Testuesi i baterisë Arduino me ndërfaqen e përdoruesit WEB .: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Sot, pajisjet elektronike përdorin bateri rezervë për të ruajtur gjendjen në të cilën operacioni ishte lënë kur pajisjet ishin fikur ose kur, rastësisht, pajisjet ishin fikur. Përdoruesi, kur ndizet, kthehet në pikën ku ka qëndruar dhe kështu nuk humb as kohë as rendin e ekzekutimit të detyrave të tij.

Hapi 1: Hyrje

Unë jam duke bërë një projekt për të matur gjendjen e baterive me kapacitete dhe tensione të ndryshme duke përdorur metodën: Ngarkesë DC me dy nivele. Kjo metodë konsiston në nxjerrjen e një rryme të vogël nga bateria për 10 sekonda dhe një rrymë të lartë për 3 sekonda (standardet IEC 61951-1: 2005). Nga kjo matje llogaritet rezistenca e brendshme dhe kështu gjendja e saj.

Stacioni i punës do të përbëhet nga disa lidhje, një për secilin lloj baterie dhe një kompjuter. Për këtë, një ndërfaqe përdoruesi (UI) është e nevojshme. Pjesa më e rëndësishme e këtij mësimi është UI sepse në udhëzime të tjera janë përshkruar këto metoda të testimit të baterisë. Provova Përpunimin dhe mora rezultate të mira, por vendosa të krijoj softuerin tim duke përdorur një web server lokal dhe të përfitoj nga potenciali i HTML, CSS dhe php.

Dihet se është shumë e vështirë të dërgosh informacione nga Arduino në një kompjuter Windows, por në fund, ia dola. Të gjitha programet përfshihen në këtë tutorial.

Hapi 2: Çfarë do të masim dhe si

Rezistenca e brendshme.

Çdo bateri e vërtetë ka një rezistencë të brendshme. Ne gjithmonë supozojmë se është një burim ideal i tensionit, domethënë, ne mund të marrim shumë rrymë duke mbajtur tensionin nominal konstant. Sidoqoftë, madhësia e baterisë, vetitë kimike, mosha dhe temperatura të gjitha ndikojnë në sasinë e rrymës që një bateri është në gjendje të burojë. Si rezultat, ne mund të krijojmë një model më të mirë të një baterie me një burim ideal tensioni dhe një rezistencë në seri, siç tregohet në Fig. 1.

Një bateri me rezistencë të ulët të brendshme është në gjendje të furnizojë më shumë rrymë dhe mban të ftohtë, megjithatë, një bateri me rezistencë të lartë bën që bateria të nxehet dhe tensioni të bjerë nën ngarkesë, duke shkaktuar një mbyllje të hershme.

Rezistenca e brendshme mund të llogaritet nga marrëdhënia aktuale-tension e dhënë nga dy pika në kurbën e shkarkimit.

Metoda e ngarkesës DC me dy nivele ofron një metodë alternative duke aplikuar dy ngarkesa të njëpasnjëshme të shkarkimit të rrymave dhe kohëzgjatjeve të ndryshme. Bateria fillimisht shkarkohet në një rrymë të ulët (0.2C) për 10 sekonda, e ndjekur nga një rrymë më e lartë (2C) për 3 sekonda (shiko Figurën 2); ligji i Ohmit llogarit vlerat e rezistencës. Vlerësimi i nënshkrimit të tensionit nën dy kushtet e ngarkesës ofron informacion shtesë në lidhje me baterinë, por vlerat janë rreptësisht rezistente dhe nuk zbulojnë gjendjen e ngarkesës (SoC) ose vlerësimet e kapacitetit. Testi i ngarkesës është metoda e preferuar për bateritë që fuqizojnë ngarkesat DC.

Siç u tha më parë, ka shumë metoda të matjes së baterive të trajtuara në udhëzime të tjera dhe që mund të zbatohen me Arduino, por në këtë rast, megjithëse nuk ofron një vlerësim të plotë të gjendjes së baterisë, jep vlera që mund të jenë përdoret për të vlerësuar sjelljen e tyre në të ardhmen.

Rezistenca e brendshme gjendet duke përdorur relacionin

Ku

Ri = (V1 - V2) / (I2 - I1)

? 1-Tensioni matet gjatë rrymës së ulët dhe çastit më të gjatë të kohës;

2-Tensioni i matur gjatë rrymës së lartë dhe çastit më të shkurtër të kohës;

? 1 - Aktual gjatë një çasti më të gjatë kohor;

2 - Rryma gjatë një çasti më të shkurtër kohor.

Hapi 3: Qarku

Qarku është një burim aktual që tërheq 0.2C (në këtë rast 4mA) dhe 2C (në këtë rast 40mA) nga bateritë duke përdorur vetëm një qark të kontrolluar me sinjalin PWM nga Arduino. Në këtë mënyrë është e mundur të matni të gjitha bateritë rezervë me C = 20mAh, pavarësisht tensionit të tyre në intervalin nga 1.2V në 4.8V dhe bateri të tjera me një kapacitet të ndryshëm gjithashtu. Në versionin e parë, kam përdorur dy transistorë secili me një ngarkesë për të kulluar 4mA dhe tjetri 40mA. Ky variant nuk ishte i përshtatshëm për të ardhmen pasi ata donin të masnin bateri të tjera me kapacitete të ndryshme dhe kjo skemë kërkonte një numër të madh të rezistencave dhe transistorëve.

Qarku me një burim aktual është treguar në Fig. 3. Frekuenca e sinjalit PWM nga kunja 5 e bordit Arduino është 940Hz, kjo është arsyeja pse, Fc e Filtrit të Kalimit të Ulët (LPF) është 8 Hz, do të thotë se harmoniku i parë i Sinjali PWM (940Hz) do të zbutet 20dB sepse filtrat RC sigurojnë 10 dB zbutje në dekadë (çdo 10 herë Fc - zbutja do të jetë 10dB në 80Hz dhe 20dB në 800Hz). Transistori IRFZ44n është i madh sepse, në të ardhmen, bateritë me kapacitet më të madh do të testohen. LM58n, përforcues i dyfishtë operacional (OA), është ndërfaqja midis bordit Arduino dhe IRFZ44n. LPF u fut midis 2 amplifikatorëve operacionalë për të siguruar një shkëputje të mirë midis mikroprocesorit dhe filtrit. Në Fig. 3, kunja A1 e Arduino është e lidhur me burimin e transistorit IRFZ44n për të kontrolluar rrymën e nxjerrë nga bateria.

Qarku përbëhet nga 2 pjesë, poshtë bordit Arduino UNO dhe mbi burimin aktual, siç tregohet në foton tjetër. Siç mund ta shihni, në këtë qark nuk ka as çelsa as butona, ato janë në UI në kompjuter.

Ky qark gjithashtu lejon matjen e kapacitetit të baterisë në mAh pasi ka një burim aktual dhe bordi Arduino ka një kohëmatës.

Hapi 4: Programet

Siç u përmend më lart, aplikacioni ka, në njërën anë, një UI të bërë me HTML, CSS, dhe, në anën tjetër, skicën Arduino. Ndërfaqja është jashtëzakonisht e thjeshtë, për momentin, sepse ekzekuton vetëm matjen e rezistencës së brendshme, në të ardhmen do të kryejë më shumë funksione.

Faqja e parë ka një listë zbritëse, nga ku përdoruesi zgjedh tensionin e baterisë që do të matet (Fig. 4). Programi HTML i faqes së parë, quhet BatteryTesterInformation.html. Të gjitha bateritë kanë një kapacitet 20mAh.

Faqja e dytë, BatteryTesterMeasurement.html.

Në faqen e dytë, bateria lidhet me lidhësin e treguar dhe filloni (butonin START) matjen. Për momentin, ky led nuk përfshihet sepse ka vetëm një lidhës, por, në të ardhmen, ata do të kenë më shumë lidhje.

Pasi të klikohet butoni START, fillon komunikimi me bordin Arduino. Në të njëjtën faqe, formulari Rezultatet e Matjes shfaqet kur bordi Arduino dërgon rezultatet e testit të baterisë dhe butonat START dhe CANCEL fshihen. Butoni BACK përdoret për të filluar testimin e një baterie tjetër.

Funksioni i programit tjetër, PhpConnect.php, është të lidhet me bordin Arduino, transmeton dhe merr të dhëna nga bordet Arduino dhe serveri në internet.

Shënim: Transmetimi nga PC në Arduino është i shpejtë, por transmetimi nga Arduino në PC ka një vonesë prej 6 sekondash. Unë jam duke u përpjekur për të zgjidhur këtë situatë të bezdisshme. Ju lutemi, çdo ndihmë vlerësohet shumë.

Dhe skica Arduino, BatteryTester.ino.

Kur rezistenca e brendshme rezultuese është 2 herë më e madhe se ajo fillestare (bateri e re), bateria është e keqe. Kjo do të thotë, nëse bateria nën provë ka 10 Ohms ose më shumë dhe, sipas specifikimeve, kjo lloj baterie duhet të ketë 5 Ohms, ajo bateri është e keqe.

Ky UI u testua me FireFox dhe Google pa probleme. I instalova xampp dhe wampp dhe funksionon mirë në të dyja.

Hapi 5: Përfundimi

Ky lloj zhvillimi duke përdorur një ndërfaqe të përdoruesit në PC ka shumë përparësi sepse i lejon përdoruesit një kuptim më të lehtë të punës që po bëjnë si dhe shmangien e përdorimit të komponentëve të shtrenjtë që kërkojnë ndërveprim mekanik, gjë që i bën ata të ndjeshëm ndaj prishjeve.

Hapi tjetër i këtij zhvillimi është shtimi i lidhësve dhe modifikimi i disa pjesëve të qarkut për të testuar bateritë e tjera, dhe shtimi i një ngarkuesi të baterisë gjithashtu. Pas kësaj, PCB do të dizajnohet dhe porositet.

UI do të ketë më shumë modifikime për të përfshirë faqen e ngarkuesit të baterisë

Ju lutemi, çdo ide, përmirësim ose korrigjim mos hezitoni të komentoni për të përmirësuar këtë punë. Nga ana tjetër, nëse keni ndonjë pyetje, më pyesni, unë do t'ju përgjigjem sa më shpejt që të mundem.