РадіоКот :: Зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів на Atmega 8.

Наши партнеры ArtmMisto

>>>>

Зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів на Atmega 8.

Хочу представити до уваги зарядний пристрій (ЗУ) для автомобільних акумуляторів на Atmega 8. Цей пристрій є моїм варіантом ЗУ опис якого викладено в [1]. Дуже рекомендую спочатку прочитати опис оригінального ЗУ для зняття багатьох питань. До переваг ЗУ можна віднести використання силового трансформатора від безперебійників, захист від короткого замикання і переполюсовки. ЗУ можна зібрати в корпусі бесперебойніка що знімає проблему всіх пристроїв радіоаматора - корпус.

Після виготовлення кількох штук за оригінальним опису я прийшов до висновку що використання Atmega16 є надмірною, як за об'ємом пам'яті так і за кількістю портів вводу-виводу. Тому було вирішено перевести проект на Atmega 8, тим більше що вихідні Автором були люб'язно викладені.

Після ретельного куріння даташіта, а особливо чудової книги [2] вийшло переробити прошивку для Atmega 8. Також мною були внесені деякі зміни в схему пристрою для додання певну універсальність в частині можливості використання різних компонентів. Схема того що вийшло представлена ​​нижче:

Як видно пристрій розділено на дві частини: мікроконтролера (МК) і силову.

Деякі пояснення по схемі контролера. До разьему pow-in підключається малопотужний зовнішній трансформатор з напругою вторинної обмотки близько 10-15 вольт, після випрямлення напруга подається через розв'язують діод D9 на стабілізатор 78l12, який використовується для живлення операційного підсилювача ланцюга вимірювання струму, і стабілізатора 7805 який живить мікроконтролер. Резистори R32, R1 і стабілітрон D10 з напругою стабілізації 5.1 вольт формують сигнал переривання МК для визначення моменту переходу мережевої напруги через нуль.

На операційному підсилювачі (ОУ) U5 типу LM358 зібрані підсилювач сигналу з шунта для вимірювання зарядного струму і підсилювач сигналу з шунта для визначення перевантаження. Харчування ОУ здійснюється напругою 12 вольт і напругою -5 вольт, яке перетворюється за допомогою ICL7660 з напруги +5 вольт. Використання ICL7660 дозволяє відмовитися від застосування трансформатора з двома вторинними обмотками, як в оригінальному пристрої. Крім того передбачений варіант використання Rail-to-Rail ОУ, що дозволяє взагалі відмовитися від джерела живлення +12 вольт, перетворювача ICL7660, а також захисних діодних зборок D6, D7. Був випробуваний зразок на ОУ MCP6002 який себе непогано зарекомендував. При використанні Rail-to-Rail ОУ не встановлюється стабілізатор 78l12 і конденсатор C15. Упаюється нульова перемичка R13 для харчування ОУ від +5 вольт, а замість конденсатора C13 упаюється нульова перемичка на корпус. Таким чином організовується харчування +5 вольт для ОУ. При складанні потрібно уважно стежити який варіант збираєте щоб не пошкодити ОУ і МК при невідповідності типу застосовуваного ОУ напруги харчування.

Діодні збірки D6, D7, D11 служать для захисту портів МК від перенапруги і напруги зворотної полярності. В оригінальній схемі для цієї мети використовуються стабілітрони на 5.1 вольт, але при складанні пристрою з'ясувалося що вони вносять похибка при вимірюванні струму і напруги, тому що починають відкриватися при напрузі порядку 4.8 вольта. У пристрої АЦП МК використовує в якості опорного напруги напруга живлення +5 вольт, а отже АЦП охоплює весь діапазон від 0 до 5 вольт. Установка D11 обов'язкове.

Роз'єм ISP1 служить для внутрисхемного програмування МК, терморегулятори його стандартна для варіанту 6 контактів. Реле RL1 служить для включення силового трансформатора. Транзистор управління реле будь-якої середньої потужності типу npn, ставив КТ817. Реле випаюється з плати бесперебойніка, також в залежності від типу плати можна випаять кварцовий резонатор на 8 МГц, стабілізатор 7805, стабілізатор 7812 для силового модуля. Змінним резистором RV1 встановлюємо контрастність дисплея. Дисплей використовується типу 0802 з кирилицею. Типорозмір всіх використовуваних SMD резисторів і конденсаторів 1206. Конденсатор C16 танталовий SMD 10мкФ 16 вольт.

У силовому модулі стабілізатор 7812 служить для живлення вентилятора обдування радіатора на якому встановлюється силовий діодний міст типу KBPC5010 або аналогічний, а також тиристор 40TPS12. У даній версії прошивки обдув включається при струмі зарядки 2А, вимикається при 1А. Як радіатора ідеально підходять так звані «процесорні». Запобіжник FU1 автомобільний на 30А, упаюється прямо в плату. Такі попарно встановлені на платі бесперебойніка. Резистори R1-R7, R12, R13, R16 типорозміру 1206 на 0.1 Ом впаяні паралельно і утворюють шунт для вимірювання струму. Транзистори ключів для управління вентилятором і тиристором використовував типу КТ816Б, можна використовувати будь-які середньої потужності типу pnp.

До точкам BATT припаиваются дроти з крокодилами для підключення до батареї, до точок BRIDGE дроти з наконечниками для підключення до діодному мосту. Провід з наконечниками також з бесперебойніка. До разьему FAN підключають вентилятор охолодження.

Силова плата і плата МК з'єднуються 2-мя шлейфами з 3-ма проводами: сигнал вимірювання напруги - загальний - сигнал вимірювання струму і сигнал управління тиристором - загальний силовий - сигнал управління вентилятором. УВАГА: загальний і загальний силовий НЕ Дольний з'єднаються в шлейфах вони впаюються у відповідні місця плати і ніяк між собою не пов'язані.

Після складання і перевірки монтажу підключається ЗУ до мережі, якщо все правильно зібрано після екранів вітання з'явиться напис «Підключи батарею». Підключаємо акумулятор або зовнішнє джерело напругою 12 вольт до крокодилам і підлаштування резистором RV6 виставляємо напругу на екрані ЗУ відповідне напрузі акумулятора або джерела живлення по контрольному вольтметру. Далі підключаємо ЗУ до акумулятора через амперметр, обертаємо енкодер за годинниковою стрілкою виставляючи зарядний струм 1А і натискаємо ручку енкодера, на екрані з'являється напис «Заряд розпочато» і зарядний струм починає плавно збільшуватися від нуля до утановленного значення. Підлаштування резистором RV3 виставляємо правильні свідчення струму на екрані ЗУ по контрольному амперметрі. Виставляти слід при сталому значенні на екрані. Підлаштування резистором RV4 виставляємо напругу на вході 24 МК рівним 0.09в при зарядному струмі 1А.

Для довідки: для входів вимірювання струму і напруги АЦП МК максимальні значення в 5 вольт відповідають 15 ампер і 15 вольт. Для входу вимірювання перевантаження по струму напруга відключення струму зарядки - 1 вольт.

Підключаємо ЗУ до мережі, підключаємо батарею, встановлюємо необхідний струм заряду в діапазоні 0-10А обертанням енкодера, натискаємо енкодер. Струм заряду плавно зростає до встановленого значення. При досягненні на батареї 14.4 вольта ток плавно падає за умови незмінності напруги на батареї в 14.4 вольта. При падінні струму зарядки нижче 0.5А і напрузі 14.4 вольта вважається що батарея заряджена і зарядка припиняється - виводиться напис «Батарея заряджена». При неможливості досягнення напруги на батареї в 14.4 вольта при струмі 0.5 А в За 4 години виводиться напис «Перевір батареї не бере заряд» і заряд відключається. Якщо при включенні зарядки струм не зростає з'являється напис «Поганий контакт з батареєю» і заряд відключається. При пробої тиристора і неконтролліруемом збільшенні напруги вище 15 вольт заряд відключається і з'являється напис «ERROR VOLTAGE». При надмірному збільшенні струму заряду або КЗ також заряд відключається і виводиться напис «Помилка по току». Щоб достроково перервати заряд енкодером зменшуємо ток до нуля і натискаємо енкодер або просто знімаємо клему з батареї. Для зміни струму заряду в процесі зарядки обертаємо енкодер і натискаємо, з'являється напис «Ток змінений».

Фьюз для прошивки:

Плата МК одностороння, 11 перемичок.

Плата силова одностороння, 1 перемичка:

Кілька фотографій готового ЗУ:

Список літератури:

1. https://we.easyelectronics.ru/power-electronics/zaryadnoe-ustroystvo-dlya-avtomobilnyh-akkumulyatorov-na-atmega-16.html
2. Евстіфеева А.В. «Мікроконтролери AVR сімейства Mega».

Нижче в архіві проект в Протеус 8 плати МК і силовий плати, а також прошивка.

файли:
Протеус, прошивка

Всі питання в Форум .

Ці статті вам теж можуть стати в нагоді: