Miernik pojemności akumulatorów NiMH i NiCd - płytka drukowana do AVT771
Płytka PCB do wykonania prostego miernika pojemności czterech akumulatorów NiMH/NiCd.
Prosty tester rzeczywistej pojemności ogniw
AVT771 to projekt miernika pojemności akumulatorów NiMH i NiCd, przeznaczonego głównie do popularnych ogniw AA/R6, opcjonalnie także AAA/R03. Układ pozwala w jednym cyklu porównać cztery ogniwa i dobrać komplety o zbliżonych parametrach.
Pomiar polega na rozładowaniu wcześniej naładowanych akumulatorów prądem rzędu 1 A i zapisaniu czasu pracy każdego kanału. Ponieważ prąd rozładowania jest zbliżony do 1 A, czas rozładowania wyrażony w godzinach daje przybliżoną pojemność w amperogodzinach. Wersja A obejmuje samą płytkę PCB; koszyki na ogniwa, tranzystory, rezystory mocy, diody LED, przyciski, brzęczyk i złączkę zasilania trzeba skompletować osobno.
Pomiar 4 ogniw jednocześnie każdy kanał rozładowuje osobny akumulator i sygnalizuje koniec jego cyklu
Prąd rozładowania ok. 1 A wynik pomiaru dobrze pokazuje zachowanie ogniw przy większym obciążeniu
Płytka PCB 67x95 mm moduł z miejscem na cztery koszyki AA/R6 i wspólną sygnalizację akustyczną
Karta techniczna
AVT771
Miernik pojemności akumulatorów NiMH/NiCd, porównujący cztery ogniwa przez kontrolowane rozładowanie i sygnalizację końca cyklu.
| Wersja | A - płytka PCB |
| Typ układu | miernik pojemności akumulatorów przez rozładowanie |
| Obsługiwane akumulatory | NiMH i NiCd |
| Format podstawowy | AA / R6 |
| Format opcjonalny | AAA / R03, po zastosowaniu odpowiednich koszyków lub adapterów |
| Liczba kanałów pomiarowych | 4 niezależne kanały dla czterech ogniw |
| Metoda pomiaru | pomiar czasu rozładowania wstępnie naładowanego ogniwa |
| Prąd rozładowania | około 1 A nominalnie; pod koniec cyklu ponad 0,5 A według opisu działania |
| Próg zakończenia rozładowania | około 0,85 V na badanym ogniwie |
| Ochrona przed głębokim rozładowaniem | układ odłącza duże obciążenie po spadku napięcia ogniwa do progu końcowego |
| Sygnalizacja końca kanału | osobna dioda LED dla każdego ogniwa oraz wspólny brzęczyk piezo |
| Start kanału | osobny przycisk START dla każdego ogniwa |
| Sposób odczytu wyniku | czas rozładowania zapisany przez użytkownika; przy prądzie ok. 1 A czas w godzinach odpowiada przybliżonej pojemności w Ah |
| Zasilanie pomocnicze | 6…12 V DC, np. mały zasilacz lub bateria 9 V |
| Pobór zasilania pomocniczego | 0 mA w czasie rozładowania; chwilowo do ok. 10 mA podczas sygnalizacji |
| Charakter obciążenia | cztery tranzystorowe kanały rozładowujące ze strukturą samopodtrzymującą |
| Możliwość korekcji prądu kanałów | tak, przez dobór rezystorów w kanałach rozładowania |
| Płytka PCB | 67x95 mm |
Wersja A - płytka PCB i wykaz elementów
AVT771 A - płytka PCB. Koszyki na akumulatory, tranzystory, rezystory mocy, diody LED, przyciski, brzęczyk piezo i złączkę zasilania trzeba skompletować osobno.
| Zwora | zwora obok R1A |
| Rezystory niskoomowe | R1A...R1D - 1,5Ω; R2A...R2D - 2,2Ω; R3A...R3D - 2,2Ω; R4A...R4D - 10Ω |
| Rezystory pomocnicze | R5A...R5D - 1kΩ; R6 - 1kΩ |
| Sygnalizacja | D1A...D1D - czerwone diody LED 3 mm; Y1 - brzęczyk piezo z generatorem 12 V |
| Tranzystory kanałów | T1A...T1D - BD244; T2A...T2D - BD243; T3A...T3D - BC548B |
| Obsługa i ogniwa | S1A...S1D - przyciski START; B1A...B1D - koszyki baterii 1xAA/R6 |
| Zasilanie pomocnicze | złączka baterii do punktów P, O |
Notes
Przed testem należy w pełni naładować komplet ogniw, umieścić je w koszykach, podłączyć zasilanie pomocnicze 6…12 V i nacisnąć kolejno przyciski START odpowiadające badanym kanałom.
Po starcie diody LED gasną i rozpoczyna się rozładowanie. Trzeba zapisać godzinę rozpoczęcia testu, a następnie po zadziałaniu sygnalizacji dla danego kanału wyjąć wskazane ogniwo i zapisać czas zakończenia.
Wynik jest orientacyjny, ale praktyczny: przy prądzie rozładowania zbliżonym do 1 A liczba godzin rozładowania odpowiada przybliżonej pojemności w amperogodzinach. Na przykład czas 2 godziny oznacza około 2 Ah.
Brak zasilania pomocniczego nie powinien doprowadzić do głębokiego rozładowania ogniw, ponieważ kanał wyłącza duże obciążenie po spadku napięcia do progu końcowego. Bez brzęczyka i LED użytkownik nie zapisze jednak wiarygodnego czasu, więc pomiar stanie się bezużyteczny.
Dokładność porównania czterech kanałów zależy głównie od zgodności prądów rozładowania. W razie potrzeby można kalibrować kanały, dobierając dodatkowe rezystory równolegle do rezystorów rozładowujących, zgodnie z opisem w dokumentacji.
Uwaga: układ rozładowuje ogniwa dużym prądem, dlatego należy używać sprawnych akumulatorów NiMH/NiCd, pilnować poprawnej polaryzacji w koszykach i nie stosować go do ogniw litowych. W czasie testu elementy kanałów rozładowujących mogą się nagrzewać, a zakończenie cyklu wymaga reakcji użytkownika i zanotowania czasu.
Najczęściej zadawane pytania
Jak z wyniku czasu obliczyć pojemność akumulatora?
Układ rozładowuje ogniwo prądem zbliżonym do 1 A, dlatego czas rozładowania w godzinach można traktować jako przybliżoną pojemność w Ah. Dla dokładniejszych porównań ważne jest, aby wszystkie kanały miały możliwie jednakowy prąd rozładowania.
Dlaczego miernik testuje ogniwa prądem około 1 A?
Taki prąd lepiej pokazuje zachowanie akumulatorów w urządzeniach o dużym poborze energii, np. aparatach fotograficznych. Pomiar przy małym prądzie może dawać korzystniejszy wynik, ale mniej mówi o pracy ogniwa pod realnym obciążeniem.
Czy układ rozładuje akumulator do zera?
Nie. Po spadku napięcia ogniwa do około 0,85 V kanał rozładowujący wyłącza duży prąd obciążenia. Pozostaje tylko bardzo mały prąd pomocniczy, więc układ nie powinien powodować szkodliwego rozładowania do zera.
Po co potrzebne jest zasilanie pomocnicze 6…12 V?
Zasilanie pomocnicze zasila diody LED i wspólny brzęczyk. W czasie rozładowania pobór z tego zasilania jest zerowy, ale bez niego użytkownik nie otrzyma sygnału końca cyklu i nie zapisze poprawnego czasu pomiaru.
Czy można użyć miernika do akumulatorów litowych?
Nie. Projekt jest przeznaczony do ogniw NiMH i NiCd o napięciu znamionowym 1,2 V. Akumulatory litowe wymagają innych progów napięcia, innych zabezpieczeń i innej procedury testu, więc nie powinny być badane tym układem.