После переделки шуруповерта на литий возникла идея сделать зарядное устройство по аналогу с фабричными образцами с измерением тока, напряжения и емкости аккумуляторов. Собственно для этого нужен источник питания, плата заряда аккумуляторов по принципу CC CV и модуль индикации параметров. Остановимся собственно на модуле индикации вышеуказанных параметров. Этот модуль даст возможность измерить реальную емкость заряжаемого аккумулятора(или аккумуляторной сборки).
Основой модуля индикации является датчик напряжения и тока типа INA219 приобретенный на Алиэкспресс. Эта платка рассчитана на измерение значений напряжения до 26 В и значений тока до 3,2 А. Все измеренные параметры по шине I2C передаются на Ардуино. Этот датчик определяет сразу несколько параметров: мощность и емкость в мА\ч, ток и напряжение.
Характеристики датчика INA219.
1) Пределы измеряемых напряжений: от 0 до 26 В;
2) Напряжение питания датчика: от 3.0 до 5.5 В;
3) Параметры по измеряемому току –максимум 3,2А ;
4) Точность измерений значений напряжения и тока до 1%.
Датчик INA219 не требует дополнительной обвязки, достаточно только подать питание на сам датчик, подключить силовой плюсовой и минусовой провода и соединить по интерфейсу I2C с Ардуино. Использовать модуль можно в схемах где необходимо контролировать данные в ходе зарядки и разряда аккумуляторов. Также можно применить датчик INA219 в приборах питания в качестве блока контроля напряжения и тока подключенных потребителей.
В основу прибора будут входить собственно сам датчик INA219, плата Arduino (можно применить любой вариант- Uno, Nano, Pro Mini), двухстрочный экран LCD1602 с платой интерфейса I2C, модуль реле на 5В.
Перечень инструментов и материалов.
-плата Ардуино Nano-1шт;
-датчик INA219-1шт;
-двухстрочный дисплей LCD1602с платой интерфейса I2C-1шт;
-модуль реле на 5вольт-1шт;
-зарядное устройство от телефона для питания схемы-1шт;
-соединительные провода;
-паяльник;
-тестер;
пластмассовая распредкоробка -1шт;
-понижающая плата 5А -1шт.
Шаг первый. Сборка схемы блока индикациии на датчике INA219.
Собираем схему устройства с помощью проводов с разъемами. Входные и выходные силовые провода, через которые будет питаться нагрузка, берем сечением 1-1,5 кв,мм. Питание модулей схемы будет осуществляться от зарядное устройства от телефона через USB разъем платы Ардуино Nano, а далее от контактов +5 и Gnd. Связь датчика INA219 с Ардуино по интерфейсу I2C проходит по выводам CLK и SDA. Адрес датчика INA219 можно при необходимости изменить перепайкой контактов А1 и А0. Очень аккуратно и внимательно собирайте схему-датчик своими контактами V+, V- должен быть включен последовательно нагрузке, также INA219 не любит переполюсовок. Не соблюдая этих требований можно легко его вывести из строя!
В корпусе распредкоробки вырезаем окно для дисплея LCD1602, внизу делаем отверстие для USB разъема платы Ардуино.
Шаг второй. Программирование устройства.
Нужно установить библиотеку для датчика INA219. Она есть в среде IDE ардуино. Нажимаем «Скетч» далее «Подключить библиотеку» затем «Управлять библиотеками». В поисковой строке набираем «INA219». Находит Adafruit INA219 by Adafruit версия 1.0.3» устанавливаем.
Загружаем скетч.
Обычно прибор сразу начинает работать. В мониторе порта можно увидеть все данные измерений.
Фото монитор порта
Шаг третий. Проверка работоспособности устройства.
Без нагрузки прибор показывает текущие значения напряжения. Подключаем нагрузку и на дисплее видим значения напряжения, тока, потребленной мощности и емкости.Если надо проводить зарядку литиевых аккумуляторов то необходимо использовать плату CC CV. Она даст возможность регулировать как напряжение так и ток заряда. . Эту платку можно разместить вместе с другими. Тогда в этом случае получится полноценное устройство для зарядки таких аккумуляторов.
Чтобы определить емкость аккумулятора нужно подключить его в качестве источника перед INA219, а на выходной провод подключить нагрузку(например автолампу). В скетче устанавливается нижний предел отключения нагрузки 2,8 Вольт-значение надо подобрать по даташиту ваших аккумуляторов. При достижении напряжения 2,8 Вольта реле отключит нагрузку и на дисплее увидим реальную емкость аккумулятора в в миллиамперчасах. Чтобы опять включить прибор в работу надо сбросить питание 5 Вольт на Ардуино или установить кнопку сброса на контакт RST платы Ардуино и GND.
Данной самоделкой можно определить емкость как единичного аккумулятора так сборки из нескольких аккумуляторов (блока батарей для шуруповерта).
Подробнее можно посмотреть в видео
Читателям сайта всего наилучшего и в творчестве и в жизни !
