Ładowarka akumulatorów

Akumulatory NiMHImg_9705

Akumulatorki są świetnym źródłem energii dla przenośnych urządzeń. Pozwalają zaoszczędzić mnóstwo pieniędzy oraz ich używanie jest bardziej korzystne niż używanie tradycyjnych baterii. W celu zachowania jak najdłuższej żywotności akumulatorki powinni być poprawnie ładowane. Oznacza to, że potrzebna jest dobra ładowarka akumulatorów.
Można wydać mnóstwo pieniędzy na ładowarkę ze sklepu, jednak dużo lepszą frajdę da zbudowanie własnej ładowarki
Zobaczmy jak można to zrobić z wykorzystaniem Arduino.

Na początku warto zaznaczyć, że nie ma uniwersalnej metody ładowania dla wszystkich akumulatorów. Każdy typ akumulatora używa innego procesu chemicznego, zatem każdy z nich powinien być inaczej ładowany. Dla uproszczenia, poniższy opis dotyczyć będzie akumulatorów typu NiMH – Nickel-Metal Hydride.

Elementy

Do wykonania ładowarki będzie potrzebować:Img_9718

– gniazdo baterii AA
– akumulator NiMH
– 10 Ohm rezystor (o mocy minimum 5W)
– 1 MOhm rezystor
– 1 uF kondensator
– IRF510 – MOSFET
– TMP36 – czujnik temperatury
– płytkę prototypową
– kable podłączeniowe
– źródło zasilania 5V

Jak ładować akumulatory NiMHImg_9715

Są różne sposoby ładowania akumulatorów NiMH. Metoda zależy głównie od tego jak szybko chcemy naładować akumulator.
Współczynnik ładowania (Charge rate) jest mierzony w zależności od pojemności akumulatora. Jeżeli akumulator ma pojemność 2500mAh i jest ładowany prądem 2500mA, wówczas współczynnik wynosi 1C. Jeżeli jest ładowany prądem 250mA, współczynnik wynosi C/10.

W momencie, gdy ładujemy akumulator bardzo szybko (współczynnik ładowania większy od C/10) należy monitorować temperature i napięcie, gdyż łatwo może dojść do przeładowania akumulatora. Taka sytuacja może uszkodzić akumulator.
W przypadku kiedy akumulator jest ładowany powoli (współczynnik ładowania poniżej C/10) wówczas prawdopodobieństwo uszkodzenia maleje. Dlatego powolne ładowanie jest uważane za bezpieczne i pozwala uzyskać maksymalną żywotność baterii.

Ładowarka akumulatorów NIMH została zaprojektowana ze współczynnikem ładowania C/10.

Obwód ładowania

arduino-battery-circuit

Obwód jest podłączony do źródła zasilania 5V. Niestety nie można podłączyć go do portu USB ze względu na pobór prądu. 5 voltowe źródło zasilania podaje napięcie poprzez 10 Ohmowy rezystor do tranzystora MOSFET. Rezystor umożliwia pomiar prądu kierowanego do baterii (analogowe PINy Arduino są podłączone do rezystora). Tranzystor steruje przepływem prądu i jest sterowany cyfrowym wyjściem PWM z Arduino. Sygnał PWM jest wygładzany za pomocą kondensatora 1uF i 1M rezystora.
Obwód umożliwia Arduino kontrolowanie prądu płynącego do baterii z ładowarki akumulatorów.

Czujnik temperatury

Jako dodatkowe zabezpieczenie został wykorzystany czujnik temperatury TMP36 do monitorowania stanu baterii. Sensor wysyła napięcie proporcjonalne do temperatury. Nie wymaga on kalibracji. Został on zamontowany w gnieździe baterii. Piny sensora są podłączone do płytki Arduino. Odpowiednio 5V (zasilanie), GND (masa) oraz analogowe wyjście.

Ładowarka akumulatorów – kod źródłowy

W kodzie należy dostosować pojemność baterii batteryCapacity – domyślnie to 2500.

 

Źródło

Projekt został przetłumaczony przez http://www.elektronika24.pl i pochodzi ze strony:
http://www.allaboutcircuits.com/projects/create-an-arduino-controlled-battery-charger/

 

Zobacz też