incarcator inteligent super rapid cu PIC

[petre_s]

Salut!

 

Acumulatorii sunt aproape nelipsiti din utilizarea unui om, fie el electronist sa nu. In plus, preturile au scazut si bateriile alcaline sunt din ce in ce mai nerentabile. Incarcatoarele performante insa, sunt inca la un pret ridicat. De acea va propun pentru costructie un incarcator pentru acumulatorii pe baza de nichel "inteligent" si foarte rapid, cu urmatoarele specificatii:

 

-posibilitatea de a incarca 2 acumulatori deodata, independent unu fata de celalat.

-curent de incarcare constant, apropiat de 1C, eventual reglabil

-disipatie de caldura cat mai mica

-timp de incarcare 1h,30m - 2h,30

-suprafata de cablaj cat mai mica, apropiata de a 2 acumulatori R6

-detectie sfarsit de incarcare pe baza de deltaV

 

Pentru a satisface toate aceste conditii am convenit la urmatoarele:

-datorita curentului mare o sursa liniara de curent constant ar disipa prea multa caldura, de aceea, am decis sa se foloseasca o sursa in comutatie care mentine curentul constant.

-sfarsitul de incarcare va fi detectat de un microcontroller (masurata peridic tensiunea pe acumulatori, iar cand incepe sa scada este semn ca incarcarea trebuie sa se opreasca)

Pentru a simplifica montajul si pentru reducerea dimeniunilor si costurilor, am convenit ca se poate utiliza un singur uC pentru toate aceste operatii si anume: un uC care sa in primul rand sa mentina curentul constant prin acumulatori (individual), ca in figura din attash(schema este facuta pentru tensiune constanta, dar pentru curent este cam acelasi lucru)

Cum functioneaza? simplu cand tensiunea citita pe portul analogic scade, tranzistorul de putere se deschide si pompeaza curent prin circuit. Dar datorita bobinei, curentul nu creste brusc, ci lent. Cand tensiunea a ajuns peste pragul stabilit, tranzistorul se inchide din nou si curentul incepe sa scada. si algoritmul se repeta. Bineinteles, acestu curent va avea un riplu re frecventa mare, dar acest lucru nu va afecta in vreun fel acumulatorul. Bun, se mentine curentul constant, dar in acelasi timp controllerul trebuie sa monitorizeze tensiunea de pe acumulator, insa asta se va intampla mult mai rar si la cateva sute de cilcuri odata.

Acestea fiind spuse avem nevoie de un controller cu cel putin 4 intrari analogice, si suficient de rapid(in partea analogica) pentru a mentine o frecventa de ordinul zecilor de KHz (pentru a folosi o bobina mai mica si pentru a avea un riplu de curent cat mai mic).

 

Partea unde am nevoie de ajutor din partea voastra:

Pentru senzorul de curent se foloseste o rezistenta sunt pe partea de la masa. Tensiunea citita va fi foarte mica, pentru o disipatie cat mai redusa. De accea intreb: convertorul AD din PIC poate fi setat pe 10biti dar pe o plaja mai restransa de exemplu 0-1V? :confuz1 daca nu, va trebui sa se utilizeze un operational rail-to-rail care se gaseste mai greu.

De asemenea, mai am nevoie de ajutor in alegerea PIC-ului mai potrivit. Eu am facut niste teste cu un 16F876 ca tot il aveam si se descurca bine pentru mentinerea unei tensiuni constante(nu am apucat insa sa pun osciloscopul si sa masor frecventa)

 

Sper sa iese ceva constructiv, de accea totul va fi public aici(schema, cablaj, soft), atat in variantele "beta" cat si final. La sugestiile voastre eu pot sa contribui cu schema, cablaj (varianta smd) si soft in mikropascal (atat hex, cat si cod pascal)

Fiecare e incurajat sa vina cu ideii, sugestii contributii.

edit: codul utilizat de PIC in momntul testului

program incarcator;varx:word;beginadcon0:=1;adcon1:=0;trisc:=0;portc:=0;while (true)dobeginx:=adc_read(0);if (x<466) then portc:=0 else portc:=255;end;end.

PS: sper sa nu existe controverse ca ar fi trebuit sa postez la alimentatoare, ceea ce vreau eu sa aflu este legat strict de microcontroller.

[Vizitator cristi_an]

Pai mai, tu cand compari acolo la CAN, ii pui valoarea mai mica. uite un programel pentru aprinderea unor leduri in functie de tensiunea de pe un potentiometru. while (1) { adcon0.1=1; while (adcon0.1==1); x=0; if(adresh>10) x.0=1; if(adresh>50) x.1=1; if(adresh>90) x.2=1; if(adresh>130) x.3=1; if (adresh < 150) portc=x; if (adresh > 150) for (i=1;i<=3;i++) {portc=0X0f; delay_ms (100); portc=0X00; delay_ms (100); } }adresh contine rezultatul conversiei.

[petre_s]

mane, asta e evident, crezi ca nu m-am gandit la asta? dar iese riplu prea marese pare ca nu m-am facut prea inteles :rolleyes: deci, in principiu daca AD-ul e pe 10biti si are ca plaja 0-5V, asta inseamna ca diferenta de tensiune intre 2 valori binare este de 5/2^10 adica 4.8mV. Pentru un sunt de 100mOhmi inseamna 4.8/100=48mA. Deci am un riplu de minim 48mA pentru curentul constant. La un curent de 2A prin acumulator astea inseamna 2.4%, dar pentru valori mai mici ale curentului (pentru ca se vor mai folosi si R3 care au capacitate mai mica) se va mari aceasta proportie..deci daca tot o facem, hai s-o facem bine.

[Abram Burel]

Sa vorbim deci mai intai despre...PIC.

De ce un PIC atat de mare? Pentru o asemenea aplicatie, tinand cont ca o sa-ti trebuiasca niste intrari si pentru selectia curentului, un PIC16F676 iti ajunge (14 pini, iar daca folosesti SMD e cat se poate de mic). Are si oscilator intern, deci ai scapat de cuart.

Cum spuneam, vreo 3-4 pini vor trebui folositi pentru selectia curentului. Se poate folosi un encoder ca sa fie mai civilizat. Desigur, s-ar putea folosi si un potentiometru, dar e mai naspa cu reglajul. Alternativ, un comutator cu multe pozitii si rezistente. Chestia asta ar putea fi acomodata in partea de sursa, dar atunci care ar mai fi farmecul.

Acuma, pentru diversi curenti se poate folosi PWM pe o sursa de curentul maxim pe care-l vrei.

Si o intrebare despre partea de actionare, totusi: la ce iti trebuie suntul ala, daca vrei sa opresti la deltaV?

In plus, daca se vrea o incarcare rapida, atunci o protectie termica e necesara.

Ceva informatii interesante: http://www.panasonic.com/industrial/bat ... ethods.pdf

Aveam pe undeva si despre NiCd ceva asemanator, dar oricum astea sunt... toxice

[Vizitator]

Aveam pe undeva si despre NiCd ceva asemanator, dar oricum astea sunt... toxice

Toxice? La ce te referi?Am un acumulator de 10Ah/12V CdNi la care unul dintre elementi sfaraie la incarcare, se aude cum degaja un gaz daca pui urechea langa el. Nu se incalzeste, doar fasaie.E toxic rau? Sa il arunc? Unde ma pot lamuri despre asta?

[Blacksmith]

Eu ma mir cum de mai traiesti ... :smt003

[pavcostel]

Elementii de NiCd si NiMh au supape de siguranta. Se pare ca elementul tau cu sfarait da drumul la gaz prin supapa. De ce, asta e alta poveste. Fie a fost lovit, fie structura interna este deteriorata,fie un scurt temporar, fie a fost "fiert" la montaj sau in exploatare. Nu e o "placere" sa inspiri acele reziduuri. Ca sa-l folosesti , trebuie monitorizat cu atentie dpdvdr al temperaturii in primul rand, atat la descarcare cat si la incarcare. ideal ar fi sa-l schimbi.Bafta!Costel

[petre_s]

e ce un PIC atat de mare? Pentru o asemenea aplicatie, tinand cont ca o sa-ti trebuiasca niste intrari si pentru selectia curentului, un PIC16F676 iti ajunge (14 pini, iar daca folosesti SMD e cat se poate de mic). Are si oscilator intern, deci ai scapat de cuart.

Nu ma referam la un PIC mare ci la unul suficient de rapid in ADC ca sa mentina curentul constant.

Cum spuneam, vreo 3-4 pini vor trebui folositi pentru selectia curentului. Se poate folosi un encoder ca sa fie mai civilizat. Desigur, s-ar putea folosi si un potentiometru, dar e mai naspa cu reglajul. Alternativ, un comutator cu multe pozitii si rezistente. Chestia asta ar putea fi acomodata in partea de sursa, dar atunci care ar mai fi farmecul.

Selectia curentului ma gandeam sa o fac tot prin potentiometru, dar conectat la un pin analogic. In felul asta nu mai e nevoie de indicator pentru curentul selectat, in plus se poate regla la orice valoare pe o anumita plaja fixata.

Acuma, pentru diversi curenti se poate folosi PWM pe o sursa de curentul maxim pe care-l vrei.

Si o intrebare despre partea de actionare, totusi: la ce iti trebuie suntul ala, daca vrei sa opresti la deltaV?

Vreau sa pun un sunt ca sa mentin curentul constant, fixat nu vreau ca acumulatorul sa fie incarcat printr-o "simpla rezisntenta"(pentru ca doar modulat PWM fara feedback asa se comporta)

Poate nu m-am facut inteles, deci, vreau ca picul sa mentina curentul constant dar in acelasi timp sa masoare si deltaV.

Ceva informatii interesante: http://www.panasonic.com/industrial/bat ... ethods.pdf

Da, par destul de destepte informatiile, am citit si mai pe seara o sa propun un sistem de incarcare asemanator(mai simplificat, totusi) incluzand si protectie la temperatura. Asta va implica folosirea unui pic cu 8 canale analogice. (4 pentru curenti si tensiuni, 1pentru termistor, 1 pentru potentiometru)

[Abram Burel]

Pai, curentul constant il faci cu o... sursa de curent constant. Doar valoare curentului (adaptat la tipul de acumulator) se regleaza din PIC si, cum spuneam, nu pe considerente analogice, ci prin PWM.Eu zic ca te-am inteles, dar tu ai plecat pe niste considerente analogice, pe care vrei sa le emulezi in digital. Nu prea vad despre ce reactie e vorba. Probabil de cea de la sursa care sa-ti mentina curentul. Cum ziceai si tu, asta seamana a subiect de SMPS daca vrei sa faci controlul unei surse in comutatie cu PIC.@roGeorge"Disparitia" treptata de pe piata a acumulatorilor NiCd nu se datoreaza neaparat unor caracteristici inferioare (de exemplu sunt absolut potriviti pentru regim "float", ca in telefoane cordless), ci faptului ca substanta Cd (cadmiu) a intrat in dizgratia omenirii la fel ca Pb (plumb) Deci, e la fel de toxic precum fludorul csau componentelor care mai au o ceata de plumb pe/in ele. Este absolut necesar, mai ales in Ro, unde gradul de ecologie este foarte ridicat :(

[petre_s]

Pai, curentul constant il faci cu o... sursa de curent constant. Doar valoare curentului (adaptat la tipul de acumulator) se regleaza din PIC si, cum spuneam, nu pe considerente analogice, ci prin PWM.

da-mi un exemplu sa vada si ochiu meu, poate iese mai simplu

[Abram Burel]

Daca vorbim de o sursa in comutatie, atunci se poate folosi asta: http://www.edn.com/article/CA217668.html

Daca vrei reglaj cu potentiometru, atunci sunt suficiente informatii in articol. Daca vrei control cu PIC, atunci fie pui un potentiometru digital, fie un mux cu rezistente, in locul lui R6.

Acuma, ca sa-i aplicam PWM, observam ca Iout scade daca R6 scade. Teoretic, daca tragem intrarea inversoare la masa, curentul ar trebui sa fie 0. Practic, se poate calcula un R6 minim, corespunzator curentului de mentinere "trickle", astfel incat PWM-ul sa mearga de fapt de la Itrickle la Icharging.

Cel mai elegant ar fi sa ai doar 2 rezistente, una pentru valoarea maxima si una pentru valoarea minima si sa controlezi curentul mediu din PWM.

[Vizitator]

Ca sursa de curent comandata PWM ar fi suficient un singur tranzistor, 2 R si un C pt fiecare acumulator. De la pin-ul uC pui un integrator RC care de fapt se poarta ca un convertor PWM -> tensiune. Intre R si C pui baza unui tranzistor repetor pe emitor. In emitor pui o rezistenta care face conversia tensiune -> curent incarcare. In colectorul tranzistorului repetor pui acumulatorul de incarcat, si gata.Daca lasi acumulatorul sa faca integrarea semnalului PWM atunci nici macar C nu-ti mai trebuie. Cu cat mai simplu cu atat mai bine!

[petre_s]

cum fac timer fara RTC? :smt033

[Abram Burel]

Da' cata precizie iti trebuie tie pentru un amarat de acumulator? Ceasul intern al unui PIC este suficient

[petre_s]

Da' cata precizie iti trebuie tie pentru un amarat de acumulator? Ceasul intern al unui PIC este suficient

pai la asta ma refeream da nu stiu cum sa fac cu timerul ala si cu intreruperile