12 V: n akkulaturi piiri käyttäen LM317 (12 V: n virtalähde)

Suurin osa elektroniikkaprojekteistamme toimii lyijyhappoakulla, tässä projektissa keskustellaan siitä, miten tämä lyijyhappoakku ladataan yksinkertaisen piirin avulla, joka on helposti ymmärrettävissä ja rakennettavissa kotoa. Tämä projekti säästää itseäsi investoimasta akkulaturiin ja auttaa pidentämään akun käyttöikää. Joten aloitetaan !!!!

Aloitetaan ymmärtämällä muutama lyijyhappoakun perusasia, jotta voimme rakentaa laturiamme tehokkaammin. Suurin osa markkinoilla olevista lyijyakkuista on 12 V: n paristoja. Kunkin akun Ah (ampeeritunnit) voi vaihdella vaaditun kapasiteetin mukaan, esimerkiksi 7 Ah: n akku pystyy tuottamaan 1 ampeeria 7 tunnin ajaksi (1 ampeeri * 7 tuntia = 7 Ah). Täydellisen purkautumisen jälkeen akun prosenttiosuuden tulisi olla noin 10,5, tämä on aika, jolloin voimme ladata akkuja. Akun latausvirran suositellaan olevan yksi kymmenesosa akun Ah-luokituksesta. Joten 7 Ah: n akun latausvirran tulisi olla noin 0,7 ampeeria. Tätä suurempi virta voi vahingoittaa akkua ja lyhentää sen käyttöikää. Pidä tämä huomioon tämä pieni kotitekoinenlaturi pystyy tarjoamaan sinulle vaihtelevan jännitteen ja vaihtelevan virran. Virtaa voidaan säätää akun nykyisen Ah-luokituksen perusteella.

Tätä lyijyhappoakkulaturin virtapiiriä voidaan käyttää myös matkapuhelimien lataamiseen sen jälkeen, kun jännite ja virta on säädetty matkapuhelimen mukaan POT: n avulla. Tämä piiri tarjoaa säännellyn tasavirtalähteen verkkovirrasta ja toimii AC-DC-sovittimena; Olen aiemmin luonut vaihtovirtalähteen, jolla on korkea virta ja jännite.

Vaaditut komponentit:

• Muuntaja 12V 1Amp
• IC LM317 (2)
• Diodisilta W005
• Liittimen riviliitin (2)
• Kondensaattori 1000uF, 1uF
• Kondensaattori 0.1uF (5)
• Muuttuva vastus 100R
• Vastus 1k (5)
• Vastus 10k
• Diodi - Nn007 (3)
• LM358 - Opamp
• 0.05R - Shunt-vastus / lanka
• LCD-16 * 2 (valinnainen)
• Arduino Nano (valinnainen)

Piirin selitys:

Tämän akkulaturipiirin täydelliset kaaviot on esitetty alla:

12 V: n virransyöttöpiirimme päätavoitteena on ohjata akun jännitettä ja virtaa, jotta se voidaan ladata parhaalla mahdollisella tavalla. Tähän tarkoitukseen olemme käyttäneet kahta LM317 IC: tä, toista käytetään jännitteen ohjaamiseen ja toista virran rajoittamiseen. Tässä piirissämme IC U1: ää käytetään virran ohjaamiseen ja IC U3: ta käytetään jännitteen säätämiseen. Suosittelen lämpimästi, että luet LM317: n tietolomakkeen ja ymmärrät sen, jotta se olisi kätevä kokeilemalla vastaavia projekteja, koska LM317 on eniten käytetty muuttujan säädin.

Jännitteen säätimen piiri:

Yksinkertainen jännitesäätimen piiri, joka on otettu LM317: n datalehdestä, on esitetty yllä olevassa kuvassa. Tässä lähtöjännite määräytyy vastusarvojen R1 ja R2 avulla, tapauksessamme vastusta R2 käytetään muuttuvana vastuksena lähtöjännitteen ohjaamiseen. Lähtöjännitteen laskentakaavat ovat Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Tätä kaavaa käyttämällä valitaan resistanssin arvo 1K (R8) ja 10K - potti (RV2). Voit käyttää tätä LM317-laskinta myös R2: n arvon laskemiseen.

Virranrajoitinpiiri:

Nykyinen rajoitin Circuit, otettu LM317: n tekninen, on esitetty yllä olevassa kuvassa; tämä on yksinkertainen piiri, jota voidaan käyttää virtamme rajoittamiseen piirissämme vastusarvon R1 perusteella. Lähtövirran laskentakaavat ovat Iout = 1,2 / R1. Näiden kaavojen perusteella potin RV1 arvoksi valitaan 100R.

Siksi virran ja jännitteen hallitsemiseksi käytetään kahta potentiometriä RV1 ja RV2, kuten yllä olevissa kaavioissa on esitetty. LM317 toimii diodisillalla; itse diodisilta on kytketty muuntajaan liittimen P1 kautta. Muuntajan nimellisarvo on 12 V 1 A. Pelkästään tämä piiri riittää yksinkertaisen piirin tekemiseen, mutta muutaman lisäasetuksen avulla voimme seurata laturin virtaa ja jännitettä LCD-näytöllä, mikä selitetään alla.

Näytä jännite ja virta LCD-näytöllä Arduinolla:

Avulla olevan Arduino Nano ja LCD (16 * 2), voimme näyttää jännitteen ja virran arvot meidän laturin. Mutta miten voimme tehdä tämän!

Arduino Nano on 5 V: n toiminnassa oleva mikrokontrolleri, mikä tahansa muu kuin 5 V tappaa sen. Mutta laturimme toimii 12 V: lla, joten jännitteenjakajan piirin avulla (0-14) Voltin arvo kartoitetaan alas (0-5) V: iin käyttämällä vastusta R1 (1k) ja R2 (500R), kuten on Aikaisemmin tehty 0-24v 3A: n säännellyssä virtalähteessä, jotta jännite voidaan näyttää nestekidenäytöllä Arduino nanolla.

Virran mittaamiseksi käytämme erittäin pienen arvon vastusvastusta R4 jännitteen pudotuksen muodostamiseksi vastuksen yli, kuten alla olevasta piiristä näet. Ohms-lain laskinta käyttämällä voimme nyt laskea vastuksen läpi kulkevan virran kaavoilla I = V / R.

Piirissämme R4: n arvo on 0,05 R ja suurin virta, joka voi kulkea piirimme läpi, on 1,2 ampeeria, koska muuntaja on luokiteltu niin. Voimamäärä Vastuksen voidaan laskea käyttäen P = I ^ 2 R. Meidän tapauksessamme P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07, joka on alle neljäsosa wattia. Mutta jos et saa 0,05R tai jos nykyinen luokituksesi on korkeampi, laske teho vastaavasti. Jos pystymme nyt mittaamaan vastuksen R4 jännitepudotuksen, pystymme laskemaan virran virtapiirin kautta käyttämällä Arduinoamme. Mutta tämä jännitehäviö on hyvin vähäinen Arduinollemme lukemaan sitä. Siksi vahvistinpiiri rakennetaan käyttäen Op-amp LM358: ta, kuten yllä olevassa kuvassa on esitetty, tämän Op-Amp: n lähtö annetaan Arduinollemme RC-piirin kautta virran mittaamiseksi ja LCD-näytön näyttämiseksi.

Kun olemme päättäneet piirimme komponenttien arvon, on aina suositeltavaa käyttää simulaatio-ohjelmistoa arvojemme tarkistamiseen ennen kuin jatkat todellisen laitteistomme kanssa. Tässä olen käyttänyt Proteus 8: ta simuloimaan piiriä alla olevan kuvan mukaisesti. Voit suorittaa simulaation käyttämällä tiedostoa (12V_charger.pdsprj), joka on annettu tässä zip-tiedostossa.

Akkulaturin rakentaminen:

Kun olet valmis piiriin, voit aloittaa laturin rakentamisen, voit joko käyttää Perf-korttia tähän projektiin tai rakentaa oman piirilevyn. Olen käyttänyt piirilevyä, piirilevy luotiin käyttämällä KICADia. KICAD on avoimen lähdekoodin piirilevyjen suunnitteluohjelmisto, jonka voi ladata ilmaiseksi verkossa. Jos et ole perehtynyt piirilevyn suunnitteluun, ei hätää !!!. Olen liittänyt Gerberin ja muut tulostustiedostot (lataa täältä), jotka voidaan luovuttaa paikalliselle piirilevyjen valmistajalle ja levy voidaan valmistaa. Voit myös nähdä, kuinka piirilevysi näyttää valmistuksen jälkeen, lataamalla nämä Gerber-tiedostot (zip-tiedosto) mihin tahansa Gerber Vieweriin. PCB suunnittelu Lataustukiemme on esitetty alla.

Kun piirilevy on valmistettu, koota ja juottaa komponentit kaavioissa annettujen arvojen perusteella, avuksesi sinun on myös yllä mainittuun zip-tiedostoon liitetty BOM (Bill of Material), jotta voit ostaa ja koota ne helposti. Kun laturi on koottu, sen pitäisi näyttää tältä….

Akkulaturin testaus:

Nyt on aika testata laturi, Arduinoa ja LCD: tä ei tarvita, jotta laturi toimisi. Niitä käytetään vain seurantatarkoituksiin. Voit asentaa ne käyttämällä Bergstickiä yllä esitetyllä tavalla, jotta voit poistaa ne, kun tarvitset niitä toiseen projektiin.

Poista testausta varten Arduino ja kytke muuntaja, säädä nyt lähtöjännite vaadittuun jännitteeseen POT RV2: n avulla. Tarkista jännite yleismittarilla ja kytke se akkuun alla olevan kuvan mukaisesti. Se on, että laturimme on nyt toiminnassa.

Nyt ennen kuin liitämme Arduino-laitteemme verkkoon, testataan saapuva jännite Arduino Nano -nastoille A0 ja A1, sen ei tulisi olla yli 5 V, jos lähtöpiiri toimii oikein. Jos kaikki on kunnossa, liitä Arduino ja LCD. Käytä alla olevaa ohjelmaa ladataksesi Arduinoon. Tämä ohjelma näyttää vain laturimme jännitteen ja virran arvon, voimme käyttää tätä asettaaksemme jännitteen ja seurataksemme, ladataanko akkua oikein. Tarkista alla annettu video.

Jos kaikki toimii odotetulla tavalla, sinun pitäisi saada näyttö LCD-näytöllä edellisten kuvien mukaisesti. Nyt kaikki on tehty, meidän tarvitsee vain kytkeä laturi mihin tahansa 12 V: n akkuun ja ladata se käyttämällä ensisijaista jännitettä ja virtaa. Samaa laturia voidaan käyttää myös matkapuhelimesi lataamiseen, mutta tarkista matkapuhelimen lataamiseen tarvittava virta- ja jänniteluokitus ennen liittämistä. Sinun on myös liitettävä USB-kaapeli piiriimme matkapuhelimen lataamiseksi.

Jos sinulla on epäilyksiä, voit käyttää kommenttiosaa. Olemme aina valmiita auttamaan sinua!

Hyvää oppimista !!!!