12V верига на зарядно устройство за батерия, използваща lm317 (12v захранване)

Повечето от нашите проекти за електроника се захранват от оловно-киселинна батерия, в този проект нека обсъдим как да презаредим тази оловно-киселинна батерия с помощта на проста схема, която лесно може да бъде разбрана и изградена от дома. Този проект ще ви спести от инвестиране в зарядно устройство за батерии и ще ви помогне да удължите живота на батерията. Така че нека да започнем !!!!

Нека започнем с разбирането на няколко основни неща за оловно-киселинна батерия, за да можем да изградим зарядното си устройство по-ефективно. Повечето от оловните батерии на пазара са 12V батерии. Ah (Ampere часа) на всяка батерия може да варира в зависимост от необходимия капацитет, например 7 Ah батерия ще може да осигури 1 ампера за период от 7 часа (1 ампера * 7 часа = 7 Ah). Сега след пълното разреждане процентът на батерията трябва да е около 10,5, това е моментът да заредим батериите си. Токът на зареждане на батерията се препоръчва да бъде 1/10 от номиналната стойност на Ah на батерията. Така че за 7 Ah батерия токът на зареждане трябва да бъде около 0.7 ампера. Токът по-голям от този може да навреди на батерията, което ще доведе до намален живот на батерията. Като се има предвид това, малко домашно приготвенозарядното устройство ще може да ви осигури променливо напрежение и променлив ток. Токът може да се регулира въз основа на настоящия рейтинг на Ah на батерията.

Тази верига за зарядно устройство с оловна батерия може да се използва и за зареждане на вашите мобилни телефони, след регулиране на напрежението и тока според мобилния телефон, използвайки POT. Тази схема ще осигури регулирано DC захранване от променливотоковата мрежа и ще работи като AC-DC адаптер; Преди това съм създал променливо захранване с висок ток и напрежение.

Необходими компоненти:

• Трансформатор 12V 1Amp
• IC LM317 (2)
• Диоден мост W005
• Клемен съединител (2)
• Кондензатор 1000uF, 1uF
• Кондензатор 0.1uF (5)
• Променлив резистор 100R
• Резистор 1k (5)
• Резистор 10k
• Диод - Nn007 (3)
• LM358 - Opamp
• 0,05R - Шунтов резистор / проводник
• LCD-16 * 2 (по избор)
• Arduino Nano (по избор)

Обяснение на веригата:

Пълните схеми на тази схема на зарядно устройство са показани по-долу:

Основната цел на нашата 12V захранваща верига е да контролира напрежението и тока на батерията, така че тя да може да се зарежда по възможно най-добрия начин. За тази цел използвахме две интегрални схеми LM317, едната се използва за контрол на напрежението, а другата за ограничаване на тока. Тук в нашата схема IC U1 се използва за управление на тока, а IC U3 се използва за управление на напрежението. Силно ви препоръчвам да прочетете листа с данни на LM317 и да го разберете, така че да ви бъде полезен, докато опитвате подобни проекти, тъй като LM317 е най-използваният променлив регулатор.

Верига на регулатора на напрежението:

Обикновена схема за регулиране на напрежението, взета от листа с данни на LM317, е показана на фигурата по-горе. Тук изходното напрежение се определя от стойностите на резистора R1 и R2, в нашия случай резисторът R2 се използва като променлив резистор за управление на изходното напрежение. Формулите за изчисляване на изходното напрежение е Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Използвайки тези формули, се избира стойността на съпротивлението 1K (R8) и 10K - пот (RV2). Можете също да използвате този калкулатор LM317, за да изчислите стойността на R2.

Текуща верига за ограничител:

The Current Ограничител на пистата, взети от фиш LM317 е, е показана на фигурата по-горе; това е проста схема, която може да се използва за ограничаване на тока в нашата верига въз основа на стойността на съпротивлението R1. Формулите за изчисляване на изходния ток са Iout = 1,2 / R1. Въз основа на тези формули стойността на пота RV1 е избрана като 100R.

Следователно, за управление на тока и напрежението се използват съответно два потенциометъра RV1 и RV2, както е показано в схемите по-горе. LM317 се захранва от диоден мост; самият диоден мост е свързан към трансформатор чрез съединител P1. Класът на трансформатора е 12V 1 ампера. Само тази схема е достатъчна, за да направим проста схема, но с помощта на няколко допълнителни настройки можем да наблюдаваме тока и напрежението на нашето зарядно на LCD, което е обяснено по-долу.

Показване на напрежение и ток на LCD с помощта на Arduino:

С помощта на Arduino Nano и LCD (16 * 2) можем да покажем стойностите на напрежението и тока на нашето зарядно устройство. Но как можем да направим това !!

Arduino Nano е 5V операционен микроконтролер, всичко повече от 5V ще го убие. Но нашето зарядно устройство работи на 12V, поради което с помощта на делителна верига за напрежение стойността на (0-14) Volt се определя до (0-5) V с помощта на резистор R1 (1k) и R2 (500R), като have предварително направено в 0-24v 3A регулирана верига за захранване, за да се покаже напрежението на LCD с помощта на Arduino Nano

За измерване на тока използваме шунтиращ резистор R4 с много ниска стойност, за да създадем спад на напрежението в резистора, както можете да видите в схемата по-долу. Сега, използвайки калкулатора на Ома, можем да изчислим тока, преминаващ през резистора, като използваме формулите I = V / R

В нашата верига стойността на R4 е 0,05R и максималният ток, който може да премине през нашата верига, ще бъде 1,2 ампера, тъй като трансформаторът е класиран така. Оценката на мощност на резистор може да бъде изчислена като се използва P = I ^ 2 R. В нашия случай P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07, което е по-малко от четвърт ват. Но ако не получите 0,05R или ако текущият ви рейтинг е по-висок, изчислете съответно мощността. Сега, ако успеем да измерим спада на напрежението на резистора R4, ще можем да изчислим тока през веригата, използвайки нашия Arduino. Но този спад на напрежението е много минимален, за да го прочете нашият Arduino. Следователно схема на усилвател е изградена с помощта на Op-amp LM358, както е показано на фигурата по-горе, изходът на този Op-Amp се дава на нашия Arduino чрез RC верига за измерване на тока и дисплея на LCD.

След като решим каква е стойността на компонентите в нашата верига, винаги се препоръчва да се използва симулационен софтуер, за да се проверят нашите стойности, преди да продължим с действителния си хардуер. Тук използвах Proteus 8, за да симулирам веригата, както е показано по-долу. Можете да стартирате симулацията, като използвате файла (12V_charger.pdsprj), даден в този zip файл.

Изграждане на зарядното устройство:

След като сте готови с веригата, можете да започнете да изграждате зарядното си устройство, можете да използвате или платка Perf за този проект, или да изградите своя собствена платка Използвал съм PCB, PCB е създаден с помощта на KICAD. KICAD е софтуер за проектиране на печатни платки с отворен код и може да бъде изтеглен онлайн безплатно. Ако не сте запознати с проектирането на печатни платки, не се притеснявайте !!!. Прикачих Gerber и други файлове за печат (изтеглете тук), които могат да бъдат предадени на местния производител на печатни платки и вашата платка може да бъде произведена. Можете също така да видите как ще изглежда вашата PCB след производството, като качите тези Gerber файлове (zip файл) във всеки Gerber Viewer. Дизайнът на печатни платки на нашето зарядно устройство е показан по-долу.

След като печатната платка бъде произведена, сглобете и запойте компонентите въз основа на стойностите, дадени в схемите, за ваше улеснение в специалния zip файл, приложен по-горе, е прикачена спецификация ( Bom ) и така можете да ги закупите и сглобите с лекота. След сглобяването на нашето зарядно устройство трябва да изглежда нещо подобно….

Тестване на зарядното устройство:

Сега е време да тестваме нашето зарядно устройство, Arduino и LCD не са необходими за зарядното устройство. Те се използват само с цел наблюдение. Можете да ги монтирате с помощта на Bergstick, както е показано по-горе, за да можете да ги премахнете, когато ви трябват за друг проект.

За целите на тестването премахнете Arduino и свържете вашия трансформатор, сега регулирайте изходното напрежение до необходимото ни напрежение, като използвате POT RV2. Проверете напрежението с помощта на мултицет и го свържете към батерията, както е показано по-долу. Това е, че нашето зарядно устройство вече работи.

Сега, преди да включим нашия Arduino тест на входящото напрежение към нашите Arduino Nano щифтове A0 и A1, то не трябва да надвишава 5V, ако изходната верига работи правилно. Ако всичко е наред, свържете вашия Arduino и LCD. Използвайте дадената по-долу програма за качване във вашия Arduino. Тази програма просто ще покаже напрежението и текущата стойност на нашето зарядно устройство, ние можем да го използваме, за да настроим нашето напрежение и да следим дали батерията ни се зарежда правилно. Проверете видеото, дадено по-долу.

Ако всичко работи според очакванията, трябва да получите дисплей на LCD, както е показано на предишните фигури. Сега всичко е готово, всичко, което трябва да направим, е да свържем нашето зарядно устройство с която и да е 12V батерия и да го заредим с предпочитано напрежение и ток. Същото зарядно устройство може да се използва и за зареждане на мобилния ви телефон, но преди да се свържете, проверете тока и напрежението, необходими за зареждане на мобилния телефон. Също така трябва да прикачите USB кабел към нашата схема, за да заредите мобилен телефон.

Ако имате някакви съмнения, не се колебайте да използвате раздела за коментари. Винаги сме готови да ви помогнем !!

ЧЕСТИТ УЧЕНИЕ !!!!