Arduino Battery Tester Sa WEB User Interface .: 5 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ngayon, ang elektronikong kagamitan ay gumagamit ng mga backup na baterya upang mai-save ang estado kung saan naiwan ang operasyon nang ang kagamitan ay naka-patay o kung hindi sinasadya, napapatay ang kagamitan. Ang gumagamit, kapag binuksan, ay bumalik sa puntong siya ay nanatili at sa gayon ay hindi nagsasayang ng oras o ng pagkakasunud-sunod ng pagpapatupad ng kanyang mga gawain.

Hakbang 1: Panimula

Gumagawa ako ng isang proyekto upang masukat ang estado ng mga baterya na may iba't ibang mga capacities at voltages gamit ang pamamaraan: Dalawang-baitang DC load. Ang pamamaraang ito ay binubuo ng pagguhit ng isang maliit na kasalukuyang mula sa baterya sa loob ng 10 segundo at isang mataas na kasalukuyang para sa 3 segundo (pamantayan ng IEC 61951-1: 2005). Mula sa pagsukat na ito ang panloob na paglaban ay kinakalkula at samakatuwid ang estado nito.

Ang workstation ay binubuo ng maraming mga konektor, isa para sa bawat uri ng baterya, at isang PC. Para dito, kinakailangan ang isang interface ng gumagamit (UI). Ang pinakamahalagang bahagi ng tutorial na ito ay ang UI dahil sa iba pang mga itinuturo na inilarawan ang mga pamamaraang ito ng pagsubok sa baterya. Sinubukan ko ang Pagproseso at nakakuha ng magagandang resulta ngunit nagpasyang gumawa ng sarili kong software gamit ang isang lokal na web server at samantalahin ang potensyal ng HTML, CSS at php.

Alam na napakahirap magpadala ng impormasyon mula sa Arduino sa isang windows PC ngunit sa huli, nagtagumpay ako. Ang lahat ng mga programa ay kasama sa tutorial na ito.

Hakbang 2: Ano ang Sususukat Namin at Paano

Panloob na Paglaban.

Ang bawat totoong baterya ay may panloob na paglaban. Palagi naming ipinapalagay na ito ay isang perpektong mapagkukunan ng boltahe, ibig sabihin, makakakuha tayo ng maraming kasalukuyang pagpapanatili ng nominal na boltahe na pare-pareho. Gayunpaman, ang laki ng baterya, mga katangian ng kemikal, edad, at temperatura ay nakakaapekto sa dami ng kasalukuyang baterya na mapagkukunan. Bilang isang resulta, maaari kaming lumikha ng isang mas mahusay na modelo ng isang baterya na may isang perpektong mapagkukunan ng boltahe at isang risistor sa serye, tulad ng ipinakita sa Larawan 1.

Ang isang baterya na may mababang panloob na paglaban ay makapagbibigay ng mas maraming kasalukuyang at pinapanatili ang malamig, gayunpaman, ang isang baterya na may mataas na pagtutol ay sanhi ng pag-init ng baterya at ang boltahe ay nahuhulog sa ilalim ng pagkarga, na nagpapalitaw ng isang maagang pag-shutdown.

Ang panloob na pagtutol ay maaaring kalkulahin mula sa kasalukuyang boltahe na relasyon na ibinigay ng dalawang puntos sa isang curve ng paglabas.

Ang dalawang-baitang na paraan ng pag-load ng DC ay nag-aalok ng isang kahaliling pamamaraan sa pamamagitan ng paglalapat ng dalawang magkakasunud-sunod na pag-load ng iba't ibang mga alon at tagal ng oras. Ang baterya ay unang pinalabas sa isang mababang kasalukuyang (0.2C) sa loob ng 10 segundo, na sinusundan ng isang mas mataas na kasalukuyang (2C) para sa 3 segundo (tingnan ang Larawan 2); kinakalkula ng batas ng Ohm ang mga halaga ng paglaban. Ang pagsusuri sa pirma ng boltahe sa ilalim ng dalawang kundisyon ng pag-load ay nag-aalok ng karagdagang impormasyon tungkol sa baterya, ngunit ang mga halaga ay mahigpit na lumalaban at hindi isiwalat ang estado ng singil (SoC) o mga pagtatantya sa kapasidad. Ang pagsubok sa pag-load ay ang ginustong pamamaraan para sa mga baterya na nagpapagana sa pag-load ng DC.

Tulad ng naunang nakasaad, maraming mga pamamaraan ng pagsukat ng mga baterya na ginagamot sa iba pang mga itinuturo at maaaring ipatupad sa Arduino, ngunit sa kasong ito, kahit na hindi ito nag-aalok ng isang kumpletong pagtatasa ng estado ng baterya, nagbibigay ito ng mga halagang maaaring ginamit upang tantyahin ang kanilang pag-uugali sa hinaharap.

Ang panloob na paglaban ay matatagpuan sa pamamagitan ng paggamit ng ugnayan

Kung saan

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

1-Boltahe ay sinusukat sa panahon ng mababang kasalukuyang at mas matagal na oras;

2-Boltahe na sinusukat sa panahon ng mataas na kasalukuyang at mas maikling instant na oras;

? 1 - Kasalukuyan sa panahon ng mas matagal na oras;

? 2 - Kasalukuyan sa panahon ng mas maikling instant na oras.

Hakbang 3: Circuit

Ang circuit ay isang kasalukuyang mapagkukunan na kumukuha ng 0.2C (sa kasong ito 4mA) at 2C (sa kasong ito 40mA) mula sa mga baterya na gumagamit lamang ng isang circuit na kinokontrol ng signal ng PWM mula sa Arduino. Sa ganitong paraan posible na sukatin ang lahat ng mga backup na baterya na may C = 20mAh, hindi alintana ang kanilang boltahe sa saklaw mula 1.2V hanggang 4.8V at iba pang mga baterya na may iba't ibang kapasidad din. Sa unang bersyon, gumamit ako ng dalawang transistors bawat isa na may isang pag-load upang maubos ang 4mA at ang iba pang 40mA. Ang variant na iyon ay hindi naaangkop para sa hinaharap dahil nais nilang sukatin ang iba pang mga baterya na may iba't ibang mga kapasidad at ang pamamaraan na ito ay nangangailangan ng isang malaking bilang ng mga resistors at transistors.

Ang circuit na may kasalukuyang mapagkukunan ay ipinapakita sa Larawan 3. Ang dalas ng signal ng PWM mula sa pin 5 ng Arduino board ay 940Hz, kaya nga, ang Fc of Low Pass Filter (LPF) ay 8 Hz, nangangahulugan ito na ang unang magkatugma ng Ang signal ng PWM (940Hz) ay magpapalambing sa 20dB sapagkat ang mga filter ng RC ay nagbibigay ng 10 dB ng pagpapalambing bawat dekada (bawat 10 beses na ang Fc - pagpapalambing ay 10dB sa 80Hz at 20dB sa 800Hz). Ang IRFZ44n transistor ay sobrang laki dahil, sa hinaharap, mas malalaking baterya na may kapasidad ang masubok. Ang LM58n, dual operating amplifier (OA), ay ang interface sa pagitan ng Arduino board at ng IRFZ44n. Ang LPF ay ipinasok sa pagitan ng 2 pagpapatakbo amplifiers upang matiyak ang isang mahusay na decoupling sa pagitan ng microprocessor at ang filter. Sa Fig.3, ang pin A1 ng Arduino ay konektado sa mapagkukunan ng transistor IRFZ44n upang suriin ang kasalukuyang iginuhit mula sa baterya.

Ang circuit ay binubuo ng 2 bahagi, sa ibaba ng Arduino UNO board at sa itaas ng kasalukuyang mapagkukunan, tulad ng ipinakita sa susunod na larawan. Tulad ng nakikita mo, sa circuit na ito ay walang switch o mga pindutan, ang mga ito ay nasa UI sa pc.

Pinapayagan din ng circuit na ito ang pagsukat ng kapasidad ng baterya sa mAh dahil mayroon itong kasalukuyang mapagkukunan at ang Arduino board ay may timer.

Hakbang 4: Mga Programa

Tulad ng nabanggit sa itaas, ang application ay mayroong, sa isang panig, isang UI na ginawa gamit ang HTML, CSS, at, sa kabilang panig, ang Arduino sketch. Ang interface ay lubos na simple, sa sandaling ito, sapagkat ginagawa lamang nito ang pagsukat ng panloob na paglaban, sa hinaharap ay magsasagawa ito ng maraming mga pag-andar.

Ang unang pahina ay may isang drop down na listahan, mula sa kung saan pipiliin ng gumagamit ang boltahe ng baterya upang masukat (Larawan 4). Ang programa sa unang pahina na HTML, ay tinatawag na BatteryTesterInformation.html. Ang lahat ng mga baterya ay may kapasidad na 20mAh.

Pangalawang pahina, BatteryTesterMeasurement.html.

Sa pangalawang pahina, ang baterya ay nakakonekta sa ipinahiwatig na konektor at simulan (pindutan ng SIMULA) ang pagsukat. Sa sandaling ito, ang led na ito ay hindi kasama sapagkat mayroon lamang itong isang konektor ngunit, sa hinaharap, magkakaroon sila ng mas maraming mga konektor.

Kapag na-click ang pindutan ng SIMULA, magsisimula ang komunikasyon sa Arduino board. Sa parehong pahina na ito, ipinapakita ang form ng Mga Resulta ng Pagsukat kapag ang Arduino board ay nagpapadala ng mga resulta ng pagsubok sa baterya at ang mga pindutan ng SIMULA at CANCEL ay nakatago. Ginamit ang pindutang BACK upang simulan ang pagsubok ng isa pang baterya.

Ang pagpapaandar ng susunod na programa, ang PhpConnect.php, ay upang kumonekta sa Arduino board, nagpapadala at tumatanggap ng data mula sa Arduino boards at web server.

Tandaan: Ang paghahatid mula sa PC patungong Arduino ay mabilis ngunit ang paghahatid mula sa Arduino patungong PC ay may pagkaantala ng 6 na segundo. Sinusubukan kong malutas ang nakakainis na sitwasyong ito. Mangyaring, ang anumang tulong ay lubos na pinahahalagahan.

At ang Arduino sketch, BatteryTester.ino.

Kapag ang resulta na panloob na paglaban ay 2 beses na mas malaki kaysa sa paunang (bagong baterya), ang baterya ay masama. Iyon ay upang sabihin, kung ang baterya sa ilalim ng pagsubok ay may 10 Ohms o higit pa at, sa pamamagitan ng pagtutukoy, ang ganitong uri ng baterya ay dapat magkaroon ng 5Ohms, ang baterya na iyon ay masama.

Ang UI na ito ay nasubukan sa FireFox at Google nang walang mga problema. Nag-install ako ng xampp at wampp at mahusay itong tumatakbo sa pareho.

Hakbang 5: Konklusyon

Ang ganitong uri ng pag-unlad na gumagamit ng isang interface ng gumagamit sa PC ay may maraming mga pakinabang sapagkat pinapayagan nito ang gumagamit ng isang mas madaling pag-unawa sa gawaing ginagawa nila pati na rin ang pag-iwas sa paggamit ng mga mamahaling sangkap na nangangailangan ng pakikipag-ugnay sa mekanikal, na ginagawang madali silang masira.

Ang susunod na hakbang ng pag-unlad na ito ay upang magdagdag ng mga konektor at baguhin ang ilang mga bahagi ng circuit upang subukan ang iba pang mga baterya, at magdagdag din ng isang charger ng baterya. Pagkatapos nito, ang PCB ay ididisenyo at iuutos.

Ang UI ay magkakaroon ng higit pang mga pagbabago upang maisama ang pahina ng charger ng baterya

Mangyaring, anumang ideya, pagpapabuti o pagwawasto ay huwag mag-atubiling magbigay ng puna upang mapabuti ang gawaing ito. Sa kabilang banda, kung mayroon kang anumang mga katanungan, tanungin mo ako, sasagutin ko ito nang mas mabilis hangga't makakaya ko.