Возможно, не я один, альтернативщик-батарейщик, мечтал об устройстве способном мониторить напряжение на аккумуляторах с возможностью переключения заряда на разряд и с разряда на заряд. Согласитесь, это более чем удобно — следить за состоянием энергоносителя. Могут появится вопросы — «Зачем это устройство когда уже китайцы сделали измерители внутреннего сопротивления». Хорошо, что сделали. Тоже данное устройство может пригодиться =). Однако суть данного устройства (ЦЗРУ) является в определении характеристик в процессе эксплуатации. Другими словами, будут отображены линии кривых заряда и разряда, и в последующем можно будет понять:
- Как долго энергоноситель будет жить
- Каким образом можно его использовать
- Найти проблемные участки заряда/разряда.
Да, кстати, совсем не сказал про название устройства. Имя его — ЦЗРУ — Циклично зарядное-разрядное устройство. Заголовок статьи громковатый, но все же рискну и двину им в глаза читателей, вдруг кто проинвестирует в последующее развитие :).
Далее. Статья будет разбита на несколько частей
- Рассказ про идею, немного материальной части в плане из чего состоит
- Описание программных частей, состоит из Пользовательской и программы устройства. (как и любое IoT-устройство)
Итак начнем. Сама идея не нова и на заводах (всего скорее не российских) подобное должно использоваться, как выше сказал, для таких измерения таких характеристик «Как долго энергоноситель будет жить». Так же когда-то давно начал реализовывать трекер напряжения — https://www.c-energies.ru/51-volttrekker-na-attiny13.html . Пошло-пошло и завертелось, но пришлось подзабить — возникли некоторые сложности. В общем — жись. В каком-то году (2016-2017) играя в игры тайного Санты кто-то из коллег подарил парочку ардуиночек и одна из них оказалась UNO. Спустя года, спустя от полки к полке упали в руки данные ардуиночки. Время пришло… Идеи завертелись, закипятились в голове. Каждая идея вышла со своими предложения в тендер в моей голове, но все же остановились на идее цикле заряда-разряда. Так же эта идея была подкреплена доказательствами необходимости изготовления данного устройства из-за простой причины — в недавние месяцы приходилось «тренировать» никель-кадмиевые АКБ. Можно сделать конечно аналоговые устройства, которые будут следить за напряжением и в определенной момент переключать с заряда на разряд или наоборот, с разряда на заряд. Но всем ведь нужно видеть как идет процесс, а может не всем. Знаю точно — многим нравится наблюдать.
Так вот, пока даже не было аналогового устройства (не зна, проще оно было б или нет, но есть сомнения) следил вручную. А тут возникают пару проблем — первая, при разряде можешь забыть, что разряжается и она сильно разрядится, а есть такие типы аккумуляторов которые не особо любят сильно разряжаться. И Вторая проблем, при заряде. Как бы аналогично тому, что и для разряда. Но основная проблема вытекает — забывчивость, нужен контроль. Зачем так? Вот и тоже подумал так — не надо так, нужна автоматизация, как в эти годы говорят — диджитализация.
Теперь переходим постепенно к Идее:
- Есть аккумулятор
- У него есть напряжение 🙂
- Наша цель или цели — зарядить его, если разряжен и разряди, если заряжен
- Поглядеть графики
- Дальше по графикам можно понять характеристики акб
Что отношу к характеристикам
- Кривая заряда. Она может быть криволинейной, то есть она бы как в некотором времени является линейной, потом экспотенциальной или близко к этому, в итоге в конце заряда почти линейная.
- Кривая разряда. Почти тоже самое, что и кривая заряда, но тут уже смотрим провалы. В хорошем энергоносителе разряд всегда плавный, без резких падений напряжений. Как пример, при разряде 12в аккумулятора в течение 10 часов напряжение упало на 1 вольт. Дальше напряжение упало на 1 вольт в течение 1 часов. Это показатель плохих банок в аккумуляторе.
- КПД заряда-разряда. Для альтернативщиков это главный показатель и должен быть поставлен в рамочку. КПД разных типов аккумуляторов разные. У кислотных он редко 80%. Поясню, на заряд мы тратим больше энергии, чем берем из нее потом, эт связано с электрохим процессами
По-идее, это три главных характеристики.
Из чего состоит весь комплекс. Контроллер основан на Arduino UNO. Часть логики описано в мозгах ардуинки. Данный контроллер запрашивает инфу, а точнее тупо напряжение на аккумуляторе. Далее при достижении кого-либо значения напряжения отдает команду на включение или отключение реле переключения. НО! Ардуинкой правит Программа.
Вся основная логика заточена в программе. Но это во второй части.
Покажу немного схемок.
Рукотворная схема, это наверно с чего и началось развитие идеи
Схема по переключению устройств (зарядника и нагрузки). На скрине как бы все описано :)).
Далее схемки, которые управляются собственно с ардуинки
Верхняя схема — забираем напряжение. Нижняя схема включаем-отключаем реле. Потом в будущем думаю заменить электромагнитное реле на твердотельное. Ибо так проще схема станет, а чем проще, тем легче управлять.
Наверно можно будет перейти и ко второй части
