Arduino-baseret batteribeskyttelseskredsløb

I dette indlæg skal vi konstruere et overafladningsbeskyttelseskredsløb til 12v batteri ved hjælp af Arduino, som kan beskytte 12V SLA-batteri mod overafladning og også beskytte den tilsluttede belastning mod overspænding i tilfælde af overopladet batteri er tilsluttet.

Forståelse af batteriopladnings- / afladningshastigheder

Alle batterier har en naturlig tilbagegang, men de fleste af dem bliver beskadiget på grund af uvidenhed fra brugerens side. Batteriets levetid forkortes, hvis batteriets spænding går under en vis grad. I tilfælde af 12V SLA-batteri må det ikke gå under 11,80 V.

Dette projekt kunne udføres med komparatorer, men her bruger vi mikrocontroller og kodning for at opnå det samme.

Dette kredsløb er velegnet til resistive belastninger og andre belastninger, der ikke genererer støj i forsyningen under drift. Forsøg at undgå induktive belastninger såsom børstede jævnstrømsmotorer.

Mikrocontrollere er følsomme over for støj, og denne opsætning kan læse fejlspændingsværdier i sådanne tilfælde, og det kan afskære batteriet fra belastning ved forkert spænding.

Hvordan det virker

De diskuterede overafladningsbeskyttelse kredsløb til 12v batteri består af en spændingsdeler, der er ansvarlig for at nedtrappe indgangsspændingen og reducere til et smalt område, hvor arduino kan læse spændingen.

Den 10k forudindstillede modstand bruges til at kalibrere aflæsningerne på arduino. Disse aflæsninger bruges af arduino til at udløse relæet, kalibreringen af ​​denne opsætning vil blive diskuteret senere i artiklen.

En LED-indikator bruges til at indikere relæets status. Transistoren driver relæet til / fra, og en diode er forbundet over relæet for at standse højspændingsspids genereret fra relæ, mens den tændes / slukkes.

Når batterispændingen går under 11,80V, tændes relæet og afbryder batteriet fra belastning, og LED-indikatoren tændes også, dette sker det samme, når kredsløbet læser overspænding fra batteriet, du kan indstille overspændingsafbrydelsen i programmet .

Når batteriet går under 11,80V, afbryder relæet belastningen, relæet tilslutter kun belastningen til batteriet igen, når batterispændingen når over den nominelle spænding, der er indstillet i programmet.

Den nominelle spænding er normal driftsspænding for belastningen. Ovenstående mekanisme er udført, fordi batterispændingen stiger efter frakobling af belastning, og dette må ikke udløse relæet TIL ved lav batteritilstand.

Den nominelle spænding i programmet er indstillet til 12,70 V, hvilket er fuld batterispænding for typiske 12V SLA-batterier (Fuld batterispænding efter frakobling fra opladeren).

Programkode:

//---------Program developed by R.Girish----------//
float cutoff = 11.80 //Cutoff voltage
float nominal = 12.70 //Nomial Voltage
float overvoltage = 14.00 //Overvoltage
int analogInput = 0
int out = 8
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
int off=13
void setup()
{
pinMode(analogInput,INPUT)
pinMode(out,OUTPUT)
pinMode(off,OUTPUT)
digitalWrite(off,LOW)
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10)
{
vin=0.0
}
if(vin<=cutoff)
{
digitalWrite(out,HIGH)
}
if(vin>=nominal && vincutoff)
{
digitalWrite(out,LOW)
}
if(vin>=overvoltage)
{
digitalWrite(out,HIGH )
delay(10000)
}
Serial.println('INPUT V= ')
Serial.println(vin)
delay(1000)
}
//---------Program developed by R.Girish----------//

Bemærk:

flyde cutoff = 11.80 // Cutoff spænding
float nominal = 12,70 // Nominel spænding
flyde overspænding = 14.00 // Overspænding

Du kan ændre cut-off, nominel og overspænding ved at ændre ovenstående værdier.
Det anbefales ikke at ændre disse værdier, medmindre du arbejder med forskellige batterispændinger.

Sådan kalibreres:

Kalibreringen for dette batteri over afladningsbeskyttelseskredsløb skal udføres omhyggeligt. Du har brug for en variabel strømforsyning, et godt multimeter og en skruetrækker til justering af den forudindstillede modstand.

1) Den færdige opsætning er tilsluttet variabel strømforsyning uden belastning.
2) Indstil 13 volt på den variable strømforsyning, kontroller dette ved hjælp af multimeter.
3) Åbn den serielle skærm, og drej det 10k forudindstillede modstandsur eller mod uret, og hold målingerne tæt på målingerne på multimeteret.
4) Reducer nu spændingen fra den variable strømforsyning til 12V, multimeteret og den serielle skærm skal læse samme eller meget tæt værdi.
5) Reducer nu spændingen til 11,80 V, relæet skal udløses, og LED skal lyse.
6) Forøg nu spændingen til 14,00V, som relæet skal udløse, og LED lyser.
7) Hvis ovenstående sæt lykkes, skal du udskifte den variable strømforsyning med et fuldt opladet batteri, målingerne på seriel skærm og multimeter skal være ens eller meget tæt på det samme.
8) Tilslut nu belastningen, aflæsningerne på begge skal forblive de samme og synkroniserede.
Hvis ovenstående trin lykkes, er dit kredsløb klar til at betjene batteriet.

BEMÆRK:

Bemærk dette punkt under kalibrering.

Når relæet udløses på grund af lavspændingsafbrydelse eller på grund af overspændingsafbrydelse, læser aflæsningerne på seriel skærm ikke den korrekte spænding som på multimeter og viser højere eller lavere end på multimeter.

Men når spændingen falder tilbage til normal driftsspænding, slukkes relæet og begynder at vise den korrekte spænding.

Konklusionen af ​​ovenstående punkt er, at når relæet aktiveres, viser aflæsningerne på den serielle skærm en vis betydelig variation, og du behøver ikke at kalibrere igen på dette tidspunkt.