Разрядное устройство для ni cd аккумуляторов своими руками
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 05.10.2024
Известно [1], что Ni-Cd аккумулятор считают заряженным, когда при подключенном зарядном устройстве (ЗУ) напряжение на нем равно 1,5 В. После отключения ЗУ напряжение быстро уменьшается примерно до 1,45…1,47 В. Перезарядка недопустима, поскольку это приводит к снижению срока службы аккумулятора.
Нормальная зарядка аккумулятора возможна, если он разряжен до напряжения в пределах 1…1,1 В. При разрядке до напряжения ниже указанного уровня сокращается срок службы аккумулятора, а при более высоком значении проявляется эффект памяти. Таким образом, перед зарядкой необходимо убедиться в том, что аккумулятор разряжен до указанного выше напряжения. Примерное время зарядки вычисляют по формуле t=1,4C/110, где t — время зарядки, ч; С — емкость аккумулятора, мА ч, 110 — номинальный зарядный ток: 110=С/10, мА; 1,4 — поправочный коэффициент, учитывающий потери, поскольку во время зарядки часть энергии необратимо превращается в тепло. Следует помнить, что практически все современные Ni-Cd аккумуляторы созданы по более совершенной технологии, поэтому поправочный коэффициент для них — в пределах примерно от 1,1 до 1,2.
Итак, как же сделать, чтобы по истечении зарядного цикла аккумулятор не перезарядился и автоматически отключился от ЗУ. Можно, например, рассчитать время, необходимое для зарядки аккумулятора, установить зарядный ток и подключить реле времени. Однако у такого решения есть негативные стороны. Как было указано выше, поправочный коэффициент для конкретного аккумулятора может немного отличаться, что приведет к неправильному расчету времени и, как следствие, к его недозарядке или перезарядке. Если аккумулятор не был полностью разряжен, ЗУ, реализующее такой метод, с большой вероятностью перезарядит его. Если же в процессе зарядки напряжение в питающей сети исчезнет, а потом опять появится, реле времени сбросит свои показания и начнет цикл заново, что опять приведет к гарантированной перезарядке. В конечном итоге срок службы аккумулятора заметно уменьшится.
Рассмотрим другой вариант. Если ориентироваться на конечное значение напряжения на аккумуляторе 1,5 В, то можно контролировать не время, а напряжение на нем и в соответствии с этим отключать от зарядного устройства. Однако, как правило, одинаковых аккумуляторов не бывает и при зарядке батареи часть ее элементов окажется недозаряженными.
Если снять зарядную характеристику батареи, можно обнаружить интересную особенность: при перезарядке напряжение на выводах аккумулятора уменьшается. Остается только проконтролировать факт уменьшения напряжения и дать команду на отключение ЗУ.
Остановимся на этом подробнее. Разобьем процесс зарядки на три этапа. Первый этап — напряжение на аккумуляторной батарее (АБ) повышается до уровня 1,5 В на элемент. Длительность этого этапа составляет примерно 80…90 % от общего времени.
Второй этап — напряжение на АБ становится больше 1,5 В на элемент. На этом этапе происходит самый загадочный процесс — некоторые аккумуляторы заряжаются, а некоторые испытывают небольшую перезарядку. Предсказать, каким будет напряжение на батарее в этот момент, практически невозможно. Все зависит от идентичности параметров аккумуляторов. Замечено, что чем больше различаются параметры, тем выше поднимается напряжение. В конце этого процесса аккумуляторы в АБ будут практически одинаково заряжены. Длительность этого этапа составляет примерно 10…20 % от общего времени.
Третий этап — напряжение на АБ уменьшается и становится меньше 1,5 В на элемент. Зарядка окончена.
Но что делать, если напряжение на третьем этапе не станет меньше 1,5 В на элемент. Такая ситуация весьма редко возникает при зарядке Ni-Cd, однако типична для Ni-MH аккумуляторов. Есть очень простой выход. Обычно второй этап для всех современных аккумуляторов длится не более двух часов (точнее 1…2 ч). Поэтому достаточно использовать таймер, отключающий ЗУ через два часа после начала второго этапа.
Рассмотрим зарядку АБ от радиостанции Motorola GP1200, состоящей из шести аккумуляторов емкостью 1300 мА·ч. Ее номинальное напряжение, как и большинства батарей для радиостанций этой фирмы, равно 7,5 В. Следует учитывать и наличие встроенного в АБ защитного диода, включенного в зарядную цепь. Обычно падение напряжения на этом диоде составляет около 0,28 В. Рассчитаем параметры ЗУ для зарядки этой АБ.
Номинальный зарядный ток 110=С/10=130 мА. Напряжение срабатывания компаратора 6·1,5=9 В. Прибавляем к этому значению падение напряжения на защитном диоде: 9+0,28=9,28 В.
Поправочный коэффициент для АБ фирмы Motorola примерно равен 1,2. Максимальное время зарядки аккумулятора составляет
t=1,2С/110=1,2·1300/130=12ч.
Схема зарядного устройства показана на рис. 1. Устройство состоит из трех основных узлов: А1 — выпрямитель с удвоением напряжения и стабилизатор зарядного тока; А2 — компаратор, управляющий токозадающим триггером, и таймер зарядки; A3 — триггер, определяющий ток зарядки аккумулятора.
Если АБ (GB1) подключена к ЗУ, на выходе стабилизатора DA1 появляется стабильное напряжение 5 В. В результате включается светодиод HL3, сигнализирующий о подключении батареи к устройству. Этим же напряжением питают токозадающий триггер, собранный на транзисторах VT2—VT4. Из-за наличия конденсатора С6 напряжение на базе транзистора VT3 нарастает медленнее, чем на базе транзистора VT4. Транзистор VT4 открывается, резистор R14 подключается к стабилизатору тока DA1 и определяет зарядный ток на первом этапе. Следовательно, включается светодиод HL2, сигнализируя о начале зарядки.
Когда напряжение на АБ достигнет значения 9,28 В, сработает компаратор DA2.1, что приведет к открыванию транзистора VT2. В результате напряжение на базе транзистора VT4 резко уменьшится и триггер переключится в другое устойчивое состояние: транзистор VT4 закрыт, а транзисторы VT2 и VT3 открыты. Это приводит к тому, что ток зарядки теперь определяется сопротивлением параллельно включенных резисторов R10 и R11. Нетрудно посчитать, что ток остался прежним. Естественно, в результате погаснет светодиод HL2 и загорится HL1, сигнализируя о втором этапе. Второй этап завершится падением напряжения на аккумуляторе, в результате которого компаратор DA2.1 опять переключится, погаснет светодиод HL1 и закроется транзистор VT2. Теперь зарядный ток определяется только сопротивлением резистора R11. Зарядка окончена.
Как показывает практика, в результате многократных и практически идеальных зарядных циклов параметры аккумуляторов в АБ выравниваются и напряжение в конце второго этапа стремится к 1,5 В на элемент, иногда не превышая это значение. В этом случае компаратор, скорее всего, не сработает. Здесь в работу вступает таймер зарядки, собранный на ОУ DA2.2. Конденсатор С5 задает время (примерно два часа), через которое переключится таймер. По истечении этого времени транзистор VT2 закроется и, как было указано выше, ток зарядки, численно равный примерно 1/30 емкости АБ, будет определяться сопротивлением резистора R11. Такой небольшой ток лишь компенсирует саморазрядку батареи. Теоретически в этом режиме АБ может находиться бесконечно долго.
Зная емкость, вычисляют номинальный зарядный ток. Исходя из числа аккумуляторов и наличия (или отсутствия) защитного диода, рассчитывают напряжение переключения компаратора. Возможно, придется подобрать резистор R2, чтобы подстроечным резистором R3 можно было регулировать порог срабатывания. И остается рассчитать сопротивление резисторов R10, R11, R14: R14=5/110; R11=4R14; R10=R11/3. Однако значения получаются не совсем стандартные, поэтому в ЗУ применены составные, параллельно соединенные резисторы: R14 — четыре параллельно соединенных резистора R11; R10 — три параллельно соединенных резистора R11. Рекомендую применить именно составные резисторы. Иначе, если будет больший разброс в номиналах, компаратор может не переключиться.
Устройство собрано на трех печатных платах (каждый узел на отдельной плате), чертежи которых показаны на рис. 2. Стабилизатор DA1 следует разместить на ребристом или штыревом теплоотводе площадью не менее 20 см2. В устройстве необходимо применять конденсаторы только указанной на схеме емкости. Сопротивление утечки конденсатора С5 — не менее 2 МОм.
Перед налаживанием следует удалить перемычку S1. Затем подают на разъем Х1 напряжение от сетевого трансформатора. Вместо АБ подключают ее эквивалент. Сопротивление эквивалента батареи рассчитывают по формуле Rэкв=Ucp/110, где Ucp — напряжение переключения компаратора (9,28 В). В нашем случае эквивалентом АБ от радиостанции Motorola GP1200 служит резистор сопротивлением около 75 Ом и мощностью не менее 2 Вт. После установки эквивалента должен включиться светодиод HL3. Далее на конденсатор СЗ от внешнего регулируемого блока питания подают напряжение переключения компаратора (9,28 В) с соблюдением полярности: минусовой вывод подключают к левому по схеме выводу конденсатора СЗ, а плюсовой — к правому. Подстроенным резистором R3 устанавливают порог включения светодиода HL1. Затем следует проверить, что при плавном уменьшении напряжения от внешнего регулируемого блока питания с 9,28 до 9,2 В светодиод HL1 гарантированно гаснет.
Далее проверяют работоспособность всего ЗУ. Для этого необходимо немного уменьшить напряжение от внешнего блока питания хотя бы на 1 В. В результате светодиод HL1 погаснет, конечно, если он светился. Затем отключаем эквивалент АБ. Светодиод HL3 должен погаснуть. Опять подключаем эквивалент. Загораются светодиоды HL2 и HL3. Светодиод HL3 сигнализирует о наличии аккумулятора в устройстве, а светодиод HL2 — о начале зарядки. Далее плавно увеличивают напряжение внешнего блока питания. При напряжении 9,28 В должен выключиться светодиод HL2 и включиться светодиод HL1, сигнализирующий о начале второго этапа.
И наконец, осталось проверить таймер зарядки. Для этого между базой и эмиттером транзистора VT2 подключают вольтметр. Он должен показать напряжение около 0,7 В. Светодиод HL1 в это время включен. Через 2 ч ±20 мин показания вольтметра должны уменьшиться. Светодиод HL1 будет продолжать гореть. Но при зарядке АБ, как только напряжение база—эмиттер транзистора VT2 уменьшится, светодиод HL1 погаснет. Налаживание завершено. Отключите внешний регулируемый блок питания, эквивалент АБ и восстановите перемычку S1. Устройство готово к работе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник по герметичным источникам тока. — С.-Пб.: Химиздат, 2000.
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. — М.: Мир, 1983.
Недавно собрал очередной бесполезный девайс 🙂 Он предназначен для обслуживания АА или ААА аккумуляторов – это разрядное устройство с контролем напряжения. В нём имеется два режима разрядки, в зависимости от ёмкости аккумулятора. Также используется как тестер проверки и отбраковки пальчиковых батареек, тут удобная визуализация напряжения, так как контроль осуществляется под нагрузкой.
Схема устройства для разряда АКБ
Известно, что если заряжать не полностью разряженные никель-кадмиевые аккумуляторы, то проявляется эффект "памяти" — снижение предельной емкости. Для уменьшения влияния этого эффекта перед зарядкой аккумулятор рекомендуется разрядить до напряжения 1 В. Многие дорогие автоматические зарядные устройства сначала разряжают, а только потом заряжают аккумулятор. Но такой функции нет у простых зарядных устройств. Данная конструкция и выполняет разрядку двух аккумуляторов типового размера АА или AAA.
В качестве нагрузочных элементов для аккумуляторов применены резисторы R1 и R2, включенные последовательно с диодами VD1 и VD2. Резисторы ограничивают ток, а диоды — напряжение разрядки, поэтому в этом устройстве разрядка аккумулятора до нуля невозможна.
Степень разрядки аккумуляторов можно визуально определить по яркости свечения светодиода HL1, а дополнительно можно поставить стрелочный индикатор напряжения. Начальную яркость свечения подбирают резистором R3. Резисторы — любого типа, мощность рассеивания резисторов R1, R2 – 0,5 Вт до 1 Вт, R3 – 0,125 Вт до 0,25 Вт. Диоды должны быть обязательно кремниевыми выпрямительными с допустимым прямым током 1 А. Светодиод следует применить красного цвета свечения и предварительно проверить, чтобы он светил при напряжении 1,8..1,9 В.
Вольтметр, – это головка от кассетного магнитофона, шкала нарисована, собрано по мостовой схеме. Испытание схемы прибора -igRoman-
Технические характеристики зарядного устройства:
- Количество независимых каналов заряда: 4
- Количество независимых каналов разряда: 4
- Ток заряда: 250 (мА)
- Ток разряда 140 (мА)
- Напряжение отключения разряда 1 (В)
- Индикация: светодиодная
Собиралось зарядное не на выставку, а что называется из подручных средств, то есть утилизировалось окружающее добро, которое и выкинуть жалко и хранить особо не зачем.
- Корпус от CD-Rom
- Силовой трансформатор от магнитолы (перемотанный)
- Полевые транзисторы с материнских плат и плат HDD
- Прочие компоненты или покупались или выкусывались:)
Блок заряда
Заряд осуществляется стабилизированным током, у каждого канала свой стабилизатор тока. Для того, что бы ток заряда был неизменным при подключении как 1 так и 2,3,4 аккумуляторов, перед стабилизаторами тока установлен параметрический стабилизатор напряжения. Естественно, кпд этого стабилизатора не на высоте и потребуется установить все транзисторы на теплоотвод. Заранее планируйте вентиляцию корпуса и размеры радиатора, учитывая то что в закрытом корпусе температура на радиаторе будет выше чем в разобранном состоянии. Можно модернизировать схему, введя возможность выбора тока заряда. Для этого схему необходимо дополнить одним переключателем и одним резистором на каждый канал, который будет увеличивать ток базы транзистора и соответственно повышать ток заряда проходящий через транзистор в аккумулятор. В моем случае блок заряда собран навесным монтажом.
Блок разряда акб
Т.е. если зарядить не полностью разряженный аккумулятор, то он отдаст энергию только до того уровня, с которого началась зарядка. А так как в основном их так и подзаряжают, не проходя полные циклы зарядки-разрядки, то со временем этот уровень только увеличивается, из-за чего емкость аккумулятора уменьшаться, отчего пользователь приходит к выводу, что аккумулятор начинает приходить в негодность.
Предлагаемое простое универсальное зарядное устройство позволяет частично автоматизировать этот процесс и проводить зарядку и разрядку Ni-Cd и Ni-Mh аккумуляторов током до 260 мА.
1. Описание работы и схема устройства
В процессе работы зарядное устройство постоянно контролирует напряжение на заряжаемом аккумуляторе и автоматически отключает ток при достижении полной зарядки. Оно позволяет одновременно и независимо заряжать и разряжать два аккумулятора типоразмера АА или ААА.
Принципиальная схема устройства изображена на рисунке.
Функционально оно выполнено в виде двух каналов с общим питанием, имеющих по одному узлу зарядки и разрядки. Все переключения для осуществления процессов зарядки и разрядки производятся переключателями SA1 и SA2, а в качестве источника питания применено ЗУ сотового телефона с выходным стабилизированным напряжением 5 В и током не менее 1 А.
Рассмотрим работу одного канала и начнем с узла зарядки [2].
В процессе зарядки контроль напряжения на заряжаемом аккумуляторе происходит непрерывно. На транзисторах VT1 и VT2 собран триггер Шмитта, который сравнивает напряжение на заряжаемом аккумуляторе GB1 или GB2 с образцовым, поступающим на базу VT1 с движка подстроечного резистора R2.
Образцовое напряжение образовано стабилитроном VD1, резисторами R1 и R2. Резистором R1 задается рабочий ток стабилитрона (около 10 mA), а резистором R2 устанавливают нужное пороговое напряжение.
При подключении к зарядному устройству разряженного аккумулятора транзистор VT2 закрыт, а VT1 и VT3 открыты. Коллекторный ток транзистора VT3 через замкнутый контакт SA2.1 выключателя SA2 заряжает аккумулятор.
Как только напряжение на аккумуляторе достигнет заданного порогового значения сработает триггер и транзисторы VT1, VT3 закроются, а VT2 откроется и включит светодиод HL1, сигнализирующий об окончании зарядки.
Выключателем SА1 выбирают типоразмер аккумулятора и задают необходимый зарядный ток равный 110 или 260 mA.
В замкнутом положении контакта SA1.2 зарядка осуществляется током 110 mA, позволяющим заряжать аккумуляторы емкостью 850, 1100 и 1600 mA/ч. В замкнутом положении контакта SA1.1 зарядка осуществляется током 260 mA, позволяющим заряжать аккумуляторы емкостью 2100, 2600, 2700 и 2850 mA/ч.
Выключателем SА2 устройство переводят в режимы зарядки или разрядки.
Кнопочный выключатель SB1 предназначен для принудительного запуска зарядного устройства, если аккумулятор разряжен не до конца. Нажатие выключателя приводит к установке триггера в состояние, соответствующее режиму зарядки.
Теперь рассмотрим работу узла разрядки, который питается от разряжаемого аккумулятора и при достижении на нем напряжения 0,9 — 1.1 В автоматически прекращает процесс разрядки [3].
При кратковременном нажатии кнопки SB2 на базу транзистора VT5 через резистор R11 подается напряжение с аккумулятора GB1 или GB2. Если оно превышает порог открывания транзистора VT5 (примерно 0,6 В), он открывается и открывает транзистор VT4, через участок коллектор-эмиттер которого происходит разрядка аккумулятора.
По мере разрядки аккумулятора напряжение на нем снижается, и когда оно упадет ниже порога открывания транзистора VT5, тот закрывается и закрывает VT4. Процесс разрядки прекращается. В качестве нагрузки и индикатора работы блока разрядки применена лампа накаливания HL3 с номинальным напряжением 1 В. Также можно применить лампы на напряжение 1,5 и 2 В.
Вместо лампы можно установить резистор сопротивлением 20 – 30 Ом. В этом случае не будет индикации и придется периодически смотреть напряжение на разряжаемом аккумуляторе.
2. Конструкция и детали
Зарядно-разрядное устройство смонтировано на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита размером 60×45 мм и помещено в пластмассовый корпус. В виду простоты схемы устройство можно собрать на макетной плате или же вообще навесным монтажом.
Печатная плата разработана для двух каналов и ее рисунок предоставлен. Маркировка элементов показана только для одного канала, так как второй канал идентичен.
На следующем рисунке показано расположение деталей на плате, а также их маркировка согласно принципиальной схеме.
Батарейные отсеки, светодиоды и лампы накаливания, а также переключатели и кнопочные выключатели размещены на внешней части корпуса. Батарейные отсеки сначала приклеиваются к корпусу клеем, а затем дополнительно крепятся винтами. Винты используются с головкой впотай.
Монтаж батарейных отсеков и переключателей выполнен навесным монтажом непосредственно внутри корпуса. Кнопочные выключатели расположены в задней части корпуса и гибким проводом соединены с печатной платой.
В устройстве применены резисторы мощностью 0,125 Вт. Резистор R2 подстроечный многооборотный любого типа. Вместо транзисторов КТ315Б (VT1, VT2) и КТ814Б (VT3) можно использовать любые с подобными параметрами. Транзисторы КТ814 снабжены теплоотводами.
Транзистор КТ502 (VT4) заменим на любой кремниевый с максимальным током коллектора не менее 150 mA. Транзистор КТ3102Г (VT5) выбран с повышенным коэффициентом по току и заменим на любой с похожими параметрами.
С блоком питания устройство соединяется обычным USB кабелем. Разъем, который используется для соединения с телефоном, отрезается, а жилки красного и черного цвета используются для подачи питания. Красная жилка – плюс, а черная — минус.
3. Налаживание
Если устройство собрано правильно и из исправных деталей, налаживание сводится лишь к установке уровня образцового напряжения и, если требуется, настройке токов зарядки для пальчиковых и мизинчиковых аккумуляторов.
Для настройки устройства необходимо иметь пальчиковый и мизинчиковый аккумуляторы. Пальчиковый должен быть заряжен до напряжения 1,48 – 1.49 В.
Если зарядного устройства нет, то аккумулятор заряжается этим зарядным устройством до величины напряжения 1,48 – 1.49 В. В процессе зарядки напряжение на аккумуляторе контролируется измерительным прибором. Как только он зарядится до указанной величины, можно приступать к настройке.
Настройка уровня образцового напряжения
При подаче питания на устройство должны загореться светодиоды HL1 и HL2 обоих каналов. В батарейный отсек вставляется пальчиковый аккумулятор, заряженный до напряжения 1,48 – 1,49 В и производится настройка уровня образцового напряжения первого канала.
Вращением движка подстроечного резистора R2 добиваются погасания светодиода HL1. Затем медленным вращением движка в обратную сторону добиваются включения светодиода. Для точности настройки эту операцию повторяют 2 — 3 раза.
Теперь аккумулятор вставляют в отсек второго канала и производят его настройку таким же образом.
Настройка тока зарядки аккумуляторов
Для удобства настройки в процессе монтажа выводы силового транзистора VT3 временно припаивают к плате отрезками монтажного провода длиной 70 — 80 мм. Провод вывода коллектора разрезают пополам и к его концам подключают миллиамперметр с пределом измерения не менее 500 mA.
Далее берут разряженный аккумулятор емкостью 2100 — 2850 mA/ч, вставляют в соответствующий бокс и по миллиамперметру контролируют ток зарядки. Если ток находится в пределах 250 — 270 mA, то ничего не делают. Если ток ниже предела, сопротивление резистора R3 увеличивают на несколько десятков Ом, если выше – уменьшают.
Таким же образом настраивается второй канал. Теперь снимают питание с зарядного устройства и силовой транзистор VT3 впаивают на место как положено.
Настройка тока разрядки аккумуляторов
Если возникли вопросы, обязательно посмотрите этот ролик.
Вот и все. Удачи!
Никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd) широко используются в бытовой электронике из-за их высокой удельной энергоемкости, длительного срока службы и низкой скорости саморазряда. Стандартные никель-кадмиевые элементы можно заряжать с разными скоростями: быстрая зарядка сильным током или ночная зарядка малым током.
Независимо от скорости, зарядка аккумулятора должна осуществляться постоянным током. Кроме того, количество энергии, подаваемой в аккумулятор, должно превышать его фактическую емкость, чтобы компенсировать потери во время зарядки.
Однако при разработке зарядного устройства необходимо решить две проблемы: как установить правильное значение зарядного тока и как остановить процесс зарядки, чтобы не допустить перезаряда, когда аккумулятор полностью заряжен. Описанное в статье простое и недорогое зарядное устройство решает обе проблемы.
Самый дешевый и безопасный способ зарядки NiCd аккумулятора – это зарядка в течение 16 часов током, равным 10% от его номинальной емкости. Используемый аккумуляторный блок содержит два NiCd элемента типоразмера AA емкостью 1200 мА·ч, поэтому аккумулятор должен заряжаться током 120 мА.
В устройстве, схема которого показана на Рисунке 1, постоянный зарядный ток формируется стабилизатором тока, состоящим из линейного регулятора напряжения IC3 (LM317) и резистора R3, сопротивление которого должно быть равно 1.25 В/120 мА, что составляет порядка 10 Ом. В качестве коммутирующего транзистора был выбран MOSFET Q1 (IRF520) из-за его низкого сопротивления 0.3 Ом в открытом состоянии.
| Рисунок 1. | Постоянный зарядный ток, формируемый линейным регулятором напряжения и резистором, коммутируется транзистором Q1, который, в свою очередь, управляется выходом микроконтроллера. Четверка светодиодов, также управляемых микроконтроллером, показывает пользователю состояние заряда. |
Лучший способ зарядки – использование таймера, выключающего зарядное устройство по истечении 16 часов. Такой подход не требует датчика окончания заряда и гарантирует полную зарядку аккумулятора. Функцию отсчета времени выполняет микроконтроллер IC1, который также индицирует состояние заряда с помощью светодиодов.
Каждый этап зарядки обозначается включением соответствующего светодиода. Количество этапов определяется количеством доступных выходов микроконтроллера, которые можно использовать без каких-либо дополнительных компонентов. Поскольку микроконтроллер имеет пять выходов, один из них служит для запуска зарядки, а четыре могут управлять индикацией этапов. Для минимизации количества компонентов использованы светодиоды с встроенными резисторами (WP710A10YD5V).
Чтобы сделать процесс более наглядным, эти светодиоды должны быть расположены внутри контура аккумулятора, нарисованного вокруг них, и тогда последовательное включение светодиодов будет четко иллюстрировать ход зарядки. Целесообразно выбрать интервалы времени одинаковыми, при этом светодиоды будут показывать 25%, 50%, 75% и 100% времени заряда аккумулятора.
Программа начинает мигать соответствующим светодиодом в начале каждого временного интервала и до его окончания. После этого светодиод горит постоянно. По завершении зарядки все четыре светодиода остаются включенными, так что статус заряда в любое время известен пользователю. (В качестве дополнительной функции можно добавить пьезоизлучатель для подачи звукового сигнала в конце зарядки).
Блок-схема программы микроконтроллера, изображенная на Рисунке 2, очень проста. (Текущее состояние счетчика периодов обозначено как CNT).
| Рисунок 2. | Блок-схема описывает простой код последовательности проверки уровня и пошаговой итерации для управления светодиодами индикации заряда. |
Период мигания светодиода установлен равным одной секунде. Встроенный генератор микроконтроллера работает на частоте 12.8 МГц, обеспечивая длительность цикла 312.5 нс. При установке коэффициента пересчета предварительного делителя таймера, равным 64, и записи в регистр таймера числа 50,000 (C350H) период переполнения таймера (TOF) равен одной секунде (0.3125 мкс × 64 × 50,000). Программа переключает светодиод в каждом периоде TOF.
Для этого более короткого периода константа MAX_CNT должна быть установлена равной 20 × 60 = 1200 (04B0H). После ввода максимального времени зарядки продолжительность каждого из четырех временных интервалов будет установлена программой автоматически.
Этот подход очень гибок и при выборе соответствующего сопротивления резистора R3 применим для зарядки любого NiCd аккумулятора. Кроме того, для устройства подойдет микроконтроллер практически любого типа, поскольку программа проста и использует только стандартные инструкции.
Читайте также: