12 V akumuliatoriaus įkroviklio grandinė, naudojant LM317 (12 V maitinimo šaltinis)

Daugumą mūsų elektronikos projektų maitina švino rūgšties akumuliatorius. Šiame projekte leiskite mums aptarti, kaip įkrauti šią švino rūgšties bateriją paprasta, lengvai suprantama ir iš namų sukurta grandine. Šis projektas sutaupys jus nuo investicijų į akumuliatorių įkroviklį ir padės prailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Taigi pradėkime !!!!

Pradėkime nuo kelių pagrindinių švino rūgšties akumuliatorių supratimo, kad galėtume efektyviau pastatyti įkroviklį. Didžioji dalis švino rūgšties baterijų rinkoje yra 12 V baterijos. Kiekvienos baterijos Ah (amperų valandos) gali skirtis priklausomai nuo reikiamos talpos, pavyzdžiui, 7 Ah baterija galės tiekti 1 amperą 7 valandas (1 amperas * 7 valandos = 7 Ah). Dabar, kai visiškai išsikrausite, akumuliatorių procentinė dalis turėtų būti maždaug 10,5, tai laikas mums įkrauti baterijas. Rekomenduojama, kad akumuliatoriaus įkrovimo srovė būtų 1/10-oji akumuliatoriaus Ah vertės. Taigi 7 Ah akumuliatoriaus įkrovimo srovė turėtų būti apie 0,7 ampero. Didesnė nei ši srovė gali pakenkti akumuliatoriui ir sutrumpinti jo veikimo laiką. Atsižvelgiant į tai, šis mažas naminisįkroviklis galės suteikti jums kintamą įtampą ir kintamą srovę. Srovė gali būti reguliuojama atsižvelgiant į esamą akumuliatoriaus Ah reitingą.

Ši švino rūgšties akumuliatoriaus įkroviklio grandinė taip pat gali būti naudojama mobiliesiems telefonams įkrauti, pritaikius įtampą ir srovę pagal mobilųjį telefoną, naudojant POT. Ši grandinė užtikrins reguliuojamą nuolatinės srovės maitinimą iš kintamosios srovės tinklo ir veiks kaip kintamosios ir nuolatinės srovės adapteris; Anksčiau esu sukūręs kintamą maitinimo šaltinį su dideliu srovės ir įtampos išėjimu.

Būtini komponentai:

Transformatorius 12V 1Amp
IC LM317 (2)
Diodų tiltas W005
Jungties gnybtų blokas (2)
Kondensatorius 1000uF, 1uF
Kondensatorius 0.1uF (5)
Kintamas rezistorius 100R
Rezistorius 1k (5)
Rezistorius 10k
Diodas - Nn007 (3)
LM358 - „Opamp“
0,05R - šunto rezistorius / viela
LCD-16 * 2 (pasirinktinai)
„Arduino Nano“ (neprivaloma)

Grandinės paaiškinimas:

Visa šios akumuliatoriaus įkroviklio grandinės schema parodyta žemiau:

Pagrindinis mūsų 12 V maitinimo grandinės tikslas yra valdyti akumuliatoriaus įtampą ir srovę, kad ją būtų galima įkrauti geriausiu įmanomu būdu. Šiuo tikslu mes panaudojome du LM317 IC, vienas naudojamas įtampai valdyti, o kitas - srovei riboti. Čia mūsų grandinėje IC U1 naudojamas srovei valdyti, o IC U3 - įtampai valdyti. Aš primygtinai rekomenduoju jums perskaityti LM317 duomenų lapą ir jį suprasti, kad jis būtų naudingas bandant panašius projektus, nes LM317 yra dažniausiai naudojamas kintamas reguliatorius.

Įtampos reguliatoriaus grandinė:

Paprasta įtampos reguliatoriaus grandinė, paimta iš LM317 duomenų lapo, parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje. Čia išėjimo įtampa sprendžiama pagal rezistoriaus reikšmes R1 ir R2, mūsų atveju rezistorius R2 naudojamas kaip kintamas rezistorius išėjimo įtampai valdyti. Formulės išėjimo įtampai apskaičiuoti yra Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Naudojant šias formules, parenkama atsparumo vertė 1K (R8) ir 10K-pot (RV2). Taip pat galite naudoti šią LM317 skaičiuoklę R2 vertei apskaičiuoti.

Srovės ribotuvo grandinė:

Srovės ribotuvas grandinės, paimtas iš LM317 anketa lape, rodoma aukščiau paveiksle; tai yra paprasta grandinė, kuri gali būti naudojama norint apriboti srovę mūsų grandinėje, atsižvelgiant į varžos vertę R1. Formulės išėjimo srovei apskaičiuoti yra Iout = 1,2 / R1. Remiantis šiomis formulėmis, puodo RV1 vertė parenkama kaip 100R.

Taigi, norint valdyti srovę ir įtampą, naudojami du potenciometrai RV1 ir RV2, kaip parodyta aukščiau pateiktose schemose. LM317 maitina diodinis tiltas; pats diodų tiltas yra sujungtas su transformatoriumi per jungtį P1. Transformatoriaus reitingas yra 12V 1 Amperas. Vien šios grandinės pakanka, kad galėtume sukurti paprastą grandinę, tačiau naudodamiesi keletu papildomų nustatymų galime stebėti LCD įkroviklio srovę ir įtampą, o tai paaiškinta toliau.

Ekrano įtampos ir srovės rodymas naudojant „Arduino“:

„ Arduino Nano“ ir LCD (16 * 2) pagalba galime parodyti įkroviklio įtampos ir srovės vertes. Bet kaip tai padaryti !!

„Arduino Nano“ yra 5 V veikiantis mikrovaldiklis, bet daugiau nei 5 V jį sunaikins. Tačiau mūsų įkroviklis veikia 12 V įtampoje, todėl naudojant įtampos skirstytuvo grandinę (0-14) voltų vertė susiejama iki (0-5) V naudojant rezistorius R1 (1k) ir R2 (500R) anksčiau atlikta 0-24v 3A reguliuojamos maitinimo grandinėje, kad būtų rodoma įtampa LCD ekrane naudojant „Arduino Nano“.

Norėdami išmatuoti srovę, mes naudojame labai mažos vertės šuntinį rezistorių R4, kad sukurtume įtampos kritimą visame rezistoriuje, kaip matote žemiau esančioje grandinėje. Dabar naudodami omo dėsnio skaičiuoklę galime apskaičiuoti srovę, einančią per rezistorių, naudodami I = V / R formules .

Mūsų grandinėje R4 vertė yra 0,05R, o didžiausia srovė, kuri gali praeiti per mūsų grandinę, bus 1,2 ampero, nes transformatorius yra toks. Maitinimo reitingas rezistorius gali būti apskaičiuota naudojant p = I ^ 2R. Mūsų atveju P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07, tai yra mažiau nei ketvirtadalis vatų. Bet jei jūs negaunate 0.05R arba jei jūsų dabartinis įvertinimas yra aukštesnis, tada atitinkamai apskaičiuokite galią. Dabar, jei mes galėsime išmatuoti įtampos kritimą per rezistorių R4, mes galėsime apskaičiuoti srovę per grandinę naudodami mūsų „Arduino“. Bet šis įtampos kritimas yra labai minimalus, kad mūsų „Arduino“ jį skaitytų. Taigi stiprintuvo grandinė sukonstruota naudojant „Op-amp LM358“, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, šios „Op-Amp“ išvestis per „RC“ grandinę suteikiama mūsų „Arduino“, kad būtų galima išmatuoti srovę ir rodyti LCD ekrane.

Nusprendę grandinės komponentų vertę, prieš pradedant naudoti tikrąją aparatinę įrangą, visada rekomenduojama naudoti modeliavimo programinę įrangą. Čia aš naudoju „ Proteus 8“, kad imituočiau grandinę, kaip parodyta žemiau. Modeliavimą galite paleisti naudodami failą (12V_charger.pdsprj), pateiktą šiame ZIP faile.

Akumuliatoriaus įkroviklio sukūrimas:

Kai būsite pasirengę grandinei, galėsite pradėti kurti įkroviklį, galite naudoti „Perf“ plokštę šiam projektui arba sukurti savo PCB. Aš naudojau PCB, PCB buvo sukurtas naudojant KICAD. KICAD yra atvirojo kodo PCB projektavimo programinė įranga, kurią galima nemokamai atsisiųsti internete. Jei nesate susipažinę su PCB projektavimu, nesijaudinkite !!! Pridedu „Gerber“ ir kitus spausdinimo failus (atsisiųskite čia), kuriuos galite perduoti vietiniam PCB gamintojui ir pagaminti jūsų plokštę. Taip pat galite pamatyti, kaip jūsų PCB atrodys po gamybos, įkeliant šiuos „Gerber“ failus (ZIP failą) į bet kurį „Gerber Viewer“. Žemiau parodytas mūsų įkroviklio PCB dizainas.

Pagaminę PCB, surinkite ir lituokite komponentus pagal schemose pateiktas reikšmes, kad jūsų patogumui aukščiau pateiktame ZIP faile taip pat būtų pridėtas BOM (medžiagų sąrašas), kad galėtumėte juos lengvai įsigyti ir surinkti. Surinkus mūsų įkroviklį, jis turėtų atrodyti maždaug taip…

Baterijos įkroviklio testavimas:

Dabar atėjo laikas išbandyti mūsų įkroviklį, kad įkroviklis veiktų, „ Arduino“ ir LCD nereikia. Jie naudojami tik stebėjimo tikslais. Galite juos sumontuoti naudodami „Bergstick“, kaip parodyta aukščiau, kad galėtumėte juos pašalinti, kai jums reikia kito projekto.

Jei norite išbandyti, išimkite „Arduino“ ir prijunkite transformatorių. Dabar naudokite POT RV2 išvesties įtampą pagal reikiamą įtampą. Patikrinkite įtampą naudodami multimetrą ir prijunkite jį prie akumuliatoriaus, kaip parodyta žemiau. Tai yra, kad mūsų įkroviklis dabar veikia.

Dabar, prieš prijungdami „Arduino“, išbandykite įeinančią įtampą į „Arduino Nano“ kaiščius A0 ir A1, ji neturėtų viršyti 5 V, jei išėjimo grandinė veikia tinkamai. Jei viskas gerai, prijunkite „Arduino“ ir LCD. Norėdami įkelti į „Arduino“, naudokite toliau pateiktą programą. Ši programa tiesiog parodys įkroviklio įtampą ir srovę, mes galime tai naudoti norėdami nustatyti įtampą ir stebėti, ar mūsų akumuliatorius įkraunamas teisingai. Patikrinkite žemiau pateiktą vaizdo įrašą.

Jei viskas veikia taip, kaip tikėtasi, turėtumėte gauti LCD ekraną, kaip parodyta ankstesniuose paveiksluose. Dabar viskas padaryta, viskas, ką turime padaryti, tai prijungti įkroviklį prie bet kurios 12 V baterijos ir įkrauti ją naudodamiesi pageidaujama įtampa ir srove. Tas pats įkroviklis taip pat gali būti naudojamas jūsų mobiliajam telefonui įkrauti, tačiau prieš prisijungdami, patikrinkite dabartinį ir įtampos dydį, reikalingą įkrauti mobilųjį telefoną. Norėdami įkrauti mobilųjį telefoną, prie mūsų grandinės taip pat turite prijungti USB laidą.

Jei turite kokių nors abejonių, nedvejodami naudokitės komentarų skiltimi. Mes visada pasirengę jums padėti !!

LAIMINGOS MOKYMOSI !!!!