Электропитание
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Зарядное устройство на микроконтроллере PIC12F675Распечатать: Зарядное устройство на микроконтроллере PIC12F675

Зарядное устройство на микроконтроллере PIC12F675



Данное зарядное устройство (ЗУ) автоматизирует процесс зарядки аккумуляторов. Если аккумулятор не разряжен до напряжения 1 В, оно проведет его разрядку до этого напряжения и только потом начнется зарядка. По ее окончании ЗУ проверит работоспособность аккумулятора и, если он неисправен, подаст соответствующий сигнал.

Предлагаемое ЗУ предназначено для одновременной независимой зарядки трех Ni-Cd или Ni-Mh аккумуляторов типоразмера АА или ААА током 0,23 А. Оно разработано на основе аналогичной конструкции, описанной в [1]. С целью упрощения в нем применен микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем Принципиальная схема собственно ЗУ показана на рис. 1. Оно состоит из узла управления и трех одинаковых по схеме разрядно-зарядных ячеек А1- A3. Для его питания применен сетевой импульсный блок питания (БП), схема которого показана на рис. 2. За его основу взята конструкция, описание которой было опубликовано в [2].



Рис. 1

Узел управления собран на микроконтроллере (МК) DD1 и регистре DD2. Выбор МК PIC12F675 обусловлен наличием встроенного аналого-цифрового преобразователя и невысокой стоимостью. Коды программы, по которой он работает, представлены в таблице. Питание микросхем DD1, DD2 стабилизировано интегральным стабилизатором DA1. Светодиод HL1 выполняет функции индикатора включения.



Рис. 2

Каждая разрядно-зарядная ячейка состоит из стабилизатора тока на микросхеме 1DA1 (здесь и далее указаны позиционные обозначения элементов ячейки А1) с токозадающим резистором 1R2, электронных ключей на транзисторах 1VT1-1VT3, индикатора разрядки на светодиоде 1HL2 желтого цвета свечения и индикатора зарядки на светодиоде 1HL1 красного цвета свечения.

В БП резистор R1 ограничивает пусковой ток. Диодный мост VD1 выпрямляет напряжение сети, а фильтр C1C2L1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Преобразователь напряжения собран на микросхеме TNY264P и работает на частоте около 132 кГц. Элементы VD2, R5, СЗ образуют демпфирующую цепь, подавляющую выбросы напряжения на первичной обмотке трансформатора Т1. Напряжение вторичной обмотки трансформатора Т1 выпрямляет диод VD3, а фильтр C6L2C7 сглаживает выпрямленное напряжение. Для контроля выходного напряжения применены оптрон U1, стабилитрон VD4 и резистор R6.

После подачи питающего напряжения МК DD1 последовательно проверяет наличие подключенных к ячейкам аккумуляторов. При отсутствии напряжения на гнезде XS1 МК DD1 "делает вывод", что аккумулятор не установлен и переходит к анализу состояния следующей ячейки.

Когда аккумулятор подключен, МК DD1 измеряет его напряжение, и если оно более 1 В, ячейка включается на режим разрядки. На выводе 5 регистра DD2 появляется высокий уровень напряжения, открывается транзистор 1VT3, и через него и резистор 1R8 протекает ток разрядки около 100 мА, а свето-диод 1HL2 начинает светить, индицируя этот режим.

Как только напряжение аккумулятора станет менее 1 В, МК DD1 выключит режим разрядки и светодиод 1HL2 погаснет. Высокий уровень появится на выводе 6 регистра DD2, откроются транзисторы 1VT1 и 1VT2, начнется зарядка аккумулятора и загорится светодиод 1HL1. В этом режиме МК DD1 периодически измеряет напряжение на аккумуляторе, и когда оно достигнет значения 1,45 В, он начинает проверять возрастает напряжение или нет. Когда напряжение перестает увеличиваться, режим зарядки прекращается и кратковременно включается режим разрядки (загорается светодиод 1HL2) и измеряется напряжение на аккумуляторе. Если оно будет 1,1 В и менее, что свидетельствует о неудовлетворительном состоянии аккумулятора, светодиод 1HL2 станет мигать. При подключении к ЗУ аккумулятора, напряжение на котором менее 1 В, режим зарядки включается сразу.

Для охлаждения элементов ЗУ применен вентилятор М1, который начинает работать при включении режима зарядки любого из аккумуляторов. Так как на него поступает напряжение питания меньше номинального (примерно 8,5 В), вращается он медленно, но производительности достаточно для охлаждения устройства. После окончания зарядки всех аккумуляторов вентилятор прекращает работу, а светодиод HL1 зеленого цвета свечения начинает мигать, показывая, что ЗУ можно отключить от сети.



Рис. 3

Детали ЗУ монтируют на печатной плате из односторонне фольгирован-ного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 3. Она рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ, С2-33, оксидных конденсаторов - К50-35 или импортных конденсаторов С1, С2, С4 - К73-17. Светодиоды могут быть любого типа диаметром корпуса 3...5 мм, желательно повышенной яркости свечения. Для установки микросхем DD1, DD2 применены панели, резисторы 1R2, 1R4, 1R6, 1R8 установлены перпендикулярно плате. Все светодиоды установлены со стороны печатных проводников, там же размещены четыре перемычки из провода МГТФ-0,12. Вентилятор М1 с напряжением питания 12 В и размерами 8x40x40 мм - от компьютерной техники.



Рис. 4

Чертеж печатной платы БП показан на рис. 4. Для трансформатора использован магнитопровод EFD25 с каркасом. Суммарный зазор между половинами магнитопровода - 0,2 мм. Первичная обмотка содержит 171 виток провода ПЭВ-2 0,13, вторичная - 15 витков провода ПЭВ-2 0,75, дроссель L1 - SBCP-47HY102B фирмы TOKIN, дроссель L2 - ДМ-3. Для получения выходного напряжения 9 В применен стабилитрон BZX79-B8V2 с напряжением стабилизации 8,2 В. Более подробно о конструкции и деталях БП рассказано в [2].

Платы соединены между собой винтами и пластмассовыми стойками длиной около 32 мм (рис. 5). После сборки плат их размещают в корпусе подходящего размера с посадочными местами для аккумуляторов на одной стороне и вилкой для подключения к сети на другой. Вентилятор размещен в нижней части корпуса (рис. 6) там же, а также в верхней части сделано несколько вентиляционных отверстий.



Рис. 6

Налаживания устройство не требует. Перед установкой микросхем в панели надо проверить напряжения на выходе блока питания и на выходе стабилизатора DA1.

Готовую программу можно скачать здесь

ЛИТЕРАТУРА

  1. Деменев М , Королева И. "Интеллектуальное" зарядное устройство. - Радио, 2002, № 1, с. 38, 39, 42.
  2. Плетнев Е. Малогабаритный сетевой источник питания на микросхеме TNY264. - Радио, 2006, № 6, с. 33, 34.

Автор: В. Киба, г. Каменск-Шахтинский Ростовской обл.


Дата публикации: 06.11.2007

Мнения читателей
  • Я / 14.06.2011 - 18:19
    уважаемые у меня вопрос, если тут кто есть зачем в схеме трансформатор(он из ~220 делает 9В постояных?) тогда зачем преобразователь Da1?
  • Successful / 27.02.2011 - 06:33
    О "глупой конструкции". С точностью до наоборот. Схема заряжает от 2 до 16 аккумуляторов одновременно. Заметьте, все аккумуляторы соединяются последовательно, при этом они, чаще всего, заряжаются неодинаково. Один может недозаряжаться, в силу своих факторов (срок службы, качество, прошлые режимы зарядки и работы и т.п.), а другой - перезаряжаться, что в свою очередь снижает срок его "жизни". А вот схема на ПИКе, заряжает и контролирует каждый аккумулятор отдельно и если Вы хотите заряжать их большим током, то настройте подбором резисторов 1R2 в цепи заряда ток зарядки, сверив по паспортным данным используемых аккумуляторов допустимые предельные режимы. Так называемый "Капельный заряд" в зарядке практически не нужен, поскольку в схеме отсутствует таймер времени заряда, и по окончании зарядки он фактически отключает АБ. Если применить в этой схеме полевые транзисторы на заряд-разряд, то значительно снизится температура, за счет минимизации потерь.
  • Roskoshny / 27.02.2011 - 06:03
    Я моделировал схему (только МК и регистр) в Протеусе - с прошивками 5.1 - 5.5 - работает нормально. Проверял один канал, на резистор R4 на 5 ногу МК подавал, перед включением 1В или 1.4В - все отрабатывает.При 1В сначала появляется "1" на 5 ноге регистра, а затем - на 6 и 4 ноге. На 5 ноге "0". При 1.4В - сначала появляется "1" на 5 ноге регистра, затем все уходит в "0". Кстати,ошибка в схеме - ноги 7 и 5 микроконтроллера нужно поменять местами. Сейчас работаю над удалением кулера из схемы, и применении в зарядных цепях полевиков, при общем питании 3.3В.
  • Дима / 09.12.2010 - 18:19
    Совершенно глупая конструкция, представляющая собой конструктор из отдельных, давно известных и описаных технических решений. К тому же ток заряда настолько мал, что Вам понадобится не менее 10 - 15 часов для заряда современного акумулятора большой емкости (до 2300 - 2750 мА). Поэтому затраты на элементную базу и ваш труд над данной схемой будет совершенно не оправдан. Если все же у Вас есть желание собрать эту схему, соберите ее сначала в симуляторе Proteus и Вы сэкономите время, деньги и нервы. А если есть желанание собрать зарядное с контролем тока и уровня заряда, а так же времени заряда, ипользуйте микросхему MAX712/713. Эта микросхема позволяет производить заряд высоким током с посдедующей дозарядкой малым током. У меня зарядное на базе этой микросхемы заряжает акамулятор 2750 мА за 1,5 часа. Позволяет заряжать одновремено до 16 акамуляторов.
  • Roman / 02.10.2010 - 04:46
    Как увеличить количество АКБ до 4-х?
  • Diman / 09.06.2010 - 14:29
    а есть у кого нибудь структурная схема этого зарядного устройства?буду благадарен
  • Andrey / 13.02.2010 - 18:25
    Есть гораздо проще схемы: http://mondo-technology.com/index.html Multi NiCad Charger Nicad Charger правда не собирал пока
  • stalnoi / 13.04.2009 - 18:02
    собрал схему,после танцев с бубном - заработала.ниже давал ссылку прошивка там тоже не рабочая.скачал с фтп радио там нормальная прошивка.весь прикол в том,что в последней ячейке процессора прошита калибровка внутреннего генератора ,перед прошивкой микросхемы надо его прочитать (четыре цифры в конце) и забить вручную . 1 считали чип 2 загрузили прошивку с фтп 3 изменили последнюю ячейку 4 выставили intosc gp4 5 прошили всё
  • stalnoi / 24.02.2009 - 17:28
    http://forum.qrz.ru/showthread.php?s=bfd4968194625672d5db506770b5c35d&t=8108&page=2
  • adzeriho / 15.02.2009 - 07:41
    Что самое интересное, автоматическое зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов (Радио:2007_06_33) так же, после прошивания контроллера не подает никаких признаков жизни. При этом дискретка вся работает, т.е. когда вместо пика перемычки ставишь. Сам контроллер целый, т.к. взяли и записали другую программу и поставили в одно из устройств. Программа написанная в журнале и вылаженная на FTP индентичны. Я так понимаю, ребята может и сделали устройство, и программу написали, и что бы заявить о себе, мол вон какой я умный, выкладываю свои идеи, но игоизм сильнее разума, и программу выкладывают левую, так, упорядоченный набор символов. mailto://adzeriho@rambler.ru
  • skeeff / 31.07.2008 - 16:46
    блин спасибо, что сказали. чуть плату не начал делать. что за понт выкладывать то что не работает? чтоб людей позлить?
  • Николай / 21.06.2008 - 14:45
    У кого нибудь эта схема заработала?
  • GUS / 20.06.2008 - 11:42
    а , да, прошивал прошивку с ФТП сервера журнала радио - глухо как в танке. и даже не поленился отсканил и распознал прогу с журнала (она там другая) и всеравно не пашет.
  • Gus / 20.06.2008 - 11:40
    Вот это просто пипец. Кто то собирал эту штуку еще кроме меня? третий день трахаюсь с этой зарядкой. ну неработает контроллер и все. точнее программа. контроллер точно целый. Собрал на макете пик + регистр. и не пашет. Пик молчит и все
  • Женя / 01.04.2008 - 18:16
    Кто может помочь написать алгоритм роботы программы, состоящий из блоков? Помогите пожалуйста, срочно нужно.
  • Владимир / 16.02.2008 - 12:55
    Данное устройство не работает. PIC не подает никаких признаков жизни. По мнению УМНЫХ (я к этому числу себя пока не отношу) людей ошибка в программе!!!
  • nikonor / 03.12.2007 - 09:34
    Попробуйте скачать прогу из источника ftp://ftp.radio.ru/pub/2007/10/ZU12F875
  • Dinamik / 12.11.2007 - 11:14
    У меня тоже эта схема работает черт знает как.Как захочет вкл. вентелятор или вообще все сразу и заряд и разряд на всех каналах.
  • Bizon / 08.11.2007 - 20:13
    Я повторил данную конструкцию, но она почемуто не заработала. Возможно гдето ошибка или в схеме или в прошивке.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics