Форум РадиоКот

Хочу представить вашему вниманию устройство три в одном.
1. Регулируемый блок питания
2. Зарядное устройство для любых типов аккумуляторов,
3. Маломощная электронная нагрузка (можно умощнить, все зависит от охлаждения транзистора).

Всё это вместе позволит не только заряжать, но и разряжать аккумуляторы, обеспечивая таким образом полный цикл тестирования АКБ.
А также использовать устройство для различных целей где нужно различное напряжение и ток.
Хотелось сделать максимально простое устройство и вместе с тем с достаточно хорошими параметрами.
Что собственно и вышло.
По сути оно состоит из микроконтроллера, силового модуля, дисплея и преобразователя для питания МК и дисплея. Все довольно просто в плане схемотехники.

Устройство представляет собой приставку, которая подключается к подходящему блоку питания и позволяет выставлять необходимые ток или напряжение на выходе.

Сам силовой модуль построен по топологии SEPIC.
Это значит что выходное напряжение может быть как выше так и ниже входного, что довольно удобно.

Управляющая часть построена на базе микроконтроллера STM32F302CBT6.
Выбрана версия МК которая имеет два встроенных ОУ и в которой есть ЦАП. Сделано это для упрощения схемы и уменьшения количества компонентов на плате.

Устройство имеет большой дисплей (на базе контроллера ILI9341) и сенсорное управление (на базе контроллера XPT2046).
Управление сделано таким образом что буквально в несколько кликов можно выставить нужные параметры.

Изначально сомневался в удобстве сенсорного управления, среди вариантов также думал и о энкодере и о кнопках, но на практике управление с помощью тачскрина оказалось довольно удобным и быстрым.

Напряжение пульсаций замерить не удалось моим простым USB осциллографом, думаю оно не превышает 20 мВ, благодаря дополнительному LC фильтру.
Точность установки устройства: для напряжения не хуже 1%, для тока не хуже 2 %.
Правда на больших значениях тока (больше 70% от максимального) погрешность доходит до 5%, пока не победил это.
С напряжением этой проблемы нет, во всем диапазоне точность вполне достаточная.

Для удобства логика разбита на два режима.
1. Режим блока питания
2. Режим зарядно-разрядного устройства.

Параметры в режиме блока питания следующие:
Входное напряжение: 5 - 32 вольт
Выходное напряжение: 0 - 32 вольт
Ток нагрузки:
- в упрощённой версии: до 3 ампер,
- в продвинутой: до 10 ампер
Само собой имеется стабилизация тока и напряжения.

Параметры в режиме зарядного устройства:
Выбор типа аккумулятора. Сразу под выбранный тип устанавливается нужное напряжение, до которого он будет заряжаться и разряжается.
Выбор тока зарядки и разрядки задаётся в ручную с шагом 100 мА.
Максимальные значения тока такие же как и в блоке питания.

Выбор трех режимов.
1. Только зарядка
2. Разрядка -> зарядка
3. Зарядка - > разрядка -> разрядка
При разрядке или зарядке отображается отданная и принятая ёмкость соответственно. Также отображается внутреннее сопротивление АКБ.

В устройстве есть график, на который можно вывести нужный параметр, например ток, напряжение или еще что. Или даже несколько параметров сразу.
В будущем сделаю масштабирование как по оси x (скорость графика), та и по оси y (величина параметра)

Из перечисленного пока не все реализовано.
Режим блока питания реализован полностью, протестирован и им уже можно пользоваться.
А вот режим зарядного устройства пока ещё не сделан. Сделано только меню и настройки для него, но там уже не сложно это добавить.
Также хочу сделать другую, более мощную версию с синхронным выпрямлением и током до 10 ампер.
Пока не знаю стоит ли её делать или хватит и простой версии.

Перед первым использованием устройство нужно откалибровать.
Для этого в выключенном устройстве нужно нажать верхний левый угол сенсора и не отпуская, включить устройство.
Калибровка производится по двум точкам для тока и по двум для напряжения. Сделано это для устранения нелинейности, в первую очередь ОУ, которая почему-то присутствует.

Методика калибровки:
Нужно подключить мультиметр в соответствующем режиме измерения
и выставить на дисплее устройства такие же показания как на мультиметре.
Сначала нужно выставить ток для нижней границы (~200 мА), затем ток для верхней границы(~1.5 А).
Аналогично и для напряжения. Нижняя граница для него ~2 вольта, верхняя ~15 вольт.

После этого можно пользоваться.

Интересно было бы услышать предложения и пожелания для улучшения устройства.

Как минимум сделать защиту от неправильного подключения АКБ.

удалил

вашето липо и лионы имеют одинаковое конечное =4,2в ,(лиш отделные виды разогнаны производителем и имеют конечное 4,35 в ущерб рресурсу)! если вы заряжали их до 4,5в то неудивителны взрывы и феерверки

Добавлено after 11 minutes 46 seconds:
защита от перполя нужна обязателна

[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3726879#p3726879"](лиш отделные виды разогнаны производителем и имеют конечное 4,35 в ущерб рресурсу)![/uquote]
спасибо за инфу

Ввод емкости можно конечно сделать, только я не знаю зачем это может быть нужно
Там же есть ввод зарядного тока, просто вводите значение исходя из емкости.

Обычно зарядка происходит током 0.5С (половина емкости), но не запрещается его менять в ту или иную сторону.
Некоторые типы литиевых аккумуляторов действительно имеют максимальное напряжение заряда 4.35 вольта,
но я бы не советовал так делать, лучше заряжать до 4.2 В, так и аккумулятор дольше прослужит и безопасней это.

Защиту от переполюсовки АКБ в будущей версии учту, нужно буде придумать как сделать просто и надежно.
Скорее всего n-канальный полевой транзистор последовательно подключу в разрыв минусового провода.

удалил

[uquote="НУ понимаеш...",url="/forum/viewtopic.php?p=3726969#p3726969"]если акк безымянный от балды можно не хило ток накрутить что и отвернутся не успееш[/uquote]
Так аналогично и емкость можно накрутить, разве нет?

удалил

Кто нибудь сможет подсказать почему у меня такое большое колебания значения АЦП, на 50 единиц колеблется вверх-вниз?
Причем в канале, на котором измеряется напряжение этого колебания нет, только в канале для тока это происходит.
Нужно скорее всего конденсатор параллельно входу ОУ, но нужно чтобы он не сильно замедлил скорость измерения, как считаете?

Оно конечно у меня усредняется с нескольких выборок, поэтому этого не видно на дисплее и на выходе БП.
Но хотелось бы добиться стабильного исходного значения АЦП.

И еще я подумал, что имеет смысл разбить измерение напряжения на диапазоны.
До 4 вольт измерять с шагом 0,001 вольт, а после с шагом 0,01 вольт.
Это позволит сильно повысить точность измерения внутреннего сопротивления аккумуляторов.

Переключение диапазона нужно делать на 4 вольтах потому, что АЦП 12 бит, а это 4096 значений.
И тогда замер сопротивления нужно будет делать на напряжении ниже 4 вольта.

чисто програмно усреднение делать надо для выборки скажеи из 10-15+замероф можно и усилитель тока превратить в интегратор ноэто уже апаратные доработки нужны насчет разбить на подиапазоны с авто переключением идея разумная многие так делают включая кетай хотя там есть свои грабли надо их учитывать должен быт гистерезис выбора предела иначе когда величина параметра в зоне близкой к точке переключки начинает колбасить автоматику

Добавлено after 3 minutes 21 second:
оп еще раз глянут походу ты не усиливаешь сигнал тока до подачи на ацп тогда все ясно зашумляет его надо усилить сигнал с шунта до уровня хотяб 2в

ОУ есть в самом микроконтроллере, сигнал с шунта усиливается в 16 раз.
А выход ОУ подключается к АЦП внутри самого МК.

С гистерезисом идея хорошая, как то не подумал. Как раз думал о возможных проблемах на границе диапазонов.
Думаю так сделать. При достижении 4.050 В переключаюсь с первого на второй диапазон, а при падении ниже 4.00 обратно с второго на первый.

Тишина.

Планирую делать другую, более мощную версию универсального блока питания и зарядного устройства.
Есть несколько вещей с которыми не могу определиться.
Какое управление лучше сделать.
- сенсорный экран
- энкодер
- энкодер + кнопки
Например кнопками влево вправо выбираем разряд, который будет меняться, энкодером меняем.
Или сделать чтобы в зависимости от частоты вращения энкодера изменялся шаг (с переменным шагом).
Вообщем вариантов масса, а вот какой выбрать чтобы было максимально удобно пока не решил.

Также с силовой частью не могу определится.
Хочу делать синхронное выпрямление, топологию выбрал SEPIC, как самую универсальную, может как повышать так и понижать напряжение.
Так вот, лучше делать на специальном ШИМ контроллере или все положить на плечи микроконтроллера?
Можно конечно и без синхроннго выпрямления, но тогда при токе 10 ампер, нужен будет массивный радиатор для диода,
а хотелось бы маленькое компактное устройство.

Что посоветуете?

По моему лучше сенсор или энкодер. Если силовая до 10А,то их легко получить что на комповском БП или на SG3525. Просто к примеру: