Testeur de capacité de batterie Arduino :comment ça marche et pourquoi vous en avez besoin

Les fausses batteries NiMH et Lithium ont inondé le marché. Ils annoncent des capacités supérieures à leur vraie valeur. C'est donc là que le testeur de capacité de batterie Arduino entre en jeu pour faire la différence.

En outre, l'appareil est efficace pour vérifier la capacité des batteries LED d'ordinateur portable 18650 récupérées.

Mais comment fonctionne l'appareil ? Pourquoi en avez-vous besoin? Cet article répondra à toutes ces questions, mettra en évidence les étapes détaillées de la construction de l'appareil, et plus encore.

Commençons.

Pourquoi avez-vous besoin d'un testeur de capacité de batterie ?

Les valeurs nominales des batteries sont généralement supérieures à leur capacité et les cellules ont tendance à vieillir. Donc, si vous envisagez d'effectuer la partie essentielle de l'entretien de la batterie, il est essentiel de vous procurer un testeur de capacité de la batterie. Et faire ce test vous aide à connaître l'énergie restante stockée dans votre batterie.

De plus, cela vous aide à savoir combien de courant votre batterie peut fournir à une tension finale particulière pendant un temps spécifique.

Les autres avantages incluent :

• Cela vous aide à savoir quand remplacer votre batterie.
• Vous aurez un aperçu des connecteurs intercellulaires défectueux et faibles.
• Il vous aide à connaître la position de votre batterie sur sa courbe de durée de vie prévisible.

Comment fonctionne un testeur de capacité de batterie ?

Un testeur de capacité de batterie fonctionne en prenant la capacité électrique d'une batterie sur une période spécifique. Ainsi, la quantité d'énergie que l'appareil extrait de la batterie est égale à l'ampère-heure de la batterie.

Différentes batteries ont des limites de décharge différentes. Par exemple, les batteries au plomb sont de 1,67 V par cellule. Mais les batteries au plomb ont une limite de 1,0 V par cellule. Par conséquent, si vous utilisez ces batteries, vous devez avoir une décharge minimale de 20 V et une tension nominale de 24 V.

L'appareil peut ne pas vous donner la capacité exacte de votre batterie. Au lieu de cela, il générera une sortie égale à sa cote ampère-heure. Ainsi, votre batterie est utile si elle a une capacité supérieure à 80% pour une heure de décharge.

Un testeur de capacité de batterie idéal garantit qu'il maintient un courant régulier de l'ampérage nominal de votre batterie sur une période de décharge complète. Et le courant régulier restera même si la borne de la batterie change.

De plus, le testeur de capacité dynamique aide à maintenir le courant de décharge constant en modifiant la résistance de charge d'une batterie en fonction de la tension. Ainsi, lorsque la décharge commence, la résistance de charge change dynamiquement pour maintenir le courant requis. De plus, l'appareil offrira une valeur de résistance à la tension aux bornes.

Testeur de capacité de batterie Arduino DIY

Ici, nous allons nous concentrer sur la création d'un testeur de capacité de batterie alimenté par Arduino DIY dans cette section. Vous pouvez exécuter ce projet depuis chez vous si vous suivez attentivement les étapes ci-dessous.

Les outils et composants nécessaires pour le projet

Outils

• Dénudeur de fils
• Fer à souder
• Coupe-fil

Coupe-fil

• Pince ampèremétrique

Pince ampèremétrique

• Souffleur d'air chaud
• Multimètre

Multimètre

Composants

• Dissipateur thermique
• Bouton poussoir
• Résistance ohm céramique
• PCB

PCB

• Ampli Op LM358
• Condensateur 220uF
• Borne à vis
• Casquette à boutons-poussoirs
• Éloignement PCB
• Arduino Nano

Arduino Nano

• Condensateur 100nF
• Écran OLED (0,96 pouces)
• Carte prototype
• Résistances de puissance (1M et 4,7K)
• Tube thermorétractable
• Référence de tension RF LM385BZ_1.2

Étapes

1. Dessinez les schémas du testeur de capacité de la batterie et divisez-le en cinq sections

1. Circuit de sonnerie :Vous pouvez utiliser ce circuit buzzer pour notifier le début et la fin de ce projet. De plus, une broche numérique Arduino fusionne avec le buzzer 5 volts.

2. Circuit de tension de batterie :La broche analogique Arduino mesure la tension de la batterie. Avec les condensateurs C3 et C4, vous pouvez facilement filtrer les bruits du circuit de charge à courant constant, ce qui peut réduire les performances de la conversion ADC.

3. Circuit d'alimentation :Il se compose d'une prise 9 volts DC, et il est livré avec deux condensateurs; C1 et C2. La broche Arduino (Vin) se connecte à la sortie d'alimentation (Vout) et le régulateur de tension Arduino abaisse le courant à 5 volts.

4. Circuit de charge à courant continu :L'ampli-op LM358 avec deux amplis opérationnels est l'élément clé de ce circuit. Les R2 et C6 représentent des résistances de puissance avec un mécanisme de filtre passe-bas qui supprime le signal PWM créé par la broche Arduino D10.

5. Circuit de l'interface utilisateur :Principalement, ce circuit dispose d'un écran de 0,96 pouces et de deux boutons-poussoirs (boutons-poussoirs bas et haut pour abaisser et augmenter la largeur d'impulsion du PWM). C7 et C8 conviennent parfaitement aux boutons-poussoirs anti-rebonds, tandis que R4 et R3 représentent des résistances de rappel adaptées aux boutons-poussoirs bas et haut.

2. Comment ça marche

Les entrées OpAmp Pin 2 et Pin 3 sont un ampli unifié pour ce projet. Pour ouvrir la porte MOSFET, vous devrez établir la tension de l'entrée non inverseuse en ajustant le signal PWM.

Ainsi, le courant entre dans le R1 lorsque le MOSFET s'allume tout en créant une chute de tension qui donne une rétroaction négative à l'OpAmp. Ce système permet aux tensions non inverseuses et d'entrée d'être similaires à la commande MOSFET. De plus, le courant de la résistance de charge est directement proportionnel à la tension d'entrée non inverseuse de l'OpAmp.

3. Calcul de la capacité de la batterie

La formule requise pour calculer la capacité de la batterie est la suivante :

• mAh =I x T

Dans l'équation ci-dessus ;

• mAh =capacité de la batterie
• I =courant (mA)
• T =temps (heures)

Le courant de décharge est stable tout au long de votre test en raison du circuit de charge à courant constant.

4. Création du circuit pour le testeur de batterie Arduino

Tout d'abord, connectez le circuit à une planche à pain pour voir si cela fonctionne. Si c'est le cas, exécutez la soudure des composants sur le circuit imprimé prototype.

Voici les étapes à suivre pour obtenir d'excellents résultats :

• Installez le Nano en divisant la broche d'en-tête femelle avec des pinces diagonales, en donnant 15 broches pour chaque pièce. Ensuite, assurez-vous que les deux pièces s'intègrent correctement dans l'Arduino nano.

• Découpez l'en-tête femelle à 4 broches et utilisez-le pour souder l'écran OLED à la carte

• Ensuite, joignez les composants et les bornes restants à la carte par soudure. Assurez-vous également d'utiliser des fils de couleur pour aider à les distinguer sur les schémas.

5. Afficher l'écran OLED

Utilisez le moniteur OLED de résolution 128 par 64 avec 0,96 pouces pour afficher la capacité, la tension de la batterie et la tension de décharge. SDA et SCL sont les deux broches requises pour la communication dans l'Arduino Uno.

Pour afficher les paramètres, utilisez la bibliothèque Adafruit_SSD1306, que vous pouvez obtenir sur GitHub. Après l'avoir installé, exécutez les connexions suivantes dans cet ordre :

• 5 V à VCC
• A4 vers SDA
• GND à GND
• A5 à SCL
• Arduino vers OLED

6. Installez les entretoises et connectez le buzzer pour les alertes d'avertissement

Le buzzer piézo est le composant requis pour la notification d'avertissement tout au long du test. Il est livré avec deux terminaux; une jambe positive plus longue et une jambe négative plus courte. De plus, le buzzer a un autocollant montrant les bornes positives et négatives.

S'il n'y a pas d'espace pour insérer le buzzer sur la carte prototype, vous pouvez le fusionner avec la carte de circuit imprimé principale avec deux fils.

Voici les connexions requises :

• GND à la borne négative
• Arduino vers buzzer
• Borne positive à D9

Ensuite, installez les entretoises en les soudant à la carte. De cette façon, vous aurez plus d'espace pour les fils et les joints de soudure.

7. Concevez votre PCB

Ensuite, utilisez l'application en ligne EasyEDA pour concevoir un schéma pour votre PCB.

Avec le dessin schématique, vous pouvez commencer à organiser vos composants PCB ensemble de manière ordonnée tout en occupant le moindre espace. Si vous prévoyez de placer le PCB dans un boîtier, vérifiez qu'il est livré avec des trous de montage.

Ensuite, faites le routage sur le PCB avec un outil de tracking. Le processus implique de connecter chaque composant pour éviter les chevauchements.

Si vous souhaitez ajouter du texte, utilisez une couche de soie sur le tableau. En outre, vous pouvez imprimer une image de logo sur le tableau si vous le souhaitez.

8. Assemblage de PCB

Pour assembler les composants et les pièces sur le circuit imprimé, vous aurez besoin d'un multimètre, d'un fer à souder et d'une pince. La règle d'or consiste à exécuter la soudure de la carte en fonction de la hauteur du composant ou de la pièce individuelle.

Voici les étapes d'assemblage à suivre :

• Insérez les pattes des composants à l'intérieur des trous du PCB et retournez le PCB.
• Ensuite, amenez la pointe du fer à souder sur les pattes du composant à l'arrière et soudez les joints.
• Ensuite, appliquez le plomb sur la jonction du tampon et couvrez-le pour permettre au plomb de circuler autour des pattes du composant.

9. Codes, logiciels et bibliothèque Arduino

Dans cette étape, vous devrez télécharger des bibliothèques et du code Arduino.

Voici donc deux bibliothèques que vous devez télécharger et installer :

• Adafruit_SSD1306
• JC_button

10. Faites le test final

Pour effectuer un test final, chargez une batterie avec n'importe quel bon chargeur. Ensuite, fusionnez la même batterie à une borne de batterie avant de placer le courant selon vos besoins et maintenez le bouton UP pendant au moins 10 secondes. À ce stade, vous entendez un son de notification pour certifier le début de votre procédure de test.

Lors du test du testeur de capacité de batterie DIY Arduino, vérifiez tous les paramètres sur l'écran OLED. Pendant le test, vous remarquerez que la batterie se décharge jusqu'à ce qu'elle atteigne un seuil de 3,2 volts, émettant des bips retardés.

FAQ

Comment testez-vous la capacité d'une batterie ?

Connectez le testeur de condensateur de batterie au contact négatif et positif de votre batterie ; cela fonctionnera en ajoutant de la charge. Ensuite, il observera le courant et la tension de la batterie. En règle générale, les testeurs de batterie offrent des lectures précises en fonction du type de batterie qu'ils lisent.

Comment surveillez-vous la batterie sur Arduino ?

Connectez votre batterie à l'Arduino Vin et vous verrez la tension de votre batterie s'afficher.

Comment mesure-t-on la capacité de la batterie au lithium ?

Vous pouvez mesurer cette capacité en Ah (ampères-heures). Donc, si vous avez 1 ampère-heure, vous pouvez tirer 1 ampère de la cellule en une heure.

Mots de clôture  

Le testeur de capacité de batterie Arduino est un excellent outil pour maintenir vos batteries en bon état. Ainsi, vous pouvez choisir d'en construire ou d'en acheter un.

Pendant que vous y êtes, assurez-vous que l'appareil est compatible avec vos batteries. Et les fonctionnalités répondent à vos besoins.

Alors, que pensez-vous de l'appareil ? N'hésitez pas à nous faire part de vos questions ou suggestions.