Уклон Нано. ЗУ на ESP8266 с электронной нагрузкой, WiFi и логером.

[SapienzSPB]

Всем привет. 
Очередное самодельное ЗУ.  Может кому-то будет полезно. 

Описание ЗУ
Зарядное устройство Уклон нано является продолжением проекта Уклон микро. Отличается более простым изготовлением, более дешёвыми и точными комплектующими.
Основу составляет микроконтроллер esp8266 располагающийся на модуле esp-01. Это самый дешёвый и простой чип, при этом обеcпечивает управление  ШИМ контроллером XL4016 и опросом датчика тока и напряжения INA226. Также на борту ЗУ находится разрядный модуль на 5А, который позволяет разряжать батареи фиксированным током, для проведения КТЦ.  Микроконтроллер esp8266 имеет ряд ограничений и функционал ЗУ также ограничен ими. Тем не менее компромиссные решения позволили добиться весьма высоких показателей в точности и функциональности работы с АКБ. Конфигурирование и управление устройством осуществляется через web интерфейс. Для этого оно имеет возможность подключаться к домашней WIFI сети, либо организовывать свою собственную. Внешних органов управления нет. ЗУ отсылает данные на Логер для их дальнейшего хранения и изучения. Графики, формируемые на их основе дают исчерпывающую информацию о батарее и режимах заряда. В ЗУ присутствуют несколько режимов заряда и разряда АКБ. Их описание будет ниже.
Код проекта закрыт и открываться не будет. Прошивка HEX распространяется без ограничений. Для обсуждения и получении информации есть группа в телеграме: https://t.me/UklonGroup

Характеристики

Входное напряжение - от 15 до 24В
Выходное напряжение - от 0 до 18В
Ток заряда - 0,1 - 5А
Дискретность установки напряжения заряда - 0,1В
Дискретность установки тока заряда - 0,1А

Напряжение окончания разряда - 9-12В
Ток разряда - 0 - 5А (7А-расчетный)
Дискретность установки напряжения окончания разряда - 0,1В
Дискретность установки тока разряда - 0,1А
Число циклов заряд/разряд проводимых в автоматическом режиме - до 255
Дискретность индикации значений напряжения - 0,001В
Дискретность индикации значений тока- 0,001А
Точность измерения тока - +-0,003А

Схема


Плата

Спойлер

Интерфейс

Спойлер

Логер и графики на нем

Спойлер

Видеообзоры

Спойлер

Часть 1: https://youtu.be/b59yz4RnxZk
Часть 2: https://youtu.be/Ga8wdm_7d2E
Часть 3: https://youtu.be/3ZUU1zlmMKc
Часть 4: https://youtu.be/l10vMzeTtxo

Инструкция и ссылки на материалы:https://docs.google.com/document/d/1prtZCg4ctYUI7d86JDo5reELVCPVdyWYL0OkIlMMDwo/edit?usp=sharing

Программная часть ЗУ постоянно совершенствуется, посему в инструкциях или обзорах может не быть описания каких либо свежих функций. Но думаю это не станет большой проблемой, ибо управления и настройки интуитивно понятны, а  причины и отчеты о введении новшеств можно найти в группе поддержки телеграма. 
ЗУ создавалось для проверки гаражных мифов и тестирования АКБ.  С данной задачей оно справляется прекрасно. Может пригодится кому...

Всем удачи.

[SapienzSPB]

Есть вторая модификация ЗУ Уклон Нано-М. 
В нее добавлены:
1) Защита от переполюсовки АКБ
2) безыскровое подключение АКБ
3) дополнительный DC-DC преобразователь для запитки охлаждающего вентилятора.

Прошивка совместима с Уклон Нано.
Печатной платы для самостоятельного изготовления не делал. 

[SapienzSPB]

Допилил "Качели", по просьбам трудящихся. 
Могут работать в двух режимах: нижний порог по напряжению либо по скорости его падения, смотря что наступит раньше. 
Для работы только по напряжению - ставим dU в 0. Для работы только по dU - выставляем заведомо недостижимый порог напряжения (к примеру 10В).
А можно и комбинировать.
Качели оказались не таким уж простым алгоритмом.  Пришлось с ним повозиться. Прошивка 2023.07.17-UklonNanoFinal.ino.generic как всегда на сервере.  Обновлять FS обязательно.

[SapienzSPB]

- В режиме "CCCV" и "CCCV с автоотключением" добавлена опция отключения заряда по достижению  минимального тока.  Он настраивается в диапазоне от 0,01А до 1А.  Пороги и точность можно поправить под себя как обычно через правку Index.htm
- чуть причесана Асимметрия

[SapienzSPB]

Добавлена оценка внутреннего сопротивления АКБ.  Измеряется в попугаях.  Они чуть смахивают на миллиомы, но не равны им. 😉
- Измерения проводятся средствами INA226, потому не сильно точны. 
- Для того чтобы они были возможны - необходима подключенная лампа или резистор нагрузки.
- Также необходимо откалибровать провода по сопротивлению.
- Измерение сопротивления возможно только в простое. Не в цикле заряда или разряда.  На то стоит программное ограничение. 
- Измерение проводить с интервалом не менее минуты, иначе получите сильный разброс в результатах.
- При использовании опции провода должны хорошо контачить с клемами АКБ.
- Для вызовы процедуры - кликнуть по ссылке в табличке, рядом с надписью "Аккумулятор:"
- Это больше не измерение сопротивления а экспресс оценка. Весьма приблизительная.  Для первичной диагностики.

[SapienzSPB]

Пожалуй можно обновить тему. 
Дописал наборный профиль в ЗУ.
Теперь каждый пользователь сможет сам создать программу заряда/разряда АКБ, прямо с домашней странички ЗУ.  Сохранить или загрузить ее.  Цикл выполняется по шагам. Каждый шаг имеет условия его ограничения (по достижению напряжения, тока, скорости их падения, дельтапикам, емкости или времени). Каждый шаг подсчитывает время и емкость в нем. Шаги  можно добавлять или удалять двумя кнопочками справа.  Вся статистика прошедшего заряда, с емкостью, временем и причинами завершения каждого шага сохраняется в профиль заряда и может быть сохранена для дальнейшего сравнения.  Условия заряда текущего или будущего шага можно менять на лету.

Короче теперь никто не ограничен авторскими алгоритмами. Почти полная свобода действий.

[kvn234]

Примитивное устройство на базе простейшего ESP01 при наличии не намного дорого ESP12.

Подача ШИМ на FB вход XL4016 приводит к появлению на выходе пакетов импулсов с частотой 240Гц.

Для сглаживания таких низкочастотных пакетов приходится ставить на выход конденсаторы большой емкости.

Нормальный режим управления передусматриват подачу на вход FB выходного напряжения с делителя обратной связи.

При этом стабилизация выходного напряжения обеспечиватся изменением скважности ШИМ XL4016 частотой 180 КГц.

 При такой схеме упраления не требуются конденсаторы большой емкостью.
 

[SapienzSPB]

Валера, вы ли это!? 

[SapienzSPB]

Примитивное устройство на базе простейшего ESP01

Да. Именно так.  Как говорил один блогер: "Для саммых маленьких детей". Конструкция выходного дня простая и дешевая. То что нужно для новичков. 

при наличии не намного дорого ESP12

Есть версия ЗУ и на ESP12. Она уже посложнее, но плюшек там побольше. 

Для сглаживания таких низкочастотных пакетов приходится ставить на выход конденсаторы большой емкости.

Это только на первый взгляд. Если почитать книжки по силовым преобразователям, то совсем не так. 

Нормальный режим управления передусматриват подачу на вход FB выходного напряжения с делителя обратной связи.

Кому нужны нормальные режимы? Нафталин... Чесслово... Я больше люблю нестандартные. 

При этом стабилизация выходного напряжения обеспечиватся изменением скважности ШИМ XL4016 частотой 180 КГц.

Скуушно....

При такой схеме упраления не требуются конденсаторы большой емкостью.

Если почитать книжки по силовой электронике - может быть найдется ответ, почему в схеме стоят именно такие конденсаторы. 
 

[Cyberpapa]

Подача ШИМ на FB вход XL4016 приводит к появлению на выходе пакетов импулсов с частотой 240Гц.

Скажите пожалуйста, заряд импульсами вреден батарее или вредны именно 240 Гц?

[kvn234]

При такой схеме упраления не требуются конденсаторы большой емкостью.
Если почитать книжки по силовой электронике - может быть найдется ответ, почему в схеме стоят именно такие конденсаторы.

Скажите пожалуйста, заряд импульсами вреден батарее или вредны именно 240 Гц?

Вы сговоритесь, а то один пишет одно, другой ему противоречит. Ведь в одной секте

[SapienzSPB]

Я отвечал об одном.  Олег спрашивал о другом.  Валера просто смел все в одну кучу, обозвал и гордо удалился...


Специалисты так себя не ведут...

[Cyberpapa]

Скажите пожалуйста, заряд импульсами вреден батарее или вредны именно 240 Гц? [/i]

Вы сговоритесь, а то один пишет одно, другой ему противоречит. Ведь в одной секте

Не состою в сектах, т.к. многояден, могу заряжать АКБ малым постоянным током, могу накинуть больше 100 А, могу заряжать переменным током, например импульсами с малой амплитудой тока,  а могу накидывать сотни ампер.

Нет никаких противоречий, т.к. говорим совершенно на разные темы. Сергей рассказывает о сглаживании пульсаций в своем ЗУ. Я у вас спрашиваю про наносимый вред батарее при заряде переменным током, на который Вы намекали.
Дедушкин трансформатор вообще не сглаживает пульсации, что-то никто не жаловался на какой-то наносимый вред.  Генератор автомобиля тоже не сглаживает, а батареи как-то выживают.

Повторяю вопрос.

Скажите пожалуйста, заряд импульсами вреден батарее или вредны именно 240 Гц?

[krufel]

... выживают...
Причем долго, причем на это и рассчитаны. И про конденсаторы ничего не знают, к ... счастью.

[Pau62]

Я отвечал об одном.  Олег спрашивал о другом.  Валера просто смел все в одну кучу, обозвал и гордо удалился...


Специалисты так себя не ведут...

А как себя ведут специалисты? И где вы их видите?

На борту 8266 есть и АЦП, и таймер. Так что все эти наружные пришлепки - лишние.

[SapienzSPB]

А как себя ведут специалисты? И где вы их видите?

@KVN234 именно так себя и называет.  Вот я и попенял ему  

На борту 8266 есть и АЦП, и таймер. Так что все эти наружные пришлепки - лишние.

О каких пришлепках идет речь?

[Cyberpapa]

А как себя ведут специалисты?

Специалист не просто так лязгает языком, он может объяснить свою позицию и аргументировано показать почему надо делать именно так, как он рекомендует. Балалайка не умеет объяснять, посему брынчит без аргументов.

Пример:

Подача ШИМ на FB вход XL4016 приводит к появлению на выходе пакетов импульсов с частотой 240Гц.
Для сглаживания таких низкочастотных пакетов приходится ставить на выход конденсаторы большой емкости.

Иногда лечу АКБ импульсами с большой и малой амплитудой тока, ес-сно сглаживание полностью отсутствует. Также применяю пачки импульсов. Посему мне очень интересно, зачем kvn234 рекомендует сглаживать возникшие мизерные пульсации конденсаторами большой емкости? Если не сглаживать пульсации, каким образом ЗУ может навредит батарее?
 

[WERAS]

Дедушкин трансформатор вообще не сглаживает пульсации, что-то никто не жаловался на какой-то наносимый вред.  Генератор автомобиля тоже не сглаживает, а батареи как-то выживают.

моргалка на АТiny13  разве приносил вред с дедушкиным трансформатором.