12 V-os akkumulátortöltő áramkör az LM317 (12 V-os tápegység) használatával

Elektronikai projektjeink többségét ólom-sav akkumulátor működteti, ebben a projektben vitassuk meg, hogyan tölthetjük fel ezt az ólom-sav akkumulátort egy egyszerű áramkör segítségével, amely könnyen érthető és felépíthető otthonról. Ez a projekt megmenti magát az akkumulátortöltőbe történő befektetésektől, és segít meghosszabbítani az akkumulátor élettartamát. Szóval kezdjük !!!!

Kezdjük azzal, hogy megismerünk néhány alapvető dolgot az ólomakkumulátorral kapcsolatban, hogy hatékonyabban tudjuk építeni a töltőnket. A piacon található legtöbb ólomakkumulátor 12 V-os elem. Az egyes akkumulátorok Ah (Amperóra) értéke a szükséges kapacitástól függően változhat, például egy 7 Ah akkumulátor képes 1 Ampert szolgáltatni 7 órán keresztül (1 Amper * 7 óra = 7 Ah). Most, hogy a teljes lemerülés után az akkumulátor százalékának kb. 10,5-nek kell lennie, itt az ideje, hogy feltöltsük az akkumulátorokat. Az akkumulátor töltési áramának ajánlott az akkumulátor Ah értékének 1/10-e lennie. Tehát egy 7 Ah-os akkumulátor esetében a töltési áramnak 0,7 Amper körül kell lennie. Az ennél nagyobb áram károsíthatja az akkumulátort, ami csökkentheti az akkumulátor élettartamát. Ezt figyelembe véve ez a kis házi készítésűa töltő változó feszültséget és változó áramot képes biztosítani. Az áram az akkumulátor jelenlegi Ah besorolása alapján állítható.

Ez az ólom-sav akkumulátor töltő áramkör használható a mobiltelefonok töltésére is, miután a feszültséget és az áramot a mobiltelefonnak megfelelően állították be a POT segítségével. Ez az áramkör szabályozott egyenáramú tápellátást biztosít a váltóáramú hálózatról, és AC-DC adapterként működik; Korábban létrehoztam egy változó tápegységet nagy áram- és feszültségkimenettel.

Szükséges alkatrészek:

• Transzformátor 12V 1Amp
• LM317 IC (2)
• Diódahíd W005
• Csatlakozó sorkapocs (2)
• Kondenzátor 1000uF, 1uF
• Kondenzátor 0.1uF (5)
• 100R változó ellenállás
• 1k ellenállás (5)
• Ellenállás 10k
• Dióda - Nn007 (3)
• LM358 - Opamp
• 0,05R - Shunt ellenállás / vezeték
• LCD-16 * 2 (opcionális)
• Arduino Nano (opcionális)

Áramkör magyarázat:

Az akkumulátortöltő áramkörének teljes vázlata az alábbiakban látható:

12 V-os áramellátási áramkörünk fő célja az akkumulátor feszültségének és áramerősségének szabályozása, hogy az a lehető legjobb módon tölthető legyen. Erre a célra két LM317 IC- t használtunk, az egyiket a feszültség szabályozására, a másikat az áram korlátozására. Itt áramkörünkben az U1 IC-t használjuk az áram vezérlésére, az U3 IC-t pedig a feszültség szabályozására. Erősen ajánlom, hogy olvassa el az LM317 adatlapját és értse meg, hogy ez hasznos legyen hasonló projektek kipróbálása során, mivel az LM317 a leggyakrabban használt Változó szabályozó.

Feszültségszabályozó áramkör:

Az LM317 adatlapjából vett egyszerű feszültségszabályozó áramkört a fenti ábra mutatja. Itt a kimeneti feszültséget az R1 és R2 ellenállás értékei határozzák meg, esetünkben az R2 ellenállást változtatható ellenállásként használják a kimeneti feszültség szabályozására. A kimeneti feszültség kiszámítására szolgáló képletek Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Ezen képletek segítségével kiválasztjuk az 1K (R8) és a 10K - pot (RV2) ellenállás értékét. Használhatja ezt az LM317 számológépet az R2 értékének kiszámításához is.

Áramkorlátozó áramkör:

Az LM317 adatlapjából vett áramkorlátozó áramkört a fenti ábra mutatja; ez egy egyszerű áramkör, amely felhasználható az áramkör áramának korlátozására az R1 ellenállásérték alapján. A kimeneti áram kiszámításának képlete Iout = 1,2 / R1. Ezen képletek alapján a pot RV1 értéke 100R.

Ezért az áram és a feszültség szabályozásához két RV1 és RV2 potenciométert használunk, amint azt a fenti vázlatok mutatják. Az LM317-et diódahíd hajtja; maga a diódahíd egy transzformátorhoz csatlakozik a P1 csatlakozón keresztül. A transzformátor névleges értéke 12V 1 Amper. Ez az áramkör önmagában elegendő egy egyszerű áramkör létrehozásához, de néhány további beállítás segítségével monitorozhatjuk töltőnk áramát és feszültségét az LCD-n, amelyet az alábbiakban ismertetünk.

Feszültség és áram kijelzése az LCD-n Arduino használatával:

Az Arduino Nano és az LCD (16 * 2) segítségével megjeleníthetjük töltőnk feszültség- és áramértékeit. De hogyan tehetnénk ezt !!

Az Arduino Nano 5V-os működési mikrovezérlő, bármi, ami több, mint 5V, megöli. De a töltőnk 12 V-on működik, ezért egy Feszültségosztó áramkör segítségével a (0-14) Volt értéket (0-5) V-re leképezzük R1 (1k) és R2 (500R) ellenállásokkal, hasonlóan korábban 0-24v 3A szabályozott áramellátási áramkörben készült, hogy az Arduino Nano segítségével megjelenítse a feszültséget az LCD-n.

Az áram méréséhez nagyon alacsony értékű R4 söntellenállást használunk, hogy feszültségesést hozzunk létre az ellenálláson, amint az az alábbi áramkörben látható. Most az Ohms Law kalkulátor segítségével kiszámíthatjuk az ellenálláson áthaladó áramot az I = V / R képletek segítségével .

Az áramkörünkben az R4 értéke 0,05R, és az áramkörünkön áthaladó maximális áram 1,2 Amper lesz, mert a transzformátor így van besorolva. Az ellenállás teljesítményértéke a P = I ^ 2 R segítségével számítható ki. Esetünkben P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07, ami kevesebb, mint negyed watt. De ha nem kap 0,05R értéket, vagy ha a jelenlegi besorolása magasabb, akkor ennek megfelelően számítsa ki a Teljesítményt. Most, ha képesek vagyunk mérni az R4 ellenállás feszültségesését, akkor az Arduino segítségével kiszámíthatnánk az áramkörön keresztüli áramot. De ez a feszültségesés nagyon minimális ahhoz, hogy az Arduino olvassa. Ezért egy erősítő áramkört építenek az Op-amp LM358 segítségével, amint az a fenti ábrán látható, ennek az Op-Amp-nak a kimenetét Arduino-nak kapjuk egy RC áramkörön keresztül, hogy mérjük az áramot és megjelenítsük az LCD-n.

Miután eldöntöttük az áramkörünk összetevőinek értékét, mindig ajánlott szimulációs szoftver segítségével ellenőrizni az értékeinket, mielőtt folytatnánk a tényleges hardvert. Itt a Proteus 8-at használtam az áramkör szimulálására az alábbiak szerint. A szimulációt a zip fájlban megadott (12V_charger.pdsprj) fájl segítségével futtathatja.

Az akkumulátortöltő felépítése:

Miután elkészült az áramkörrel, elkezdheti építeni a töltőt, használhat egy Perf kártyát ehhez a projekthez, vagy elkészítheti saját NYÁK-ját. Használtam egy NYÁK-ot, a NYÁK-t a KICAD segítségével hoztuk létre . A KICAD nyílt forráskódú NYÁK-tervező szoftver, ingyenesen letölthető online. Ha nem ismeri a NYÁK tervezését, ne aggódjon !!!. Csatoltam a Gerber és más nyomtatási fájlokat (töltse le itt), amelyeket át lehet adni a helyi NYÁK-gyártóknak, és a táblája gyártható. Azt is láthatja, hogy a nyomtatott áramköri lap hogyan fog kinézni a gyártás után, feltöltve ezeket a Gerber fájlokat (zip fájlokat) bármely Gerber Viewerbe. A töltőnk nyomtatott áramköri kivitelét az alábbiakban mutatjuk be.

Miután a NYÁK elkészült, állítsa össze és forrassza össze az alkatrészeket a vázlatokban megadott értékek alapján, az Ön kényelme érdekében egy BOM-ot (Bill of Material) is csatolnak a fent megadott zip fájlba, hogy könnyedén megvásárolhassa és összeszerelhesse őket. Összeszerelés után a töltőnknek ilyennek kell kinéznie….

Az akkumulátortöltő tesztelése:

Itt az ideje tesztelni a töltőnket, az Arduino és az LCD nem szükséges a töltő működéséhez. Csak megfigyelés céljából használják őket. Felszerelheti őket a Bergstick segítségével a fent látható módon, hogy eltávolítsa őket, amikor szükség van rájuk egy másik projekthez.

Tesztelés céljából távolítsa el az Arduino-t, és csatlakoztassa a transzformátort, és a POT RV2 segítségével állítsa a kimeneti feszültséget a kívánt feszültségre. Ellenőrizze a feszültséget egy multiméter segítségével, és csatlakoztassa az akkumulátorhoz az alábbiak szerint. Ez az, hogy a töltőnk már működik.

Mielőtt csatlakoztatnánk az Arduino-t, teszteljük a bejövő feszültséget az Arduino Nano A0 és A1 tűnkre, az nem haladhatja meg az 5 V-ot, ha a kimeneti áramkör megfelelően működik. Ha minden rendben van, csatlakoztassa az Arduino-t és az LCD-t. Az alábbi programmal töltheti fel Arduino-jába. Ez a program csak a töltőnk feszültségét és áramát jeleníti meg, ezt használhatjuk a feszültség beállítására és a monitorra, ha az akkumulátorunkat megfelelően töltjük. Ellenőrizze az alábbi videót.

Ha minden a várakozásoknak megfelelően működik, akkor az LCD-n megjelenítenie kell az előző ábráknak megfelelő kijelzőt. Most minden elkészült, csak annyit kell tennünk, hogy csatlakoztatjuk a töltőnket bármely 12 V-os akkumulátorhoz, és egy előnyös feszültséggel és árammal töltjük fel. Ugyanez a töltő használható mobiltelefonjának töltésére is, de a csatlakoztatás előtt ellenőrizze a mobiltelefon töltéséhez szükséges áram- és feszültségértéket. A mobiltelefon töltéséhez USB-kábelt is csatlakoztatnia kell áramkörünkhöz.

Ha kétségei vannak, használja nyugodtan a megjegyzés részt. Mindig készek vagyunk segíteni Önnek !!

BOLDOG TANULÁST !!!!