Zaščitni tokokrog za zaščito pred praznjenjem na osnovi Arduino

V tem prispevku bomo zgradili zaščitno vezje pred praznjenjem za 12v baterijo z uporabo Arduina, ki lahko zaščiti 12V baterijo SLA pred prekomernim praznjenjem in tudi zaščito priključene obremenitve pred prenapetostjo, če je priključena prenapolnjena baterija.

Razumevanje stopenj polnjenja / praznjenja akumulatorja

Vse baterije imajo naravni upad, vendar se večina poškoduje zaradi nevednosti uporabniškega dela. Življenjska doba baterije se bo skrajšala, če bo napetost akumulatorja pod določeno stopnjo, v primeru akumulatorja 12V SLA pa ne sme pasti pod 11,80 V.

Ta projekt bi lahko izvedli s primerjalnimi napravami, vendar tukaj za dosego istega uporabljamo mikrokrmilnik in kodiranje.

To vezje je zelo primerno za uporovne obremenitve in druge obremenitve, ki med delovanjem ne povzročajo hrupa v oskrbi. Poskusite se izogibati induktivnim obremenitvam, kot so enosmerni motorji s krtačenjem.

Mikrokrmilniki so občutljivi na hrup in ta nastavitev lahko v takem primeru odčita vrednosti napetosti napake in lahko pri napačni napetosti baterijo prekine.

Kako deluje

Razpravljali zaščita pred izpustom vezje za 12v baterijo je sestavljeno iz delilnika napetosti, ki je odgovoren za znižanje vhodne napetosti in zmanjšanje na ozko območje, kjer lahko arduino odčita napetost.

10k vnaprej nastavljenega upora se uporablja za kalibracijo odčitkov na arduinu; te odčitke uporablja arduino za sprožitev releja, o kalibraciji te nastavitve bomo razpravljali v nadaljevanju članka.

Za prikaz stanja releja je uporabljen LED indikator. Tranzistor poganja in vklaplja / izklaplja rele, preko releja pa je priključena dioda za zaustavitev visokonapetostne konice, ki jo generira rele, med vklopom in izklopom releja.

Ko napetost akumulatorja pade pod 11,80 V, se rele vklopi in odklopi baterijo od obremenitve, prižge pa se tudi LED indikator, to se zgodi enako, ko vezje odčitava prenapetost iz akumulatorja, lahko v programu nastavite izklop prenapetosti .

Ko akumulator pade pod 11,80 V, rele odklopi obremenitev, rele bo tovor znova priključil na akumulator šele potem, ko napetost akumulatorja doseže nad nominalno napetost, ki je nastavljena v programu.

Nazivna napetost je normalna delovna napetost bremena. Zgoraj navedeni mehanizem je narejen, ker se napetost akumulatorja dvigne po odklopu od obremenitve in to ne sme sprožiti releja pri nizkem stanju baterije.

Nominalna napetost v programu je nastavljena na 12,70 V, kar je polna napetost akumulatorja tipičnih 12V baterij SLA (polna napetost akumulatorja po odklopu s polnilnika).

Koda 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----------//

Opomba:

plavajoča mejna vrednost = 11,80 // izklopna napetost
float nominal = 12,70 // Nomial Voltage
prenapetost plovca = 14,00 // prenapetost

S spreminjanjem zgornjih vrednosti lahko spremenite mejno, nominalno in prenapetostno napetost.
Priporočljivo je, da teh vrednosti ne spreminjate, razen če delate z drugačno napetostjo akumulatorja.

Kako umeriti:

Kalibracijo te baterije preko zaščitnega krogotoka pred praznjenjem je treba opraviti previdno, če potrebujete spremenljivo napajanje, dober multimeter in izvijač za nastavitev vnaprej nastavljenega upora.

1) Dokončana nastavitev je priključena na spremenljivo napajanje brez obremenitve.
2) Nastavite 13 voltov na spremenljivo napajanje, to preverite z uporabo multimetra.
3) Odprite serijski monitor in zavrtite 10k prednastavljene uporovne ali protitelesne ure in odčitke približajte odčitkom multimetra.
4) Zdaj zmanjšajte napetost spremenljivega napajanja na 12V, multimeter in serijski monitor morata brati enako ali zelo blizu vrednost.
5) Zdaj zmanjšajte napetost na 11,80 V, rele mora sprožiti in LED mora zasvetiti.
6) Zdaj povečajte napetost na 14,00V, rele mora sprožiti in LED zasveti.
7) Če so zgornji kompleti uspešni, zamenjajte napajalnik s popolnoma napolnjeno baterijo, odčitki na serijskem monitorju in multimetru pa morajo biti enaki ali zelo blizu enakih.
8) Zdaj priključite obremenitev, odčitki na obeh morajo ostati enaki in sinhronizirani.
Če so zgornji koraki uspešni, je vaše vezje pripravljeno za akumulator.

OPOMBA:

Pri umerjanju upoštevajte to točko.

Ko se rele sproži zaradi izklopa nizke napetosti ali izklopa prenapetosti, odčitki na serijskem monitorju ne odčitajo prave napetosti kot na multimetru in kažejo višjo ali nižjo vrednost kot na multimetru.

Ko pa napetost pade nazaj na normalno delovno napetost, se rele izklopi in začne prikazovati pravilno napetost.

Zaključek zgornje točke je, da ko se rele sproži, odčitki na serijskem monitorju kažejo nekaj pomembnih odstopanj in vam na tej stopnji ni treba ponovno kalibrirati.