MODUL NABIJENÍ-VYBIJENÍ BATERIÍ K PC

MĚŘENÍ PROUDU A VYBIJENÍ BATERIÍ K PC

Vágner Vlastimil

Přípravky pro měření proudu a vybíjení baterií je možné používat s počítačem každý samostatně nejen pro udržování baterií ale i pro jiná měření. Původní přípravky která jdou požívat s programy k tomuto článku jsou zde na webu v článcích „NAB.VYB – VERZE2, NABÍJEČKA, VYBÍJEČKA BATERIÍ, MĚŘENÍ U, I “.

Popis modulů

Modul se skládá ze dvou částí první část je vlastně převodník A/D jde o integrovaný obvod TLC549 což je osmibitový A/D převodník modul se připojuje na sériový port nebo pomocí redukce USB/COM. Napájení A/D modulu je 7VDC, modul má stabilizátor napětí na hodnotu 5V které je současně jak napájecí tak je použito jako referenční napětí pro A/D převodník tím je dána jeho rozlišovací schopnost 5/255= 0.0196V zaokrouhleno je pak 0.02V.Modul umožňuje měřit na dvou rozsazích první rozsah je od 0V do maximálně 5VDC a druhý rozsah umožňuje měřit napětí také od 0V do 50VDC volba rozsahů se provádí přepínačem PŘ.1. Na modulu jsou tři zdířky modrá červená a žlutá,do modré zdířky se připojuje záporný pól od měřené baterie nebo zdroje,do červené zdířky se připojuje kladný pól od měřené baterie nebo zdroje.V žluté zdířce je ukončen výstupní signál počítače TXD který ovládá cívku relátka toto relátko slouží k tomu že při dosažení zadaného napětí které je měřeno A/D převodníkem vypne napájení relátka které poté odpojí vybijenou baterii od zátěže.Za zmínku tohoto triviálního zapojení převodníku stojí bočník složený z rezistorů označených ve schématu R4 a R5,na těchto přesných hodnotách záleží při měření napětí na rozsahu 50VDC naměřená hodnota A/D převodníku,proto jsou ve schématu naznačeny trimry TP1 a TP2 kterými nahradíme pokud chceme rezistory R4 a R5 a na trimrech nastavíme hodnoty jenž mají R4 a R5 tím je nastavení bočníku pro měření na rozsahu 50VDC hotovo.Schéma zapojení převodníku je na obrázku č.01.

Druhou část modulu vybíjení tvoří pouze přepínač pro volbu nastavení vybijecího proudu nebo odečtu napětí při vybíjení, zdířky pro připojení napájecího napětí, zdířky pro připojení vybíjené baterie nebo baterií, další částí modulu je potenciometr pro nastavení vybíjecího proudu. Pak část kde je relé a výkonový tranzistor v jehož emitoru je zapojený bočník RB1 tvořený rezistorem o hodnotě 1R / 17W. Napájení celé elektroniky modulu vybíjení je stabilizováno na napětí 5VDC pomocí IO3 toto napětí napájí jak cívku relátka tak i napětí pro ovládání výkonového tranzistoru. Ovládací signál TXD z počítače pro cívku relátka RE1 se připojuje do žluté zdířky, po přivedení napětí na cívku relátka RE1 sepnou jeho kontakty RE1A a RE1B spínací kontakty RE1A přivedou napájecí napětí před diodu D3 na potenciometr kterým nastavujeme velikost vybíjecího proudu. Kontakty RE1B připojí měřené napětí z přepínače PŘ.2 na vstup A/D modulu kde je napětí přivedeno na přepínač PŘ.1 který volí napětí 0 – 5VDC nebo 0 – 50VDC přes bočník. Pokud je přepínač PŘ.2 přepnut na měření proudu tak modul A/D měří napětí na rezistoru RB1 což je bočník v emitoru tranzistoru T2, tím že rezistor RB1 má hodnotu 1R je přímo dán úbytek napětí při určitém proudu. Po přepnutí přepínače PŘ.2 do polohy označené napětí A/D převodník měří velikost napětí vybijené baterie při zatížení kterou zobrazuje na monitoru počítače a zapisuje po zadané době do souboru. Pozor na dvě nastavení POKUD SE NASTAVUJE VYBIJECÍ PROUD TAK ROZSAH NA MODULU A/D PŘEVODNÍKU MUSÍ BÝT V ROZSAHU 0 – 5VDC. To znamená že pokud budeme vybijet baterii která má i po vybití stále napětí více jak 5VDC např.baterie 6VDC tak při nastavování vybijecího proudu přepneme přepínač rozsahů na A/D modulu na rozsah 0 – 5VDC, potenciometrem P1 na modulu vybijení nastavíme vybíjecí proud poté ukončíme program PROUD.EXE viz popis k programu. Na modulu A/D přepneme na rozsah 0 – 50VDC na modulu vybíjení přepneme přepínač PŘ2 na rozsah měření napětí spustíme program VYBIJENÍ.EXE a počítač pak již sám řídí vybijení baterie.Pokud hodnota napětí dosáhne zadané hodnoty program provede vypnutí relé RE1 a ukončí se, schéma zapojení ovládací a výkonové části vybiječe je na obrázku č.02.

Popis programů

Ovládací programy pro tyto moduly jsou dva programy jsou v adresáři BATERIE, jsou napsány ve VB6.

Program PROUD.EXE : je program na ovládání A/D převodníku použitého pouze na nastavení nebo měření proudu a ovládání relátka, při nastavování vybíjecího proudu při vybíjení baterií s modulem z Obr.č.02, (nebo může být použit jiný modul např. z článku „ VYBÍJEČKA BATERIÍ zde na webu“ nebo dle vlastního návrhu), kde je pomocí kontaktů relátka uzavírán el.okruh nebo jiných různých pokusech kdy kontakty relátka spínají bočník do okruhu kde se potom měří protékající proud měřeným el.okruhem. Po spuštění se sám navolí volný COM port nebo může být zadán ručně volba je mezi COM2, COM1. Poté zvolíme rozsah na modulu dle možného protékajícího proudu tuto volbu volíme zatržítkem u rozsahu 0 – 5V nebo 0 – 50V. po této volbě program sepne relé připojené na vývod TXD a na monitoru se začne zobrazovat protékající proud bočníkem. Program ukončíme kliknutím myší na „ X „ na liště současně je vypnut i vývod TXD a tím rozepnuty kontakty relé které rozpojí el.okruh.

Program VYBIJENÍ.EXE : je program na ovládání A/D převodníku který měří napětí v el.okruhu který uzavírá sepnutím kontaktů relé ovládaným výstupem TXD z počítače. Po spuštění se sám navolí volný COM port nebo může být zadán ručně volba je mezi COM2, COM1, poté v rámečku s nápisem „VYPÍNACÍ NAPĚTÍ“ zadáme vypínací hodnotu napětí při které dojde k odpojení baterie od zátěže. Poté zadáme v rámečku s nápisem „ ČAS ZÁPISU“ dobu po jaké se budou zapisovat hodnoty do souboru, volba je od vteřiny až po minuty pokud chceme zadat hodnotu pět minut zadáme hodnotu 300. Jedna minuta = 60 vteřin pět minut 5 x 60 = 300. Poté zvolíme rozsah napětí zaškrtnutím zatržítka 0 – 5V, 0 – 50V klikneme na tlačítko „START“ poté program již měří napětí a zapisuje do souboru naměřené hodnoty. Tyto hodnoty porovnává se zadanou hodnotou „VYPÍNACÍHO NAPĚTÍ„ pokud změřené napětí dosáhne shodné hodnoty program provede zápis hodnoty do souboru a ukončí se, současně vypne i výstup TXD. V souboru je poté za hodnotou napětí zapsáno „BATERIE VYBITA“ soubor s názvem („BATERIE.TXT“ si program pokud není vytvořen sám vytvoří a při každém dalším spuštění zapisuje další hodnoty pod již zapsané). V případě že chceme program ukončit ručně (dříve) ukončíme ho kliknutím na tlačítko s nápisem „STOP“ nebo kliknutím na „X“ v horní liště, v obou případech dojde k vypnutí výstupu TXD a v souboru se zapíše „VYBIJENÍ UKONČENO“.

Používání obou modulů současně

Moduly mezi sebou propojíme a propojíme s PC, připojíme napájecí napětí do napájecích svorek na A/D modulu a do svorek modulu vybíjení. Na modulu A/D zvolíme rozsah měření do 5VDC přepínačem PŘ.1. Do vybíjecího modulu připojíme baterii na počítači spustíme program „PROUD.EXE“ a postupujeme dle návodu, po nastavení proudu ukončíme program „PROUD.EXE“ přepneme přepínač volby napětí/proud PŘ.2 do polohy napětí na modulu A/D převodníku přepneme rozsah dle napětí vybijené baterie, pokud je napětí do 5VDC tak necháme rozsah do 5VDC. Spustíme program „VYBIJENÍ.EXE“ dle návodu zadáme hodnoty klikneme na políčko „STATRT“ nyní již program hlídá hodnotu napětí, pokud chceme ukončit vybijení před dosažením hodnoty baterie klikneme na políčko s nápisem „STOP“ nebo klikneme na X v horní liště“.

Používání modulů samostatně

Modul A/D může pouze měřit i napětí v el.okruhu a při zadané hodnotě poté el.okruh rozpojí, může být použit i s modulem popsaným zde na webu v článku „VYBÍJEČKA BATERIÍ“ kde je na vybíjení použita žárovka. V tomto případě je na ovládání použit zde uvedený program „VYBIJENÍ.EXE“.

Na monitorování protékajícího proudu v uvedeném el.zapojení v citovaném článku nebo i v jiných el.zapojeních je možné použít zde uvedený program na měření proudu „PROUD.EXE“, pouze se musí zvolit na přípravku „MODULU A/D“ PŘEPÍNAČI ROZSAH NAPĚTÍ KTERÝ JE V EL.OKRUHU“, modul pak sám ovládá spínáním kontaktů relátka el.okruh.

Místo relátka je možné použít například i polovodiče tranzistory, optočleny a podobně záleží na individuálním použití.

Seznam součástek :

Rezistory R1…M2 , R2,R3…10K , R4…27K , R5…3K , R6…13R , R7…10K , R8..27K ,

Trimry : TP1…50K , TP2…10K , víceotáčkové , bočník RB1….1R/17W

Potenciometry : P1…10K ,

KONDENZÁTORY : C1,C2,C3,C4…..KERAMIKA 100NF ,

POLOVODIČE :

Diody : D1 ,D2…ZENERKY NAPĚTÍ 4V7 , D3 , D4….1N4007

Tranzistory : T1….BD119 , T2….BC337 ,

Integrované obvody :

IO1 , IO3…..7805 , IO2….TLC549 , patice k použitým IO

Relé napětí cívky 5VDC proud kontaktů do 1A DC.