Автоматическая зарядка автомобильного аккумулятора: 403 — Доступ запрещён – 403 — Доступ запрещён

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ

   Автоматическое зарядное устройство предназначено для зарядки и десульфатации 12-ти вольтовых АКБ ёмкостью от 5 до 100 Ач и оценки уровня их заряда. Зарядное имеет защиту от переполюсовки и от короткого замыкания клемм. В нём применено микроконтроллерное управление, благодаря чему осуществляются безопасные и оптимальные алгоритмы зарядки: IUoU или IUIoU, с последующей дозарядкой до полного уровня зарядки. Параметры зарядки можно подстроить под конкретный аккумулятор вручную или выбрать уже заложенные в управляющей программе. 

   Основные режимы работы устройства для заложенных в программу предустановок. 

 >>
Режим зарядки — меню «Заряд». Для аккумуляторов емкостью от 7Ач до 12Ач по умолчанию задан алгоритм IUoU. Это значит:

первый этап — зарядка стабильным током 0.1С до достижения напряжения14.6В 

второй этап -зарядка стабильным напряжением 14.6В, пока ток не упадет до 0,02С 

третий этап — поддержание стабильного напряжения 13.8В, пока ток не упадет до 0.01С. Здесь С — ёмкость батареи в Ач. 

четвёртый этап — дозарядка. На этом этапе отслеживается напряжение на АКБ. Если оно падает ниже 12.7В, включается заряд с самого начала. 

   Для стартерных АКБ применяем алгоритм IUIoU. Вместо третьего этапа включается стабилизация тока на уровне 0.02C до достижения напряжения на АКБ 16В или по прошествии времени около 2-х часов. По окончанию этого этапа зарядка прекращается и начинается дозарядка.

 >> Режим десульфатации — меню «Тренировка». Здесь осуществляется тренировочный цикл: 10 секунд — разряд током 0,01С, 5 секунд — заряд током 0.1С. Зарядно-разрядный цикл продолжается, пока напряжение на АКБ не поднимется до 14.6В. Далее — обычный заряд. 

 >>
Режим теста батареи позволяет оценить степень разряда АКБ. Батарея нагружается током 0,01С на 15 секунд, затем включается режим измерения напряжения на АКБ. 

 >> 

Контрольно-тренировочный цикл. Если предварительно подключить дополнительную нагрузку и включить режим «Заряд» или «Тренировка», то в этом случае, сначала будет выполнена разрядка АКБ до напряжения 10.8В, а затем включится соответствующий выбранный режим. При этом измеряются ток и время разряда, таким образом, подсчитывается примерная емкость АКБ. Эти параметры отображаются на дисплее после окончания зарядки (когда появится надпись «Батарея заряжена») при нажатии на кнопку «выбор». В качестве дополнительной нагрузки можно применить автомобильную лампу накаливания. Ее мощность выбирается, исходя из требуемого тока разряда. Обычно его задают равным 0.1С — 0.05С (ток 10-ти или 20-ти часового разряда). 

Схема зарядного автомата для 12В АКБ


Принципиальная схема автоматического автомобильного ЗУ



Рисунок платы автоматического автомобильного ЗУ

   Основа схемы — микроконтроллер AtMega16. Перемещение по меню осуществляется кнопками «влево», «вправо», «выбор». Кнопкой «ресет» осуществляется выход из любого режима работы ЗУ в главное меню. Основные параметры зарядных алгоритмов можно настроить под конкретный аккумулятор, для этого в меню есть два настраиваемых профиля. Настроенные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти.

   Чтобы попасть в меню настроек нужно выбрать любой из профилей, нажать кнопку «выбор», выбрать «установки», «параметры профиля», профиль П1 или П2. Выбрав нужный параметр, нажимаем «выбор». Стрелки «влево» или «вправо» сменятся на стрелки «вверх» или «вниз», что означает готовность параметра к изменению. Выбираем нужное значение кнопками «влево» или «вправо», подтверждаем кнопкой «

выбор». На дисплее появится надпись «Сохранено», что обозначает запись значения в EEPROM. Более подробно о настройке читайте на форуме.

   Управление основными процессами возложено на микроконтроллер. В его память записывается управляющая программа, в которой и заложены все алгоритмы. Управление блоком питания осуществляется с помощью ШИМ с вывода PD7 МК и простейшего ЦАП на элементах R4, C9, R7, C11. Измерение напряжения АКБ и зарядного тока осуществляется средствами самого микроконтроллера — встроенным АЦП и управляемым дифференциальным усилителем. Напряжение АКБ на вход АЦП подается с делителя R10 R11. 

Автоматическое зарядное для стартерных батарей авто на контроллере AtMega16

   Зарядный и разрядный ток измеряются следующим образом. Падение напряжения с измерительного резистора R8 через делители R5 R6 R10 R11 подается на усилительный каскад, который находится внутри МК и подключен к выводам PA2, PA3. Коэффициент его усиления устанавливается программно, в зависимости от измеряемого тока. Для токов меньше 1А коэффициент усиления (КУ) задается равным 200, для токов выше 1А КУ=10. Вся информация выводится на ЖКИ, подключенный к портам РВ1-РВ7 по четырёхпроводной шине. 

   Защита от переполюсовки выполнена на транзисторе Т1, сигнализация неправильного подключения — на элементах VD1, EP1, R13. При включении зарядного устройства в сеть транзистор Т1 закрыт низким уровнем с порта РС5, и АКБ отключена от зарядного устройства. Подключается она только при выборе в меню типа АКБ и режима работы ЗУ. Этим обеспечивается также отсутствие искрения при подключении батареи. При попытке подключить аккумулятор в неправильной полярности сработает зуммер ЕР1 и красный светодиод VD1, сигнализируя о возможной аварии. 

   В процессе заряда постоянно контролируется зарядный ток. Если он станет равным нулю (сняли клеммы с АКБ), устройство автоматически переходит в главное меню, останавливая заряд и отключая батарею. Транзистор Т2 и резистор R12 образуют разрядную цепь, которая участвует в зарядно-разрядном цикле десульфатирующего заряда и в режиме теста АКБ. Ток разряда 0.01С задается с помощью ШИМ с порта PD5. Кулер автоматически выключается, когда ток заряда падает ниже 1,8А. Управляет кулером порт PD4 и транзистор VT1.

О деталях схемы автоматической зарядки

   Резистор R8 – керамический или проволочный, мощностью не менее 10 Вт, R12 — тоже 10Вт. Остальные — 0.125Вт. Резисторы R5, R6, R10 и R11 нужно применять с допустимым отклонением не хуже 0.5%. От этого будет зависеть точность измерений. Транзисторы T1 и Т1 желательно применять такие, как указаны на схеме. Но если придется подбирать замену, то необходимо учитывать, что они должны открываться напряжением на затворе 5В и, конечно же, должны выдерживать ток не ниже 10А. Подойдут, например, транзисторы с маркировкой
40N03GР
, которые иногда используются в тех же БП формата АТХ, в цепи стабилизации 3.3В. 

О деталях схемы автоматической зарядки

   Диод Шоттки D2 можно взять из того же БП, из цепи +5В, которая у нас не используется. Элементы D2,Т1 иТ2 через изолирующие прокладки размещаются на одном радиаторе площадью 40 квадратных сантиметров. Звукоизлучатель — со встроенным генератором, на напряжение 8-12 В, громкость звучания можно подрегулировать резистором R13. 

   ЖКИ – Wh2602 или аналогичный, на контроллере

HD44780, KS0066 или совместимых с ними. К сожалению, эти индикаторы могут иметь разное расположение выводов, так что, возможно, придется разрабатывать печатную плату под свой экземпляр 

ЖКИ – Wh2602 на контроллере HD44780, KS0066

   Налаживание заключается в проверке и калибровке измерительной части. Подключаем к клеммам аккумулятор, либо блок питания напряжением 12-15В и вольтметр. Заходим в меню «Калибровка». Сверяем показания напряжения на индикаторе с показаниями вольтметра, при необходимости, корректируем кнопками «<» и «>». Нажимаем «Выбор». 

Автоматическое зарядное для стартерных батарей авто на ЖК

   Далее идет калибровка
по току при КУ=10. Теми же кнопками «<» и «>» нужно выставить нулевые показания тока. Нагрузка (аккумулятор) при этом автоматически отключается, так что ток заряда отсутствует. В идеальном случае там должны быть нули или очень близкие к нулю значения. Если это так, это говорит о точности резисторов R5, R6, R10, R11, R8 и хорошем качестве дифференциального усилителя. Нажимаем «Выбор». Аналогично — калибровка для КУ=200. «Выбор». На дисплее отобразится «Готово» и через 3 секунды устройство перейдет в главное меню. Поправочные коэффициенты хранятся в энергонезависимой памяти. Здесь стоит отметить, что если при самой первой калибровке значение напряжения на ЖКИ сильно отличается от показаний вольтметра, а токи при каком — либо КУ сильно отличаются от нуля, нужно подобрать другие резисторы делителя R5, R6, R10, R11, R8, иначе в работе устройства возможны сбои. При точных резисторах поправочные коэффициенты равны нулю или минимальны. На этом наладка заканчивается. И в заключение. Если же напряжение или ток зарядного устройства на каком-то этапе не возрастает до положенного уровня или устройство «выскакивает» в меню, нужно ещё раз внимательно проверить правильность доработки блока питания. Возможно, срабатывает защита.

Переделка БП АТХ под зарядное устройство


Схема электрическая доработки стандартного ATX

   В схеме управления лучше использовать прецизионные резисторы, как указано в описании. При использовании подстроечников параметры не стабильные. проверено на собственном опыте. При тестировании данного ЗУ проводил полный цикл разрядки и зарядки АКБ (разряд до 10,8В и заряд в режиме тренировки, потребовалось около суток). Нагревание ATX БП компьютера не более 60 градусов, а модуля МК еще меньще.

Самодельное АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ 12в

   Проблем в настройке не было, запустилось сразу, только нужна подстройка под максимально точные показания. После демострации работы другу-автолюбителю этого зарядного автомата, сразу заявка поступила на изготовление еще одного экземпляра. Автор схемы — Slon, сборка и тестирование — sterc.

   Форум по АЗУ на МК

   Обсудить статью АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОЕ


Полностью автоматическое зарядное устройство для аккумуляторов

Привет всем, в этой статье я расскажу, как можно сделать простой импульсный стабилизатор, который может быть использован в качестве автомобильной зарядки, источника питания или лабораторного блока питания.

Эта схема отлично заточена под зарядку автомобильных аккумуляторов с напряжением 12 вольт, но стабилизатор универсальный, поэтому им можно заряжать любые типы аккумуляторов, как автомобильных, так и всяких других, даже литий-ионных, если они снабжены платой балансировки.Схема зарядного устройства состоит из 2-х частей, блока питания и стабилизатора, начнём пожалуй со стабилизатора.Стабилизатор построен на популярного шим-контроллера TL494, позволит получить выходное напряжение от 2-х до 20 вольт, с возможностью ограничения выходного тока от 1 до 6 ампер, при желании ток можно поднять до 10 ампер.
Процесс заряда будет осуществляться методом стабильного тока и напряжения, это наилучший способ для качественной и безопасной зарядки аккумуляторов. По мере заряда аккумулятора ток в цепи будет падать и в конце процесса будет равен 0, следовательно нет опасности перегрева аккумулятора или зарядного устройства, так что процесс не требует человеческого вмешательства.Возможно также использования этого стабилизатора в качестве лабораторного источника питания.

Теперь несколько о самой схеме

Это импульсный стабилизатор с шим-управлением, то есть КПД куда больше, чем у обычных линейных схем. Транзистор работает в ключевом режиме управляясь шим-сигналом, это снижает нагрев силового ключа. Основной транзистор управляется маломощным ключом, такое включение обеспечивает большое усиление по току и разгружает микросхему ШИМ.По сути это аналог составного транзистора. Транзистор нужен с током на менее 10 ампер, возможно также использование составных транзисторов прямой проводимости. Регулировка выходного напряжения осуществляется с помощью переменного резистора R9, для наиболее точной настройки желательно использовать многооборотный резистор, притом очень советую использовать резистор с мощностью 0.5 ватт.Нижним резистором можно установить верхнюю границу выходного напряжения, а подбором соотношения резисторов R1, R3, устанавливается нижняя граница выходного напряжения.Для более быстрой и точной подстройки этот делитель может быть заменён на многооборотный подстроечный резистор сопротивлением от 10 до 20 ком. За ограничение тока отвечает переменный резистор R6, верхнюю границу выходного тока можно изменить подбором резистора R4.

Обратите внимание на чёткое срабатывание функции ограничения, даже при коротком замыкании, ток не более 6.5 ампер. Регулируется довольно плавно, если использовать многооборотный резистор.

Токовый шунт или датчик тока…, тут хотел бы обратить ваше внимание на то, что входные и выходные земли разделяются шунтом, обратите на это внимание при сборке. В качестве шунта можно использовать отрезок нихромовый проволоки с нужным сопротивлением. В моём же варианте было использование snd-шунты, которые можно найти на платах защиты аккумуляторов от ноутбука. Номинальное сопротивление шунта 0.5 ом +- 50%. При токе в 6 ампер такой шунт справляется очень даже не плохо.Силовой дроссель…  Сердечник взят из выходного дросселя групповой стабилизации компьютерного блока питания, обмотка состоит из 30 витков, намотана двойным проводом, диаметр каждого составляет 1 мм. Тут важен один момент, количество нужно будет подобрать в зависимости от рабочей частоты генератора и материалов магнитопровода. Не верно подобранный дроссель приведёт к сильному нагреву силового ключа при больших токах, это легко понять по характерному свисту при токах в 2-3 ампера, если свист присутствует, то нужно увеличить рабочую частоту генератора.Для этих целей сопротивление резистора R2 снижается до 1 ком и последовательно ему подключается многооборотный подстроечный резистор на 10 ком, таким образом частоту генератора можно менять в пределах от 50 до 550 кГц.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

После настройки на нужную частоту, подстроечный резистор выпаивается, измеряется его сопротивление, прибавляется к полученному числу сопротивление дополнительного резистора в 1 ком и сборка заменяется одним постоянным резистором близкого сопротивления. Этим настройка завершена…

Силовой диод VD1 очень советую — шотки, с напряжение не менее 60 вольт и током от 10 ампер. При токах в 3-4 ампера тепловыделения почти не наблюдается, если же собираетесь гонять схему на больших токах, то нужен радиатор. Возможно и применение обычных импульсных диодов с нужным током.В качестве источника питания может быть задействован либо импульсный блок питания, либо сетевой трансформатор дополненный диодным выпрямителем и сглаживающим конденсатором. В обоих случаях постоянное напряжение с источника питания должно быть не менее 16\17 вольт и ток до 10 ампер.

Я использовал обыкновенный трансформатор с диодным мостом. Ну вот вроде и всё, всем спасибо за внимание, печатка находиться в архиве.Архив к статье; скачать…

Автор; АКА Касьян

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

Схема представляет из себя систему автоматического отключения аккумулятора при полном заряде, то есть это не совсем зарядное устройство, конечно если дополнить её трансформатором и выпрямителем, то получим полноценное ЗУ.

Начальная схема подвергалась некоторым изменением плата дорабатывалась в ходе испытаний конечную версию платы можно скачать в конце статьи.

Рассмотрим схему.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ схема

Как видим она до боли простая и содержит всего один транзистор, электромагнитное реле и мелочевку. У меня на плате также имеется диодный мост по входу и примитивная защита от переполюсовки (на схеме эти узлы не нарисованы).

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

На вход схемы подается постоянное напряжение зарядного устройства или любого другого источника питания, тут важно заметить, что ток заряда не должен превышать допустимый ток через контакты реле и ток срабатывания предохранителя. В моем случае схема на 8 ампер.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

Как это работает — при подаче питания на вход схемы заряжается аккумулятор, в схеме есть делитель напряжения (R2, R3, R4) с помощью которого отслеживается напряжение непосредственно на аккумуляторе.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

По мере заряда напряжение на аккумуляторе будет расти, как только оно становится равным напряжению срабатывания схемы, которое можно выставить путем вращения подстроечного резистора, сработает стабилитрон, подавая сигнал на базу маломощного транзистора и тот сработает.

Так как в коллекторную цепь транзистора подключена катушка электромагнитного реле, последняя также сработает и указанные контакты разомкнутся, а дальнейшая подача питания на аккумулятор прекратится.

Заодно и сработает второй светодиод, уведомив о том, что зарядка окончена.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

В схеме есть еще один светодиод, он светится постоянно, это по сути индикатор наличии напряжения на плате.

Как сказал ранее, делитель отслеживает напряжение непосредственно на аккумуляторе, следовательно, если аккумулятор будучи подключенным к зарядному устройству разрядиться до некоторого значения, схема автоматически сработает и процесс заряда возобновится.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

Так как делитель подключен непосредственно к аккумулятору он будет его разряжать, но ток разряда такой мизерной, что его можно не принимать во внимание.

Для настройки схемы на ее выход подключается конденсатор большой емкости, он у нас в роли быстрого заряжаемого аккумулятора. Я взял последовательно соединенные ионисторы и подсоединил вместо конденсатора.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

Если брать конденсатор, то его напряжение должно быть 25-35 вольт, сперва подключаем ионисторы (в моём случаи) или конденсатор к выходу схемы соблюдая полярность,

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

по окончанию заряда сперва отключаем зарядное устройство от сети, затем аккумулятор иначе реле будет ложно срабатывать. При этом ничего страшного не случится, но звук неприятной.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

Далее берем любой регулируемый источник питания, например лабораторный блок и выставим на нём то напряжение, до которого будет заряжаться наш аккумулятор и подключаем блок ко входу схемы.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

Медленно вращаем подстроечный резистор до тех пор,

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

пока не сработает красный индикатор, после чего делаем один полный оборот подстроечника в обратном направлении, так как схема имеет некоторый гистерезис.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

А теперь проверяем работу

Напряжение на ионисторах или конденсаторе, будет показывать мультиметр при достижении на них порогового значения система отключит питание.

Автоматическое отключение аккумулятора или приставка к ЗУ

Если напряжение снизится на АКБ, схема опять сработает и будет снова заряжать аккумулятор до заданного значения.

Плату можно скачать здесь…

Автор; АКА Касьян

Зарядное устройство автомат для автомобильных АКБ

Это зарядное устройство верой и правдой служит уже года 4, причём оно в отличии от многих других самодельных и промышленных автозарядок имеет несколько преимуществ, которые и сподвигли на создание сего девайса. Во-первых простота и надёжность схемы (без всяких процессоров) и наглядный простой светодиодный индикатор — полоска по вольтам. Псевдо-аналоговый вольтметр на 12 светодиодах был сделан на микросхеме UAA180, которую выпаял с какого-то тахометра. А к контактам АС подключаем трансформатор ~14 В / 5 А.

Схема автоматической зарядки для батарей авто

Автоматизация зарядки основана на так называемом компараторе — система, взятая из старых схем по заряду батареек + немного собственных модификаций. Задача модуля состоит в том, чтобы управлять реле (с контактами на 10 А), которое в свою очередь подает 12 В выпрямленного напряжения от основной вторичной обмотки на свинцовый АКБ.

Контроллер имеет вентилятор на достойном кулере из старого источника питания ПК. В качестве датчика температуры использовались 4 диода 1N4148, соединенных последовательно, получив изменение напряжения примерно 10 мВ / С. Установлен порог переключения примерно 40C, но вентилятор редко включается даже летом.

Корпус готовый из набора. Лицевая панель напечатана на желтой клейкой бумаге, на которой также прикрепил самоклеющуюся пленку. Решение оказалось надёжным и сохранилось в течение 4-х лет в самых трудных условиях (гаражи, подвалы) без повреждений. Под трансформатором, на задней панели и в верхней части, просверлил несколько десятков вентиляционных отверстий. Вентилятор был установлен таким образом, чтобы он вытягивал теплый воздух наружу. В течение многих часов работы корпус зарядного лишь слегка теплый.

Принцип действия автоматического ЗУ

Выпрямитель для заряда АКБ имеет 3 режима работы, выбранных переключателем:

  1. Автоматическая зарядка — заряд начнется только после подключения батареи, если ее напряжение будет больше 10 В и закончится, когда оно достигнет 15 В;
  2. Нет зарядки — переключатель в среднем положении — полезен для замера фактического напряжения батареи;
  3. Непрерывная зарядка — на клеммах постоянно подается напряжение, независимо от того, подключена ли батарея и каково ее реальное напряжение.

Вольтметр имеет нижнюю пороговую настройку измеряемого напряжения и верхнюю. Там использованы потенциометры, чтобы точно установить пороговые значения. Диапазон измеряемого напряжения составляет 6 вольт, поэтому 6 [В] / 12 [LED] = 0,5 В / LED, и на практике оно так и есть. Задача вольтметра — показать, какое примерно напряжение находится на клеммах аккумулятора.

За последние годы это самодельное зарядное устройство зарядило десятки батарей, в том числе у соседей по гаражному массиву. Начиная от новых 80 Ач — до старых 36 Ач и собрало очень лестные отзывы. Несмотря на отсутствие регулировки тока зарядки, схема работает отлично. Чем выше емкость аккумулятора, тем выше начальный зарядный ток (низкое внутреннее сопротивление батареи). Самый высокий ток составляет 6 А при зарядке аккумулятора емкостью 80 Ач. Типичный начальный ток 3-5 А, в зависимости от типа батареи. По завершении процесса система отключается, что слышно щелчком реле.

Какой вольтаж должен быть на авто АКБ

Обратите внимание что газы (то есть разделение воды на кислород и водород), являются признаком окончания зарядки аккумулятора, этот процесс начинается когда напряжение батареи превышает 14,4 В (2,4 В на ячейку). Производители аккумуляторов рекомендуют зарядку до 15 В (2,5 В на ячейку). Превышение этого напряжения может привести к повреждению аккумулятора. Также, по словам производителей, напряжение в установке автомобиля должно составлять 13,9-14,5 В. В конце зарядки ток составляет около 1 А.

Превышение значения 14,5 В приводит к довольно быстрому увеличению электролиза, в случае неоткрытых батарей — это реальная проблема. Для AGM и GEL еще хуже, потому что, если системы рекомбинации не справятся, то даже инвазивная заливка не является вариантом. Возможен уход активной массы и проблемы с АКБ в более позднее время, если не сразу.

Типичный автомобильный аккумулятор, состоящий из 6 ячеек, имеет:

  • электродвижущая сила: приблизительно 12,6 В
  • номинальное напряжение одной ячейки: 2,105 В
  • минимальное зарядное напряжение 10,8 В
  • после окончания заряда минимум: 13,9 В, максимум 14,5 В
  • коэффициент саморазряда аккумулятора : 3-20% в месяц
  • типичный зарядный ток 1 / 10 С
  • долговечность: 500 — 800 циклов.

Напряжение батареи должно быть измерено через 12 часов после зарядки, чтобы обеспечить точные данные. После полной зарядки напряжение быстро падает до 13,2 В, а затем медленно до 12,6 вольт. В случае глубокой разрядки аккумулятора, целесообразно зарядить его постоянным током до напряжения 16 вольт.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о