خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / دستگاه تست باتری بسازید و ظرفیت باتری‌های قابل‌شارژ را اندازه بگیرید

دستگاه تست باتری بسازید و ظرفیت باتری‌های قابل‌شارژ را اندازه بگیرید

اگر زیاد با دستگاه ها و پروژه های الکترونیکی کار می کنید، احتمالاً یک جعبه پر از باتری دارید. پیدا کردن باتری های قابل استفاده یا قابل شارژ بین بین آن باتری ها کار بسیار ساده ای است اما اگر دستگاه مناسب نداشته باشید، ساعت ها طول می کشد. در این ساختنی طرز ساخت دستگاه تست باتری را یاد می گیرید که علاوه بر اینکار، ظرفیت باتری های قابل شارژ را هم نشان می دهد. با ساختنی همراه باشید.

دستگاه تست باتری بسازید
دستگاه تست باتری بسازید

این دستگاه تست باتری با میکروکنترلر آردوینو و ATMega168 ساخته می شود. به همین خاطر برای ساخت آن باید با برنامه ریزی میکروکنترلرها آشنا باشید. البته ما کدهای دستگاه را در اختیارتان قرار می دهیم. اگر دنبال نمونه های ساده تر می گردید، آموزش ساخت مدار تست باتری را بخوانید.

گام اول: وسایل مورد نیاز

وسایل مورد نیاز
وسایل مورد نیاز
  • برد آردوینو
  • تراشه ATMega168 یا ۳۲۸p و قطعات همراه آن برای استفاده مستقل – جزییات بیشتر را در شماتیک ببینید.
  • نمایشگر LCD گرافیکی Nokia 5110
  • سه عدد ماسفت – برای روشن و خاموش کردن بار مقاومتی
  • تعدادی مقاومت برای دشارژ کردن باتری
  • تعدادی مقاومت برای نصب LCD
  • یک اسپیکر کوچک
  • برد بورد
  • هولدر باتری AA – هولدر باتری را طوری دستکاری کنید که هر باتری به صورت تکی سیم کشی بشود.
  • جعبه پروژه

گام دوم: کار میکروکنترلر چیست؟

یک راه ساده برای تست ظرفیت باتری، اتصال بار مقاومتی به باتری پر و مانیتور کردن آن تا زمانی است که به ولتاژش به کمتر از حد مفید برسد. در این روش مدت زمانی دوام ولتاژ باتری ظرفیت آن را مشخص می کند.

این راهکار بسیار ساده و کم هزینه است اما مستلزم آن است که چند ساعتی به ولت‌متر خیره شوید. با میکروکنترلری مثل تراشه های AVR می توانید یک دستگاه تست باتری قابل شارژ بسازید که اینکار را خیلی راحت تر برایتان انجام می دهد. این تستر باتری های AA را در تست دشارژ قرار می دهد و ظرفیت آنها رد قالب میلی آمپ بر ساعت (mAh) نمایش می دهد.

این دستگاه ظرفیت باتری می توانید چند باتری را به صورت همزمان اما جداگانه بررسی کند و نتایج را روی LCD نمایش بدهد. بعد از اتمام تست هم یک بوق کوچک کاربر را مطلع می کند تا باتری ها را از دستگاه بیرون بیاورد. از این روش می توانید برای تست باتری های NiCd و NiMh پس از استفاده از شارژر باتری استفاده کنید.

در ساختنی بخوانید :  با شیشه مربا اسپیکر بلوتوثی شیک و قوی بسازید

طراحی دستگاه تست باتری برمبنای تراشه ATMega168 (یا ۳۲۸) انجام شده که هشت مبدل A/D دارد و از آنها برای خواندن ولتاژ باتری و مشخص کردن بار جریان استفاده می شود. چون هر باتری به دو A/D به ازای هر سلول نیاز دارید، حداکثر تعداد باتری هایی که همزمان تست می شوند سه تا خواهد بود.

گام سوم: طراحی مدار تست باتری

دیاگرام مدار دستگاه تست باتری
دیاگرام مدار دستگاه تست باتری

شماتیکی که در تصویر بالا می بینید نمونه ساده شده که یکی از مدارهای دشارژ را نشان می دهد که با آردوینو کنترل می شود.

مدار دشارژ بسیار ساده است. هر باتری یک مقاومت دارد که وقتی سوئیچ FET روشن باشد، باتری را دشارژ می کند. سوئیچ ها هم توسط میکروکنترلر کنترل می شوند. مبدل A/D میکروکنترلر هم ولتاژ باتری ها را مانیتور می کند. مبدل A/D دوم به FET وصل می شوند تا جریان عبوری از مقاومت را مشخص کند. جریان با کم کردن ولتاژ FET از ولتاژ باتری محاسبه می شود. اگر نتیجه این محاسبه را برا میزان مقاومت تقسیم کنیم، جریان دشارژ بدست می آید. این عدد هم در زمان ضرب می شود تا مقدار میلی آمپ بر ساعت بدست بیاید.

اگر به کدها دقت کنید، متوجه می شوید که محاسبات دستگاه تست باتری اینقدرها هم ساده نیست. میکروکنترلر وضعیت باتری ها را هر ثانیه کنترل می کند، مقدار شارژ کشیده شده در این یک ثانیه را محاسبه می کند و آن را به مجموع شارژ اضافه می کند. به این ترتیب در یک بازه زمانی کوتاه، فقط درصدی از میلی آمپ بر ساعت استفاده شده مشخص می شود. اگر این مقدار اعداد صحیح نباشد به سمت صفر گرد می شود تا مشکلی در محاسبات ایجاد نشود. بنابراین بجای شمارش تعداد میلی آمپ بر ساعت، تعداد میکروآمپ بر ساعت ها شمرده می شود. این مقدار هزار برابر بزرگ تر است و مشکل گرد کردن اعداد را حل می کند. برای نمایش نتیجه محاسبات به میلی آمپ بر ساعت مقدار بدست آمده بر ۱۰۰۰ تقسیم می شود.

مقاومت باردار

نقش مقاومت در این دستگاه اتلاف انرژی است و به همین خاطر مقدار آن خیلی اهمیت ندارد. اگر باتری های NiCd و NiMH را تست کنید (۱٫۲ ولتی)، متوجه می شوید که اتلاف انرژی کمتر از یک وات است. بنابراین مقاومتی انتخاب کنید که به اندازه کافی بزرگ باشد یا از چند مقاومت به صورت موازی استفاده کنید. برای عبور جریان های بزرگ باید مسیر دشارژ را با سیم های ضخیم بسازید.

در ساختنی بخوانید :  خودتان یک پمپ آب گریز از مرکز ارزان بسازید

ماسفت (FET)

این قطعه مثل سوئیچ عمل می کند و توسط خروجی میکروکنترلر کنترل می شود. وقتی خروجی برای روشن کردن FET کافی باشد، جریان اجازه عبور از ترمینال مثبت باتری، مقاومت و FET را پیدا می کند و دوباره همین مسیر را به سمت ترمینال منفی کامل می کند. این فرایند باتری را یک بازه زمانی مشخص دشارژ می کند. ماسفت های مورد نیاز برای ساخت دستگاه تست باتری را می توانید از وسایل الکترونیکی بدون استفاده جدا کنید. یک مقاومت دو مگااهمی هم به آن اضافه می شود تا مطمئن شوید خوانش ولتاژ از هولدر باتری خالی صفر است. بدون این مقاومت، ورودی A/D نتایج غیرقابل پیش‌بینی تولید خواهد کرد.

نمایشگر

ما از LCD یک گوشی Nokia 5110 قدیمی استفاده کردیم که سیم کشی آن کمی مشکل است. شما می توانید از ماژول های LCD آماده استفاده کنید. آردوینو با جریان ۵ ولتی کار می کند اما نمایشگر و خطوط کنترل به جریان بیشتر از ۳٫۳ ولت نیاز دارند. برای تغذیه این قطعات چند راه وجود دارد؛ راهی که ما انتخاب کردیم استفاده از مقاومت به عنوان تقسیم کننده ولتاژ است. مقاومت های ۱۸۰۰ و ۳۳۰۰ اهمی یک جفت می سازند که خروجی ۵ ولتی آردوینو را به جریان ۳٫۳ ولتی مورد نیاز تبدیل می کند. از همین روش می توانید برای ساخت نمونه مستقل دستگاه هم استفاده کنید. نمایشگری که ما استفاده کردیم، نور پس زمینه دارد و به همین خاطر آن را از طریق یک مقاومت محدود کننده جریان سیم کشی کردیم. این نمایشگر قابلیت نمایش طرح های گرافیکی هم دارد که ما از آن برای نمایش وضعیت سه باتری استفاده کرده ایم. کتابخانه PCD8544 می تواند کار با این نمایشگرهای قدیمی را ساده تر کند.

گام چهارم: شماتیک کامل

در تصاویر بالا می توانید شماتیک کامل دستگاه تست باتری را ببینید. یکی طراحی دستگاه با برد آردوینو و دیگری طراحی دستگاه به صورت مستقل است. نمونه دوم ارزان تر است اما انتخاب اینکه کدام نمونه را بسازید، با خودتان است.

در ساختنی بخوانید :  آموزش اضافه کردن تصویر پس زمینه به آکواریوم [Raspberry Pi]

نکات مهم درباره ساخت مدار

  • دقت تستر کامل نیست اما آنقدر دقیق هست که بتوانید باتری ها را با هم مقایسه کنید و درباره استفاده یا دور انداختن آنها تصمیم بگیرید.
  • کاهش ولتاژ در حین عبور از FET بسیار ناچیز است و تاثیری در محاسبات ندارد.ب
  • عد از اینکه تست باتری کامل شد، دستگاه نمایش ولتاژ باتری را ادامه می دهد. بخاطر جدا شدن بار، ولتاژ در سطحی که قابل قبول باشد باقی می ماند اما در واقع باتری دشارژ شده است.
  • اگر از LCD دیگری استفاده می کنید، فقط نام سیگنال ها را تطبیق بدهید و شماره گذاری پین ها را نادیده بگیرید.

گام پنجم: کدهای دستگاه

کدها را آپلود کنید
کدها را آپلود کنید

می توانید کدهای آردوینو را از لینک زیر دریافت کنید (رمز فایل saakhtani.ir است). پسوند فایل زیر .PDEاست که از پسوندهای قدیمی برنامه ریزی آردوینو است. برای تطبیق با مدل های جدید آردوینو، کافی است فایل را با پسوند .ino ذخیره کنید.

گام ششم: جعبه را طراحی کنید

برای دستگاه یک جعبه بسازید
برای دستگاه یک جعبه بسازید

برای ساخت جعبه دستگاه تست باتری می توانید از روش های مختلف استفاده کنید؛ ساخت جعبه کارتنی، چوبی و فلزی یا استفاده از جعبه های آماده. ما جعبه را با چوب های بدون استفاده ساختیم که هزینه ساخت دستگاه پایین بماند.

دستگاه تست باتری آماده است

دستگاه تست باتری آماده است و می توانید باتری های قابل استفاده را با آن مشخص کنید. این دستگاه کارایی زیادی دارد اما با هزینه کم می توانید کارایی های آن را بیشتر کنید. مثلاً می توانید یک کانکتور به پایین دستگاه اضافه کنید و آن را به سیم های هولدر باتری وصل کنید. به این ترتیب می توانید باتری هایی که سایز AA ندارند و داخل هولدر جا نمی گیرند را هم تست کنید.

حالا که با این دستگاه تست باتری، باتری های قابل استفاده را پیدا کردید به یک شارژر برای شارژ آنها نیاز دارید. با جستجوی شارژر باتری در ساختنی می توانید آموزش ساخت انواع شارژر برای انواع باتری ها را پیدا کنید.

منبع

خلاصه مطلب
دستگاه تست باتری بسازید و ظرفیت باتری‌های قابل‌شارژ را اندازه بگیرید
عنوان مطلب
دستگاه تست باتری بسازید و ظرفیت باتری‌های قابل‌شارژ را اندازه بگیرید
توضیح کوتاه
ساخت این دستگاه بسیار ساده و کم هزینه است.
نویسنده
ساختنی
ساختنی

بیشتر بخوانید:

آموزش ساخت : آینه تزیینی با طرح خورشید بسازید... آینه تزیینی را با وسایل مختلفی میتوان ساخت؛ از تکه های موزاییک گرفته تا شاخه های خشک درختان! در این ساختنی هم می خواهیم به شما یاد بدهیم چطور با این ش...
مدار الکترونیکی کنترل کننده و نشانگر سطح آب مخزن با امواج فراصوتی... قبلا ساختنی پروژه های متعددی برای نشان گر های سطح آب مخزن برای شما ارائه کرده بود. اما این آموزش ساخت مدار الکترونیکی به دلیل ویژگی های منحصر به فردش ...
آموزش ساخت : جعبه ابزار چوبی بسازید اگر اهل ساختنی باشید یا حرفه تان طوری باشد مرتب با ابزار سر و کار داشته باشید، جعبه ابزار چیزی است که خیلی به آن نیاز دارید. در این ساختنی هم طرز ساخت...
آموزش ساخت : یک آباژور چوبی بسازید اگر در اسباب بازی های قدیمی شما هم کمی میله چوبی بدون استفاده پیدا می شود، دست بکار شوید و با آنها یک آباژور چوبی بسیار شیک و کاربردی بسازید. میله های...
با چند آی سی ارزان و ساده، درایور موتور اسپیندل HDD بسازید... موتور اسپیندل (Spindle Motor) یا موتور هارد دیسک نسبت به موتورهای DC کارایی و رواج کمتری دارد و به همین خاطر پیدا کردن درایور برای آن سخت تر است. در ا...
تستر LED و لامپ حبابی کوچک بسازید اگر اهل پروژه های الکترونیکی هستید و بیشتر وقت تان را در کارگاه می گذرانید، حتماً به تستر LED نیاز دارید. در این ساختنی آموزش ساخت یک تستر LED حرفه ای...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

دستگاه موج دلتا ساز الکتروتراپی جمجمه

ساخت دستگاه تولید کننده موج دلتا برای الکتروتراپی جمجمه

یک موج دلتا، به عنوان ریتم دلتا شناخته می شود، امواج مغزی طبیعی ست که …

پاسخ دهید