Circuit de protecció contra sobrecàrrega de la bateria basat en Arduino

Circuit de protecció contra sobrecàrrega de la bateria basat en Arduino

En aquesta publicació, construirem un circuit de protecció contra sobrecàrregues per a bateries de 12 V mitjançant Arduino que pot protegir la bateria SLA de 12 V contra una sobrecàrrega i també protegir la càrrega connectada de la sobretensió en cas que es connecti una bateria sobrecarregada.



Descripció de les taxes de càrrega / descàrrega de la bateria

Totes les bateries tenen un deteriorament natural, però la majoria es danyen a causa de la ignorància dels usuaris. La vida útil de la bateria s’escurçarà si el voltatge d’una bateria baixa per sota de cert grau, en el cas de la bateria SLA de 12V, no ha de baixar de 11,80 V.

Aquest projecte es podria aconseguir amb comparadors, però aquí estem utilitzant microcontroladors i codificació per aconseguir el mateix.





Aquest circuit és adequat per a càrregues resistives i altres càrregues que no generen soroll durant el funcionament. Intenteu evitar càrregues inductives com ara motors de corrent continu.

Els microcontroladors són sensibles al soroll i aquesta configuració pot llegir els valors de la tensió d’error en aquest cas i pot tallar la bateria de la càrrega a una tensió incorrecta.



Com funciona

Protecció de sobrecàrrega de la bateria basada en Arduino

El discutit protecció contra la descàrrega El circuit per a bateries de 12v consisteix en un divisor de tensió que s'encarrega de baixar la tensió d'entrada i reduir-la a un rang estret on Arduino pot llegir la tensió.

La resistència preestablerta de 10 k s'utilitza per calibrar les lectures en arduino. Aquestes lectures són utilitzades per arduino per activar el relé.

S'utilitza un indicador LED per indicar l'estat del relé. El transistor acciona / desactiva el relé i es connecta un díode a través del relé per aturar l’espiga d’alta tensió generada pel relé mentre l’encén / apaga.

Quan la tensió de la bateria baixa per sota de 11,80 V, el relé s’encén i desconnecta la bateria de la càrrega i l’indicador LED també s’encén, això passa quan el circuit llegeix sobretensió de la bateria, podeu configurar el tall de sobretensió al programa .

Quan la bateria baixa de 11,80 V, el relé desconnecta la càrrega, el relé tornarà a connectar la càrrega a la bateria només després que la tensió de la bateria assoleixi la tensió nominal que s’estableix al programa.

La tensió nominal és la tensió de funcionament normal de la càrrega. El mecanisme esmentat anteriorment es fa perquè la tensió de la bateria augmenta després de desconnectar-se de la càrrega i això no ha de provocar que el relé estigui activat en estat de bateria baixa.

El voltatge nominal del programa és de 12,70 V, que és el voltatge complet de la bateria de les bateries SLA típiques de 12V (Voltatge complet de la bateria després de desconnectar-se del carregador).

Codi del programa:

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

Nota:

tall de flotació = 11,80 // Tensió de tall
flotador nominal = 12,70 // Tensió nominal
sobretensió del flotador = 14.00 // Sobretensió

Podeu canviar el tall, el nominal i la sobretensió canviant els valors anteriors.
Es recomana no modificar aquests valors tret que estigueu treballant amb tensions de bateria diferents.

Com calibrar:

El calibratge d’aquest circuit de protecció contra la descàrrega de la bateria s’ha de fer amb cura, necessiteu una font d’alimentació variable, un bon multímetre i un tornavís per ajustar la resistència preestablerta.

1) La configuració completa està connectada a una font d'alimentació variable sense càrrega.
2) Configureu els 13 volts a la font d'alimentació variable, verifiqueu-ho mitjançant un multímetre.
3) Obriu el monitor sèrie i gireu la resistència predeterminada de 10 k al rellotge o al rellotge i acosteu les lectures a les lectures del multímetre.
4) Ara, reduïu el voltatge de la font d'alimentació variable a 12V, el multímetre i el monitor sèrie han de llegir el mateix valor o molt proper.
5) Ara, reduïu la tensió a 11,80 V, el relé s’ha d’encendre i el LED s’ha d’encendre.
6) Ara, augmenteu la tensió a 14.00V que el relé ha d’encendre i s’encén el LED.
7) Si els conjunts anteriors tenen èxit, substituïu la font d'alimentació variable per una bateria completament carregada, les lectures del monitor sèrie i del multímetre han de ser iguals o molt properes a la mateixa.
8) Ara connecteu la càrrega, les lectures de tots dos han de romandre iguals i sincronitzades.
Si els passos anteriors tenen èxit, el vostre circuit està preparat per servir la bateria.

NOTA:

Tingueu en compte aquest punt mentre calibreu.

Quan el relé s’activa a causa d’un tall de baixa tensió o a causa d’un tall de sobretensió, les lectures del monitor sèrie no llegiran la tensió correcta com en el multímetre i es mostren més o menys alt que en el multímetre.

Però, quan la tensió torna a la tensió de funcionament normal, el relé s'apaga i comença a mostrar la tensió correcta.

La conclusió del punt anterior és que, quan el relé s’activa, les lectures del monitor sèrie mostren algunes variacions significatives i no cal que calibreu de nou en aquesta etapa.




Anterior: Circuit de pompa submergible controlat per temporitzador Següent: Circuit d'alimentació d'1,5 V per al rellotge de paret