Sirkuit Penguji Kapasitas Baterai yang Tepat - Penguji Waktu Cadangan

Rangkaian penguji kapasitas baterai yang tepat yang dijelaskan dalam artikel berikut dapat digunakan untuk menguji kapasitas cadangan maksimum dari setiap baterai yang dapat diisi ulang secara real time.

Oleh Timothy John

Konsep dasar

Sirkuit ini bekerja dengan secara praktis melepaskan baterai yang terisi penuh yang diuji melalui arus konstan, hingga voltase mencapai nilai pelepasan yang dalam.

Pada titik ini sirkuit secara otomatis terputus baterai dari suplai, sedangkan jam kuarsa yang terhubung menyediakan waktu yang telah berlalu untuk cadangan baterai. Waktu yang berlalu pada jam ini memberi tahu pengguna mengenai kapasitas baterai yang tepat sehubungan dengan arus pelepasan yang disetel.

Sekarang mari kita pelajari detail kerja rangkaian etster kapasitas baterai yang diusulkan dengan bantuan poin-poin berikut:

Kebaikan Desain: Elektor Electronics

Tahapan Utama Sirkuit

Mengacu pada skema penguji waktu cadangan baterai di atas, desainnya dapat dibagi menjadi 3 tahap:

• Tahap Pelepasan Arus Konstan menggunakan IC1b
• Deep Discharge Cut off Stage menggunakan IC1a
• Pemutus Pasokan Jam Kuarsa 1,5 V Eksternal

IC op amp ganda tunggal LM358 digunakan untuk mengimplementasikan keduanya, proses pengosongan arus konstan dan pemotongan dalam.

Kedua op amp dari IC dikonfigurasi sebagai kompartaor.

Komparator op amp IC1b bekerja seperti pengontrol pelepasan arus konstan yang tepat untuk baterai.

Cara Kerja Pengosongan Baterai Arus Konstan

Beban buangan dummy dalam bentuk resistor R8 sampai R17 dihubungkan antara terminal sumber MOSFET dan garis ground.

Bergantung pada arus luahan yang disukai, penurunan tegangan ekivalen dihasilkan melintasi bank resistor paralel ini.

Penurunan tegangan ini dicatat, dan potensi yang sama persis disesuaikan pada input non-pembalik op amp IC1b, melalui P1 preset.

Sekarang selama penurunan tegangan pada resistor di bawah nilai yang ditetapkan ini, keluaran op amp akan tetap tinggi, dan MOSFET tetap AKTIF, mengosongkan baterai pada laju arus konstan yang diinginkan.

Namun, jika arus cenderung meningkat karena beberapa alasan, penurunan tegangan pada bank resistor juga meningkat yang menyebabkan potensi pada pin2 pembalik dari IC1b melewati pin3 non-pembalik. Ini secara instan membalik output op amp ke 0V mematikan MOSFET.

Ketika MOSFET dimatikan, tegangan yang melintasi resistor juga turun secara instan, dan op amp menyalakan MOSFET lagi, dan siklus ON / OFF ini berlanjut dengan kecepatan yang cepat, memastikan bahwa debit arus konstan dipertahankan dengan sempurna pada yang telah ditentukan sebelumnya. tingkat.

Cara Menghitung Resistor Arus Konstan

Bank resistor paralel yang terhubung pada terminal sumber MOSFET T1 menentukan beban pelepasan arus konstan untuk baterai.

Ini meniru tingkat beban dan pengosongan aktual yang mungkin dialami baterai selama bekerja secara teratur.

Jika sebuah baterai asam timbal digunakan, maka kita tahu bahwa laju pembuangan idealnya harus 10% dari nilai Ah-nya. Dengan asumsi kita memiliki baterai 50 Ah, maka laju pengosongan harus 5 amp. Baterai juga dapat menghabiskan daya pada kecepatan yang lebih tinggi, tetapi hal itu dapat sangat mempengaruhi masa pakai baterai secara negatif, dan karena itu 5 amp menjadi pilihan yang ideal.

Sekarang, untuk arus 5 amp, kita harus mengatur nilai resistor sehingga berkembang mungkin sekitar 0,5 V dengan sendirinya sebagai respons terhadap arus 5 amp.

Ini dapat dengan cepat dievaluasi melalui hukum Ohm:

R = V / I = 0,5 / 5 = 0,1 Ohm

Karena ada 10 resistor secara paralel, nilai setiap resistor menjadi 0,1 x 10 = 1 Ohm.

Watt dapat dihitung sebagai 0,5 x 5 = 2. 5 watt

Karena 10 resistor paralel, watt masing-masing resistor bisa = 2,5 / 10 = 0,25 watt atau hanya 1/4 watt. Namun, untuk memastikan kerja yang tepat, watt dapat ditingkatkan menjadi 1/2 watt untuk setiap resistor.

Cara Mengatur Cut-off Deep-Discharge

Pemutusan debit dalam yang menentukan ambang tegangan terendah untuk cadangan baterai ditangani oleh op amp IC1a.

Ini dapat diatur dengan cara berikut:

Mari kita asumsikan tingkat pelepasan terendah untuk baterai asam timbal 12 V adalah 10 V.Preset P2 diatur sedemikian rupa sehingga tegangan pada konektor K1 menghasilkan 10 V.

Ini berarti bahwa pembalik pin2 op amp sekarang disetel pada referensi 10 V.

Nah, pada awalnya tegangan aki akan berada di atas level 10 V ini, menyebabkan pin3 non-inverting input pin menjadi lebih tinggi dari pin2. Karena ini, output IC1a akan tinggi, memungkinkan relai dinyalakan.

Ini pada gilirannya akan memungkinkan baterai volatge mencapai MOSFET untuk proses pemakaian.

Akhirnya, ketika baterai habis di bawah tanda 10 V, potensi pin3 dari IC1a menjadi lebih tinggi dari pin2, menyebabkan outputnya menjadi nol dan relai dimatikan. Baterai terputus dan dihentikan dari pemakaian selanjutnya.

Bagaimana Mengukur Waktu Cadangan yang Berlalu

Untuk mendapatkan pengukuran visual dari kapasitas baterai dalam hal waktu yang dibutuhkan baterai untuk mencapai tingkat pengosongan penuh, penting untuk memiliki indikator waktu yang akan menunjukkan waktu yang telah berlalu dari awal, hingga baterai mencapai pengosongan yang dalam. tingkat.

Ini dapat diimplementasikan dengan mudah dengan menghubungkan jam dinding kuarsa biasa dengan jam dindingnya Baterai 1.5V dihapus.

Pertama, baterai 1,5 V dari jam dilepas, kemudian terminal baterai dihubungkan ke titik konektor K4, dengan polaritas yang benar.

Selanjutnya, jam disetel menjadi 12 0 jam.

Sekarang, ketika rangkaian dimulai, pasangan kedua dari kontak relai menghubungkan 1,5 V DC dari persimpangan R7 / D2 ke jam.

Ini memberi daya pada jam kuarsa sehingga dapat menunjukkan waktu yang telah berlalu dari proses pemakaian baterai.

Terakhir, ketika baterai sudah sangat habis, relai mematikan dan memutus daya ke jam. Waktu pada jam berhenti dan mencatat kapasitas baterai dengan tepat, atau waktu cadangan baterai yang sebenarnya.

Prosedur Pengujian

Setelah perakitan penguji kapasitas baterai selesai, Anda perlu menghubungkan aksesori berikut ke berbagai konektor dari K1 hingga K4.

K1 harus dihubungkan dengan voltmeter untuk mengatur level tegangan debit dalam melalui pengaturan P2.

K2 dapat dihubungkan dengan amperemeter untuk memeriksa pemakaian arus konstan baterai, meskipun ini opsional. Jika amperemeter tidak digunakan pada K2, pastikan untuk menambahkan sambungan kabel melintasi titik K2.

Baterai yang diuji harus dihubungkan melintasi K3 dengan polaritas yang benar.

Terakhir, terminal baterai jam kuarsa harus dihubungkan melintasi K4 seperti yang dijelaskan di bagian sebelumnya.

Setelah item di atas terintegrasi dengan benar, dan pengaturan P1 / P2 preset sesuai penjelasan sebelumnya, sakelar S1 dapat ditekan untuk menginisialisasi proses pengujian kapasitas baterai.

Jika amperemeter terhubung, itu akan segera mulai menunjukkan pemakaian arus konstan yang tepat seperti yang diatur oleh resistor sumber MOSFET, dan jam kuarsa akan mulai merekam waktu yang telah berlalu dari baterai.