Тестер контроля емкости акб

Тестер емкости аккумулятора на Atmega8. Схема и описание

Схема подходит для никель-кадмиевых и никель-металлгидридных элементов и аккумуляторов (1-12 элементов), свинцово-кислотных (заливных, VRLA, SLA) аккумуляторов до 12 В, литий-ионных и литий-полимерных (1-4 элемента), а также для других типов, таких как LiFePO4, NiZn, щелочные и т. д., с общим напряжением до 20 В.

Тестер емкости позволит вам проверить, например, состояние аккумулятора, эффективность метода зарядки или обнаружить поддельные аккумуляторы (к сожалению, в последние годы рынок наводнен подделками).

Данное устройство также позволяет обслуживать аккумулятор – разрядить его до необходимого напряжения перед зарядкой, или разрядить аккумулятор до оптимального напряжения, чтобы подготовить его к длительному хранению.

Рейтинг популярных тестеров аккумуляторов для автомобилей

Даже самые надёжные автомобильные аккумуляторы не вечны — постепенно их ресурс уменьшается, и они выходят из строя. До момента покупки новой АКБ их можно ещё эксплуатировать, периодически замеряя характеристики специальным прибором – тестером. Чтобы правильно выбрать тестер, необходимо знать специфику их работы и характеристики.

Тестеры для проверки аккумуляторных батарей

Аккумуляторные батареи имеют свой ресурс, по истечении которого их приходится менять. Причём неважно, где они устанавливаются — в автомобилях или источниках бесперебойного питания. Ёмкость прекращает соответствовать паспортной, случаются перебои в работе, необходимое напряжение выдаётся далеко не всегда. В таких случаях, чтобы понять причину выхода из строя и принять решение по замене, лучше воспользоваться тестером для проверки аккумуляторов.

Проверка аккумулятора мультиметром – подробная инструкция по проверке работоспособности, емкости, тока и заряда

Главным топливом современного автомобиля является не бензин или дизель, а электричество. Без него не включится ни одна основная или вспомогательная система, и даже двигатель запустить не получится. Источником энергии является аккумулятор, о состоянии которого многие водители даже не задумываются, пока тот не выйдет из строя. В этой статье рассматривается, как проверить аккумулятор мультиметром, чтобы не оказаться в сложной ситуации, когда без сторонней помощи не обойтись.

Как проверить работоспособность батарейки мультиметром

Батарейка — универсальный портативный элемент питания, от которого работает большинство переносных девайсов. Существует множество разновидностей батареек — от простых солевых, до мощных литий-ионных аккумуляторов. При работе они имеют свойство разряжаться, да и новые батареи не всегда поставляются полностью заряженными. Поэтому нужно знать о том, как проверить батарейку мультиметром.

Тестер ёмкости автомобильного аккумулятора (ATmega8A + LM2575). Готовимся к зиме

Контроллер управляемого разряда

Расстановка фьюзов при программировании МК ATmega8A

ТЕСТЕР АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ 12В

Самодельный тестер автомобильных аккумуляторов, позволяющий быстро и достоверно оценить состояние 12 В батарей, сделан на основе китайского модуля ZB2L3. Это анализатор скорости разряда при определённой нагрузке работающий с АКБ 1.2-12 В, в том числе стандартных литиевых, типа 18650. Его цена на торговых площадках примерно 300 рублей.

Особенности SKAT-T-AUTO

• быстрая оценка ёмкости АКБ (около 15 сек);
• цифровой дисплей;
• тестер полностью автоматический;
• не требует калибровки или выбора диапазона измерений.

Характеристики модуля ZB2L3

• Рабочий ток: 70 мА
• Напряжение питания: 4.5-6 В (разъем USB)
• разрядное напряжение: 1-15 В, шаг 0.01 В
• Диапазон напряжения отключения: 0.5-11 В
• Разрядный ток: максимальный 3 А, разрешение 0.001 А
• Максимальная погрешность измерения напряжения: 1%
• Максимальная погрешность измерения тока: 1.5%
• Максимальная емкость батареи: 9999 А/ч (отображение путем сдвига десятичной точки)

Резистор 7,5 Ом на 5 Вт, входящий в комплект к тестеру, не сможет проверить автомобильный АКБ 12 В. Полностью заряженный аккумулятор будет при испытании давать ток около 1.7 А, так что мощность этого резистора должна быть не менее 20 Вт.

Как проверить аккумулятор мультиметром? Необходимое оборудование

Мультиметр – прибор, которым должен обладать любой автовладелец. Он позволяет оперативно и в «полевых условиях» определять массу показателей:

• напряжение;
• емкость батареи;
• сопротивление;
• температуру.

На некоторых современных аккумуляторах устанавливается индикатор заряда, что сильно облегчает жизнь водителю, но такие батареи стоят на 20–30% дороже обычного оборудования. Имея мультиметр, можно легко, быстро и с достаточным уровнем точности определить массу важных параметров, касающихся АКБ.

Описание

В основе этого измерителя емкости аккумулятора лежит микроконтроллер ATmega8A, ATmega8 или ATmega8L (DD1). Принцип работы тестера прост: подключите полностью заряженный аккумулятор к устройству. После окончания разряда аккумулятора вы получите значения его емкости и энергии.

Ток разряда выбирается цифровым способом в диапазоне от 0,01 до 2,56 A с шагом 0,01 A. Разряд прекращается при достижении конечного напряжения (напряжения отключения), которое также выбирается цифровым способом.

Микроконтроллер Atmega8 синхронизируется внутренним RC-генератором с частотой 8 МГц. Поскольку точность измерения зависит от точности измерения времени, поэтому в схеме используется внешний кварцевый резонатор на 32768 Гц.

Напряжение аккумулятора (максимальное значение 20 В) измеряется с помощью делителя напряжения на резисторах с R10, R13, R16. Отрегулируйте подстроечный резистор R16 так, чтобы значение на дисплее (в режиме отображения фактического напряжения) было равным реальному напряжению аккумулятора.

Аккумулятор разряжается через транзистор VТ1 (IRLB8743). Ток разряда измеряется на шунте R19 (0,24 Ом). Ток разряда стабилизируется операционным усилителем (ОУ) DD2 MC33171. Опорное напряжение получается с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с вывода OC1A (PB1 — вывод 15) микроконтроллера.

Сигнал ШИМ проходит через делитель напряжения (R12, R14, R17) и низкочастотный фильтр (C7), создавая постоянное напряжение, пропорциональное желаемому току разряда. Далее напряжение на затворе VT1 контролируется ОУ, так что напряжение на шунте R19 соответствует этому опорному напряжению.

Техника безопасности

При проведении манипуляций с автомобильными аккумуляторами существует два фактора, определяющих уровень безопасности для автовладельца:

• работа с электролитом, химически активным веществом;
• возможность поражения электрическим током.

Рассмотрим опасность второго типа. Сила тока автомобильных аккумуляторов достигает значительных величин, и в случае поражения человеческий организм может получить следующие повреждения:

• термические ожоги разной степени выраженности;
• мышечные судороги;
• остановку сердца, прекращение дыхательной активности, отказ других внутренних органов.

Поэтому работа с аккумуляторами, зарядными устройствами и измерительными приборами требует обязательного соблюдения соответствующих правил ТБ: работать нужно в резиновых перчатках, следует также позаботиться о том, чтобы поверхность помещения была сухой, а обувь имела прорезиненную подошву.

Помещение, в котором проводятся работы, должно быть хорошо вентилируемым, иначе можно отравиться парами серной кислоты или даже получить ожоги дыхательных путей. Наконец, не следует допускать перегрева автомобильного аккумулятора, поскольку это чревато взрывом легковоспламеняемых паров.

Помните, что правильный и своевременный уход за АКБ позволит существенно продлить его ресурс.

Корпус для активной нагрузки

Что касается коробки, то вот вариант, где корпус сделан на 3D принтере.

Только перемещен дисплей на переднюю панель с кнопками.

Нагрузка 10 A 60 В 150 Вт версии 2.27 в режиме разряда батареи до заданного порогового значения. Меню опций имеет предел отключения 10,8 В. В версии 2.27 меню построено таким образом, что произведение напряжения и тока не может быть установлено выше предела мощности. Например, если установим 10 А, максимальное напряжение будет 15 В. Однако когда установим 50 В, максимальный доступный ток разряда будет поставить невозможно больше, чем 3 А.

В старых версиях не было встроенного перерасчёта и приходилось считать самому, чтоб устройство не сгорело при включении. Нагрузка очень точная и простая в использовании.

Тем не менее, установлен медный радиатор бОльшего размера с вентилятором. Такая сборка от компьютера значительно снизила температуру управляющего транзистора и соответственно меньше шансов повредить его при работе на максимальной нагрузке. В настоящее время такая электронная нагрузка стоит около 25 долларов на Али.

Тут нагрузка подключена к аккумулятору с включенным пределом отсечки.

Через некоторое время напряжение отсечки исчезает, и текущая настройка (0,3 А) скачет, её можно изменить по время.

В левом нижнем положении поочередно отображается мощность потребляемая в Ваттах, количество энергии потребляемой в А/ч, температура в градусах и время.

Эта версия имеет интерфейс связи с ПК, с помощью которого можете считывать данные за заданный интервал времени, например таблицей XLS. Старая версия v.1.6 не имеет интерфейса подключения к ПК и в ней нет меню опции.

При покупке стоит обратить внимание, есть ли на кулере наклейка с надписью Cooler Master — она указывает на оригинальный продукт. К сожалению, в последнее время появилось много подделок.

↑ Сборка тестера АКБ

Под лампы пришлось вырезать отверстия в крышке, получилось интересно, вид как у лампового усилителя.

Процесс калибровки

Установите подстроечный резистор R18 в центральное положение. Последовательно подключите аккумулятор с разрядным током не менее 2,56 А и амперметр. Установите желаемый ток разряда на уровне 2,56 А, начните разряд (долгое нажатие кнопки SA1). Затем установите подстроечный резистор R17 так, чтобы фактический ток разряда был равен выбранному значению (2,56 А).

Далее установите ток разряда на 0,01 А. Затем скорректируйте смещение входов операционного усилителя DD2 с помощью R18 — установите R18 так, чтобы фактический ток составлял 0,01 А.

Силовой транзистор VT1 должен быть размещен на радиаторе, соответствующий максимально необходимой рассеиваемой мощности во время разряда (P = U*I). Транзистор VT1 (IRLB8743) — это MOSFET с TTL-логикой, который может работать с напряжением 5 В. Если используется стандартный тип MOSFET, то теоретически запитать ОУ можно и от более высокого напряжения (это может быть напряжение на входе 7805), но я рекомендую логический MOSFET.

Светодиод HL1 показывает, что идет разряд и измерение. Диоды VD1 и VD2 (1N4148) обеспечивают полное запирание транзистора VT1, когда процесс разрядки не активен.

Для управления контроллером используются кнопки SA1…SA3. В качестве устройства отображения используется 4-х разрядный светодиодный дисплей с общим анодом. Катоды дисплея подключены к порту D, аноды — к битам 2-5 порта B. В качестве дисплея можно использовать LD-D036UPG-C, LD-D028UR-C, LD-D036UR- C или LD-D056UR-C (типы с очень высокой яркостью). Сверхяркий дисплей позволяет отказаться от обычных транзисторов для усиления анодного тока.

Управление дисплеем мультиплексное. Частота мультиплексирования составляет около 100 Гц. Резисторы R1 … R8 определяют ток сегментов дисплея и, следовательно, его яркость. Они подобраны так, чтобы ток не превышал максимальный выходной ток вывода микроконтроллера (40 мА).

Тестер емкости аккумуляторных батарей питается от источника питания с напряжением 8 — 30В. Ток потребления составляет около 15-45 мА, в зависимости от количества подсвеченных сегментов индикатора и сопротивления резисторов R1 … R8. Конденсаторы C1, C2 и C3 должны быть расположены как можно ближе к микроконтроллеру.

Последовательно с проверяемой батареей подключите соответствующий предохранитель, в противном случае отказ тестера (например, отказ контроля тока или короткое замыкание VT1) или неправильная полярность подключения аккумулятора могут вызвать возгорание! Также рекомендуется использовать предохранитель на входе + блока питания.

Искусственная нагрузка с памятью

Тем временем на Али появилась новая версия с ЖК-дисплеем и памятью, которая позволяет сохранять различные настройки тока и напряжения. Реально хорошее направление развития для этого устройства.

Управление тестером

Тестер аккумулятора управляется 3-мя кнопками: «Mode» «+» и «-». Кнопка «Mode» переключает между шестью пунктами меню:

1. Отображение фактического напряжения аккумулятора (0,00 В — 20,4 В).
2. Измеренная энергия в Вт/ч (ватт-часах). Отображает символ «En», а затем значение. В процессе разряда значение увеличивается. После окончания разряда показывает окончательный результат.
3. Измеренная емкость в А/ч (ампер-часах). Отображает символ «Ah», а затем значение. В процессе разряда значение увеличивается. После окончания разряда показывает окончательный результат.
4. Прошедшее время разряда в часах (0,00 ч — 655 ч).
5. Желаемый ток разряда. Используйте + и — для выбора от 0,01 A до 2,56 A.
6. Выбранное конечное напряжение. Используйте кнопки + и -, чтобы выбрать напряжение, при достижении которого процесс разряда должен завершиться (диапазон от 0,80 В до 20,0 В).

Нажав «-» на пунктах 2, 3 и 4, вы можете сбросить значения энергии, емкости и времени (работает только в том случае, если процесс разряда не активен). Длительное нажатие кнопки «Mode» запускает или останавливает процесс разряда.

Когда процесс разрядки активен, то горит светодиод. После выключения светодиода вы можете просмотреть измеренные данные (энергия, емкость, время). Перед новым измерением необходимо сбросить данные. (Данные не сбрасываются автоматически в начале процесса разряда и измерения. Это позволяет возобновить прерванное измерение.)

Конечное напряжение разряда обычно выбирается в районе 0,8 — 1 В для NiCd и NiMH аккумуляторов, 2,5 — 3 В для литий-ионных и литий-полимерных и 8-10 В для свинцово-кислотных аккумуляторов.

Характеристики новой версии

• Дисплей на органических светодиодах OLED
• Напряжение питания: 12 В постоянного тока ± 5%
• Режим нагрузки: постоянный ток нагрузки
• Напряжение нагрузки: 0,5-60 вольт
• Диапазон регулирования тока разряда постоянного тока: 0-10 A
• Напряжение в диапазоне: 3,3 — 60 вольт, Точность: 0,01 В
• Максимальный диапазон емкости: 99999 мА/ч

К сожалению, они не указывают, какая там версия печатной платы. Для коррекции нажмите кнопку энкодера, главный интерфейс и интерфейс настроек будут переключены.

В интерфейсе настроек отрегулируйте поворотную кнопку, изменяя соответствующие параметры в настройках. Регулировка по часовой стрелке для увеличения значения, против часовой стрелки должна уменьшить значение. Данные будут сохранены автоматически после завершения настройки. Установятся значения без изменений после перезапуска питания.

В любом случае очень доволен этой покупкой, уже десятки раз использовал электронную нагрузку, чтобы проверить эффективность блока питания, и никогда не было проблем. Правда в случае с самым простым БП, который является трансформатором, диодным мостом и емкостью, значение тока показывается незначительно отклоненным.

Описание тестирования емкости батареи

Перед началом испытаний аккумулятор заряжается полностью, после чего нужно подождать 2 часа.

1. Подключить исследуемый аккумулятор.
2. Включить питание измерителя. На дисплее отобразится текущее напряжение аккумулятора.
3. Нажать кнопку + или – Тестер сам определяет тип батареи и по умолчанию выбирает и отображает конечные напряжения разряда, например, 3,0 В для Li-Po и 9 В для свинцовых. Кнопками +/- вручную изменить напряжение до 10.5 В так как не каждый аккумулятор без ущерба выдержит разряд до 9 вольт.
4. Установленное напряжение разряда подтвердить кнопкой ОК.
5. После контроля начнется тестирование, что будет видно по лампочке. При этом на дисплее последовательно появляться будут: текущее напряжение батареи, текущий ток разряда (через резистор 47 Ом) и определяемая емкость.
6. Тест длится несколько часов, конец теста показывается миганием дисплея. Лампа выключается автоматически, после завершения разряда.
7. Считываем и записываем показания. Причём в целях экономии энергии, результат держится несколько минут, потом дисплей гаснет и тестер переходит в спящий режим.

Заметьте, что тестер покажет только емкость рассчитанную через резистор 47 Ом, и мы должны добавить к этому значение с лампой. Лампа H7 имеет сопротивление горячей нити примерно 3 Ома. Аккумулятор разряжается параллельно через резистор и лампу накаливания. Примерно это будет 2,8 Ома, поэтому полученный результат следует умножить на 14,2. Расчеты очень просты, так что каждый сам узнать точное итоговое значение.

Было проведено и тестирование литиевых элементов 18650, разряжая их током около 0.4 А, с этим тоже не возникло никаких проблем. В общем прежде чем покупать или эксплуатировать долго стоявший аккумулятор, советуем проверить их этим несложным устройством.

Определение емкости

Емкость элемента питания — это величина, определяющая, сколько времени он сможет работать как энергоноситель для цепи при определенном токе. Выражается она в ампер-часах для мощных аккумуляторов и миллиампер-часах для небольших. Для примера: если на пальчиковом аккумуляторе написано 1000 мА ⋅ ч, то, при выдаваемом токе в 1000 мА он разрядится за час.

Определить, как замерить емкость батарейки мультиметром, можно только при наличии аккумуляторной батареи, так как для измерения нужно будет ее полностью разрядить. Использование гальванического элемента после этого будет невозможно. Для определения емкости аккумулятора методом контрольного разряда нужно:

Подобрать сопротивление нагрузки, обеспечивающее ток разряда батареи 100 — 200 мА;
1. Последовательно соединить аккумулятор, нагрузку, мультиметр в режиме измерения постоянного тока. Аккумулятор должен быть полностью заряжен;
2. К выводам батареи параллельно подключить второй мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения;
3. Сразу после соединения начать отсчет времени;
4. Установить, за какое время напряжение батареи уменьшится вдвое. Это и будет считаться её полным разрядом;
5. Умножить время разряда на ток во время эксперимента. Если ток менялся, нужно определить средний ток. Полученное значение произведения и будет величиной емкости аккумулятора.