Mạch bảo vệ quá trình xả pin dựa trên Arduino

Trong bài đăng này, chúng tôi sẽ xây dựng một mạch bảo vệ quá xả cho pin 12v sử dụng Arduino có thể bảo vệ pin 12V SLA chống lại quá tải và cũng bảo vệ tải được kết nối khỏi quá điện áp trong trường hợp pin được kết nối quá mức.

Hiểu về tỷ lệ sạc / xả pin

Tất cả các loại pin đều có sự suy giảm tự nhiên, nhưng hầu hết chúng đều bị hư hỏng do sự thiếu hiểu biết từ phía người dùng. Tuổi thọ của ắc quy sẽ bị rút ngắn nếu điện áp của ắc quy xuống dưới mức nhất định, trong trường hợp ắc quy 12V SLA, nó không được xuống dưới 11,80 V.

Dự án này có thể được thực hiện bằng các trình so sánh, nhưng ở đây chúng tôi đang sử dụng vi điều khiển và mã hóa để hoàn thành điều tương tự.

Mạch này rất thích hợp cho tải điện trở và các tải khác không tạo ra tiếng ồn trong nguồn cung cấp trong quá trình hoạt động. Cố gắng tránh tải cảm ứng như động cơ DC có chổi than.

Bộ vi điều khiển nhạy cảm với tiếng ồn và thiết lập này có thể đọc các giá trị điện áp lỗi trong trường hợp đó, và nó có thể cắt pin khỏi tải ở điện áp sai.

Làm thế nào nó hoạt động

Thảo luận bảo vệ quá mức xả mạch cho pin 12v bao gồm một bộ chia điện áp có nhiệm vụ giảm điện áp đầu vào và giảm xuống phạm vi hẹp mà arduino có thể đọc được điện áp.

Điện trở 10k được thiết lập sẵn được sử dụng để hiệu chỉnh các số đọc trên arduino, các số đọc này được arduino sử dụng để kích hoạt rơ le, việc hiệu chỉnh thiết lập này sẽ được thảo luận ở phần sau của bài viết.

Một chỉ báo LED được sử dụng để chỉ ra trạng thái của rơle. Bóng bán dẫn điều khiển bật / tắt rơle và một diode được kết nối qua rơle để ngăn chặn điện áp cao tạo ra từ rơle, trong khi bật / tắt nó.

Khi điện áp pin xuống dưới 11,80V, rơ le được bật và ngắt kết nối pin khỏi tải và đèn LED cũng bật sáng, điều này xảy ra tương tự khi mạch đọc quá áp từ pin, bạn có thể đặt cắt quá áp trong chương trình .

Khi ắc quy xuống dưới 11,80V, rơ le ngắt tải, rơ le sẽ chỉ kết nối lại tải với ắc quy sau khi điện áp ắc quy đạt trên điện áp danh định được cài đặt trong chương trình.

Điện áp danh định là điện áp làm việc bình thường của tải. Cơ chế nêu trên được thực hiện do điện áp của ắc quy tăng lên sau khi ngắt kết nối khỏi tải và điều này không được kích hoạt rơ le BẬT ở trạng thái pin yếu.

Điện áp danh định trong chương trình được đặt là 12,70 V, là điện áp đầy pin của pin 12V SLA điển hình (Điện áp đầy pin sau khi ngắt kết nối với bộ sạc).

Mã chương trình:

//---------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----------//

Ghi chú:

float cutoff = 11.80 // Điện áp ngắt
float nominal = 12.70 // Điện áp danh nghĩa
float overvoltage = 14.00 // Quá áp

Bạn có thể thay đổi mức cắt, danh định và quá áp bằng cách thay đổi các giá trị trên.
Không nên sửa đổi các giá trị này trừ khi bạn đang làm việc với điện áp pin khác.

Cách hiệu chỉnh:

Việc hiệu chuẩn cho mạch bảo vệ quá xả pin này phải được thực hiện cẩn thận, bạn cần một nguồn điện có thể thay đổi, một đồng hồ vạn năng tốt và một trình điều khiển vít để điều chỉnh điện trở đặt trước.

1) Thiết lập hoàn tất được kết nối với nguồn điện biến đổi không tải.
2) Đặt 13 vôn trên nguồn điện biến đổi, xác minh điều này bằng đồng hồ vạn năng.
3) Mở màn hình nối tiếp và xoay đồng hồ điện trở 10k đặt trước hoặc đồng hồ bộ đếm một cách khôn ngoan và đưa số đọc gần với số đọc của đồng hồ vạn năng.
4) Bây giờ, giảm điện áp của nguồn điện biến đổi xuống 12V, đồng hồ vạn năng và màn hình nối tiếp phải đọc giá trị giống nhau hoặc rất gần nhau.
5) Bây giờ, giảm điện áp xuống 11,80 V, rơ le phải kích hoạt và đèn LED phải sáng.
6) Bây giờ, tăng điện áp lên 14,00V, rơ le phải kích hoạt và đèn LED sáng.
7) Nếu các bộ trên thành công, hãy thay thế nguồn điện biến đổi bằng pin đã được sạc đầy, các số đọc trên màn hình nối tiếp và đồng hồ vạn năng phải giống nhau hoặc rất gần giống nhau.
8) Bây giờ kết nối tải, số đọc trên cả hai phải giữ nguyên và đồng bộ.
Nếu các bước trên thành công, mạch của bạn đã sẵn sàng để cung cấp pin.

GHI CHÚ:

Hãy lưu ý điểm này trong khi hiệu chỉnh.

Khi rơle được kích hoạt do cắt điện áp thấp hoặc do cắt điện áp quá mức, các số đọc trên màn hình nối tiếp sẽ không đọc đúng điện áp như trên đồng hồ vạn năng và hiển thị cao hơn hoặc thấp hơn trên đồng hồ vạn năng.

Nhưng, khi điện áp giảm trở lại điện áp hoạt động bình thường, rơ le sẽ tắt và bắt đầu hiển thị điện áp chính xác.

Kết luận của điểm trên là, khi rơle được kích hoạt ON, các giá trị đọc trên màn hình nối tiếp cho thấy một số thay đổi đáng kể và bạn không cần phải hiệu chỉnh lại ở giai đoạn này.