Продвинутое самодельное универсальное ЗУ на МК

[SapienzSPB]

Вчера ЗУ зарядило свою первую батарею.
Несколько скринов.
Хвост тока вконце - открыл форточку на баконе.

Спойлер

[Иван77]

[user]SapienzSPB[/user], поздравляю!
  0,05191 это зафиксированный мин ток? Класс!

[SapienzSPB]

Скорее всего ток снизится ещё. Сейчас батарейка все ещё на зарядке. Аккумулятор был довольно разряжен и отстоял под 13.8В всего несколько часов. Приеду с работы посмотрим на сколько ещё упал зарядный ток.
Крупные графики показывают как точность удержания напряжения, так и оверсемплинг в обработке датчика тока. Мне ситуация не совсем нравится и надо бы разобраться откуда дрейф напряжения в 5 милливольт. Пока думаю на температуру.

[SapienzSPB]

Всем привет. Вести с полей. Работа движется, но медленно. Две недели ходил по ложному пути и не смотря на то, что почти все свободное время отлаживал схему и программу, желаемого результата смог достичь только сегодня. Победил таки нелинейности регулировки напряжения. Теперь погрешность уставки напряжения составляет +-2 милливольта в диапазоне 0,1 - 17В. Для проверки и настройки даже мультик поточнее сходил купил. Со считыванием же данных чуть хуже - на тот же диапазон погрешность уже +-2 сотых вольта и судя по всему не уже поправить ибо ADC всего 10 бит на диапазон 0-50В.  Сейчас по проторенной дорожке подтяну к уровню и токовую петлю.
Вылезла весьма гадкая температурная нестабильность датчика тока ASC712.  Токи до 1-3 мА на нем успешно регистрируются, но стоит подуть на него и ноль уплывает миллиампер на 20 - 40. Разочарован немного. Хотя для датчика с 40 амперным диапазоном погрешность в 0,1% наверное и не самая плохая.
Сейчас наконец заканчиваю с измерениями и подобью материал для заглавного поста новой темы. Скоро уже скоро собью все модули в одно полноценное устройство 

[Zveruga]

Со считыванием же данных чуть хуже - на тот же диапазон погрешность уже +-2 сотых вольта и судя по всему не уже поправить ибо ADC всего 10 бит на диапазон 0-50В.

А как так получается, если один разряд ацп 0.0048828125 В? Для 50В будет  0.048828125В (0.0048828125 х 10). Какая передискретизация? И ASC712 надо менять на шунт плюс операционник или INA193, ибо слишком хорошо чует магнитное поле. Все понимают, что 50мВ или 50мА для 50-й батарейки ни о чём, но цифры надо правильные писать. Погрешность измерения штука хитрая, поверитель сразу и молча кидает 5% на свои результаты а потом складывает погрешности всех приборов, по крайней мере так во ВНИИМе. Получается, что заявить погрешность прибора ниже 2% в итоге никто не может.

[Cyberpapa]

но стоит подуть на него и ноль уплывает миллиампер на 20 - 40. Разочарован немного.

[user]SapienzSPB[/user], в серьезных приборах такую беду устранят снижением дрейфа температуры. Т.е. - измерительную часть помещают в герметичную емкость, внутри устанавливают датчик температуры, сверху сей емкости мотают нихром для нагрева.
В простых устройствах устанавливали биметаллические датчики, в более серьезных блоках  - например в блоках опорных частот Нарцисс и Гиацинт - ртутные состаренные.
В нынешнее время можно установить электронные...

Температура, влажность и давление внутри такой коробочки держится как в танке.

В моем логгере именно так было сделано,  пришлось его подарить хорошему человеку, собрал себе другой, однако руки не доходят затолкать измерительную часть в коробочку с нагревом.

[Иван77]

[user]Cyberpapa[/user], это все конечно здорово, но дрейф, на мой взгляд, не значительный, вполне укладывается в рамки метода, единственное - удалить измерительную часть от греющейся силовой. Определить это в рекомедациях по общей сборке.

[SapienzSPB]

А как так получается, если один разряд ацп 0.0048828125 В? Для 50В будет  0.048828125В (0.0048828125 х 10).

Каюсь. Для удобства тестирования уставку напряжения ограничил целыми вольтами.  И на тех 12 точках отображаемое напряжение расходилось на +-0,02В. Сегодня же решил посмотреть что происходит на уставках  с десятыми вольта - разброс индикации увеличился до +-0,04В. Прошу прощения что ввел в заблуждение не проверив все досконально. Видимо на целых вольтах напряжение попадало четко в разряд и разброс был минимальным. 

Какая передискретизация?

Я не знаю как сказать, но очень большая.  У меня не чистый оверсемплинг, а скользящее среднее по 1024 выборкам.  При включении до 12В цифры устаканиваются секунд за 5.

И ASC712 надо менять на шунт плюс операционник или INA193

В конструкции выходного дня на минимуме деталей и сложности и выходном токе до 20А - пусть уж остается как есть с холлом. В будущем скорее всего кому нужно - прикрутят и шунты и АЦП и ЦАПы. Главное нормально работающая прошивка с возможностью прописать свои алгоритмы заряда.

Получается, что заявить погрешность прибора ниже 2% в итоге никто не может.

Я только о фактической ошибке температурного дрейфа говорил. Она и у шунтов есть. Правда на сколько сильно они плывут относительно холла я не знаю. Один из шунтов из китайского мультиметра, что я несколько лет назад установил в самодельный блок питания и гонял его на 5-10 амперах почти постоянно, при очередной ревизии, оказался потемневшим, со следами перегрева. С тех пор шунты недолюбливаю. Может и зря. Мало дел с ними имел. Позже изучу поближе.

в серьезных приборах такую беду устранят снижением дрейфа температуры. Т.е. - измерительную часть помещают в герметичную емкость, внутри устанавливают датчик температуры, сверху сей емкости мотают нихром для нагрева.

Ну у меня же не прецезионный прибор. ))) Я думал на крайний случай подогревать датчик тока светодиодом. Но посмотрев на дрейф тока исходя из ориентации в магнитном поле земли - думаю что игра не стоит свеч. Это нужно на него еще датчик температуры как то лепить. Явно не в этой конструкции. Хочу дать людям хоть какое то ЗУ с логером, который может собрать начинающий радиолюбитель. Его точность должна быть приблизительно как у китайских синеньких показометров. Но важнее что в нем будут графики. Позже наверняка буду делать ЗУ с блэкджеком и куртизанками для продвинутых юзеров. Вот там можно не жалеть ни денег ни времени ни сил для максимальной точности. 

это все конечно здорово, но дрейф, на мой взгляд, не значительный, вполне укладывается в рамки метода, единственное - удалить измерительную часть от греющейся силовой. Определить это в рекомедациях по общей сборке.

Тоже так думаю. Вполне рабочий вариант при дешевизне и самое главное простоте. )))
Вчера отстроил токовую петлю.  Сегодня начал рисовать плату силового модуля на 8 Ампер. Если тест с ним пройдет нормально - то сделаю статью и начну рисовать плату где все узлы располагаются на одной плате для заказа ее в Китае.
Кстати вопрос. Кто-нибудь пробовал использовать импульсные DC-DC для формирования питающего/опорного напряжения +5В. На MC34063 или той же XL4015. Она достаточно шумная - где то около 20мВ в стоке и 10мВ при дополнительной шунтирующей емкости в 1000 uF. Скорее всего можно поколдовать с дополнительными фильтрами. Имеет ли смысл париться? Использовал гибридные источники питания для ион 25->7.5V(MC34063)->5V(LM7805). Но сейчас хочется максимально упростить.

[Zveruga]

Мне понравилась REF195. Можно и TL431 после MC34063. Только обвешать керамикой 0.1 и 0.01 обязательно. LC фильтр с частотой среза ниже частоты нарезки тоже  очень приветствуется. Может тогда и получится точность в 20мВ при усреднении 1024 точек, может даже лучше. Пульсации опорного не должны превышать половины младшего разряда как минимум (2мВ).

[Иван77]

[user]SapienzSPB[/user], приветствую!
   А ведь же можно же тож самое, с О/У и контроллером, например серии UC38XX?) При этом используем любой ключ и не паримся? Те, требование будет только к напряжению источника питания, а в дальнейшем, использование с дросселем обычных БП AT, ATX?
   (Максимальная простота повторения.?)
   

[SapienzSPB]

Да. Ничего не мешает сделать так. Но пока тренируемся на кошках. Вчера вытравил и собрал силовую на xl4016. Что то пошло не так. Заводится. Сегодня буду разбираться почему.

[11vetal]

Интересное схемотехническое решение.

Источник журнал Silicon Chip 2019 №12 "CLEVER CONTROLLER for a DUMB BATTERY CHARGER"

[UriBas]

Интересное схемотехническое решение.

Спойлер

Источник журнал Silicon Chip 2019 №12 "CLEVER CONTROLLER for a DUMB BATTERY CHARGER" 

Да, интересно https://www.rlocman.ru/news/new.html?di=183893 только купить проблема..  либо цена конская.

[UriBas]

Есть идея, сделать нагрузочную вилку с программной обработкой данных на МК.  Потом внедрить в ЗУ как анализатор состояния АКБ.   Поначалу сделать самый простой вариант, схема проста - нагрузочная спираль 0,1 Ом в корпусе и все (можно купить готовую самую дешевую вилку со стрелочным прибором), в корпус добавить платку Ардуино с Атмегой 328,  цифровой дисплей.     Почему вилка? Потому что сравнительно большой ток позволяет точнее определить состояние АКБ.

Что предполагается измерять?  Кривая разряда вилкой имеет семь основных, реперных точек

Спойлер

По сути, в простом варианте, программа логирует напряжение и сохраняет в памяти напряжение с интервалом 0,1сек, а в первую секунду с интервалом прим. 0,05сек.   Потом эти данные можно посмотреть на экране, данные также записываются на СД карту и в порт на компьютер (что позволяет хранить историю тестов и делать отбраковку АКБ по состоянию).

Вторым этапом планируется сделать функции вычисления активного и поляризационного сопротивления, как при подключении нагрузки, так и при отключении (по отскоку), скорость снижения напряжения и т.д.  Что это дает? Активное сопротивление показывает способность АКБ отдавать максимальный ток, поляризационное сопротивление указывает на сколько АКБ заряжен или сульфатирован.  Скорость разряда и ее стабильность характеризует состояние банок и емкость. 

В конечном варианте планируется добавить функции  расчета остаточной емкости, пусковой ток, оставшийся процент ресурса АКБ.  и главное - внедрить такие важные функции как тест работы генератора авто, тест при пуске двигателя авто, что ОЧЕНЬ важно для своевременного обнаружения неисправности системы пуска и питания,  прибор должен стать неразлучным другом, помощником любого владельца авто.   

На сегодняшний момент, на рынке нет нагрузочных вилок с таким набором функций, есть умные, но чего-то все равно не хватает..  а ведь что мешает это сделать довольно простым способом?.. и обойдется не более чем 5-10 долл с возможностью  разной модификации.

[SapienzSPB]

По сути, в простом варианте, программа логирует напряжение и сохраняет в памяти напряжение с интервалом 0,1сек, а в первую секунду с интервалом прим. 0,05сек.   Потом эти данные можно посмотреть на экране, данные также записываются на СД карту и в порт (на компьютер).

Я вроде показывал простой вайфай логер. В коде выставить отправку данных  раз в 50мс и навесить его на клемы. Начать лог и тыкать любой вилкой, любое время. Потом на компе изучить в деталях кривую. Набить формулы в Экселе. Получить все параметры из контрольных точек. Правда компутер с виндой надо и разрешение будет меньше 15 бит, но функции свои он выполнит.

[UriBas]

Спойлер

Я вроде показывал простой вайфай логер. В коде выставить отправку данных  раз в 50мс и навесить его на клемы. Начать лог и тыкать любой вилкой, любое время. Потом на компе изучить в деталях кривую. Набить формулы в Экселе. Получить все параметры из контрольных точек

. Правда компутер с виндой надо и разрешение будет меньше 15 бит, но функции свои он выполнит. 

Здесь важна автономность, на случай, когда вряд ли будет под рукой компьютер или даже смартфон, не говоря об интернет..  еще надо будет ОБЯЗАТЕЛЬНО! вывод данных НА ЭКРАН, чтобы была запись в память (для просмотра данных тут же) и на карту памяти, чтобы хранить историю или когда надо сделать серию тестов на разных АКБ для отбора или отбраковки..    Ну и вычисление функций и т.д.   

Кстати, пришла мысль, что хорошо бы иметь функцию записи звука на карту памяти привязанный к файлу лога, например при начале теста диктуем марку и другую информацию касаемо измеряемого АКБ и делаем тест.. потом можно будет легко узнать, какому АКБ принадлежит лог теста.. что-то типа того.

(1.07. 2020 19ч по Киеву) .. Штудирую лучшие модели автотестеров, на муске нашел отличные обзоры..  есть оч. важные данные, например с какой точностью и дискретностью считываются данные, как рисуются графики.. сравнение с показаниями осциллографа, супер!  https://mysku.ru/blog/aliexpress/76032.html обзор KONNWEI KW2600..  у этого прибора хорошая функция, ее немного доделать, цены бы не было.  Не могу сюда не вставить интересный момент сравнения показания тестера и осциллографа

Спойлер

 
 

Еще обзор неплохого прибора  Foxwell BT100Pro https://mysku.ru/blog/china-stores/62732.html  он может делать тест при включении фар..  такого мало у кого есть,  а ведь можно и под вилкой применить. 

Ну и https://mysku.ru/blog/aliexpress/28093.html  battery analyze..  интересная выдержка из обзора - Наш исследуемый прибор утверждал, что его сопротивление 9 мОм, зарядник аймакс — 26 мОм, а мой кустарный метод и вовсе 51 мОм.   Вот уж где собака зарыта!..    Интересный обзор https://mysku.ru/blog/china-stores/70052.html  All-sun EM577. Вскрытие показало...   

[UriBas]

В результате штудирования тестеров, особенно KONNWEI KW2 600 выясняется, на первых 10-20млсек нужна выборка каждые 0,1млсек, иначе будет большая погрешность в определении Ra, Rp (акт. и поляр. сопр.) и самое главное построение графика при тесте запуска двигателя, где нужно зафиксировать самую нижнюю точку и колебания во время прокрутки стартера.   

Обычно, в дешевых стрелочных вилках, можно кое как определить лишь просадку, отклонение стрелки всего около 1см.  это мало что дает, да и точность лапоть..  уже молчу, когда стрелка болтается и не фиксируется на минимуме.  В более дорогих, где цифровой дисплей, вообще можно посмотреть лишь только просадку..  В самой продвинутой Орион НВ 04, еще есть несколько промежуточных значений, это слишком мало.. короче, нужен графический дисплей, где бы можно было посмотреть более подробно данные графика и вывод данных по основным точкам.   Нужен хороший график, чтобы с большой вероятностью определить состояние АКБ и с конкретными цифрами.

Нарисовал схему вилки

Спойлер

Даже заказал 10 шт реле и графический дисплей..  это у меня хорошо выходит. 

Спойлер

   

Начал писать скетч.. и по третьему разу начинаю все сначала..  видимо первый вариант надо делать самый простой, главное внимание уделить на считывание данных.  Ну и приятную картинку на последок, для поднятия настроения.. а то "чем дальше в лес - тем больше дров".

Спойлер

 

[Alex_Soroka]

Интересное схемотехническое решение.

ничего интересного. Ни в системотехнике ни в идее.