Arduino tabanlı Pil Aşırı Deşarj Koruma Devresi

Bu yazımızda, 12V SLA bataryayı aşırı deşarja karşı koruyabilen ve aynı zamanda aşırı şarjlı bataryanın bağlanması durumunda bağlı yükü aşırı gerilimden koruyabilen Arduino kullanarak 12v batarya için bir aşırı deşarj koruma devresi oluşturacağız.

Pil Şarj / Deşarj Oranlarını Anlama

Tüm piller doğal bir düşüşe sahiptir, ancak çoğu kullanıcı tarafından cehalet nedeniyle zarar görür. Akü voltajı belli bir derecenin altına düşerse akü ömrü kısalır, 12V SLA aküde 11.80 V'un altına inmemesi gerekir.

Bu proje karşılaştırıcılar ile gerçekleştirilebilir, ancak burada aynısını gerçekleştirmek için mikrodenetleyici ve kodlama kullanıyoruz.

Bu devre, çalışma sırasında beslemede gürültü yaratmayan dirençli yükler ve diğer yükler için çok uygundur. Fırçalanmış DC motorlar gibi endüktif yüklerden kaçınmaya çalışın.

Mikrodenetleyiciler gürültüye karşı hassastır ve bu kurulum böyle bir durumda hata voltaj değerlerini okuyabilir ve yanlış voltajda pilin yüklenmesini kesebilir.

Nasıl çalışır

Tartışılan aşırı deşarj koruması 12v pil için devre, giriş voltajını düşürmekten ve arduino'nun voltajı okuyabileceği dar aralığa indirgemekten sorumlu bir voltaj bölücüsünden oluşur.

10k önceden ayarlanmış direnç, arduino üzerindeki okumaları kalibre etmek için kullanılır, bu okumalar arduino tarafından röleyi tetiklemek için kullanılır, bu kurulumun kalibrasyonu makalenin ilerleyen bölümlerinde tartışılacaktır.

Rölenin durumunu göstermek için bir LED göstergesi kullanılır. Transistör röleyi açar / kapatır ve röleye bir diyot bağlanarak röle tarafından üretilen yüksek voltaj artışını açar / kapatır.

Akü voltajı 11.80V'nin altına düştüğünde röle açılarak akünün yükten bağlantısını keser ve LED göstergesi de yanar, bu devre aküden aşırı voltaj okuduğunda da aynı olur, programda aşırı voltaj kesmeyi ayarlayabilirsiniz. .

Akü 11.80V'nin altına düştüğünde röle yükü keser, röle ancak akü voltajı programda belirlenen nominal voltajın üzerine çıktığında yükü aküye yeniden bağlar.

Nominal gerilim, yükün normal çalışma gerilimidir. Yukarıda belirtilen mekanizma, yükten ayrıldıktan sonra akü voltajı yükseldiği için yapılır ve bu, düşük akü durumunda röleyi AÇIK duruma getirmemelidir.

Programdaki nominal voltaj, tipik 12V SLA akülerin tam akü voltajı olan 12.70 V olarak ayarlanmıştır (Şarj cihazından çıkarıldıktan sonra tam akü voltajı).

Program kodu:

//---------Program developed by R.Girish----------//
float cutoff = 11.80 //Cutoff voltage
float nominal = 12.70 //Nomial Voltage
float overvoltage = 14.00 //Overvoltage
int analogInput = 0
int out = 8
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
int off=13
void setup()
{
pinMode(analogInput,INPUT)
pinMode(out,OUTPUT)
pinMode(off,OUTPUT)
digitalWrite(off,LOW)
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10)
{
vin=0.0
}
if(vin<=cutoff)
{
digitalWrite(out,HIGH)
}
if(vin>=nominal && vincutoff)
{
digitalWrite(out,LOW)
}
if(vin>=overvoltage)
{
digitalWrite(out,HIGH )
delay(10000)
}
Serial.println('INPUT V= ')
Serial.println(vin)
delay(1000)
}
//---------Program developed by R.Girish----------//

Not:

float kesme = 11.80 // Kesme gerilimi
float nominal = 12.70 // Nomial Gerilim
float overvoltage = 14.00 // Aşırı gerilim

Yukarıdaki değerleri değiştirerek kesme, nominal ve aşırı gerilimi değiştirebilirsiniz.
Farklı akü voltajıyla çalışmadığınız sürece bu değerleri değiştirmemeniz önerilir.

Nasıl kalibre edilir:

Bu pil aşırı deşarj koruma devresinin kalibrasyonu dikkatlice yapılmalıdır, değişken bir güç kaynağına, iyi bir multimetreye ve önceden ayarlanmış direnci ayarlamak için bir tornavidaya ihtiyacınız vardır.

1) Tamamlanan kurulum, yük olmadan değişken güç kaynağına bağlanır.
2) Değişken güç kaynağı üzerinde 13 volt ayarlayın, bunu multimetre kullanarak doğrulayın.
3) Seri monitörü açın ve 10k önceden ayarlanmış direnç saatini veya saatin tersi yönde döndürün ve okumaları multimetrenin okumalarına yaklaştırın.
4) Şimdi, değişken güç kaynağının voltajını 12V'a düşürün, multimetre ve seri monitör aynı veya çok yakın değeri okumalıdır.
5) Şimdi gerilimi 11.80 V'a düşürün, röle tetiklenmeli ve LED yanmalıdır.
6) Şimdi gerilimi 14.00V'a yükseltin, rölenin tetiklemesi gerekir ve LED yanmalıdır.
7) Yukarıdaki setler başarılı olursa, değişken güç kaynağını tam şarjlı bir pil ile değiştirin, seri monitör ve multimetredeki okumalar aynı veya aynı olmalıdır.
8) Şimdi yükü bağlayın, her ikisindeki okumalar aynı kalmalı ve senkronize olmalıdır.
Yukarıdaki adımlar başarılı olursa, devreniz bataryaya hizmet vermeye hazırdır.

NOT:

Lütfen kalibrasyon sırasında bu noktaya dikkat edin.

Röle, düşük voltaj kesilmesi veya aşırı voltaj kesilmesi nedeniyle tetiklendiğinde, seri monitördeki okumalar multimetredeki gibi doğru voltajı okumaz ve multimetrede olduğundan daha yüksek veya daha düşük gösterir.

Ancak voltaj normal çalışma voltajına geri döndüğünde röle kapanır ve doğru voltajı göstermeye başlar.

Yukarıdaki noktanın sonucu, röle AÇIK olarak tetiklendiğinde, seri monitördeki okumaların bazı önemli farklılıklar göstermesi ve bu aşamada tekrar kalibre etmeniz gerekmemesidir.