مدار شارژر باتری قلمی با استفاده از آردوینو:
در این پروژه مدار شارژ باتری قلمی NiMH را با استفاده از آردوینو پیاده سازی می کنیم. در ادامه، روش انجام این کار را بیان خواهیم کرد.
باتری قلمی:
باتری های قابل شارژ راهی عالی برای تأمین انرژی وسایل الکترونیکی قابل حمل هستند.
این باتری ها می توانند موجب صرفه جویی در هزینه ها شوند و در صورت بازیافت صحیح، برای محیط زیست ضرر کمتری ندارند.
برای اینکه بتوانید از باتری های قابل شارژ خود بیشترین بهره را ببرید، باید آن ها را به درستی شارژ کنید. این بدین معنی است که شما به یک شارژر خوب نیاز دارید. شما می توانید هزینه های زیادی را برای تهیه یک شارژر تجاری خرج کنید، اما ساختن آن هم سرگرم کننده تر است و هم صرفه اقتصادی دارد.
بنابراین در اینجا نحوه ساخت شارژر باتری کنترل شده با آردوینو را بیان می کنیم.
ابتدا ذکر این نکته مهم است که یک روش شارژ کلی وجود ندارد که برای همه باتری های قابل شارژ مناسب باشد.
هر نوع باتری از فرایند شیمیایی متفاوتی برای عملکرد خود استفاده می کند. در نتیجه، هر نوع باتری باید متفاوت شارژ شود.
در این مطلب نمی توانیم انواع باتری و روش های شارژ را پوشش دهیم. بنابراین برای سادگی، در مورد متداول ترین نوع باتری قابل شارژ، یعنی باتری نیکل- هیدرید فلز (Nickel-Metal Hydride) یا NiMH تمرکز خواهیم کرد و مدار شارژر باتری قلمی را برای این نوع باتری بررسی می کنیم.
تجهیزات و قطعات مورد نیاز:
تجهیزات و قطعات لازم برای مدار شارژر باتری قلمی به شرح زیر است:
نحوه عملکرد مدار شارژر باتری قلمی NiMH:
روش های مختلفی وجود دارد که می توانید باتری NiMH را شارژ کنید. روشی که استفاده می کنید بیشتر به سرعت شارژ باتری بستگی دارد.
نرخ شارژ (یا C-rate) نسبت به ظرفیت باتری اندازه گیری می شود. اگر ظرفیت باتری شما 2500 میلی آمپر-ساعت است و آن را با جریان 2500 میلی آمپر شارژ می کنید، پس در واقع آن را با سرعت 1C شارژ می کنید. اگر آن را با جریان 250 میلی آمپر شارژ کنید، یعنی آن را با سرعت C/10 شارژ می کنید.
هنگام شارژ سریع باتری (با سرعت بالاتر از C/10)، باید ولتاژ و دمای باتری را به دقت کنترل کنید تا مطمئن شوید که بیش از حد شارژ نمی شود. شارژ بیش از حد می تواند به باتری آسیب جدی برساند. با این حال، وقتی باتری را به آرامی شارژ می کنید (با سرعت C/10 یا کمتر)، اگر به طور تصادفی بیش از حد آن را شارژ کنید، احتمال آسیب دیدن باتری بسیار کم است.
به همین دلیل، روش های شارژ آهسته به طور کلی ایمن تر هستند و به افزایش طول عمر باتری کمک می کنند. بنابراین برای شارژر باتری در این پروژه مدار شارژر باتری قلمی از نرخ شارژ C/10 استفاده می کنیم.
طرح مدار شارژر باتری قلمی:
طرح مدار شارژر باتری قلمی ما یک منبع تغذیه پایه کنترل شده با آردوینو است. مدار توسط یک منبع ولتاژ تنظیم شده 5 ولتی مانند آداپتور AC یا منبع تغذیه کامپیوتر ATX تأمین می شود. بیشتر پورت های USB به دلیل محدودیت هایی که دارند، برای این پروژه مناسب نیستند.
منبع 5 ولت باتری را از طریق یک مقاومت قدرت 10 اهم و یک ماسفت قدرت شارژ می کند. ماسفت تعیین می کند چه مقدار جریان مجاز است به باتری جریان یابد. استفاده از مقاومت یک روش آسان برای نظارت و کنترل جریان است.
این کار با اتصال هر ترمینال به پایه های ورودی آنالوگ روی آردوینو و اندازه گیری ولتاژ هر طرف انجام می شود. ماسفت توسط پین خروجی PWM روی آردوینو کنترل می شود.
پالس های سیگنال مدولاسیون پهنای پالس توسط مقاومت 1 مگااهم و خازن 1 میکروفاراد به سیگنال ولتاژ ثابت صاف می شوند. این مدار به آردوینو امکان می دهد تا جریان وارد شده به باتری را کنترل کند.
به عنوان یک اقدام احتیاطی اضافه، یک سنسور دمای TMP36 برای نظارت بر دمای باتری در نظر گرفته ام. این سنسور ولتاژ سیگنالی را تولید می کند که مستقیماً با دما مطابقت دارد. بنابراین نیازی به کالیبراسیون یا متعادل سازی مانند ترمیستور ندارد.
سنسور با ایجاد سوراخ در پشت محفظه باتری و چسباندن نصب می شود تا در کنار باتری قرار بگیرد. سپس پایه های سنسور به 5V، GND و یک پایه ورودی آنالوگ روی آردوینو متصل می شوند.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
