Penguji Bateri Arduino Dengan Antara Muka Pengguna WEB .: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Hari ini, peralatan elektronik menggunakan bateri sandaran untuk menyelamatkan keadaan di mana operasi tersebut ditinggalkan semasa peralatan dimatikan atau ketika, secara tidak sengaja, peralatan tersebut dimatikan. Pengguna, ketika menghidupkan, kembali ke titik di mana dia tinggal dan dengan itu tidak membuang masa atau perintah pelaksanaan tugasnya.

Langkah 1: Pengenalan

Saya sedang membuat projek untuk mengukur keadaan bateri dengan kapasiti dan voltan yang berbeza menggunakan kaedah: Beban DC dua peringkat. Kaedah ini terdiri daripada menarik arus kecil dari bateri selama 10 saat dan arus tinggi selama 3 saat (standard IEC 61951-1: 2005). Dari pengukuran ini rintangan dalaman dikira dan oleh itu keadaannya.

Stesen kerja akan terdiri daripada beberapa penyambung, satu untuk setiap jenis bateri, dan PC. Untuk ini, antara muka pengguna (UI) diperlukan. Bahagian terpenting dari tutorial ini adalah UI kerana dalam instruksional lain telah dijelaskan kaedah ujian bateri ini. Saya mencuba Pemprosesan dan mendapat hasil yang baik tetapi memutuskan untuk membuat perisian saya sendiri menggunakan pelayan web tempatan dan memanfaatkan potensi HTML, CSS dan php.

Telah diketahui bahawa sangat sukar untuk menghantar maklumat dari Arduino ke PC windows tetapi pada akhirnya, saya berjaya. Semua program disertakan dalam tutorial ini.

Langkah 2: Apa yang Akan Kita Ukur dan Bagaimana

Rintangan Dalaman.

Setiap bateri sebenar mempunyai rintangan dalaman. Kami selalu menganggap bahawa ia adalah sumber voltan yang ideal, iaitu, kita dapat banyak arus menjaga voltan nominal tetap. Walau bagaimanapun, saiz bateri, sifat kimia, usia, dan suhu semuanya mempengaruhi jumlah arus yang dapat dijana oleh bateri. Sebagai hasilnya, kita dapat membuat model bateri yang lebih baik dengan sumber voltan yang ideal dan perintang secara bersiri, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

Bateri dengan rintangan dalaman yang rendah dapat membekalkan arus lebih banyak dan tetap sejuk, namun, bateri dengan rintangan tinggi menyebabkan bateri menjadi panas dan voltan jatuh di bawah beban, mencetuskan penutupan awal.

Rintangan dalaman dapat dikira dari hubungan voltan semasa yang diberikan oleh dua titik dalam kurva pelepasan.

Kaedah pemuatan DC dua peringkat menawarkan kaedah alternatif dengan menerapkan dua beban pelepasan berturutan dari arus yang berlainan dan jangka masa. Bateri mula-mula habis pada arus rendah (0.2C) selama 10 saat, diikuti dengan arus yang lebih tinggi (2C) selama 3 saat (lihat Rajah 2); undang-undang Ohm mengira nilai rintangan. Menilai tanda tangan voltan di bawah dua keadaan beban memberikan maklumat tambahan mengenai bateri, tetapi nilainya sangat tahan dan tidak menunjukkan keadaan cas (SoC) atau anggaran kapasiti. Uji beban adalah kaedah yang disukai untuk bateri yang menggerakkan beban DC.

Seperti yang dinyatakan sebelumnya, terdapat banyak kaedah untuk mengukur bateri yang diperlakukan dalam instruksi lain dan yang dapat dilaksanakan dengan Arduino, tetapi dalam hal ini, walaupun tidak memberikan penilaian lengkap mengenai keadaan bateri, ia memberikan nilai yang dapat digunakan untuk mengira tingkah laku masa depan mereka.

Rintangan dalaman dijumpai dengan menggunakan hubungan

Di mana

Ri = (V1 - V2) / (I2 - I1)

1 Voltan diukur semasa arus rendah dan sekejap lebih lama;

2-Voltan diukur semasa arus tinggi dan masa yang lebih pendek;

1 - Semasa dalam jangka masa yang lebih lama;

? 2 - Semasa semasa waktu yang lebih singkat.

Langkah 3: Litar

Litar adalah sumber arus yang menarik 0.2C (dalam kes ini 4mA) dan 2C (dalam kes ini 40mA) dari bateri menggunakan hanya satu litar yang dikawal dengan isyarat PWM dari Arduino. Dengan cara ini adalah mungkin untuk mengukur semua bateri sandaran dengan C = 20mAh, tanpa mengira voltan dalam julat dari 1.2V hingga 4.8V dan bateri lain dengan kapasiti yang berbeza juga. Dalam versi pertama, saya menggunakan dua transistor masing-masing dengan beban untuk mengalirkan 4mA dan 40mA yang lain. Varian itu tidak sesuai untuk masa depan kerana mereka ingin mengukur bateri lain dengan kapasiti yang berbeza dan skema ini memerlukan sebilangan besar perintang dan transistor.

Litar dengan sumber semasa ditunjukkan pada Gambar. 3. Kekerapan isyarat PWM dari pin 5 dari papan Arduino adalah 940Hz, sebab itulah, Fc Low Pass Filter (LPF) adalah 8 Hz, ini bermaksud harmonik pertama dari Isyarat PWM (940Hz) akan dilemahkan 20dB kerana penapis RC memberikan redaman 10 dB setiap dekad (setiap 10 kali Fc - redaman akan 10dB dalam 80Hz dan 20dB dalam 800Hz). Transistor IRFZ44n terlalu besar kerana, pada masa akan datang, bateri berkapasiti lebih besar akan diuji. LM58n, penguat operasi ganda (OA), adalah antara muka antara papan Arduino dan IRFZ44n. LPF dimasukkan di antara 2 penguat operasi untuk memastikan pemutusan yang baik antara mikropemproses dan penapis. Dalam Gambar.3, pin A1 dari Arduino disambungkan ke sumber transistor IRFZ44n untuk memeriksa arus yang diambil dari bateri.

Litar ini terdiri daripada 2 bahagian, di bawah papan Arduino UNO dan di atas sumber semasa, seperti yang ditunjukkan dalam foto seterusnya. Seperti yang anda lihat, di litar ini tidak ada suis atau butang, ia berada di UI di komputer.

Litar ini juga memungkinkan mengukur kapasiti bateri dalam mAh kerana mempunyai sumber semasa dan papan Arduino mempunyai pemasa.

Langkah 4: Program

Seperti disebutkan di atas, aplikasi memiliki, di satu sisi, UI yang dibuat dengan HTML, CSS, dan, di sisi lain, lakaran Arduino. Antaramuka sangat mudah, buat masa ini, kerana hanya melaksanakan pengukuran rintangan dalaman, di masa depan ia akan melakukan lebih banyak fungsi.

Halaman pertama mempunyai senarai drop-down, dari mana pengguna memilih voltan bateri yang akan diukur (Gbr. 4). Program HTML halaman pertama, dipanggil BatteryTesterInformation.html. Semua bateri mempunyai kapasiti 20mAh.

Halaman kedua, BatteryTesterMeasurement.html.

Pada halaman kedua, bateri disambungkan ke penyambung yang ditunjukkan dan mulakan (butang MULAI) pengukuran. Buat masa ini, led ini tidak disertakan kerana hanya mempunyai satu penyambung tetapi, pada masa akan datang, mereka akan mempunyai lebih banyak penyambung.

Setelah butang MULAI diklik, komunikasi dengan papan Arduino akan bermula. Dalam halaman yang sama ini, bentuk Hasil Pengukuran ditunjukkan ketika papan Arduino mengirimkan hasil ujian bateri dan butang MULAI dan BATAL disembunyikan. Butang BACK digunakan untuk memulakan ujian bateri lain.

Fungsi program seterusnya, PhpConnect.php, adalah berhubung dengan papan Arduino, menghantar dan menerima data dari papan Arduino dan pelayan web.

Catatan: Penghantaran dari PC ke Arduino cepat tetapi penghantaran dari Arduino ke PC mempunyai kelewatan 6 saat. Saya cuba menyelesaikan keadaan yang menjengkelkan ini. Tolong, sebarang pertolongan amat dihargai.

Dan lakaran Arduino, BatteryTester.ino.

Apabila rintangan dalaman yang dihasilkan adalah 2 kali lebih besar daripada yang awal (bateri baru), bateri akan rosak. Maksudnya, jika bateri yang diuji mempunyai 10 Ohm atau lebih dan, mengikut spesifikasi, bateri jenis ini semestinya mempunyai 5Ohms, bateri itu buruk.

UI ini diuji dengan FireFox dan Google tanpa masalah. Saya memasang xampp dan wampp dan ia berjalan dengan baik di kedua-duanya.

Langkah 5: Kesimpulannya

Jenis pengembangan ini menggunakan antara muka pengguna pada PC mempunyai banyak kelebihan kerana memungkinkan pengguna memahami lebih mudah tentang pekerjaan yang mereka lakukan serta menghindari penggunaan komponen mahal yang memerlukan interaksi mekanikal, yang menjadikan mereka rentan terhadap kerosakan.

Langkah seterusnya dari pengembangan ini adalah dengan menambahkan penyambung dan mengubah beberapa bahagian litar untuk menguji bateri lain, dan menambahkan pengecas bateri juga. Selepas itu, PCB akan dirancang dan disusun.

UI akan mempunyai lebih banyak pengubahsuaian untuk memasukkan halaman pengecas bateri

Harap idea, penambahbaikan atau pembetulan jangan ragu untuk memberi komen untuk memperbaiki karya ini. Sebaliknya, jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, tanyakan kepada saya, saya akan menjawabnya secepat yang saya dapat.