ЗУ для свинцовых АКБ на МК Atmega 16А

[Krock]

BYQ28E можно заменить любым другим диодом ШОТКИ на ток от 10А, такие ставят в БП компа...

[Слон]

Я дико извиняюсь, в схеме были ошибки. Схема столько раз претерпевала изменения, что я запутался в своих черновиках. Выкладываю исправленный вариант. Спасибо за замечания.
Начсет диода- любой мощный диод с макс.прямым током не менее 10А, в корпусе, предназначенном для установки на радиатор. Сейчас справочника нет под рукой, может быть NPavel подскажет?

[Слон]

В процессе тестирования устройства обнаружилась одна важная деталь.
Напряжение холостого хода БП (без блока управления) нужно уменьшить до 7.5-8В. Это можно сделать, уменьшив резистор R2 (вкладка Фрагмент доработанного БП) до 2кОм. Для чего это нужно: дело в том, что свинцовае аккумуляторы КРАЙНЕ НЕ ЖЕЛАТЕЛЬНО разряжать до напряжения ниже 10В, так как при этом возникает сульфатация пластин, что пагубно сказывается на здоровье аккумулятора. Но, если такое случится, то продлить жизнь посаженному аккумулятору можно, применив т.н. "капельный" режим заряда, при котром АКБ выводится из состояния глубокого разряда короткими импульсами зарядного тока. Это алгоритм заряда будет добавлен в программу в ближайшее время. Но всё-таки лучше НЕ ДОПУСКАТЬ ГЛУБОКОГО РАЗРЯДА аккумулятора.

[Хатуль_мадан]

Вариант последней схемы достаточно прост для повторения, но смущают некоторые моменты: диод Д2 теряет смысл, т.к. дублирует внутренние диоды выпрямителя самого БП, можно его не устанавливать. Транзистор Т1 в цепи общего провода, во время РАЗРЯДНОГО тока имеет отрицательный потенциал на стоке, конечно спасает ситуацию его внутренний диод, между истоком и стоком, но цепи измерения подключены после этого транзистора. Интересно следующее, каковы реальные напряжения на его выводах в работающей схеме, пропускает ли открытый транзистор токи двух направлений одинаково хорошо? Думаю общий земельный провод разрывать не корректно, хотя если все работает, то естественно это упрощает схему. Ну и немного непонятен вариант схемы измерения тока. Конечно, таким образом можно мерять как втекающий, так и вытекающий ток, но на входе АЦП при этом имеем напряжение около 1,2В и изменение его от 0 до 60мВ, при изменении протекающих токов от 0 до 6А. Получается, даже если использовать опорное напряжение на 2,5В, то имеем всего 27отсчетов в измерениях, выходит вообще о точности замеров можно забыть...

[Слон]

Совсем непонятно, как Вы сделали вывод о точности измерений. Откуда получилость 27 отсчётов? 66мВ разделили на 2.56В ?
Максимальный измеряемый ток у нас 12,7А при КУ=10 и 1.27А при КУ=200 (КУ-коэффициент усиления встроенного усилителя)
АЦП 10бит. Количество отсчётов 2 в десятой степени=1024. В дифференциальном режиме 512. Получаем разрешающую способность Р= 12.7/512=25 мА/отсчёт при КУ=10 и Р=2.5мА/отсчёт при КУ=200
Ключ на полевике в нашей схеме работает нормально, проверено

[Хатуль_мадан]

Извиняюсь! Я снова забыл, что Вы используете внутренний ОУ, тогда конечно, точность преобразования намного улучшается. Но все равно не понятно, как получается в расчетах разрешающая способность? "Получаем разрешающую способность Р= 12.7/512=25 мА/отсчёт при КУ=10" Почему ток напрямую делится на половину разрядности АЦП, а промежуточные преобразования как? По моим прикидам получается примерно так: на резисторе 0,1 Ом при токе 12,7А падает 1,27В (кстати 16Вт), это напряжение тоже делится как и входное соотношением резисторов 1/9. т.е. получается 0,127В полезного сигнала плюс U/10 от общего деления, которое убирается диф. входом. При Ку=10 полезный сигнал так и остается 1,27В, т.е ОУ компенсирует входной делитель на резисторах и в расчет надо брать только часть всего диапазона АЦП, а вот при Ку=200 будет зашкаливать предел, ну или действительно, применять его при меньших токах. Может я и ошибаюсь конечно, не работал с атмегой-16.
Первоначально, я попробовал примерно подсчитать входной размах, исходя из тока в 6А, особо не вдаваясь в точность расчетов, важен был порядок числа. Получим измеряемое падение на резисторе 0.6В, которое делится вместе со входным делителем на R22 R24. Зависимость от тока получилась: ((Ub+0,6)/30)*3 примерно 1,2В +/-0,06В. Так вот, диф. входом общая постоянная составляющая компенсируется, а полезный уровень (эти 60мВ) при Uref=2.56 и разрядности 10 составляют 0,06/(2,56/1024)=24 единиц кода АЦП (не 27, чуток ошибся при округлениях). А вот если использовать усиление с Ку=10, то это уже 240, что конечно, вполне приемлемо! Выходит 6А/240=0,025А на единицу мл. разряда, именно так, как у Вас и получилось. Еще раз извиняюсь за невнимательность.
Про ключ информация радует, попробую.

[Хатуль_мадан]

Поразмыслив, пришел к выводу, действительно схема на атмеге-16 вполне реальна для повторения и имеет много плюсов. Достаточно проста и есть все необходимое для обслуживания аккумуляторов разной емкости и напряжений, все режимы меняются программно. Единственно, что хотелось бы добавить, это в цепи тока разряда, не пожалеть и не побояться усложнения, установить лишний ОУ для получения стабильного тока. В существующем варианте, как я понял, ток так же определяется ШИМом, но еще и зависит от напряжения на батарее (пусть и не значительно). Зато с ОУ он будет одинаково стабилен, как при 6В аккумуляторе, так и при 12В.

[NPavel]

Вариант последней схемы достаточно прост для повторения, но смущают некоторые моменты: диод Д2 теряет смысл, т.к. дублирует внутренние диоды выпрямителя самого БП, можно его не устанавливать .

Уважаемый Хатуль_мадан Диод нужен. Этот вопрос обсуждался. Он нужен просто потому что Батарея является активной нагрузкой и первичные со вторичными цепями нужно развязать. Ставим шотки на 25 вольт(обратное) и прямой большой ток. Падение на нем небольшое , греется слабо. Да и применяем тот что вытащили из старого БП. Ваше решение применения в качестве нагрузки генератора тока на транзисторе, весьма пондравилось. в настоящее время пытаюсь присобачить. Очень не хочется ставить еще один ОУ, городю на транзисторах. Прогу переделывать не надо. То что сделал Сергей (Слон) работает. И эта схема лучшая нагрузка, чем импульсная резистором в нашей схеме, поскольку нагрузка постоянная. Вы применили нашу идею ШИМ и фильтр 2-го порядка. Думаю сделать на транзисторах и даже сообразил где ошибся. Потом Вы посчитали нагрузку для тока разряда 5 А , это лишнее. Ток заряда АБ составляет 1/10 емкости АБ, при емкости 90А/Ч это будет 9 ампер. При режиме тренировки, цикл простой 1 часть времени заряд ( 1/10 емкости АБ) и 2 части времени разряд. Причем ток разряда должен составлят жестко 1/10 тока заряда, Т,Е, для нашего примера 0,9 ампера. И далее 0,65 для АБ 65А/Ч и тд. Пока я все сгородил на макетке и кручу. Есть ошибки и недоработки, но это все решаемо. Как только макет заработает нормально, нарисую плату. Я их сделал 3 и спалил кучу деталей и времени , поэтому пока макет. Далее упирается в размеры, хочу вбить в корпус БП, но получается плохо. Резистор нагрузки большой, греется зверски. А последнее время Транзистор на радиаторе, и тоже не меньше. А вообще спасибо толковые мысли.

[Хатуль_мадан]

Ну раз нужен диод, то пусть будет, хотя пользы от него маловато. Схема стабилизатора тока на полевом и биполярном транзисторе, конечно немного проще, чем на ОУ, но она только на 1 фиксированный ток, в крайнем случае можно добавить делители на резисторах и сделать несколько пределов. В случае же с применением ОУ вообще вопросов нет, можно задавать любой необходимый разрядный ток, благо выходов ШИМа у МК достаточно. К тому же цепь разряда я планировал использовать не только в цикле реверсивного заряда, но и при тренировке, или просто разряде батареи для оценки ее емкости. Используя малые токи, придется слишком долго ждать. По поводу нагрузочного резистора я уже писал, действительно крепить неудобно, греется, не стабилен ток. Используя полевик, его надо тоже установить на радиатор с вентилятором, но это проще и эффективность лучше. Думаю применить старые радиаторы от процессоров компа, все уже в сборе, не дорого, мощность рассеивают в пределах 80 Вт, а некоторые и более.

[NPavel]

По размышлении над вашей схемой, я пришел к тому же выводу. С транзисторами не получилось, жаль потраченного времени. Буду городить ОУ. А ШИМ нетрудно скорректировать под необходимую нагрузку, тем более все входящие есть пусть МК думает. Сильно напрягает усложнение схемы и как следствие удорожание, а так же сложности для молодых ( не сильно опытных "конструкторов")

[Хатуль_мадан]

Усложнение не страшно для кого-либо, если уже однажды кто-то грамотно развел плату. Удорожание конечно есть! ОУ где то 16р. или 18р. плюс 4 резистора и 3 конденсатора, чипы...

[velant77]

По размышлении над вашей схемой, я пришел к тому же выводу. С транзисторами не получилось, жаль потраченного времени. Буду городить ОУ. А ШИМ нетрудно скорректировать под необходимую нагрузку, тем более все входящие есть пусть МК думает. Сильно напрягает усложнение схемы и как следствие удорожание, а так же сложности для молодых ( не сильно опытных "конструкторов")

будут ли изменения в схеме управления или только в силовой части? а то уже вытравил плату управления от Слона и смдшки все напаял

[Хатуль_мадан]

...С транзисторами не получилось, жаль потраченного времени. Буду городить ОУ. А ШИМ нетрудно скорректировать под необходимую нагрузку, тем более все входящие есть пусть МК думает....

А что конкретно не получилось, какие вылезли проблемы? Стабилизатор на двух транзисторах управляется уровнем, а не ШИМ, т.е. вкл/выкл заданный ток. Еще хотел узнать, на какой частоте ШИМ работает? А то в схеме фильтрация на резисторах 3к и емкости 0.1мкФ, это для достаточно высокой частоты подходит. Для стабилизатора на ОУ можно постоянную времени сделать побольше.

[Слон]

будут ли изменения в схеме управления или только в силовой части? а то уже вытравил плату управления от Слона и смдшки все напаял

В схеме управления изменений не будет, а силовую часть можно и не менять.

[Слон]

Еще хотел узнать, на какой частоте ШИМ работает? А то в схеме фильтрация на резисторах 3к и емкости 0.1мкФ, это для достаточно высокой частоты подходит. Для стабилизатора на ОУ можно постоянную времени сделать побольше.

ШИМ, который управляет 494-ой, работает на частоте 31250 Гц. А ШИМ, который управляет нагрузкой-
на частоте 488 Гц

[NPavel]

...С транзисторами не получилось, жаль потраченного времени. Буду городить ОУ. А ШИМ нетрудно скорректировать под необходимую нагрузку, тем более все входящие есть пусть МК думает....

А что конкретно не получилось, какие вылезли проблемы? Стабилизатор на двух транзисторах управляется уровнем, а не ШИМ, т.е. вкл/выкл заданный ток. Еще хотел узнать, на какой частоте ШИМ работает? А то в схеме фильтрация на резисторах 3к и емкости 0.1мкФ, это для достаточно высокой частоты подходит. Для стабилизатора на ОУ можно постоянную времени сделать побольше.

Вот как раз вкл/выкл и не устраивает, нужен управляемый. АБ хочется заряжать и тренировать все свинцово-кислотные, а у них ряд сильно широкий от 1,2А/Ч до 90А/Ч. Отсюда ток разряда должен меняться програмно. Можно делителей нагородить, но это даже не смешно. Поэтому или интегральный усилитель или Регулируемый стабилизатор тока. Оба управляются ШИМ, меняем ширину импульсов или частоту.

[Хатуль_мадан]

Тогда действительно проще организовать 2 ШИМа на частоте 31250 Гц от одного таймера (если такое возможно), точность установки хорошая, управление не сложное и достаточно стабильные параметры. Можно оставить и как есть для разрядного тока (частоту 488Гц), но нужно будет увеличить постоянную времени задающей цепочки.

[velant77]

если кому надо печатка для готового корпуса G767. на кнопки через 74als245.

[Хатуль_мадан]

Прошла жара, а вместе с ней и поездки на природу, купание и прочие радости, осталось время на схемы. Так вот, снова посмотрев на "Схема_мега16.spl7" свежим взглядом, возник вопрос, транзистор Т1 включается по каким условиям? Только после выбора в меню аккумулятора? А если отказываемся от ЖКИ и только светодиоды? Что произойдет, если батарею отключить, не отключая питания ЗУ и подключить другую, ошибочно поменяв полярность? Т.е. при отсутствующей батарее, питание на процессор подается от самого ИБП +7,5В через Д2 R21 Д1 и далее поступают на стабилизатор, МК работает. Теперь если подключить аккумулятор неправильно, то на стоке Т1 будет U=+Uакк+7,5В оно ничем не контролируется, кроме свечения светодиода и пищалки, МК "не знает" о смене полярности. Если даже кратковременно открыть Т1 то будет очень большой скачек тока. Мне кажется, не мешает добавить еще блокировку на оптопаре, шунтирующей затвор Т1 при ошибочном подключении батареи (светодиод оптопары в цепи контроля переполюсовки). Как говорится, если событие может произойти, оно обязательно рано или поздно случится, поэтому "защита от дураков" никогда не помешает.

[Слон]

Совершенно верно.Т1 включается только после выбора типа АКБ и режима. Защита "от дураков" имеется. Устройство постоянно контролирует зарядный ток. Как только он станет равным нулю (сняты клеммы с АКБ), Т1 будет закрыт, батарея отключена, ЗУ переходит в ожидание выбора АКБ, т.е. в начало выполнения программы.