مدار شارژ باتری 1.2 ولت تا 24 ولت با میکروکنترلر AVR – ATmega8a

پردازنده اصلی پروژه مدار شارژ باتری 1.2 تا 24 ولت، میکروکنترلر ATMega8A می باشد. این میکروکنترلر هشت بیتی از خانواده AVR است و دارای 28 پین و 8 کیلوبایت حافظه می باشد.

این مدار دارای یک ولت متر داخلی با قابلیت کالیبراسیون است و دماسنج نیز مستقیما از طریق پین ADC و مقاومت حرارتی کار می کند.

پروژه مدار شارژر باتری 1.5 تا 24 ولت، شامل سه فلدر“PCB-SCH-BOM”  برای نقشه مدار و برد، “sim”  (مربوط به فایل های شبیه ساز پروتئوس) و  “CodeVision Source” (مربوط به فایل های سورس کد و برنامه پروژه) است.

فلدر “PCB-SCH-BOM”  شامل فایل های زیر است:

1. BatteryCharger.prjpcb (Altium project)

فایل پروژه آلتیوم

1. BatteryCharger_PCB.pcbdoc (Altium PCB file)

فایل پی سی بی آلتیوم

1. BatteryCharger_SCH.schdoc (Altium schematic file)

فایل شماتیک آلتیوم

1. BatteryCharger_BOM.txt (Bill of materials)

فایل لیست قطعات

1. BatteryCharger_SCHPDF.pdf

فایل پی دی اف شماتیک

1. BatteryCharger_PCB_DIPTRACE (DipTrace PCB file)

فایل پی سی بی نرم افزار دیپ تریس

کامپایل پروژه مدار شارژ باتری

داخل فلدر سورس کد، یک فایل .HEX از پیش کامپایل شده قرار دارد. برای کامپایل مجدد، فایل پروژه (BatteryCharger.prj) را با استفاده از نرم افزار کدویژن باز کنید. تنظیمات فیوز را انجام دهید.

با توجه به تنظیمات، میکروکنترلر از اسیلاتور 8MHz داخلی استفاده می کند. قابلیت BOD فعال است تا درصورتی که ولتاژ بیش از حد پایین بود، میکروکنترلر را در حالت ری استارت قرار دهد. علت فعال بودن این بخش این است که از اطلاعات ذخیره شده در حافظه ایپرام محافظت نماید.

قبل از کامپایل پروژه به فایل headers.h در داخل پوشه Files در فلدر سورس کد بروید و عبارت #define SIM را جستجو کنید. در صورتی که میخواهید پروژه را در شبیه ساز نرم افزار پروتئوس راه اندازی کنید، این خط از برنامه نباید لاگ شده باشد (قبل از آن // را پاک کنید).

اما اگر قصد دارید برنامه را مستقیما روی میکروکنترلر پروگرم و تست کنید، عبارت باید به صورت زیر لاگ شده باشد:

//#define SIM

سپس با استفاده از ctrl+F9 پروژه را کامپایل کنید (درصد استفاده از حافظه میکرو را باید در پنجره ای که باز می شود مشاهده کنید).

ترجیحا برای برنامه ریزی از پروگرمر پشتیبانی شده توسط کامپایلر استفاده کنید.
فیوز high روی 0xD9 تنظیم است.
فیوز low روی 0xB4 تنظیم است.

فایل شبیه ساز پروتئوس

فایل شبیه ساز داخل فلدر sim را با استفاده از نرم افزار شماتیک پروتئوس باز کنید. سپس با دابل کلیک روی میکروکنترلر، فایل با فرمت .COFF را از فلدر سورس کد برای اجرا در میکروکنترلر انتخاب نمایید. سپس شبیه ساز را اجرا کنید.

مدار شارژ باتری دیجیتال

پی سی بی به صورت یک لایه با ابعاد 8 در 9 سانت طراحی شده، به همراه 4 پد مخصوص اسپیسر که می توانید با توجه به ابعاد باکس خود، محل آن را تغییر دهید.

کانکتور Con1 مخصوص ورودی AC از طرف ترانس حداکثر 24 ولتی است. کانکتور Con2 برای ورودی DC از طرف منبع تغذیه مستقیم (سویچینگ یا …) است و حداکثر ولتاژ مجاز در این ناحیه 27 ولت است. در صورتی که تغذیه مدار مستقیما از ترانس تامین می شود، ولتاژ در این کانکتور نیز باید کمتر یا برابر با 27 ولت باشد.

کانکتور Con3 خروجی شارژر به باتری است. کانکتور Con4 به مقاومت حرارتی متصل می شود تا دمای باتری را در صورت لزوم اندازه گیری کند.

مثبت و منفی کانکتور ها را به هیچ وجه اشتباه متصل نکنید.
درصورتی که از منبع تغذیه بدون فیوز استفاده می کنید، یک فیوز بر سر ورودی جریان قرار دهید.
حداکثر آمپری که از طرف منبع تغذیه برای ولتاژ شارژ تامین می شود، نباید بیشتر از 5 آمپر باشد.
برای شارژ با جریان بیش از 1 آمپر، از هیت سینک برای سلف ها و ماسفت Q2 استفاده نمایید.
دمای ماسفت Q2 و سلف های L1 و L2 نباید از 80 درجه سانتی گراد بالاتر رود.
درصورتی که جریان شارژ بیش از 2 آمپر است، از هیت سینک بزرگ و در صورت لزوم از فن نیز استفاده نمایید.
ولتاژ منبع تغذیه نباید اختلاف بیش از 5 ولت با ولتاژ شارژ داشته باشد.
از باتری های حساس به دما ویا ولتاژ بالا در این شارژر استفاده نکنید.

برد را با توجه به لیست قطعات و نقشه ها مونتاژ کنید و میکروکنترلر را پروگرم کنید.

تنظیمات شارژر باتری

دو کلید فشاری UP و DOWN و یک عدد پتانسیومتر برای تنظیمات درنظر گرفته شده است. درصورتی که قصد دارید از سنسور دما استفاده کنید، ابتدا مقاومت حرارتی 10 کیلو اهمی را به کانکتورش متصل کنید. سپس تغذیه مدار شارژر را متصل کنید.

در هنگام اتصال تغذیه، برای چند ثانیه — روی صفحه نمایش سگمنتی ظاهر می شود. در همین لحظه که — را مشاهده می کنید، اگر دکمه UP را فشار دهید، tpc روی سگمنت ها نوشته می شود و بعد عدد دما چشمک میزند.

دقت دماسنج 1 درجه سانتی گراد است و عدد 1.2C به معنای دمای 120 درجه است.

با استفاده از یک دماسنج استاندارد و لیوان محتوی آب گرم، برای تنظیم تقسیم کننده عدد دما از دکمه های UP و Down استفاده کنید و برای تفریق کننده از پتانسیومتر تا به دمای صحیح برسید.

توقف چشمک عدد به معنای ورود دستگاه به حالت آماده به کار است.
کالیبراسیون دماسنج نیاز به زمان و حوصله دارد.
نتیجه کالیبراسیون بعد از اینکه دستگاه وارد وضعیت آماده به کار شود ذخیره خواهد شد.

برای کالیبراسیون ولت متر، ابتدا یک باتری (یا آدابتور) به کانکتور شارژر متصل کنید. سپس هنگامی که — را مشاهده کردید، دکمه Down را فشار دهید و CAL روی سگمنت نوشته خواهد شد.

سپس با استفاده از یک ولت متر استاندارد و کلید های UP و Down مقدار دقیق ولتاژ را تنظیم کنید.

توقف چشمک عدد به معنای ورود دستگاه به حالت آماده به کار است.
ترجیجا پراب های ولت متر را روی کانکتور شارژ قرار دهید.
برای کالیبراسیون نیازی به اتصال تغذیه نیست.

برای تنظیم ولتاژ باتری و ولتاژ شارژ ابتدا باتری را از کانکتور شارژ جدا کنید و تغذیه را نیز جدا کنید.

بعد از 1 دقیقه تغذیه را متصل کنید. پس از نمایش — صبر کنید تا عدد 0.00 نمایش داده شود.

سپس با فشردن کلید UP عبارت chg را خواهید دید و وارد تنظیم ولتاژ شارژ می شوید. پس از تنظیم صبر کنید تا چشمک عدد تمام شود و 0.00 نمایش داده شود.

سپس با فشردن کلید Down عبارت bat نمایش داده می شود و وارد تنظیم حداکثر ولتاژ باتری خواهید شد.

ولتاژ شارژ از ولتاژ باتری باید بالاتر باشد.

ترجیحا ولتاژ شارژ بیش از 2 ولت بالاتر از ولتاژ باتری نباشد.

شارژ باتری با استفاده از مدار شارژر

باتری را متصل کنید و صبر کنید میزان ولتاژ فعلی باتری بعد از — نمایش داده شود.

سپس تغذیه را متصل کنید. ولتاژ باتری سالم با تنظیمات درست به آرامی بالا خواهد رفت.

برای نمایش درصد و دما از دکمه UP استفاده کنید.

برای توقف موقت عملیات شارژ دکمه Down را بزنید.

درصورتی که باتری به ولتاژ تنظیم شده برسد، نقطه سمت راستی سگمنت روشن خواهد شد.

حداقل ولتاژ باتری باید بیش از 0.5 ولت و برای باتری سالم، بیش از نصف ولتاژ شارژ باشد.
پس از شارژ کامل احتمال ریزش ولتاژ باتری بعد چند ثانیه وجود دارد و طبیعی است.
باتری که شارژ شد، ابتدا تغذیه را جدا کنید، سپس باتری.
ترجیحا چند دقیقه بعد از شارژ کامل نیز چند دقیقه صبر کنید و یا ولتاژ باتری را بالاتر تنظیم کنید، اما بلافاصله پس از شارژ کامل تغذیه را قطع کنید و باتری را جدا کنید.
درصورتی که دمای باتری حین شارژ افزایش می یابد، حتما از سنسور دما استفاده نمایید.
توجه داشته باشید که سنسور دما روی 50 درجه تنظیم است و در صورت لزوم داخل برنامه آن را تغییر دهید.
نمایش OH روی صفحه به صورت چشمک زن، به معنای دمای بیش از حد است.

پروژه را از طریق بخش زیر می توانید دریافت کنید: