Режим экономии заряда аккумулятора, выключатель защиты от разряда с ATtiny85 для свинцово-кислотных автомобильных или липоаккумулирующих аккумуляторов: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Поскольку мне нужно несколько защитных устройств для аккумуляторов для моих автомобилей и солнечных систем, я нашел коммерческие за 49 долларов слишком дорогими. Они также потребляют слишком много энергии при 6 мА. Никаких инструкций по этому поводу найти не смог. Так что я сделал свой, который потребляет 2 мА.

Как это работает видео.

Видео сборки здесь.

Это руководство устарело, и я разработал другой, более простой масляный выключатель. Я держу его в сети по многочисленным просьбам.

НАЙТИ НОВЫЙ ДИЗАЙН ЗДЕСЬ:

www.instructables.com/id/Battery-Cut-Out-S…

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ

Я Роберт Моллер не несу ответственности за любые ошибки или упущения в содержании данного Руководства. Информация, содержащаяся на этом сайте, предоставляется «как есть» без каких-либо гарантий полноты, точности, полезности или своевременности. Информация на этом сайте предназначена исключительно для личного некоммерческого использования пользователем, который принимает на себя полную ответственность за ее использование. Несмотря на то, что я принял все меры предосторожности, чтобы обеспечить актуальность и точность содержания данной инструкции, могут возникать ошибки.

Узнайте все о БАТАРЕЯХ и поймите, как они работают.

Интеллектуальная защита от разряда батареи микроконтроллера.

Защищает 12-вольтный свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор от полной разрядки за счет отключения таких приборов, как холодильники и телевизоры, до того, как напряжение аккумулятора упадет до недопустимого уровня.

Автоматически отключает питание, когда напряжение батареи ниже запрограммированного значения. Максимальное напряжение 35В Максимальный рабочий ток 20А. Светодиодный индикатор будет мигать непосредственно перед отключением питания, указывая на состояние батареи. Если батарея достигает предварительно установленного уровня, питание восстанавливается автоматически.

ОСОБЕННОСТИ Предотвращает разрядку аккумулятора. Защищает аккумулятор от чрезмерной разрядки при использовании подключенных к нему принадлежностей. Свет разряжает аккумулятор и разрушает аккумулятор. Большинство холодильников выключаются автоматически, чтобы защитить мотор холодильника, но не батарею. Предназначен для отключения аксессуаров до того, как они разрядят аккумулятор. После выключения они остаются неработоспособными до тех пор, пока аккумулятор снова не достигнет установленного вами напряжения выше 12,8 В.

В программном обеспечении вы можете изменить настройки напряжения и точно настроить защиту аккумулятора в зависимости от нагрузки и спроса. Это устройство защитит ваши дорогие аккумуляторы от повреждений из-за их чрезмерной разрядки.

• Запрограммирован на отключение при 12 вольт.
• Перед выключением мигает предупреждающий светодиод. Указывает на низкое энергопотребление.
• Полностью отключает любой сток (кроме Tiny, который следит за состоянием)

Другая особенность этой гениальной платы Masterduino MK1 заключается в том, что она имеет небольшой микроконтроллер ATtiny 85. Но результат очень мощный из-за МОП-транзисторов, которые включают и выключают ваше питание. Есть две вещи, которые можно включать и выключать или иметь выход ШИМ. Широтно-импульсная модуляция. Или включение и выключение тусклого, мерцающего света.

Эта плата может защитить вашу батарею от разряда, сокращающего срок ее службы.

Есть два дополнительных входа A3 и A2, которые можно использовать для подключения датчиков для других проектов.

Или мне следует называть его MASTERDUINO, так как с этой платой можно делать многое другое?

• Садоводство, полив, датчик перелива, датчик влажности, дождеватели
• Водяные насосы, гидропонные таймеры, уровень воды, перелив
• Освещение, мерцающий свет, затемнение, датчик PIR
• Панорамирование осей x и y · двигатель постоянного тока, шаговый двигатель, серводвигатель
• Таймеры (переключающая искра ненадолго включит устройство, прежде чем оно успокоится)
• Солнечная

Некоторые из них будут рассмотрены в моих следующих инструкциях.

Два МОП-транзистора NTD5867N имеют небольшие размеры, но очень мощные и могут выдерживать напряжение 60 В и 20 А. Просто смотрите на них как на реле, которое переключает отрицательную шину питания. Резисторы возле Mosfet должны убедиться, что они полностью отключены. К ним также могут быть прикреплены моторы. (используйте диод)

Имейте в виду, что этот Mosfet переключает отрицательную (землю), а не положительную шину.

Для получения дополнительной информации о N Drive и Mosfet:

В этих инструкциях для двигателя используется диод. С диодом двигатель вращается только в одном направлении. Если вам нужно реверсировать двигатель, используйте вместо него экран двигателя и конденсатор емкостью 100 нФ.

Преобразователь постоянного тока в постоянный на плате работает только с напряжением до 35 В в течение короткого времени и до 28 В в течение длительного периода. Любое более высокое напряжение должно идти по цепи, а не подключаться к ней.

Характеристики

Модель: Вырез для защиты аккумулятора MK1 Выходная мощность 20 А Входное напряжение: от 6 до 28 В Защита от обратной полярности Автоматический сброс предохранителя от короткого замыкания для защиты микросхемы ATtiny 85 Винтовые клеммы Размер 7,5 см x 4 см

Список деталей

4 клеммных колодки

8-контактный разъем

1 предварительно запрограммированный чип ATtiny 85 (отключение питания при 12,2 вольт)

1 преобразователь постоянного тока в постоянный для питания Tiny (eBay)

1 самовосстанавливающийся предохранитель 250 мАч 2 NTD5867N Mosfet (элемент 14)

1 диод N4004 (защита от обратной полярности)

2 резистора 1 кОм 3 резистора 10 кОм 1 резистор 18 кОм

резисторы делителя напряжения для 12-вольтовой системы

1x18K на аккумулятор и 1x10K на землю

8 мужских заголовков

Дополнительная информация о делителях напряжения для расчета другого напряжения.

Я использую 12-вольтовую батарею для максимального напряжения при зарядке, поэтому на входе A1 Tiny получается 5 вольт. Максимальное значение, которое может выдержать вход Tiny, составляет от 5,5 до 6 вольт. Если вы перейдете по этой ссылке, вам не нужно быть математиком, а просто работать с предоставленным калькулятором.

learn.sparkfun.com/tutorials/voltage-divi…

Автомобильные аккумуляторы При использовании в системе с двумя аккумуляторами, защищающей аккумулятор нагрузки, настройки можно снизить до 11,89 вольт. Если вы разрядите свинцово-кислотную батарею ниже 11,89 В, вы повредите ее.

Аккумулятор 4,2 В | ---- o ------ / / / / / / ----- o ---- / / / / / / ---- = - o ---- | Аккумулятор отрицательный

Больше информации в коде.

Шаг 1. Узнайте о батареях

УЗНАТЬ ОБ АККУМУЛЯТОРАХ Автомобильный аккумулятор полностью заряжен при 12,66 вольт, заряжается от 13,9 до 14,7 вольт. Это устройство защиты аккумулятора не заряжается, но может оставаться подключенным во время зарядки. Он защищает аккумулятор от слишком низкого разряда и предотвращает повреждение аккумулятора.

Монитор аккумуляторной батареи можно использовать на основной стартерной аккумуляторной батарее, и его можно запрограммировать на отключение питания при напряжении 12,2 или 12,3 вольт, чтобы иметь достаточно мощности для запуска автомобиля. Поэкспериментируйте с этим.

* данные ниже, если вы используете аккумулятор на 12 вольт

* Аккумулятор AGM 12 В в двойной автомобильной системе или другой.

* Здоровое напряжение покоя 12,8-13 В

* Напряжение абсорбции 14,7 В (зарядка)

* Напряжение холостого хода 13,8

* Дат плоский 11,89

12,66 В……… 0,100%

12,45 В………. 75%

12,24 В………. 50%

12.06в………. 25%

11,89 об………. 0%

Батарея Lipo Каждая ячейка имеет 3,7 В, заряжается при 4,2 В и разряжается при 3,2 В.

Если вы разрядите аккумулятор ниже указанного значения, он может взорваться, вызвать пожар или получить необратимые повреждения.

Обратите внимание, что аккумуляторы Lipo нельзя оставлять без присмотра во время зарядки. Они могут вызвать пожар из-за перезарядки, чрезмерного нагрева и не могут быть потушены водой.

Мне сообщили, что они продолжают гореть под водой, поскольку производят собственный кислород.

Тем не менее, эта инструкция призвана побудить вас создать собственный монитор батареи и не пугать вас. Но эти предупреждения следует упомянуть. Я бы посоветовал использовать его на улице в солнечной системе или в машине.

Автомобильные аккумуляторы выделяют токсичные взрывоопасные пары. Они не заряжаются внутри дома или в машине.

Двойная батарея - это вторая батарея, обычно используемая в полноприводных автомобилях и кемпингах.

Если аккумулятор не помещается в машинном отделении, как в моем Toyota Prado, вам необходимо установить герметичный аккумулятор внутри автомобиля. И обычно батарея глубокого разряда. Они отличаются от стартерных аккумуляторов и лучше справляются с большой нагрузкой и разрядкой. Наиболее популярны аккумуляторы AGM (Absorbed Glass Mat).

* липо-батарея, (каждая ячейка) заряжается при 4,2, плавно при 3,7, на полпути при 3,45, разряжена при 3,2 вольтах

Шаг 2: СТРОИТЕЛЬСТВО

Кабели При подключении к автомобильному холодильнику большей мощности необходимо использовать более толстый провод. Мой холодильник Engel потребляет 2,6 ампер. В зависимости от длины кабеля здесь можно рассчитать размер.

www.rpc.com.au/pdf/Wire_Chart.pdf

Образец

При напряжении постоянного тока 13,85 В, холодильнике на 2,6 А и длине кабеля 2 метра вам понадобится кабель 0,59 мм.

Меньше - и кабель нагревается, светится, как кусачки, или горит.

Подумайте, и вы потеряете власть, поскольку сила постоянного тока не любит путешествовать далеко.

Или 12 вольт 2,6 А, провод 2 метра = 0,38064 мм.

Мой холодильник в виде кабеля от производителя, который говорит, что 2x 1,3 мм (16AWG) на всякий случай.

Я сделал диаграмму Фритцинга, чтобы показать вам, как соединять вещи.

Схема кота Орла.

Руководство по сборке

Если вы сделаете свой собственный или купите мою печатную плату или даже комплект.

Припаиваем входной терминал

Припаиваем диод

Припаиваем предохранитель

Припаиваем DC-Dc преобразователь Припаиваем 8-контактный разъем

ЗАТЕМ ПОДАТЬ ПИТАНИЕ НА ЦЕПЬ И ОТРЕГУЛИРОВАТЬ ВЫХОД НА 5 Вольт.

Затем отключите питание.

Припаяйте МОП-транзистор и 2 резистора по 1 кОм и 2 резистора по 10 кОм.

Затем вставьте чип ATtiny правильно. (У них есть маленькая точка на одной стороне)

На моей плате на выходе предусмотрены отверстия разных размеров для прямого подключения 2 разных выходов без использования синих клемм. Входные клеммы A2 и A3 необязательны для использования с другими датчиками. Теперь у нас остались R1 и R2. Эти два делителя напряжения должны быть рассчитаны для напряжения, которое вы вводите в цепь.

Примеры ввода в A1

Входное напряжение 5Volt R1 и R2 0 = 5V

Входное напряжение 9 вольт R1 = 8K и R2 = 10K выход 5В

Входное напряжение 12 вольт R1 = 15K и R2 = 10K на выходе 4,8 В

Входное напряжение 14 вольт R1 = 18K и R2 = 10K на выходе 5v

Входное напряжение 24 В R1 = 27K и R2 = 7,5K на выходе 5,22 В

Входное напряжение LIPO 4,2 вольта может идти напрямую на A1 без делителя напряжения, так как оно ниже 5 вольт.

Инструкция по установке

1. Подсоедините подходящий красный кабель от аккумулятора к устройству (холодильник, лампа) непосредственно к устройству, а также к защитному устройству аккумулятора.
2. Подсоедините черный кабель к выключенному выключателю.
3. Подключаем черный кабель от выреза к устройству (холодильник, лампа)

Устройство защиты аккумулятора переключает отрицательную шину.

Шаг 3: Код

Конечно, вы хотите узнать, как это работает, изменить и загрузить свой собственный код.

Так как руководств много, я не буду утомлять профессионалов с этой частью.

Но для новичков я построил и сконструировал щит, который упрощает программирование.

Как программировать Tiny с Arduino UNO теперь в моем новом руководстве.

И даже соорудили для этого щит.

www.instructables.com/id/Programming-ATtinys-Micro-Controllers-With-Arduino/

Код

Я предполагаю, что теперь вы спрашиваете: как вы сделали преобразование;

Если я хочу снизить напряжение до 12,3 вольт, я должен ввести в код значение 4,36.

Мне потребовались недели обучения, проб и ошибок. Я просто составил таблицу XL и разработал ее.

Лучше всего получить переменный источник питания и отрегулировать напряжение так, как вам нравится в цепи, чтобы отключить питание.

Затем измерьте на выводе A1, какое напряжение поступает. Это число (напряжение), которое вы ищете.

= (D41 / C42) * C48 в листе XL

Формула (5 / 14,1) * 12,3 = 4,36, если я хочу, чтобы она отключилась при 12,3 вольт

Когда батарея заряжается при 14,1 В, это становится самым высоким зарядным напряжением, и с правильными резисторами делителя напряжения должно считываться значение 5 В на входе A1 Tiny.

Видео о том, как собрать это устройство.

Шаг 4: Тестирование

Теперь начинается самое интересное.

Не забудьте перед установкой микросхемы отрегулировать напряжение на преобразователе постоянного тока.

Я использовал батарею Masters за 19 долларов для своей демонстрации, а затем для использования в мини-солнечной системе.

При покупке возьмите с собой мультиметр.

Имейте в виду, что если свинцово-кислотная батарея простаивает без зарядки более трех месяцев в магазине, сульфид разрушит батарею.

Теперь вы знаете, что если напряжение батареи ниже 11,89 В, значит, она разряжена. Проверьте следующий.

Вот почему вы получаете хорошее зарядное устройство и держите его все время подключенным или следуйте моим следующим инструкциям о том, как подключить его к солнечному зарядному устройству.

На моих фотографиях вы видите, что при напряжении 12,8 вольт Mosfet включает свет. Для демонстрации я использовал светодиод с резистором 680 Ом.

В 12.3 мигает второй Mosfet. Самое приятное то, что у вас могут быть знания, чтобы изменить код и использовать второй Mosfet для выключения первого набора огней.

Затем, когда мощность становится слишком низкой … все отключается. За исключением Tiny, который продолжает мониторинг и снова включит все при восстановлении питания.

Добавление более длительной задержки в код может снизить энергопотребление схемы. На плате специально отсутствуют светодиоды, потребляющие энергию. Сама схема потребляет только 2 мА с отключенным светодиодом и лучше, чем коммерческие выключатели, использующие 6 мА.

Примечания

Если забыть, что Mosfet переключает отрицательный полюс (земля), это может вызвать проблемы, поскольку обычно плюс (положительный) переключается.

Шаг 5: Сборка

О РОБЕРТЕ

Роберт родился в Австралии, но его мать вернулась в Германию, когда ему было 7 лет.

У нас никогда не было света в замке, пока мне не исполнилось 12 лет. Когда мы наконец переехали в большой город KIEL (Северная Германия), в замке было светло, но мне пришлось пройти через холодный коридор, в котором был автоматический ночник. И вы уже догадались. Я мог попасть туда с включенным светом, но всегда приходилось возвращаться в темноте. Так что мой интерес к электрике и электронике возник в раннем возрасте, чтобы решить эти проблемы. В детстве мое желание изменить это было настолько велико, что я наматывал обрезки медной проволоки на спички и склеивал их в спичечные коробки. Это выглядело круто, но только в 20 лет моя тетя подбодрила мои амбиции и купила мне 100 штук в одном наборе Дика Смита, чтобы я изучал электронику. Недавно я узнал, что только в Индии около 400 миллионов человек не имеют доступа к электричеству, поскольку электросеть не доходит до их районов. Даже карта энергосистемы Австралии в глубинке не выглядит лучше. Поэтому я трачу свое время и много долларов на то, чтобы помочь миру с помощью «зеленых» технологий, потому что это очень весело. Я учусь в электронных клубах (Hackerspace), которые нахожу на Meetup, и учусь на видео на YouTube. Это помогает иметь хорошего друга с такими же интересами, у которого есть знания, которые могут научить вас еще большему. Я люблю делать мелочи. Мой интерес к микроконтроллерам и младшему брату ATtiny - мои фавориты.

Я сейчас на пенсии.

Я предполагаю, что моя настоящая работа была такой. ПОМОЩЬ ДРУГИМ ЛЮДЯМ.

Шаг 6. Где купить

Да, вы можете приобрести выключатель аккумулятора в комплекте.

20 австралийских долларов

фрахт 8 долларов по всему миру.

вы можете оплатить через PayPal на адрес [email protected]

Я получу ваш адрес и отправлю его на следующий день.

местонахождение объекта Gols Coast QLD Australia.