Испытатель аккумуляторных батарей портативных радиостанций

[Admin]

Испытатель аккумуляторных батарей портативных радиостанций

С. ТОМИЛОВ, г. Лесной Свердловской обл.

Работая инженером связи, я столкнулся со следующей проблемой. Fla предприятии, где я работаю, в эксплуатации находятся несколько десятков портативных радиостанций. Они укомплектованы Ni-Cd, Ni-MH или Li-ion аккумуляторными батареями напряжением 7,2 В. Бывает так, что требуется оценить фактическую ёмкость этих батарей, а оборудования для этого не предусмотрено. Для решения этой проблемы я разработал и изготовил испытатель аккумуляторных батарей на основе микроконтроллера PIC16F688.

Принцип действия испытателя основан на разрядке аккумуляторной батареи фиксированным током с измерением её продолжительности и последующим вычислением ёмкости. Информация о ёмкости батареи выводится на ЖКИ.

Испытатель не заряжает, а только разряжает батарею (зарядка производится в штатном зарядном устройстве). Он питается напряжением проверяемой батареи, поэтому внешний источник питания ему не требуется. Чтобы проверить батарею, достаточно просто положить её контактами вниз на устройство. Разрядка начнётся автоматически. В случае, если батарея не заряжена, прибор выведет на индикатор требование: "Зарядите батарею". Никаких органов управления и выключателей не предусмотрено.

В процессе разрядки устройство выдаёт на ЖКИ текущее значение напряжения батареи. В конце разрядки на индикатор выводится ёмкость батареи в миллиампер-часах и мигает красный светодиод.

Схема испытателя показана на рис. 1. Fla полевом транзисторе VT2 и операционном усилителе DA1.1 собран источник стабильного тока, который можно регулировать подстроечным резистором R3. После сборки испытателя необходимо установить этот ток равным 1 А как можно точнее, от этого зависит точность показаний прибора.

Транзистор VT1 после начальной конфигурации выводов микроконтроллера открыт и соединяет затвор транзистора VT2 с общим проводом. При установке программой на выводе RA5 микроконтроллера низкого уровня цепь, соединяющая затвор транзистора VT2 с общим проводом, размыкается, чем включается источник стабильного тока разрядки.

Разъём ХР1 испытателя используется только для программирования микроконтроллера. Напряжение батареи подаётся на вход аналого-цифрового преобразователя (вывод AN3 микроконтроллера) через резистивный делитель R6R7. Подборкой резистора R8 устанавливают оптимальную контрастность ЖКИ. Вместо светодиода HL1 можно установить пьезоэлектрический излучатель звука со встроенным генератором. В этом случае для установки нужной громкости звука придётся подобрать резистор R10.

Линейный стабилизатор LM2940CSX-5.0 можно заменить другим с выходным напряжением 5 В и с малым допустимым падением напряжения между входом и выходом — не более 0,8 В. Например, КФ1158ЕН501 А. Так как стабилизатор работает с небольшим током нагрузки, теплоотвод не требуется.

Микроконтроллер включает разрядный ток импульсами длительностью 4 с. Паузы между ними равны 2 с. Такой режим разрядки аккумуляторной батареи имитирует реальные условия её работы. При включённом разрядном токе напряжение на батарее измеряется и сравнивается с пороговым значением 6 В. Когда оно достигает указанного порога, разрядка батареи заканчивается и производится подсчёт её ёмкости.

Конструктивно устройство собрано на металлической пластине, в которой вырезано отверстие под плату из изоляционного материала с пружинными контактами (разъёмом XS1, согласно схеме на рис. 1). Плата закреплена с обратной относительно аккумулятор-
ной батареи стороны пластины и служит для соединения батареи с испытателем.

На той же пластине установлены два металлических уголка, образующих посадочное место для проверяемой батареи. После установки её закрепляют упругой резиновой лентой, что обеспечивает надёжное соединение с контактами на плате.

Чертёж печатной платы устройства и расположения деталей на ней показан на рис. 2. Эта плата также закреплена на упомянутой выше металлической пластине. Полевой транзистор VT2 снабжён теплоотводом, рассчитанным на рассеиваемую мощность 8 Вт.
Однако не стоит устанавливать этот теплоотвод слишком близко от проверяемой батареи, чтобы он не нагревал её во время разрядки.

Индикатор HG1 закрепляют на металлической пластине рядом с посадочным местом для аккумуляторной батареи и соединяют его с печатной платой прибора жгутом из девяти проводов.