ємності акумулятора "ххххmA/c" та тора розряду "А.ххх", а також час "хх:хх:хх" з моменту натискання кнопки. Відображається анімований значок розряду акумулятора. Після закінчення тесту для Ni-MH акумулятораз'являється напис "_STOP", результат вимірювання відображається на дисплеї "ххххmA/c" та запам'ятовується.

Якщо акумулятор Li-ion, також результат вимірювання відображається на дисплеї "ххххmA/c" і запам'ятовується, але відразу вмикається режим заряду. На дисплеї відображається вміст регістру OCR1A "S.xxx". Відображається анімований значок заряду акумулятора.

Регулювання струму заряду здійснюється за допомогою ШІМ та обмежується резистором 0,22 Ом. Апаратний струм заряду можна зменшити збільшивши опір 0,22 Ом до 0,5-1 Ом. На початку заряду струм плавно наростає до значення регістра OCR1A або до досягнення напруги на клемах акумулятора 4,22В (якщо акумулятор був заряджений).

Величина струму заряду залежить від значення регістра OCR1A – більше значення – більше струм заряду. При перевищенні напруги на клемах акумулятора 4,22В значення регістра OCR1A зменшується. Процес дозаряду продовжується до величини регістра OCR1A рівного 33, що відповідає струму близько 40 mA. У цьому заряд закінчується. Підсвічування дисплея вимикається.

Налаштування

1. Підключаємо живлення.
2. Підключаємо акумулятор.
3. Підключаємо вольтметр до акумулятора.
4. Тимчасовими кнопками + і - (PB4 і PB5) досягаємо збігу показання вольтметра на дисплеї та на еталонному вольтметрі.
5. Довго натискаємо на кнопку ТЕСТ (2 сек), відбувається запам'ятовування.
6. Виймаємо акумулятор.
7. Підключаємо вольтметр до резистора 5,1 Ом (за схемою близько транзистора 09N03LA).
8. Підключаємо регульований БП до клем акумулятора, виставляємо на БП 4В.
9. Коротко натискаємо кнопку ТЕСТ.
10. Вимірюємо напругу на резисторі 5,1 Ом - U.
11. Обчислюємо струм розряду I=U/5,1
12. Тимчасовими кнопками + та - (PB4 та PB5) встановлюємо на індикаторі "А.ххх" розрахований струм розряду I.
13. Довго натискаємо на кнопку ТЕСТ (2 сек), відбувається запам'ятовування.

Пристрій живиться від стабілізованого джерела напругою 5 Вольт та струмом 1А. Кварц на 32 768 Гц призначений для точного відліку часу. Контролер ATmega8 тактується від внутрішнього генератора частотою 8 МГц, також необхідно встановити захист від стирання EEPROM відповідними конфігураційними бітами. При написанні програми керування були використані навчальні статті з даного сайту.

Поточні значення коефіцієнтів напруги та струму (Ukof. Ikof) можна побачити якщо підключити дисплей 16х4 (16х4 переважно для налагодження) на третьому рядку. Або в Ponyprog, якщо відкрити файл прошивки EEPROM (рахувати з контролера EEPROM).
1 байт - OCR1A , 2 байт - I_kof, 3 байт - U_kof, 4 та 5 байт результат попереднього вимірювання ємності.

Відео роботи приладу:

Мікропроцесорне зарядний пристрійдля необслуговуваних свинцево-кислотних акумуляторних батарей.

Мал. 1 Пристрій із кришкою.

План.

1) Зворотній зв'язок.
2) Введення.
3) Що таке найпростіша автоматика?
4) А як покращити ситуацію?
5) Підходимо до питання: "А що ж хотів користувач"?
6) Недоліки конструкцій, знайдених в Інтернеті.
7) Створення своєї системи.
8) Пошук відповідного БП.
9) Підготовчий етап (складання аналогової частини).
10) Встановлення в корпус та перепідключення трансформатора.
11) Складання цифрової частини.
12) Методика прошивки та Fuse біти.
13) Що потрібно користувачеві бачити на верхньому рівні?
14) Фінальне тестування.
15) Як у подальшому оновлювати прошивку?
16) Алгоритм автономної роботи.
17) Прошивка та програма контролю.
18) А що можна почитати з цього питання?

Зворотній зв'язок.

Так як наприкінці статті посилання на гілку форуму на цю тему ніхто не бачить, то виношу це посилання вгору. Тобто якщо у Вас є запитання чи пропозиції на цю тему, то Вам на наш форум. Або пишіть на адресу електронної пошти вказану В САМОМУ низу сторінки.

Вступ.

Після виходу на нашому сайті двох статей про і UPS під потреби, ми багато разів стикалися з проблемою зарядки та тестування необслуговуваних свинцевих акумуляторних батарей (вони ж є lead acid battery або, по простому, акумулятори з UPS). До моменту написання цієї статті автор уже мав досвід створення та дворічної експлуатації "автоматичного" зарядного пристрою, зробленого з комп'ютерного ATX блоку живлення (у свою чергу зібраного на ШИМ контролері). Ось документація на та її аналог.

Що ж таке найпростіша автоматика?

Ну почнемо з визначення. У більшості знайдених в Інтернеті схем найпростіших "автоматичних" зарядних пристроїв, під автоматикою розумілося обмеження струму заряду (зазвичай близько 1-2А) до деякої граничної напруги (зазвичай близько 13.8-14.5В), а потім перехід на стабілізацію напруги.

Мал. 2 Блок схема TL494.

Вимірювання напруги проводиться через дільник напруги, підключений до 1-ої та 2-ої ніг, а обмежувач струму, відключенням вихідних ключів мікросхеми засобами подачі +5В на 4 ногу. По-іншому, беремо ATX блок живлення або його аналогу, створюємо струмовимірювальний ланцюг з опору 1Ом 5Вт і оптопари, виходи оптопари заводимо в Зворотній зв'язокпо струму (4 ногу), організуємо дільник напруги (для 1ой і 2ой ног) для обмеження напруги на виході, та й наостанок організуємо харчування вентилятора - ось і всі роботи. Для наочності наведу схему переробки під .
Якщо викопування зі схеми мого блоку живлення відрізняється від вашої, то з 28 різними схемами ATX блоків живлення, зібраних на та їх аналогах.
Найближчий аналог схеми під мій блок живлення ось.
Якщо схем блоків живлення різних вагонів, а потрібної як завжди немає, то доведеться змалювати схему самому. Відсутність уніфікації пов'язана з тим, що дешеві блоки живлення збирають "на коліні", за принципом, включаючи .
Але, повернемося до наших ба... блоків живлення: на жаль, таке просте та гарне рішення має низку технологічних недоліків. Як було написано на одному сайті зі схожою тематикою: "Є така наука - ХІМІЯ. І все, що відбувається в акумуляторних батареях, підпорядковується законам Хімії. Всі "розумні поради бувалих", які не лягають на хімію - шкідливі за визначенням" (С) adopt-zu-soroka.
Від себе хочу додати, що акумулятор знаходиться на стику ФІЗИКИ та ХІМІЇ, тобто крім хімічних процесів є конвенція розчину активної маси, висихання пластин і нагрівання, які розглянуті у фізиці.

Що це означає стосовно нашої найпростішої "автоматичної" зарядки:
1) Постійний "маленький підзаряд", що забезпечує підтримку порогової напруги (в режимі стабілізації напруги), сушить акумулятори (з них випаровується вода, долити яку в акумулятори, що не обслуговуються, відносно складно), що в свою чергу сильно знижує термін служби акумулятора. Особливо, якщо акумулятор залишають щоночі на підзарядку.
2) Заряджання великим, не пульсуючим струмом на самому початку заряду (особливо при сильно розряджених акумуляторах), сильно знижує ресурс акумулятора, що залишився (що залишилася кількість циклів заряд/розряд), а в деяких випадках без розгойдування акумулятор не бере заряд.
3) Заряджання постійним струмомбез пульсацій, в десяті частки герца збільшує сульфатацію і перешкоджає повному використанню хімічних речовин, т.к. не дає пауз на вирівнювання густини розчину активної маси.
4) Пункт 3 відноситься і до тренувального розряду, який у найпростішій "автоматичній" зарядці просто не реалізований, а в більшості саморобних, мікропроцесорних зарядках повністю не контролюється.
5) ECR акумулятора вимірюють відносно великій частоті, тому для вимірювання ECR бажано мати схему тестового розряду відносно великим струмом малої шпаруватості, тобто. мати блок тестування, що підключається без фільтрувальних конденсаторів.

Підводжу підсумок: Для одноразового використання найпростіші "автоматичні" зарядки цілком підходять, а при постійній (щоденній) зарядці одного і того ж акумулятора застосування найпростіших зарядок сильно знижує ресурс акумулятора, що заряджається. А здебільшого засобів діагностики вони взагалі не мають, тому що при такій реалізації єдиний метод діагностики це перевірка постійним струмом РОЗРЯДНОЮ лампочкою 12В 75Вт. Але за результатом такого тесту можна тільки приблизно оцінити відсоток заряду, а визначити ємність акумулятора, що залишилася (непрямо про ємність можна зробити висновок за значенням ECR) з його допомогою практично неможливо. Більше щільне знайомство з їх програмним забезпеченням виявило практично поголовне відсутність самодіагностики у саморобних пристроїв.
Відходячи від теми скажу, що при налагодженні свого пристрою мною були зафіксовані випадки часткового псування деяких байт прошивки мікроконтролера, тобто. при програмуванні він проходив верифікацію, але наступного дня прошивка билася і якби в моїй системі був відсутній блок самоконтролю цілісності прошивки, система могла поводитися неадекватно (як варіант зіпсувати акумулятор).

А як покращити ситуацію?

Створити схему вимірювання струмів (струму заряду та струму розряду) та напруги у звичайному та вимірювальному режимі, що в сукупності дасть можливість підрахувати кількість енергії, що передається в обидва напрями та доручити заряд ГРАМОТНО складеному алгоритму, що чергує заряд/розряд та тривалість циклів (тобто, алгоритм, складений з урахуванням фізичної та хімічної структури даного типу акумуляторів). Правда, тут треба уточнити, що грамотно складений алгоритм складається за наявними даними і даної конкретної ситуації, а при зміні вихідних даних або ситуації потрібно коригування алгоритму.

Підходимо до питання:
"А що ж хотів користувач"?

Як іншим - не знаю, а більшості моїх користувачів потрібна зарядка з найпростішим керуванням, яку можна використовувати:
1) Для зарядки необслуговуваних свинцево - кислотних акумуляторних батарей, що не обслуговуються, напругою 12В і ємністю від 12V3.3Ah до 12V18Ah. Опис згорнуто в пояснення:

2) Для щоденної (правильніше сказати на всю ніч) підзарядки не повністю розряджених свинцево-кислотних акумуляторних батарей.
3) Для тестів визначення залишку відсотка заряду і ємності свинцево-кислотних акумуляторних батарей, що залишилася.
4) Для тестових/тренувальних автоматичних циклів заряд-розряд свинцево-кислотних акумуляторних батарей за місцем (наприклад, відключених від UPS батарей у серверній шафі без їхнього фізичного демонтажу з шафи).

При цьому ця конструкція повинна забезпечувати:
1) Функцію самодіагностики основних блоків пристрою та звукову індикацію позаштатних ситуацій таких як: переполюсовування клем, підключення акумулятора не тієї напруги, раптове відключення акумулятора під час заряду/розряду, замикання вихідного ланцюга тощо.
2) Функцію оновлення прошивки без зовнішнього програматора (не розкриваючи корпусу пристрою).
3) Пам'ять останнього активного режиму та, у разі знеструмлення та повторного включення, автоматично повертатися до перерваної операції.
4) Достатню точність вимірювальної системи, необхідність якої диктує фізика та хімія процесу.

Мал. 3 Залежність терміну служби від напруги в режимі StendBy.

Подробиці з питань "достатньої точності вимірювальної системи" згорнуті до "пояснень".

За ГОСТ 825-73 "Акумулятори свинцеві для стаціонарних установок" номінальну напругу свинцевого стаціонарного акумулятора будь-якої ємності прийнято вважати рівним 2В. Ця найменша напруга на затискачах повністю зарядженого акумулятора протягом першої години розряду десятигодинним режимом при щільності розчину соляної кислоти 1205±5 кг/м3 і температурі розчину +25"С. Гранична напруга, до якої дозволяється розряджати акумулятори при температурі , складає: для режимів розряду - не коротше тригодинного = 1,8В, а для більш коротких режимів (включаючи 15-хвилинний) = 1,75В (тобто до 10.8В на 12В акумуляторі, виміряне під навантаженням або не нижче 12В без навантаження) ).
Але в документації на один з акумуляторів ці параметри трохи відрізняються. До 10.8 на 12В акумуляторі при струмах від 0.16С і менше (від 5 годинного розряду і до 18 годинного) і до 9.3В на 12В акумуляторі при струмах від 1С-3С (від 8 хвилинного розряду і до 43х хвилинного). Правда з застереженням - за таких струмів акумулятор прослужить 260 циклів заряд/розряд або 5 років у режимі StendBy.
Той самий, але в невеликому масштабі (зате з поясненнями) представлений в документації до акумулятора.
Графік залежності терміну служби акумулятора від напруги постійного підзаряду в режимі StendBy наведено на Мал. 3.
Вказані граничні значення напруги, до яких можна розряджати акумулятори, встановлені досвідченим шляхом. Вони вибрані з таким розрахунком, щоб не вся активна маса перетворювалася при розряді сірчанокислий свинець, так як це викликало б надмірну сульфатацію пластин.
Тобто, можна зробити висновок про те, що не можна розряджати нижче за допустиму межу і не можна перезаряджати вище зазначеного номіналу - в цьому випадку йде робота тільки з "активною масою" і не допускається руйнування пластин у першому випадку і кипіння розчину - у другому.

Недоліки конструкцій знайдених в Інтернеті.

Йдемо до Інтернету і знаходимо кілька десятків готових мікропроцесорних зарядок. Як кажуть - завдання на рівні шкільного гуртка "зроби сам", тому практично кожен радіоаматор починає свою творчість із "винаходу" зарядки з підручних засобів. Ось тільки, на жаль, і результат за якістю не виходить за рівень шкільного гуртка... Дивимося на опис пристроїв та їх схеми і на деяких з них виявляємо не дуже приємні речі:
1) Відсутня навіть згадка про техніку безпеки роботи з акумуляторними батареями та мережею ~220В.
2) Відсутність точного налаштування вимірювальної системи (вимірюваної напруги та струму). Як писалося вище, перевищення або заниження параметрів може призвести до руйнування пластин або википання розчину.
3) Використання дорогих датчиків струму. Нагадаю, що датчик струму на основі ефекту Холла плюс дисплей коштують дорожче за всю систему разом узяту. При тому, що виходячи з хімії і габаритів акумуляторів, що використовуються (нагадаю мій користувач хотів від 3,3 до 18 Ah), вимірювати більше кількох ампер нам не доведеться. А про дисплей написано у пункті 4.
4) Наявність купи світлодіодів, кнопок та дорогого дисплея на корпусі пристрою. Ви коли-небудь пробували втиснутися в глиб серверної шафи і подивитися на відстані 1м, що написано на дисплеї розміром у сірникову коробку? А без завдання режиму через кнопки навігації (звіряючись із написами на екрані), знайдені конструкції не працюють. Поставити дисплей більше і винести його разом з кнопками на 1м кабелі? А якщо виносити, то це вже два різні пристрої: окремо зарядка та окремо дисплей.
5) Живлення вентилятора системи від напруги заряду. Тобто, або від 16В (див. пункт 5) і при цьому городити знижувальну частину або живити прямо від напруги на клемах (де ми маємо від 9В до 14В замість штатних 12В).
6) Створення своєї імпульсної схемистабілізації напруги із вхідних 16В. Тобто історія на тему, а давайте створимо ще один додатковий ШІМ (один на вже є в блоці живлення), але на низьковольтній частині, що збільшить габарити схеми, вимагатиме додаткових силових ключів на радіаторах і зменшить ККД системи загалом.
7) Розрядний алгоритм без контролю розрядного струму. А найчастіше і без елементів його виміру (я не про загальний струм який вимірюється майже скрізь, а про розрядний).
8) Необхідність перемотування силового трансформатора (Нижче в подробицях згорнуто 3 способи розбирання та перемотування). Це, звичайно, дасть приріст струму, але цей приріст нам потрібен? Зі штатними обмотками трансформатор може дати 3-5А, з яких у даній конструкції ми використовуємо максимум 1-2A (14В*2А=28Вт) і 15A нам для нашого ТЗ не треба (14.8В*15А=217Вт).

"Клацніть по цьому тексту, щоб розгорнути пояснення"

Спосіб 1 = Випаюємо трансформатор, акуратно знімаємо наклейку з написом і розмотуємо жовтий скотч, розігріваємо його в грубці до 150 градусів протягом 15 хвилин і розхитати сердечник вручну в рукавичках.

Мал. 4 Після розхитування.
БП SL-Lite

Спосіб 2 = Випаюємо трансформатор, акуратно знімаємо наклейку з написом і розмотуємо жовтий скотч, обдуємо ферит феном від паяльної станції або будівельним феном з усіх боків протягом декількох хвилин. Половинки починають ворушитися щодо один одного просто роз'єднуємо їх. Сама котушка легко знімається, що дуже зручно при намотуванні.

Мал. 5 Процес обдування феном.
Фото користувача DenGess з топіка БП SL-Lite

Спосіб 3 = Випаюємо трансформатор, акуратно знімаємо наклейку з написом і розмотуємо жовтий скотч, виварюємо трансформатор у воді протягом 10 хвилин.

Мал. 6 Ви ще варите трансформатори у чайниках?
Фото користувача DenGess з топіка БП SL-Lite

9) Габарити пристрою часто перевищують розмір стандартного блоку живлення ATX. За бортом найчастіше виявляється "утилізатор енергії розряду", зазвичай його роль виконує автомобільна лампочка з фари, через що вся конструкція починає сильно скидатися на дитячий нічник. Причому як говорилося вище лампочка в "нічнику" просто включається, без будь-якого контролю або стабілізації струму, що споживається нею.
10) Відсутність систем самодіагностики та систем контролю цілісності програмного забезпечення (про це я вже писав вище).

Створення своєї системи.

Ну якщо готових відповідних розробок не спостерігається, то постараємося описати порядок виготовлення подібної системи самостійно з того, що було під руками - "Я тебе зліпила з того, що було" (С) не мій.
Хоча вище писалося, що це завдання на рівні шкільного гуртка "зроби сам", але його виконання пов'язане з високовольтними імпульсними джереламихарчування, тому, якщо ви до цього їх не розробляли, то краще почати тренуватися на чомусь іншому, менш енергонасиченому, більш низьковольтному і як наслідок менш небезпечним... До того ж, акумулятори при неправильному використанні самі по собі не безпечні і приміщення акумуляторних на всіх виробничих спорудах належать до класу "А" - як понад пожежонебезпечні.
Ну і як завжди – застереження. Про можливість пожежі та ураження електричним струмом при порушенні правил експлуатації та неякісному складанні я згадував вище. А про можливість хімічної поразкивміст акумулятора в результаті замикання його клем і теплового розриву корпусу, кажу зараз. Тому всі експерименти з акумуляторами та саморобними зарядними пристроями ви робите на свій страх та ризик, усвідомлюючи всю відповідальність за можливі наслідки.
Ну і наше улюблене ПУЕ... Електроживлення здійснюється від мережі змінного струму 50Гц, 220В відповідно до "Правил пристрою електроустановок". Для забезпечення безпеки людей електрообладнання має бути надійно заземлено відповідно до вимог ПУЕ та паспортних вимог на електрообладнання. Приміщення, в якому розташовується обладнання, повинні бути обладнані контуром - шиною захисного заземлення, з яким з'єднуються корпуси всіх пристроїв через розеточну мережу. Для приєднання заземлюючих провідників у шину мають бути виведені гвинти М8. Контур - шина захисного заземлення має з'єднуватися із заземлюючим пристроєм. Розмір заземлення має бути трохи більше 4 Ом. Заземлення усередині приміщень має відповідати ГОСТ 12.1.030-81. Створення заземлення та відповідність його стандартам забезпечуються користувачем.
Якщо Вас абзаци вище не налякали (ви з ними згодні) і ви ознайомилися в інтернеті з технікою безпеки під час роботи з акумуляторами та теорією першої медичної допомоги при хімічних опіках та ураженні електричним струмом, а також запаслися вогнегасником для гасіння загорянь класу "E" (дозволяє гасити обладнання під напругою) і виконали всі заходи щодо покращення безпеки, то приступимо безпосередньо до переробки БП в мікропроцесорну зарядку.
Причому хочу наголосити, що небезпечні (при недотриманні техніки безпеки) у цьому застосуванні, акумулятори та мережна напруга ~220В. А сам блок живлення, що переробляється, відноситься до слабогорючих (тобто він не підтримує горіння і практично не горить якщо його з поза паяльною лампою не палити...) і хімічно активних речовин (кислоти) в собі не містить.
Висновок: Ці зауваження стосуються практично всіх зарядних пристроїв, що заряджають акумулятори та живляться від мережі ~220В. Тому якщо автори інших саморобних зарядних пристроїв не попереджають Вас про "побічні властивості" в їх пристрої та тонкощі його експлуатації, то це зовсім не означає, що цих властивостей і тонкощів у них немає.
Хоча ця стаття орієнтована на відносно досвідчених користувачів, які не перший рік володіють паяльником, я нижче описуватиму все дуже докладно і покроково - як для початківців. Такий підхід дозволить провести повний контроль складання та не забути перевірити якийсь із блоків. Тобто. нижче буде описаний процес виготовлення та налаштування кожного блоку моєї.

Мал. 7 Структурна схема пристрою "на пальцях".

Детальний опис структурної схеми згорнуто до "пояснень".

"Клацніть по цьому тексту, щоб розгорнути пояснення"

А якщо ми вирішили пояснювати на пальцях, цей пристрій можна наочно порівняти з водопровідною системою, зображеною на Мал. 7 (перетікання енергії в ній анімовані нижче за текстом). І для повної аналогії лівий верхній кран зображує керування ШІМ контролером. Лівий синій бак це фільтрувальний конденсатор після випрямляючого містка, два зелені баки з'єднані маленькою трубкою це акумулятор, а трубка, у свою чергу, уособлює внутрішній опір акумулятора. Крани під баком це два реле відключення акумулятора від зарядної/розрядної та відключення від тестової систем. Верхній правий кран це дві тестові РОЗРЯДНІ лампочки 12В 50Вт, включені на ШИМ керований від центрального процесора. Нижній правий кран це штатна система розряду стабілізованим струмом що складається з 8 РОЗРЯДНИХ лампочок на 13.8В по 0.16А контрольована ШИМ контролером.

Стандартні питання щодо блок схеми:
- Навіщо два ШІМ на розряд?
- А чи не можна менше лампочок? Чи може замінити їх однією лампочкою?
- Може замість лампочок поставити один опір та світлодіод?
- Гаразд, це все зрозуміло, але два реле, що включають, замість одного перемикаючого щось навіщо?

І відповіді на них:
- Потрібна мала шпаруватість при малому струмі розряду і дуже велика при тестовому. Якщо поставити один контролер, це умова недотримується, т.к. ми отримаємо суворо навпаки, плюс заважає конденсатор - синій бак за схемою.
- Лампочки дуже не люблять момент включення з холодною спіраллю на повну напругу, тому напруга та струм знизили, встановивши кілька лампочок.
- Лампочки на відміну від опорів мають властивість стабілізувати струм, якщо цю функцію покласти на контролер - він регулюватиме струм шпаруватістю, а нам потрібна мала і бажано постійна шпаруватість у деякому діапазоні напруг.
- Два реле, що включають, замість одного перемикаючого встановлено ДЛЯ НАДІЙНОСТІ! При тестуванні були випадки мимовільного відкриття силового ключа ШІМ контролера від електромагнітних наведень на дроти у корпусі пристрою.

Пошук відповідного БП.

Знаходимо робочий комп'ютерний ATX блок живлення, бажано з "Т" образними радіаторами. Найпростіший спосіб пошукати у друзів або навідатися до найближчої фірми з ремонту комп'ютерів і купити кілька дохлих блоків живлення за ціною 1$ за пару.
Як вибрати потрібний за зовнішніми ознаками згорнуто в пояснення.

"Клацніть по цьому тексту, щоб розгорнути пояснення"

Як вибрати потрібний: "Т" образні радіатори видно через щілини, а відрізнити блок живлення від більш сучасної його версії (наприклад на яка складніша і менш підходить для переробки) можна за розміром мікросхеми і наявності другої мікросхеми або транзисторів у вторинному ринку. Тобто, якщо у вторинному віці видно дві мікросхеми або купа транзисторів, то це точно не GS6105, а або її аналог. Наприклад, є обрізаною версією щодо захисту від перевищення вхідної напруги, але при цьому повністю сумісний по ногах. Якщо є вибір з кількох зіпсованих блоків живлення, то визначити ремонто - придатний не розкриваючи корпусу можна, вимірявши Оми на роз'ємі кабелю живлення ~220В. Або оми на вході є, або там нескінченність (пробить вхідний запобіжник). Якщо пробити вхідний запобіжник, то такий блок краще залишити (лагодити первинку довго, складно і нудно). А, вимірявши Оми між землею і шиною +5, ми бачимо або заряд конденсатора або опір близько 1-20 Ом. Якщо виявляється 1-20 Ом замість заряду, сплавився в гайку діод +5В шини. Якщо при цьому не вилетів вхідний запобіжник, то в БП, швидше за все, працює захист (але головний висновок вам пощастило і в цьому примірнику він є). А так як діод в 5 вольтового ланцюга нам, для нашої конструкції не потрібен, то в 95% такий БП можна буде відновити (для перевірки "на старт без навантаження" замінивши на два звичайні), а потім і переробити.
До речі, не всі БП стартують без навантаження. Тому, якщо в БП зламався вентилятор (а особливо якщо окрім ветродуя підсохли кондери у вторинці), то спроба його включити замикаючи PW_On може не привести до бажаного результату і БП з цієї причини може бути записаний в дохлі.
Увага!!! Якщо в блоці живлення не працює чергування (+5vSb), то вхідні конденсатори після містка заряджаються до 400В і тривалий час можуть залишатися зарядженими навіть після відключення блоку живлення від мережі.
Мені трапився блок живлення, що має схему, що віддалено нагадує схему з даного мануалу.
Але якщо у вас інший, то прикладаю архів з 28 схемами ATX блоків живлення, зібраних на та їх аналогах.
Ну і далі блок живлення треба перевірити під маленьким навантаженням (я використовую два HDD - динозавра на 25мб кожен), а якщо він не працює, то полагодити, детальніше про ремонт блоків живлення на шукайте в інтернеті.

Підготовчий етап
(Складання аналогової частини).

У підготовчий етап входить перевірка блоку живлення, налаштування зворотного зв'язку операційного підсилювача і складання схеми розряду.

Мал. 8 Розрядна частина у роботі.

Подробиці цього пункту згорнуті в "пояснення".

"Клацніть по цьому тексту, щоб розгорнути пояснення"

Мал. 9 Грати для cooler"а.

1) Переконуємося, що блок живлення включається та дає +5 та +12 (з розкидом +/-1В). Для включення провід PW_On (зазвичай це провід зеленого кольору знаходиться між двома чорними в вилці АТХ), треба замкнути скріпкою на один з чорних (землю). Якщо блок живлення не працює або cooler у нього погано крутиться, то робимо БП і змащуємо cooler (якщо і після змащення він погано крутиться - міняємо cooler). Якщо решітка cooler"а виконана у вигляді прорізів в корпусі блоку, то для поліпшення обдування і зменшення шуму бажано викусити її кусачками і замінити на стандартну - зовнішню решітку для cooler"а.

Мал. 10 Після встановлення ґрат.

Мал. 11 Трансформатор вентилятора та стаб. +/-5В.

Увага!!! Комп'ютерний блок живлення не можна вмикати без навантаження, тому його треба чимось навантажити. Як варіант підключити напівдохлий HDD (з механікою, що обертається, я використовую два HDD - динозавра на 25мб кожен) або пару cooler"ів на +12В. CD-Rom в якості навантаження не підходить, так як він не дає постійного навантаження.
7) Перевіряємо стабілізацію напруг +5 і -5В і збираємо блок живлення в корпус, при цьому з корпусу повинні бути виведені +12/+5/Gnd/-5/-12 і стабілізовані +5 і -5В від встановленого трансформатора живлення. Лампочка ~220В 200Вт при цьому тліти чи світитися не повинна.
8) Збираємо схему з ОУ на . Базуючись на знаннях в електротехніці (в рамках шкільного курсу фізики), збираємо тестові дільники з постійного опору, що живить діод (на звичайних діодах падіння напруги близько 0.56 В) до якого підключено змінний резистор. Обертаючи змінний резистор отримуємо напругу +0.100В, а на другому аналогічному плечі напруга -0.100В. Окремо зазначу, що тестер треба перевести на шкалу з мілівольтами, якщо ваш тестер має шкалу лише 20В або клас точності у нього гірший ніж 0.5, то шукаємо нормальний тестер.
9) Отримані +0.100В і -0.100В подаємо по черзі на вхід струмового ланцюга, зібраного на і підбираємо резистори зворотного зв'язку, тим самим налаштовуємо вимірювальну частину вимірювання струмів. Наше завдання – добитися на виході операційного підсилювача вимірювача струму напруги, що дорівнює 1.250В. Для контуру заряду використовується +0.100В, а контуру розряду використовується -0.100В. Окремо зазначу, що тестер треба перекласти на шкалу 2В (але не вище 3В шкали), якщо ваш тестер не має такої шкали або клас точності у нього гірший ніж 0.5, то шукаємо нормальний тестер.
10) За допомогою ще одного дільника отримуємо 6.000В, подаємо на вхід ланцюга вимірювання напруги, зібраної на , і налаштовуємо на її виході напругу 1.000В. Для тих, хто не володіє тестером обмовлюся, що вимірювати треба на якомога ближчому боці, тобто, 1.000В вимірюється на 2В шкалі (але не вище 3В шкали), а 6.000В на більшій - приблизно 10В (але не вище 20В шкали ).
11) Поряд зі схемою ОУ реалізована звукова сигналізація, що сигналізує помилкове включення (переполюсовку) клем акумулятора на інтегральному зумері 1212FXP або його аналогу (до речі якщо у кого є датащит на 1212FXP або його аналог - будь ласка). При підключенні треба дотримуватися полярності зумеру і блокуючого діода на той випадок, якщо в зумері виявиться КЗ в схемі присутній захисний опір. Після збирання бажано перевірити зумер. Для перевірки я використав 9В батарейку типу "Крона". Перед експериментом бажано вимкнути блок живлення від мережі.
12) Збираємо схему розряду на і налаштовуємо на споживання струму близько 0.5А (навантаження слід вибирати з розрахунку 10 годинного розряду для вашого акумулятора, при цьому струм буде близько 0.1С. 10Hr). Для тих, хто не володіє термінологією "C", це ємність акумулятора і для 7.2 Ah акумулятора 0.1*С=0.72А. Схема включення навантаження у мене не зовсім стандартна, але так як ми робимо стабілізатор струму (а не знижуючий ШИМ блок живлення), який повинен працювати практично за будь-якого значення вхідної напруги, було прийнято рішення ставити ключ з боку землі (що характерно для Step-Up , а не Step-Down), при такому включенні ми відкривати його напругою, яка не залежить від напруги на вхідних клемах. Правда при цьому на навантаженні (розрядній лампочці) виходить змінна напруга, але лампочки не полярні, а основну функцію (розряд стабілізованим струмом) дана схема вирішує.
Увага!!! У ланцюзі управління Мосфетом повинен стояти звичайний діод. Чи не діод Шотки і не треба спалелевать обидва діода в корпусі BAV70, підключіть тільки один з них.

Мал. 12 Вісім розрядних лампочок.

Для компактності пристрою, замість однієї автомобільної РОЗРЯДНОЇ лампочки 12В 1А, я встановив 8 РОЗРЯДНИХ лампочок на 13.8В по 0.16А всередину пристрою (прямо на вентилятор, для відведення тепла, що виділяється ними). Таке рішення дозволяє виключити зовнішній блок розрядки та розмістити всі блоки у штатному корпусі блока живлення. Діод на зворотну полярність я використовував демонтований з лінії 12В зазвичай це аналог SR1040 (див. інструкцію на всю серію ).
Для тих хто не здогадався - включається розрядна частина закриттям транзистора, тобто замиканням на землю піна, що управляє (заземленням через резистор бази транзистора).
Лампочка ~220В 200Вт у вхідному ланцюзі, при експериментах із включеною розрядкою, повинна слабо тліти.
Увага!!! Комп'ютерний блок живлення не можна вмикати без обдування радіаторів, тому зі знятою кришкою не вмикати!

Установка в корпус та перепідключення трансформатора.

Мал. 13 Фільтрувальні конденсатори.

У цьому пункті розглядається підключення трансформатора за новою схемою, зворотні зв'язки та фільтрація перешкод. Також у ньому розглядається необхідність перемотування трансформатора та наводяться доводи на користь того, що і без перемотування струму вистачить. Подробиці цього пункту згорнуті в "пояснення".

"Клацніть по цьому тексту, щоб розгорнути пояснення"

1) Відпоюємо все зайве у вторинці, потім відпоюємо "хобот" і підключаємо до центральної частини, доваживши конденсаторами. Керамічні конденсатори брати якісні, розраховані на відносно великий струм. Таке рішення пов'язане з тим, що LowECR 105C конденсатори напругою вище 16В важко дістати, тому замінюємо їх парами – звичайний електроліт та якісна кераміка. Як кераміку я ставив поліетилентерефталатні конденсатори типу 1мкФ на 250В.
В даному випадку ми об'єднуємо обмотки від ліній +5В та +12В отримавши одну +16В але зі струмом від найменшої лінії. У китайців на корпусі БП зазвичай написана липа і треба виходити із реального розміру силового трансформатора. Для трансформатора в 250Вт (не плутати з липою, що обзиває його як 450ВТ на етикетці) з шини +5В ми можемо зняти струм до 20А, а з шини +12В до 6А. Тобто. отримуємо струм до 5A.

Мал. 14 Липовий 450ВТ (ліворуч), 170Вт (центр) та 300Вт (праворуч).

Так, звичайно, можна перемотати трансформатор (методика перемотування і фотографії описувалися вище)... Це звичайно дасть приріст струму, ну скажімо до 15A (для трансформатора в 250Вт), але цей приріст нам потрібен? Зі штатними обмотками трансформатор може дати 3-5А (для трансформаторів у 100-250Вт), з яких у даній конструкції ми використовуємо максимум 1-2A (14В*2А=28Вт) і 15A нам для нашого ТЗ не треба (14.8В*15А= 217Вт).
Але якщо вам ну дуже хочеться досягти великих струмів, то вибирайте з діодів Шотки на 100В. Ну наприклад із серії (див. інструкцію на всю серію) і садіть їх на радіатор.
2) Ще раз дивимося на блок схему (відображена на рис.2) і глушимо зворотний зв'язок по струму (на 16 нозі), потім прибираємо вимикалку (на 4 нозі) і замінюємо своєю на 2х оптопарах, допаюємо опір налагодження 1кОм 2Вт на вихід включаємо без зворотний зв'язок. Генерація не повинна завалюватися (лампочка ~220В 200Вт при цьому тліти або світитися не повинна), а на опорі має бути близько 36В, при цьому генератор повинен характерно "цикати" (видавати дуже тихі звуки на кшталт цвіркуну).
Якщо на виході немає взагалі нічого, то швидше за все на 4 нозі у вас чергує +5В і його треба притягати до землі (перевірте опір 10кОм на землю). Якщо на виході з'являється напруга тільки при включенні, а потім зникає, значить на 16 нозі дається взнаки штатний зворотний зв'язок по струму.
3) Налагоджуємо зворотний зв'язок по напрузі, підбираємо дільник так щоб на виході було по грамотному 2.275В * 6 = 13.65В, а по шкідливим порадам "бувалих", які не "стикуються" з ГОСТ 825-73 рівним 2.450В * 6 = 14.7 В (що з того ж ГОСТ 825-73 скорочує життя акумуляторної в 4 рази, до 25%, див. графік залежності терміну служби акумуляторної батареї від напруги постійного підзаряду в режимі StendBy, наведений на Рис. 3 вище). Лампочка ~220В 200Вт при цьому тліти чи світитися не повинна. Після відпоюємо опір 1кОм 2Вт, припаяний для налагоджувальних цілей з виходу перетворювача, що призводить до того, що частота "циків" (видаваних звуків) впаде втричі.
4) Встановлюємо схему розряду та лампочки на cooler. Вмикаємо систему. Силовий трансформатор повинен характерно "зашипіти", а лампочка ~220В 200Вт при цьому повинна почати тліти. Довго без кришки експериментуємо, т.к. без кришки радіатор первинки, позбавлений обдування, починає відчутно грітися. Особливу увагу звертаємо на якість та правильність виконання струмових ланцюгів (на л.2 схеми вони відзначені жирно). На кожну з них я застосовував подвійний провід з кіски до ATX штекеру відпаяного у пункті вище.
5) Тіпляємо струмову частину на вимикання вихідних ключів і розрядною схемою перевіряємо правильність підключення полярності... Тобто, на детекторі струму (той, на противагу якому важить світлодіод), повинна виходити позитивна напруга близько +0.625В.
6) Якщо в пункті 5 все пройшло нормально, то на вихід чіпляємо лампочку 12В 1.5А та змінним резистором у світлодіода обмежуємо струм до 1А (напруга на змінному резистори близько +1.25В).
7) Робимо дроти підключення до акумулятора. Для цього я взяв 3 помаранчевих та 3 чорні дроти з кіски до ATX штекеру, відпаяному у пункті вище. Скручуємо по 3 дроти в кіску і з одного боку підпаюємо до скручування стандартні клеми для акумулятора. З іншого боку два з трьох проводів кіски підключаємо до струмових ланцюгів, а кінець, що залишився, підключаємо вимірювання напруги. Для естетики на клеми надягаємо термозбіжний кембрик.
8) Ну ось у нас вийшов "автоматичний" зарядний пристрій, зроблений з комп'ютерного ATX блоку живлення, під автоматикою якого розуміється обмеження струму заряду (ми виставили 1А), а при досягненні деякої порогової напруги (ми виставили 13.8В), перехід на стабілізацію напруги . А після надбудови цифрової частини ми отримаємо мікропроцесорний зарядний пристрій для свинцево - кислотних акумуляторних батарей, що не обслуговуються.

Складання цифрової частини.

У цьому пункті описано підключення мікропроцесора, реле, кнопок, частини RS232 і так далі. Подробиці зі збирання цифрової частини згорнуті в "Пояснення".

"Клацніть по цьому тексту, щоб розгорнути пояснення"

1) Увага! Мікропроцесор ATMega8 (ще є варіанти прошивки для ATMega48 та ATMega88) встановлюється в панельку лише у 6 пункті! Усі перевірки проводяться зі знятим мікропроцесором.
2) Збираємо схему включення реле. Як реле було обрано реле на 12В зі струмом комутації 10А, хоча якщо його порівнювати з пускачем 3 габарити, можна дійти висновку, що Ампери там китайські (такі ж маленькі). Після виводимо на передню панель корпусу світлодіод, що показує підключення до акумулятора (що показує включеність реле). Інших засобів індикації мені не треба, однак цей світлодіод, при використанні в шафі, видно не буде.
3) Збираємо схему клавіатури, кріпимо її на передній панелі, під нею в крупі кріпимо кнопку Reset з таким розрахунком, щоб її можна було натиснути через щілину повітрозабірника сірником.

Мал. 15 Кнопки клавіатури та під ними кнопка Reset.

4) Збираємо RS232 частину і підключаємо до піну дзвінка +5Sb через запобіжник (це треба для живлення зовнішнього модуля, що управляє). Тимчасово замикаємо RX та TX піни панельки мікропроцесора, відкриваємо HyperTerminal та перевіряємо працездатність RS232 частини.
5) Підключаємо кінці до ЦАП, перевіряємо обмежувальні діоди, впаюємо їх і перевіряємо, щоб вони відсікали негативну напругу при розряді. Як обмежувальні діоди мною були використані низьковольтні діоди Шотки.
6) Якщо всі перевірки пройшли успішно, встановлюємо процесор та прошиємо його.

Мал. 16 Приклад плати в корпус.

Методика прошивки та Fuse біти.

Що потрібно користувачеві бачити на верхньому рівні?

  Користувачеві в режимах розряд/заряд (про службові та тестові режими поговоримо окремо) хотілося б знати про поточний стан процесу (а процес характеризується середніми струмами та напругою) з оновленням даних не рідше 1 разу на 5 секунд.
І хотілося б знати дані про перетікання енергії та даних поточного процесу (всього залито або злито струму) для побудови графіка. Графік над відносних одиницях, тому дані потрібні жорстко 1 разів у хвилину (бажано з великою точністю).

"Клацніть по цьому тексту, щоб розгорнути пояснення"

Виходячи з вимог хвилинних звітів від пристрою і враховуючи, що для отримання середніх даних мікропроцесору дуже зручно ділити на число 2, якоюсь мірою, тому беремо кількість вимірів рівним 2 ^ 8 = 256 за одну хвилину.
Якщо виходити з того, що цикли повинні бути близько 2х секунд (і кожен складатися не менше ніж з 8 комплектів вимірів), то візьмемо кількість циклів рівним 256/8=32
При цьому отримаємо тривалість одного циклу, що дорівнює 60/32=1,875 сек.
Перевірка: 1,875 сек це в межах допуску від 2 секунд.
При цьому надходження наборів буде через кожні 60/(32*8)=0,234375 сек.
Враховуючи, що для генерації кожного набору треба провести замір і обчислити по ньому значення, то необхідність у перериванні виникає кожні 60 / (32 * 8 * 2) = 0,1171875 с... Інакше 512 разів на хвилину.
Кварц у нас 11059200, тому редукцію на перший таймер вибираємо рівною 64 і інкрементувати він буде 172800 разів на секунду. Але нам треба не 172 800 разів, а в 8,53 (3) швидше 172 800 / 8,53 (3) = 0x4F1A.
Повний цикл займе 32 * 8 * 2 * 64 * 20250/11059200, що рівно 60 сек (без залишку)
Перевірка: 60 ​​сек (без залишку) дорівнює завданням "цикли точно в 1хв".
Для зміни кварцу в автоматичному режимі пишемо формулу обчислення періоду таймера 0xFFFF-(CLOCKr/64)*60/512.
АЦП мікропроцесора має розрядність 10 біт, але у документації сказано, що абсолютна похибка становить ±2 молодших розряду, тому приймаємо розрядність АЦП=8 біт. Вимірюй у нас по кожному каналу 0xFF в хвилину, а максимальну кількість збережених хвилинних репортів приймемо рівним 0xFFFF (на 45 діб). Тому під струми відводимо 4 байти на канал, а під потужності 5 байти на канал. Кожен пакет бажано пронумерувати, а експлуатувати девайс ми збираємося не менше 24 годин – відводимо під номери пакетів два байти (NnNn).
Це все упаковуємо в текстовий формат і наймолодший байт не відправляємо, що рівносильно поділу на 256 (система вимірює 256 разів на хвилину, хвилинні репорти, тому потрібно поділити суму на 256)
Далі упаковуємо все це на посилку виду:

>N_NnNnXiXiXiYyYyYyWwWwWwwWwTtTtTtTtt +#11 +#13

І того 37 байт на хвилинні пакети (точно 60 сік).
А на рахунок поточних даних розряд/заряд які треба надавати не рідше ніж 1 раз на 5 секунд, то беремо середнє арифметичне за два цикли (2 цикли * 8 вимірів = 16 що становить 2 у ступені чотири = зручно ділити на МК), упаковуємо їх в текстову посилку, додаючи байт стану і видаємо користувачеві кожні 2*1,875 = 3,75 секунди (що вкладається в заданий не рідше ніж 1 раз на 5 секунд).
Дані будемо видавати в текстовому вигляді, тому спочатку префікс "P_".

>P_KkIrIzUu +#11 +#13

І того 13 байти на 4х секундні пакети (точніше 3,75 сек.).

Фінальне тестування.

Алгоритм автономної роботи

  Як вже писалося вище, алгоритм складається за наявними даними та до даної конкретної ситуації... Дана конструкція створювалася за принципом "як є", за даними знайденим в інтернеті, з паралельних гілок та документації на акумулятори (тобто самостійні дослідження параметрів кількох сотень акумуляторів від різних виробників автор не проводив). Система перевірялася на декількох акумуляторах, що є у автора, і показала позитивний результат, тому з великою ймовірністю даний алгоритм підходить і до інших аналогічних акумуляторів від інших виробників.
Тому, якщо ви в даному описіпомітили якусь неточність або у вас є ідеї, як його покращити, то пишіть на електронну адресу, вказану в самому низу сторінки.
Один філософ говорив: "Вірити це означає відмовлятися розуміти". Тому не повторюйте у сліпу, а перевірте сумісність із вашими умовами перед повторенням даної конструкції.
Reset - Кнопка, яку можна натиснути сірником через щілину повітроводу.
Для активації режиму самопрограмування.

Дистанційне керування.

Як описано вище, було прийнято рішення не перевантажувати пристрій елементами індикації через їх високу ціну і малу ефективність при використанні системи в важкодоступних для візуального контролю місцях.
Тому, було прийнято рішення забезпечити пристрій інтерфейсом RS232, яким дане пристрій можна контролювати або з комп'ютера, або з пульта управління. При цьому, у разі використання кількох зарядних пристроїв паралельно, можна підключати один зовнішній пульт управління по черзі до кожної із зарядок.

Алгоритм заряду.

1) Перевірити напругу на клемах. Якщо менше 6,5В – скасування заряду зі звуковим сигналом.
2) Цикл заряду обмеження струму заряду (зазвичай близько 1-2А) до деякої порогової напруги (зазвичай близько 13.8-14.5В), а потім перехід на стабілізацію напруги.
3) Перевірка умови проведення розгойдування.
4) Перевірка умови зливу 1:10 залитого.
Якщо під час зливу напруга впала нижче 6,5 Вольт = вихід зі звуковим сигналом.
Якщо розгойдування вже було, і під час зливу 1:10 напруга впала нижче 8,6 Вольт = вихід зі звуковим сигналом.
5) Перевірочна умова закінчення заряду - Якщо розгойдування вже було, але середній струм за хвилину менше 0,09A = вихід зі звуковим сигналом.
6) Перевірка умови генерації звіту за два цикли.
7) Перевірка умови створення хвилинного звіту.
8) Перевірка чи не прийшла по рс232 команда - зупинка чи не натиснули SB4.
9) Іти до пункту 2

Алгоритм розряду

1) Перевірити напругу на клемах. Якщо менше 12,0В – скасування розряду зі звуковим сигналом.
2) Цикли розряду проводяться пульсуючим струмом з максимумом 0.1С (для 7.2Ah при I=0.1С ми отримаємо I=0.75А).
3) Перевірка напруги на клемах. Якщо середнє за хвилину менше 10,8В – скасування розряду зі звуковим сигналом.
4) Перевірка напруги на клемах. Якщо середнє за два цикли менше 6,5В – скасування розряду зі звуковим сигналом.
5) Перевірка умови генерації звіту за два цикли.
6) Перевірка умови генерації хвилинного звіту.
7) Перевірка чи не прийшла по рс232 команда - зупинка чи не натиснули SB4.
8) Іти до пункту 2

Прошивка та програма контролю.

Математична частина проекту до простої не відноситься, тому ми поки що розробили лише базову її частину. Базова частина вміє контролювати процеси заряду та розряду, відпрацьовує усі позаштатні ситуації, має алгоритми самодіагностики. Алгоритми тестування та гнучкого налаштування під ваше залізо (що враховують допуски деталей) ми плануємо написати пізніше. Тому поки що файли прошивки і програму контролю такий (в тестовий і основний набір), тобто. автор дописав систему до стану "А у мене працює і мені все подобається!", але якщо вам цікаво подальший розвиток проекту або є ідеї щодо покращення, то пишіть на адресу електронної пошти внизу сторінки... постараємось разом, що або придумати...
До цієї системи можна дописати:
1) Підстроювання під залізо з комп'ютера через RS232.
2) Завантаження підстроювальних параметрів у програму із заліза.
3) Телепузиків та анімашок у програмі контролю.
4) Алгоритм тестування ємності, що залишилася, і відсотка заряду АК.
5) Апаратний пульт управління - пристрій логера з LCD дисплеєм і I2C пам'яттю для запису логів.

З питання саморобних зарядних пристроїв в інтернеті є дуже багато різнотипної інформації, але, на мій погляд, критерієм її корисності є її відповідність до фізики та хімії процесів в акумуляторі. Під корисністю у цьому контексті розуміється відсутність негативних наслідків (шкоди) для акумуляторних батарей після застосування на практиці. Подробиці та посилання по даному пункту згорнуті до "пояснень".

"Клацніть по цьому тексту, щоб розгорнути пояснення"

За фахом я інженер, що проектує АСУ ТП (автоматизованих систем управління технологічними процесами) і трохи далекий від хімії (ТЗ на управління хімічними процесами зазвичай пишуть хіміки-технологи), тому я наприкінці статті зібрав найбільш інформативні, на мій погляд, посилання на цю тему . Але судити про їхню відповідність (адекватне відображення) фізичних та хімічних процесів в акумуляторі я не беруся. Але хочу попередити, що вони написані любителями і кожна з них може мати свої позитивні, негативні і навіть, на жаль, дуже шкідливі моменти.

Матеріали по ATX блокам живлення:
Потужний блок живлення шляхом модернізації блоків меншої потужності.
Модифікація блоку живлення.
ЗУ для свинцевих АКБ на МК Atmega8.
Зарядний пристрій на atmega8.

Обмеження.

Пристрій розроблено за принципом ЯК Є і автор не несе відповідальності за явні (або не явні) збитки, завдані в результаті повторення.

Тобто всі експерименти ви робите на свій страх та ризик.

Список часто задаваних питань читайте в

Якщо у вас виникли запитання та пропозиції – пишіть мені за адресою внизу сторінки

Якщо ви знайшли на моєму сайті щось цікаве чи корисне для себе і хочете бачити на цьому сайті нові цікаві проекти, а також підтримку, доопрацювання існуючих проектів, то всі бажаючі можуть підтримати цей проект, частково покрити оплату хостингу, витрати на розробку та переробку проектів.

Давно хотілося зробити автоматичне ЗУ, т.к. автомобіль знаходиться далеко від будинку та неможливий постійний контроль за зарядом. Після багаторазового повторення подібних пристроїв довелося відмовитися традиційного транзисторного управління струмом заряду, т.к. важко досягти достатньої надійності ЗУ. В результаті народився цей пристрій. Недоліки ступінчастого регулювання окупилися відсутністю вентиляторів та громіздких радіаторів.

Максимальний струм заряду визначається потужністю трансформатора та власне тиристорами + діодний міст. Алгоритм заряду можна за бажання змінювати самостійно (вихідник є). Після включення ЗУ та натискання на кнопку «Розр» починається розряд (струм визначається потужністю лампи фари). Після досягнення напруги нижче 10,2в ЗУ перетворюється на режим заряду. Алгоритм заряду: 10 с заряд максимальним струмом (15А), 20 с розряд струмом 0,6А при включеному т.S3 MAX, 30 с заряд номінальним струмом (6А), 20 с розряд струмом 0,6 А і так далі. Після досягнення АКБ напруги 13,8в ЗУ перетворюється на режим дозаряду, що виключає інтенсивне кипіння і нагрівання акумулятора. Основний струм заряду зменшується до 1,5-0,5А, час максимального струму зменшується до 2 сек, а струм розряду – до 0,1А. Коли АКБ зарядиться до напруги 14,8в ЗУ перейде в режим зберігання, якщо тумблер встановити в положення Дес/Ручн то ЗУ не переходить в режим зберігання і потрібно відключення вручну. Якщо "Дес/Ручн" увімкнути до включення пристрою, то ЗУ перейде в ручний режим і регулювання струму здійснюється ступінчасто перемикачем обмоток трансформатора. Після встановлення «Дес/Ручн» у нижнє положення ЗУ переходить в автоматичний режим. Якщо при включенні ЗУ кнопку «Розр» утримувати натиснутою, пристрій перейде в режим тренування АКБ (жовтий світлодіод) (3 рази розряд-заряд) і потім перехід на зберігання. У режимі зберігання при зниженні напруги на АКБ нижче 12,6В включається ЗП і дозарядиться АКБ і т.д. циклічно. Про закінчення заряду свідчить загоряння синього світлодіода.

Усі силові елементи встановлені на одному радіаторі та не нагріваються вище 50 градусів. Цей пристрій не є «лікарем», проте при постійному використанні продовжує термін служби АКБ. При експлуатації даного пристрою спостерігалося відновлення ємності засульфатованої батареї (час розряду 5,5 години замість 3,5 години до тренування).

При налагодженні пристрою МК не встановлюється. Перемичками подаємо 5в по черзі на виходи та перевіряємо працездатність. Резисторами R17, R18 встановлюємо струми розряду 0.6А та 0,1А відповідно. Особливу увагу необхідно приділити налаштуванню компаратора R25 -на схеміу лівому верхньому кутку перерахунок. При напрузі на АКБ 13.8в напруга на дільнику д.б. 1.97в. Деякі труднощі можуть виникнути через розкидання параметрів елементів дільника, тому необхідно експериментувати. При правильному налаштуванні компаратора АКБ вимикається вчасно і дозаряду не вимагає, при цьому щільність електроліту максимальна.

Реле типу TIANBO 15A, резистор R25 типу СП5. Трансформатор 250Вт. Вторинна обмотка на струм до 15А, відводи починаючи з 13в через кожні 0.7-1в, у мене вийшло від кожного витка. На платі реле К1 відсутня (захист від пропадання мережі) т.к. в оригіналі реле живиться від мережі. Цей пристрій повторювався неодноразово і працює не один рік. Раніше ЗУ виконувалося на транзисторах, що обмежувало максимальний струм заряду.

Завантажити прошивку, вихідний файл ASM і файл друкованої плати LAY ви можете нижче

Список радіоелементів

Позначення	Тип	Номінал	Кількість	Примітка	Магазин	Мій блокнот
IC1	МК PIC 8-біт	PIC16F628A	1			До блокноту
VR1	Лінійний регулятор	L7805AB	1			До блокноту
VT1	Біполярний транзистор	КТ972А	1	можна з літерою Б		До блокноту
VT2	Біполярний транзистор	КТ819А	1	можна з будь-яким буквеним індексом		До блокноту
1	Біполярний транзистор	КТ3102	1			До блокноту
	Оптопара	MOC3052M	3			До блокноту
TS1	Тиристор & Сімістор	ТС122-25-12	1			До блокноту
TS2	Тиристор & Сімістор	ТС122-15	1			До блокноту
TS3	Тиристор & Сімістор	ТС106-10-2	1			До блокноту
D3, D5-D9, D11-D14	Випрямний діод	1N4007	10			До блокноту
D4	Діод	Д242	1	можна будь-який інший 10 Ампер		До блокноту
VDD	Випрямний міст	KBK25B	1	або будь-який інший на 25 Ампер		До блокноту
VD3	Світлодіод	C535A-WJN	1	або будь-який інший білий		До блокноту
VD4-VD6	Світлодіод	АЛ307В	3	або будь-який інший зелений		До блокноту
VD7	Світлодіод	АЛ307А	1	або будь-який інший червоний		До блокноту
VD8	Світлодіод	C503B-BAN	1	або будь-який інший синій		До блокноту
VD9	Світлодіод	АЛ307Е	1	або будь-який інший жовтий		До блокноту
VD10	Стабілітрон	КС182А	1			До блокноту
C1, C4		470 мкФ 25 В	2			До блокноту
C3	Конденсатор	0.1 мкФ	1			До блокноту
C5, C6	Електролітичний конденсатор	100 мкФ 25 В	2			До блокноту
C7	Електролітичний конденсатор	47 мкФ 25 В	1			До блокноту
R1-R3	Резистор	20 Ом	3			До блокноту
R4, R10, R16, R17	Резистор	1.5 ком	4			До блокноту
R5-R8, R11, R15, R20, R21	Резистор	10 ком	8			До блокноту
R9	Резистор	200 Ом	1			До блокноту
R12-R14	Резистор	750 Ом	3			До блокноту
R18, R19	Підстроювальний резистор	10 ком	2			До блокноту
R22	Резистор	300 Ом	1			До блокноту
R24	Резистор	100 Ом	1