Arduino-baserat krets för skydd mot batteriöverladdning

I det här inlägget ska vi konstruera en överladdningsskyddskrets för 12v-batteri med Arduino som kan skydda 12V SLA-batteri mot överurladdning, och också skydda den anslutna belastningen från överspänning vid överladdat batteri är anslutet.

Förstå batteriladdnings- / urladdningshastigheter

Alla batterier har minskat naturligt, men de flesta skadas på grund av okunnighet från användardelen. Batteriets livslängd förkortas om batteriets spänning går under en viss grad, vid 12 V SLA-batteri får det inte gå under 11,80 V.

Detta projekt kunde genomföras med komparatorer, men här använder vi mikrokontroller och kodning för att åstadkomma detsamma.

Denna krets är väl lämpad för resistiva belastningar och andra belastningar som inte genererar brus i matningen under drift. Försök att undvika induktiva belastningar som borstade likströmsmotorer.

Mikrokontroller är känsliga för brus och denna inställning kan avläsa felspänningsvärden i sådana fall, och det kan avbryta batteriet från belastning vid fel spänning.

Hur det fungerar

De diskuterade över urladdningsskydd krets för 12v batteri består av en spänningsdelare som ansvarar för att trappa ner ingångsspänningen och reducera till smalt område där arduino kan läsa spänningen.

Det 10k förinställda motståndet används för att kalibrera avläsningarna på arduino. Dessa avläsningar används av arduino för att utlösa reläet, kalibreringen av denna inställning kommer att diskuteras senare delen av artikeln.

En LED-indikator används för att indikera reläets status. Transistorn driver reläet till / från och en diod är ansluten över reläet för att stoppa högspänningspik genererad från relä, medan den slås på / av.

När batterispänningen går under 11,80 V slås reläet på och kopplar bort batteriet från belastningen och LED-indikatorn tänds också, detta händer när kretsen läser överspänning från batteriet, du kan ställa in överspänningsavstängningen i programmet .

När batteriet går under 11,80 V kopplar reläet bort lasten, reläet ansluter lasten till batteriet först efter att batterispänningen når över nominell spänning som är inställd i programmet.

Den nominella spänningen är normal driftspänning för lasten. Ovan angivna mekanism görs eftersom batterispänningen stiger efter att ha kopplats från lasten och detta inte får utlösa reläet PÅ vid låg batteritillstånd.

Den nominella spänningen i programmet är 12,70 V, vilket är full batterispänning för typiska 12V SLA-batterier (Full batterispänning efter frånkoppling från laddaren).

Programkod:

//---------Program developed by R.Girish----------//
float cutoff = 11.80 //Cutoff voltage
float nominal = 12.70 //Nomial Voltage
float overvoltage = 14.00 //Overvoltage
int analogInput = 0
int out = 8
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
int off=13
void setup()
{
pinMode(analogInput,INPUT)
pinMode(out,OUTPUT)
pinMode(off,OUTPUT)
digitalWrite(off,LOW)
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10)
{
vin=0.0
}
if(vin<=cutoff)
{
digitalWrite(out,HIGH)
}
if(vin>=nominal && vincutoff)
{
digitalWrite(out,LOW)
}
if(vin>=overvoltage)
{
digitalWrite(out,HIGH )
delay(10000)
}
Serial.println('INPUT V= ')
Serial.println(vin)
delay(1000)
}
//---------Program developed by R.Girish----------//

Notera:

float cutoff = 11.80 // Cutoff spänning
flottör nominell = 12,70 // Nominell spänning
flottör överspänning = 14.00 // Överspänning

Du kan ändra avstängning, nominell och överspänning genom att ändra ovanstående värden.
Det rekommenderas att du inte ändrar dessa värden om du inte arbetar med olika batterispänningar.

Hur man kalibrerar:

Kalibreringen för detta batteri över urladdningsskyddskretsen måste göras noggrant, du behöver en variabel strömförsörjning, en bra multimeter och en skruvmejsel för att justera det förinställda motståndet.

1) Den färdiga installationen är ansluten till variabel strömförsörjning utan belastning.
2) Ställ in 13 volt på den variabla strömförsörjningen, kontrollera detta med multimeter.
3) Öppna den seriella bildskärmen och vrid 10k förinställd motståndsklocka eller moturs och sätt avläsningarna nära multimeterns avläsningar.
4) Sänk nu spänningen för variabel strömförsörjning till 12V, multimeter och seriell bildskärm måste läsa samma eller mycket nära värde.
5) Sänk nu spänningen till 11,80 V, reläet måste tändas och lysdioden måste tändas.
6) Öka nu spänningen till 14.00V som reläet måste tändas och lysdioden tänds.
7) Om ovanstående apparater lyckas ersätter du den variabla strömförsörjningen med ett fulladdat batteri, avläsningarna på seriell bildskärm och multimeter måste vara desamma eller mycket nära samma.
8) Anslut nu lasten, avläsningarna på båda måste vara desamma och synkroniserade.
Om ovanstående steg är framgångsrika är din krets redo att betjäna batteriet.

NOTERA:

Observera denna punkt när du kalibrerar.

När reläet utlöses på grund av lågspänningsavstängning eller på grund av överspänningsavstängning kommer avläsningarna på seriell bildskärm inte att läsa rätt spänning som på multimeter och visar högre eller lägre än på multimeter.

Men när spänningen faller tillbaka till normal driftsspänning stängs reläet av och börjar visa korrekt spänning.

Slutsatsen av ovanstående punkt är att när reläet är aktiverat, visar avläsningarna på den seriella bildskärmen någon betydande variation och du behöver inte kalibrera igen i detta skede.