Зарядний пристрій на мікроконтролері PIC12F675

1. Рекомендуємо до даного матеріалу ...

Електроживлення

Головна радіоаматорові Електроживлення

Дане зарядний пристрій (ЗУ) автоматизує процес зарядки акумуляторів. Якщо акумулятор більше не розряджений до напруги 1 В, воно проведе його розрядку до цієї напруги і тільки потім почнеться зарядка. По її закінченні ЗУ перевірить працездатність акумулятора і, якщо він несправний, подасть відповідний сигнал.

Пропоноване ЗУ призначене для одночасної незалежної зарядки трьох Ni-Cd або Ni-Mh акумуляторів типорозміру АА або ААА струмом 0,23 А. Воно розроблено на основі аналогічної конструкції, описаної в [1]. З метою спрощення в ньому застосований мікроконтролер із вбудованим аналого-цифровим перетворювачем Принципова схема власне ЗУ показана на рис. 1. Воно складається з вузла управління і трьох однакових за схемою разрядно-зарядних осередків А1 A3. Для його харчування застосований мережевий імпульсний блок живлення (БП), схема якого показана на рис. 2. За його основу взята конструкція, опис якої було опубліковано в [2].

Мал. 1

Вузол управління зібраний на мікроконтролері (МК) DD1 і регістрі DD2. Вибір МК PIC12F675 обумовлений наявністю вбудованого аналого-цифрового перетворювача і невисокою вартістю. Коди програми, по якій він працює, представлені в таблиці. Харчування мікросхем DD1, DD2 стабілізовано інтегральним стабілізатором DA1. Світлодіод HL1 виконує функції індикатора включення.

Мал. 2

Кожна разрядно-зарядна осередок складається з стабілізатора струму на мікросхемі 1DA1 (тут і далі вказані позиційні позначення елементів осередку А1) з токозадающего резистором 1R2, електронних ключів на транзисторах 1VT1-1VT3, індикатора розрядки на світлодіоді 1HL2 жовтого кольору світіння і індикатора зарядки на світлодіоді 1HL1 червоного кольору світіння.

У БП резистор R1 обмежує пусковий струм. Діодний міст VD1 випрямляє напругу мережі, а фільтр C1C2L1 згладжує пульсації випрямленої напруги. Перетворювач напруги зібраний на мікросхемі TNY264P і працює на частоті близько 132 кГц. Елементи VD2, R5, СЗ утворюють демпфуючу ланцюг, переважну викиди напруги на первинній обмотці трансформатора Т1. Напруга вторинної обмотки трансформатора Т1 випрямляє діод VD3, а фільтр C6L2C7 згладжує випрямлена напруга. Для контролю вихідної напруги застосовані оптрон U1, стабілітрон VD4 і резистор R6.

Після подачі напруги живлення МК DD1 послідовно перевіряє наявність підключених до осередків акумуляторів. При відсутності напруги на гнізді XS1 МК DD1 "робить висновок", що акумулятор не встановлено і переходить до аналізу стану наступної комірки.

Коли акумулятор підключений, МК DD1 вимірює його напруга, і якщо воно більше 1 В, осередок включається на режим розрядки. На виведення 5 регістра DD2 з'являється високий рівень напруги, відкривається транзистор 1VT3, і через нього і резистор 1R8 протікає струм розрядки близько 100 мА, а світло-діод 1HL2 починає світити, індіціруя цей режим.

Як тільки напруга акумулятора стане менше 1 В, МК DD1 вимкне режим розрядки і світлодіод 1HL2 згасне. Високий рівень з'явиться на виведення 6 регістра DD2, відкриються транзистори 1VT1 і 1VT2, почнеться зарядка акумулятора і загориться світлодіод 1HL1. В цьому режимі МК DD1 періодично вимірює напругу на акумуляторі, і коли воно досягне значення 1,45 В, він починає перевіряти зростає напруга чи ні. Коли напруга перестає збільшуватися, режим зарядки припиняється і короткочасно включається режим розрядки (загоряється світлодіод 1HL2) і вимірюється напруга на акумуляторі. Якщо воно буде 1,1 В і менше, що свідчить про незадовільний стан акумулятора, світлодіод 1HL2 стане блимати. При підключенні до ЗУ акумулятора, напруга на якому менше 1 В, режим зарядки включається відразу.

Для охолодження елементів ЗУ застосований вентилятор М1, який починає працювати при включенні режиму зарядки будь-якого з акумуляторів. Так як на нього надходить напруга живлення менше номінального (приблизно 8,5 В), обертається він повільно, але продуктивності досить для охолодження пристрою. Після закінчення зарядки всіх акумуляторів вентилятор припиняє роботу, а світлодіод HL1 зеленого кольору світіння починає блимати, показуючи, що ЗУ можна відключити від мережі.

Мал. 3

Деталі ЗУ монтують на друкованій платі з односторонньо фольгированні-ного склотекстоліти, креслення якої показаний на рис. 3. Вона розрахована на установку постійних резисторів МЛТ, С2-33, оксидних конденсаторів - К50-35 або імпортних конденсаторів С1, С2, С4 - К73-17. Світлодіоди можуть бути будь-якого типу діаметром корпусу 3 ... 5 мм, бажано підвищеної яскравості світіння. Для установки мікросхем DD1, DD2 застосовані панелі, резистори 1R2, 1R4, 1R6, 1R8 встановлені перпендикулярно платі. Всі світлодіоди встановлені з боку друкованих провідників, там же розміщені чотири перемички з дроту МГТФ-0,12. Вентилятор М1 з напругою живлення 12 В і розмірами 8x40x40 мм - від комп'ютерної техніки.

Мал. 4

Креслення друкованої плати БЖ показаний на рис. 4. Для трансформатора використаний магнітопровід EFD25 з каркасом. Сумарний зазор між половинами муздрамтеатру - 0,2 мм. Первинна обмотка містить 171 виток дроту ПЕВ-2 0,13, вторинна - 15 витків дроту ПЕВ-2 0,75, дросель L1 - SBCP-47HY102B фірми TOKIN, дросель L2 - ДМ-3. Для отримання вихідної напруги 9 В застосований стабілітрон BZX79-B8V2 з напругою стабілізації 8,2 В. Більш докладно про конструкції і деталі БП розказано в [2].

Плати з'єднані між собою гвинтами і пластмасовими стійками довжиною близько 32 мм (рис. 5). Після складання плат їх розміщують в корпусі відповідного розміру з посадочними місцями для акумуляторів на одній стороні і виделкою для підключення до мережі на інший. Вентилятор розміщений в нижній частині корпусу (рис. 6) там же, а також у верхній частині зроблено кілька вентиляційних отворів.

Мал. 6

Налагодження пристрій не вимагає. Перед установкою мікросхем в панелі треба перевірити напруги на виході блоку живлення і на виході стабілізатора DA1.

Готову програму можна завантажити тут

ЛІТЕРАТУРА

1. Деменев М, Королева І. "Інтелектуальний" зарядний пристрій. - Радіо, 2002 № 1, с. 38, 39, 42.
2. Плетньов Е. Малогабаритний мережевий джерело живлення на мікросхемі TNY264. - Радіо, 2006, № 6, с. 33, 34.

Автор: В. Киба, м Каменськ-Шахтинський Ростовської обл.

Дата публікації: 06.11.2007

Рекомендуємо до даного матеріалу ...

думки читачів

• Я /
  шановні у мене питання, якщо тут хтось є навіщо в схемі трансформатор (він з ~ 220 робить 9В постійних?) тоді навіщо перетворювач Da1?
• Successful /
  Про "дурною конструкції". З точністю до навпаки. Схема заряджає від 2 до 16 акумуляторів одночасно. Зауважте, все акумулятори з'єднуються послідовно, при цьому вони, найчастіше, заряджаються неоднаково. Один може недозаряжаться, в силу своїх факторів (термін служби, якість, минулі режими зарядки і роботи і т.п.), а інший - перезаряджатимуться, що в свою чергу знижує термін його "життя". А ось схема на піку, заряджає і контролює кожен акумулятор окремо і якщо Ви хочете заряджати їх великим струмом, то налаштуйте підбором резисторів 1R2 в ланцюзі заряду струм зарядки, звіривши за паспортними даними використовуваних акумуляторів допустимі граничні режими. Так званий "Крапельний заряд" в зарядці практично не потрібен, оскільки в схемі відсутній таймер часу заряду, і після закінчення зарядки він фактично відключає АБ. Якщо застосувати в цій схемі польові транзистори на заряд-розряд, то значно знизиться температура, за рахунок мінімізації втрат.
• Roskoshny /
  Я моделював схему (тільки МК і регістр) в протеус - з прошивками 5.1 - 5.5 - працює нормально. Перевіряв один канал, на резистор R4 на 5 ногу МК подавав, перед включенням 1В або 1.4В - все отрабативает.Прі 1В спочатку з'являється "1" на 5 нозі регістра, а потім - на 6 і 4 нозі. На 5 нозі "0". При 1.4В - спочатку з'являється "1" на 5 нозі регістра, потім все йде в "0". До речі, помилка в схемі - ноги 7 і 5 мікроконтролера потрібно поміняти місцями. Зараз працюю над видаленням кулера з схеми, і застосуванні в зарядних ланцюгах полевиков, при загальному харчуванні 3.3В.
• Діма /
  Абсолютно дурна конструкція, що представляє собою конструктор з окремих, давно відомих і описаних технічних рішень. До того ж ток заряду настільки малий, що Вам знадобиться не менше 10 - 15 годин для заряду сучасного акумулятора великої ємності (до 2300 - 2750 мА). Тому витрати на елементну базу і вашу працю над даною схемою буде абсолютно не виправданий. Якщо все ж у Вас є бажання зібрати цю схему, зберіть її спочатку в симуляторі Proteus і Ви заощадите час, гроші і нерви. А якщо є желананіе зібрати зарядний з контролем струму і рівня заряду, а так само часу заряду, іпользуются мікросхему MAX712 / 713. Ця мікросхема дозволяє виробляти заряд високим струмом з посдедующей дозарядженню малим струмом. У мене зарядний на базі цієї мікросхеми заряджає акамулятор 2750 мА за 1,5 години. Дозволяє заряджати одновремено до 16 Акамулятор.
• Roman /
  Як збільшити кількість АКБ до 4-х?
• Diman /
  а є у кого небудь структурна схема цього зарядного пристрою? буду благадаря
• Andrey /
  Є набагато простіше схеми: http://mondo-technology.com/index.html Multi NiCad Charger Nicad Charger правда не збирав поки
• stalnoi /
  зібрав схему, після танців з бубном - заработала.ніже давав посилання прошивка там теж не рабочая.скачал з фтп радіо там нормальна прошівка.весь прикол в тому, що в останній комірці процесора прошита калібрування внутрішнього генератора, перед прошивкою мікросхеми треба його прочитати (чотири цифри в кінці) і забити вручну. 1 вважали чіп 2 завантажили прошивку з фтп 3 змінили останню комірку 4 виставили intosc gp4 5 прошили все
• stalnoi /
  http://forum.qrz.ru/showthread.php?s=bfd4968194625672d5db506770b5c35d&t=8108&page=2
• adzeriho /
  Що найцікавіше, автоматичний зарядний пристрій для автомобільних акумуляторів (Радіо: 2007_06_33) так само, після прошивання контролера не подає жодних ознак життя. При цьому діскретка вся працює, тобто коли замість піку перемички ставиш. Сам контролер цілий, тому що взяли і записали іншу програму і поставили в один з пристроїв. Програма написана в журналі і вилаженная на FTP індентичності. Я так розумію, хлопці може і зробили пристрій, і програму написали, і що б заявити про себе, мовляв он який я розумний, викладаю свої ідеї, але ігоізм сильніше розуму, і програму викладають ліву, так, упорядкований набір символів. mailto: //[email protected]
• skeeff /
  блін спасибі, що сказали. трохи плату не почав робити. що за понт викладати те що не працює? щоб людей позлити?
• Миколай /
  У кого небудь ця схема запрацювала?
• GUS /
  а, да, порушували прошивку з ФТП сервера журналу радіо - глухо як в танку. і навіть не полінувався отсканіл і розпізнав прогу з журналу (вона там інша) і всерівно не оре.
• Gus /
  Ось це просто пипец. Хто то збирав цю штуку ще крім мене? третій день трахати з цієї зарядкою. ну неработает контролер і все. точніше програма. контролер точно цілий. Зібрав на макеті пік + регістр. і не оре. Пік мовчить і все
• Женя /
  Хто може допомогти написати алгоритм роботи програми, що складається з блоків? Допоможіть будь ласка, терміново потрібно.
• Володимир /
  Цей пристрій не працює. PIC не подає жодних ознак життя. На думку РОЗУМНИХ (я до цього числа себе поки не відношу) людей помилка в програмі !!!
• nikonor /
  Спробуйте завантажити прогу з джерела ftp://ftp.radio.ru/pub/2007/10/ZU12F875
• Dinamik /
  У мене теж ця схема працює чортзна как.Как захоче вкл. вентелятор або взагалі все відразу і заряд і розряд на всіх каналах.
• Bizon /
  Я повторив дану конструкцію, але вона чомусь не запрацювала. Можливо десь помилка або в схемі або в прошивці.

Ви можете залишити свій коментар, думка або питання по наведеним вишематеріалу: