Circuit încărcător baterie 12V folosind lm317 (sursă de alimentare 12v)

Majoritatea proiectelor noastre electronice sunt alimentate de o baterie de plumb acid, în acest proiect ne permite să discutăm despre modul de reîncărcare a acestei baterii de plumb acid cu ajutorul unui circuit simplu care poate fi ușor de înțeles și construit de acasă. Acest proiect vă va salva de la investiții într-un încărcător de baterii și vă va ajuta să vă prelungiți durata de viață. Deci sa începem!!!!

Să începem prin a înțelege câteva lucruri de bază despre o baterie cu acid plumb, astfel încât să ne putem construi încărcătorul mai eficient. Majoritatea bateriilor cu plumb acid de pe piață sunt baterii de 12V. Ah (Ampere ore) pentru fiecare baterie poate varia în funcție de capacitatea necesară, o baterie de 7 Ah, de exemplu, va putea oferi 1 Ampere pentru o durată de 7 ore (1 Ampere * 7 ore = 7 Ah). Acum, după descărcarea completă, procentul bateriei ar trebui să fie de aproximativ 10,5, acesta este momentul pentru noi să ne încărcăm bateriile. Se recomandă ca curentul de încărcare al unei baterii să fie 1/10 din clasa Ah a bateriei. Deci, pentru o baterie de 7 Ah, curentul de încărcare ar trebui să fie de aproximativ 0,7 Amperi. Curentul mai mare decât acesta poate afecta bateria, ducând la o durată de viață redusă. Ținând cont de acest lucru, mic de casăîncărcătorul vă va putea oferi tensiune variabilă și curent variabil. Curentul poate fi ajustat pe baza valorii actuale a Ah a bateriei.

Acest circuit de încărcare a bateriei cu plumb acid poate fi utilizat și pentru a vă încărca telefoanele mobile, după ce ați reglat tensiunea și curentul în funcție de telefonul mobil, utilizând POT. Acest circuit va furniza o sursă de alimentare DC reglementată de la rețeaua de curent alternativ și va funcționa ca adaptor AC-DC; Am creat anterior o sursă de alimentare variabilă cu ieșire de curent și tensiune ridicată.

Componente necesare:

• Transformator 12V 1Amp
• IC LM317 (2)
• Podul cu diode W005
• Bloc terminal borne (2)
• Condensator 1000uF, 1uF
• Condensator 0.1uF (5)
• Rezistor variabil 100R
• Rezistor 1k (5)
• Rezistor 10k
• Diodă- Nn007 (3)
• LM358 - Opamp
• 0.05R - Rezistență de șunt / fir
• LCD-16 * 2 (opțional)
• Arduino Nano (opțional)

Explicația circuitului:

Schemele complete ale acestui circuit de încărcare a bateriei sunt prezentate mai jos:

Obiectivul principal al circuitului nostru de alimentare de 12V este de a controla tensiunea și curentul bateriei, astfel încât să poată fi încărcată în cel mai bun mod posibil. În acest scop am folosit două circuite integrate LM317, unul este utilizat pentru a controla tensiunea, iar celălalt este utilizat pentru a limita curentul. Aici, în circuitul nostru, IC U1 este utilizat pentru a controla curentul și IC U3 este utilizat pentru a controla tensiunea. Vă recomand cu tărie să citiți foaia tehnică a LM317 și să o înțelegeți, astfel încât să fie utilă în timp ce încercați proiecte similare, deoarece LM317 este cel mai folosit regulator variabil.

Circuitul regulatorului de tensiune:

Un circuit simplu al regulatorului de tensiune, preluat din foaia tehnică a LM317, este prezentat în figura de mai sus. Aici tensiunea de ieșire este decisă de valorile rezistorului R1 și R2, în cazul nostru rezistorul R2 este utilizat ca rezistor variabil pentru a controla tensiunea de ieșire. Formulele pentru calcularea tensiunii de ieșire sunt Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Folosind aceste formule, se selectează valoarea rezistenței 1K (R8) și 10K - pot (RV2). De asemenea, puteți utiliza acest calculator LM317 pentru a calcula valoarea R2.

Circuitul limitatorului de curent:

Actual Limitator Circuit, preluate din fișa tehnică a lui LM317, este prezentată în figura de mai sus; acesta este un circuit simplu care poate fi utilizat pentru a limita curentul din circuitul nostru pe baza valorii rezistenței R1. Formulele pentru calcularea curentului de ieșire sunt Iout = 1,2 / R1. Pe baza acestor formule, valoarea potului RV1 este selectată ca 100R.

Prin urmare, pentru a controla curentul și tensiunea, sunt folosiți doi potențiometri RV1 și respectiv RV2 așa cum se arată în schemele de mai sus. LM317 este alimentat de o punte cu diode; Dioda Podul în sine este conectat la un transformator prin intermediul conectorului P1. Evaluarea transformatorului este de 12V 1 Amperi. Numai acest circuit este suficient pentru a realiza un circuit simplu, dar cu ajutorul a câteva configurări suplimentare putem monitoriza curentul și tensiunea încărcătorului nostru pe LCD, ceea ce este explicat mai jos.

Afișează tensiunea și curentul pe LCD folosind Arduino:

Cu ajutorul unui Arduino Nano și a unui LCD (16 * 2), putem afișa valorile de tensiune și curent ale încărcătorului nostru. Dar, cum putem face asta !!

Arduino Nano este un microcontroler operațional de 5V, orice altceva decât 5V îl va ucide. Dar, încărcătorul nostru funcționează pe 12V, prin urmare, cu ajutorul unui circuit divizor de tensiune, valoarea de (0-14) Volt este mapată la (0-5) V folosind rezistorul R1 (1k) și R2 (500R), cum ar fi realizat anterior în circuitul de alimentare regulat 3-24v 3A, pentru a afișa tensiunea pe LCD folosind Arduino Nano.

Pentru a măsura curentul, folosim un rezistor de șunt R4 de valoare foarte mică pentru a crea o cădere de tensiune pe rezistor, așa cum puteți vedea în circuitul de mai jos. Acum folosind calculatorul legii Ohms putem calcula curentul care trece prin rezistor folosind formulele I = V / R.

În circuitul nostru, valoarea lui R4 este 0,05R, iar curentul maxim care poate trece prin circuitul nostru va fi de 1,2 Amperi, deoarece transformatorul este evaluat astfel. Puterea nominală a rezistorului poate fi calculată utilizând P = I ^ 2 R. În cazul nostru, P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07, care este mai puțin de un sfert de watt. Dar dacă nu obțineți 0,05R sau dacă ratingul dvs. actual este mai mare, calculați puterea în consecință. Acum, dacă suntem capabili să măsurăm căderea de tensiune pe rezistorul R4, am putea calcula curentul prin circuit folosind Arduino. Dar, această cădere de tensiune este foarte minimă pentru ca Arduino să o citească. Prin urmare, un circuit amplificator este construit folosind Op-amp LM358 așa cum se arată în figura de mai sus, ieșirea acestui Op-Amp este dată Arduino-ului nostru printr-un circuit RC pentru a măsura curentul și afișa pe ecranul LCD.

Odată ce decidem valoarea componentelor din circuitul nostru, este întotdeauna recomandat să utilizăm software de simulare pentru a verifica valorile noastre înainte de a continua cu hardware-ul nostru real. Aici, am folosit Proteus 8 pentru a simula circuitul așa cum se arată mai jos. Puteți rula simularea folosind fișierul (12V_charger.pdsprj) dat în acest fișier zip.

Construirea încărcătorului de baterie:

Odată ce sunteți gata cu circuitul, puteți începe să vă construiți încărcătorul, puteți fie să utilizați o placă Perf pentru acest proiect, fie să vă construiți propriul PCB. Am folosit un PCB, PCB-ul a fost creat folosind KICAD. KICAD este un software open source de proiectare PCB și poate fi descărcat online gratuit. Dacă nu sunteți familiarizați cu proiectarea PCB-ului, nu vă faceți griji !!!. Am atașat Gerber și alte fișiere tipărite (descărcați aici), care pot fi predate producătorului dvs. local de PCB și placa dvs. poate fi fabricată. Puteți vedea, de asemenea, cum va arăta PCB-ul dvs. după fabricare, încărcând aceste fișiere Gerber (fișier zip) în orice Gerber Viewer. Designul PCB al încărcătorului nostru este prezentat mai jos.

Odată ce PCB-ul este fabricat, asamblați și lipiți componentele pe baza valorilor date în schemă, pentru confortul dvs., este atașat și un DOM ( Lista materialelor) în fișierul zip dat mai sus, astfel încât să le puteți achiziționa și asambla ușor. După asamblarea încărcătorului nostru ar trebui să arate cam așa…

Testarea încărcătorului de baterie:

Acum este timpul să ne testați încărcătorul, Arduino și LCD nu sunt necesare pentru ca încărcătorul să funcționeze. Acestea sunt utilizate numai în scop de monitorizare. Le puteți monta folosind Bergstick așa cum se arată mai sus, astfel încât să le puteți elimina atunci când aveți nevoie de ele pentru un alt proiect.

În scopul testării, scoateți Arduino și conectați-vă transformatorul, reglați acum tensiunea de ieșire la tensiunea necesară folosind POT RV2. Verificați tensiunea folosind un multimetru și conectați-l la baterie așa cum se arată mai jos. Acesta este încărcătorul nostru acum funcțional.

Acum, înainte de a conecta Arduino, testăm tensiunea de intrare la pinul nostru Arduino Nano A0 și A1, nu ar trebui să depășească 5V dacă circuitul funcționează corect. Dacă totul este în regulă, conectați-vă Arduino și LCD. Utilizați programul de mai jos pentru a încărca în Arduino. Acest program va afișa doar valoarea de tensiune și curent a încărcătorului nostru, o putem folosi pentru a ne seta tensiunea și a monitoriza dacă bateria noastră se încarcă corect. Verificați videoclipul prezentat mai jos.

Dacă totul funcționează conform așteptărilor, ar trebui să obțineți un afișaj pe ecranul LCD, așa cum se arată în figurile anterioare. Acum, totul este gata, tot ce trebuie să facem este să ne conectăm încărcătorul la orice baterie de 12V și să-l încărcăm folosind o tensiune și un curent preferate. Același încărcător poate fi folosit și pentru încărcarea telefonului mobil, dar verificați curentul și tensiunea necesară pentru a încărca telefonul mobil, înainte de conectare. De asemenea, trebuie să atașați cablul USB la circuitul nostru pentru a încărca telefonul mobil.

Dacă aveți orice îndoială, vă rugăm să nu ezitați să utilizați secțiunea de comentarii. Suntem întotdeauna gata să vă ajutăm !!

ÎNVĂȚARE FERICITĂ !!!!