Моргалка на Attiny13

[UstAlexei]

Пришло время причесать наконец первый пост и в нем описать возможные варианты использования моргалки. Моргалка умеет управлять зарядом при заряде АКБ от 1 до 6 банок, поддерживать АКБ в заряженном состоянии неограниченное время, проводить контрольнотренировочный разряд АКБ от 1 до 6 банок, до 3х выбираемых уровней напряжения 12В, 11,5В, 10,8В (в пересчете на полный АКБ). Но все это доступно только при соответствующей элементной базе обвязки микроконтроллера! Предыдущие схемы, ровно как и остальные прошивки были безжалостно удалены. Оставлена только одна схема, ее базис приведен ниже. Как можете увидеть на схеме отсутствуют элементы подключенные к 5 и 6 ноге контроллера. Почему? Потому что в зависимости от вашего желания схему можно пристроить к блоку питания (зарядному устройству) различными путями. Описанием различных схем включения и их ограничениями ниже и займемся.

Скрытый текст

Схема разряда при КТЦ представлена ниже. Выбор транзистора обусловлен необходимой мощностью (током) нагрузки. НО в любом случае при такой схеме включения это должен быть транзистор логического уровня, т.е. открываться при напряжении ~ 3-4 вольта!!! Для небольших нагрузок ( < 4А) это может быть IRLML2502. Тут стоит оговориться, что у ламп накаливания существует пусковой ток, который в несколько раз (в пике до 10 раз) превышает номинальный ток, поэтому обязательно это учитываем.

Скрытый текст

Далее перейдем к описанию схемы заряда.
Самая простая схема заряда которую можно предложить это использование в качестве компонента прерывающего ток P-канального полевого транзистора.

Скрытый текст

но применение этой схемы лишает схемы универсальности и не позволяет применять ее для заряда АКБ менее 3 банок, т.е. 6 вольтовых, и ограничивает напряжение питания 20 вольтами. И как заметил ИС-Х принуждает использовать радиатор на токах более 5 А (небольшой но все же). Переключатель между 5 и 6 ногой позволит выбрать режим заряда, модулированным током (нога 6), либо постоянным током (нога 5).
Для полноценного использования схемы с использованием P канального мосфета она должна обрасти кучей дополнительных напряжений, как вариант это можно сделать так

Скрытый текст

Пожалуй лучшим решением для использования моргалки может быть прямое управление от моргалки блоком питания. Тут можно выделить и предложить несколько вариантов:
Вариант 1. У некоторых микросхем существуют ножки для управления включением / выключением On/Off, пример такой микросхемы LM2576, LM2596 и тут все просто - мы всего лишь подаем с выхода 5 или 6 нашего контроллера напряжение на эту ногу (только обратите внимание что напряжение нужно подавать с инверсией, т.е. включить - значит дать 0, а выключить значит дать 5В). Поскольку ничем схема не примечательна даже чертить ее не буду. Задача заставить эти микросхемы в качестве источника тока, лежит на вас. Благо примеров в сети полно. Преимущество схем очевидно: одно силовое питание, и возможность выдавать любые напряжения.
Вариант 2. Является продолжением варианта 1. У многих ШИМ контроллеров существует ножка софт старта, которую можно применять практически аналогично с той лишь разницей что, как правило на ней висит RC цепь для организации плавного пуска блока питания, значение параметров этой RC цепи указано в даташите на конкретную микросхему. И фокус в том что для использования модулированного сигнала (а он у нас на данный момент 10Гц) необходимо чтобы софт старт успевал обеспечить старт / останов микросхемы в каждом периоде подачи тока. Т.е. его постоянная времени задержки софт старта должна быть на порядок меньше нашей частоты модуляции. Пример схемы управляемой софт стартом приведу ниже, сразу оговорюсь что схему чертил Vova-n, это попытка внедрить схему в переделанный компьютерный блок питания от falconist`а.

Скрытый текст

Вариант 3. Управление непосредственно опорным напряжением операционного усилителя ШИМ контроллера, который задает ток. Пример схемы на котором показана связка модуля на XL4016 и контроллера с управлением посредством ОУ показана ниже

Скрытый текст

В общем вариантов встраивания в ваши устройства очень много. Выбор за вами.
Далее перейдем к описанию и способом прошивки и калибровки.
В первоначальных версиях прошивки значение напряжения нужно было калибровать вручную, поэтому если где то в тексте вдруг осталось упоминание про подбор значения при помощи делителя, то это забытый рудимент...
В существующей на данном моменте версии прошивки калибровка программная. И она должна быть обязательно проведена перед прошивкой рабочей калибровки.
Процесс прошивки контроллера в программе SinaProg изображен ниже, под спойлером.

Скрытый текст

Проводится калибровка следующим образом.
1. Контроллер прошивается калибровочной прошивкой.
2. На контроллер подается питание.
3. Заместо аккумулятора подключается напряжение ровно 12Вольт (можно его получить при помощи LM7812). Данное питание не должно содержать пульсаций, а значит питание от импульсных блоков в момент калибровки - самый плохой вариант. Лучшее решение это питание от 2х АКБ и LM7812. Второй по качеству вариант - питание от трансформаторного блока, который после диодного моста имеет емкость около 1000 мкф + таже LM7812.
4. Контроллер перезагружается, кратковременным замыканием ножки 1 на землю, у кого кнопка это сделать проще простого, у кого кнопки нет и руки не дрожат тоже вполне безопасно.
5. Загорается индикаторный светодиод на 10 сек.
6. В этот момент производятся измерения и если делитель выбран неправильно, то сразу после этого загорятся светодиоды подключенные к 5 и 6 ноге контроллера. Если Вас постигла такая участь, проверьте ваш делитель соотношение плеч делителя должно быть 13 к 1. Если делитель верен, но калибровка все равно не проходит, добавляйте сопротивление в верхнее плечо.
7. Если все ОК, то в EEPROM контроллера будут записаны уставки под ваш микроконтроллер и ваш делитель. После этого индикаторный светодиод должен моргнуть 6 раз и загорется постоянно. Питание можно отключать. Если при записи EEPROM контроллера возникла ошибка, то в конце загорятся светодиоды подключенные к 5 и 6 ноге контроллера, а индикаторный гореть не будет.

[UstAlexei]

Поскольку редактировать верхний пост уже затруднительно, продолжу здесь.
После успешной калибровки аналогичным образом заливается рабочая прошивка (из поста выше, там их две Рабочая и Рабочая инвертированная, отличия - на этапе заряда на ножках 5,6 контроллера В РАБОЧЕЙ присутствует "+5в" когда происходит подача тока, В ИНВЕРСНОЙ - "0В". В свою очередь в паузе В РАБОЧЕЙ - "0в", В ИНВЕРСНОЙ - "+5В").
Выбор режимов работы работает следующим образом:
Через 10 сек с момента подачи питания загорается светодиод подключенный к 5 ноге контроллера, если на момент погасания этого светодиода нажать кнопку (подать +5В на 3 ногу контроллера), то количество банок уменьшится на 1 и станет равное 5, и процесс повторится.
После выбора количества банок, загорится светодиод подключенный ко 2 ноге контроллера, если на момент погасания этого светодиода нажать кнопку, то Режим переключится на КТЦ - до 12 В, процесс повторится и можно будет перейти к КТЦ до 11,5, а затем к КТЦ до 10,8В.
Алгоритм работы расписывать не буду, кратко скажу что есть выбор тока, а также адаптивные паузы в заряде и КТЦ. Идеи заложенные в алгоритм сформулированы Vova-n и UriBas

Следующая схема

Скрытый текст

Схема выполнена по аналогии с ЗУ Кедр-Auto.
В качестве источника тока в данном устройстве применен силовой трансформатор, достаточной мощности, имеющий две обмотки с низкой стороны. Ток регулируется, поддерживается стабильным за счет фазового регулирования, и задается вращением потенциометра подключенного ко второй ноге контроллера. Регулировка тока плавная с нуля.
Режим работы в отличии от прототипа один, моргать с заданным током, и ограничением напряжения (задается делителем) 14,4 в моем экземпляре. Период ток - пауза - 13 с, максимальное время подачи тока 65% длительности периода. Присутствует кое какое подобие токовой компенсации, т.е. приподнятие уставки по напряжению при увеличении тока.
Поскольку схема имеет RC фильтр входа контроля напряжения, а также программный фильтр, напряжение при большем токе несколько проскакивает напряжение уставки, но это не критично... кипения не наблюдается... Прошивка контроллера и печатка во вложении.
Поскольку в стабилизаторе тока применена опять же RC - цепь, а фазовая регулировка выполнена с шагом 0.1 мс, то присутствует некоторое перерегулирование, т.е. амплитуда тока "пляшет" около тока уставки (изменение тока имеет синусоидальный характер), отклонение тока в моем экземпляре на двух аналогичных устройствах не превышает 5% (смотрел осциллографом) от заданного (период отклонений определен постоянной времени этой RC цепи и составляет 0,1с), и я считаю что это отклонение не критично.
Причина пляски тока не следствие работы алгоритма, а следствие примененной схемы.

[ИС-Х]

 UriBas, на словах все красиво и правильно, но как выбрать критерии окончания тока и окончания паузы?
Помнится, первое мы пытались ловить по впадине на взлете (по второй производной), но практически это нереально из-за малой разрядности АЦП.  Но, даже повысив разрядность сильно мешает посторонний шум. Тут надо городить сложные аналоговые фильтры.
Со вторым проще, думаю, вполне достаточно ловить скорость падения. Измерить не сложно и это реально работает, но, опять же, каков должен быть ее предел? так, на вскидку...
В ЗУСе первое тоже не контролируется - просто пущается ток на 50 сек или до отсечки.  Второе, похоже, отслеживается, либо по скорости падения, либо еще как.  И только в добивке начинаются вариации с порогом отсечки и порогом еще чего-то...

Ну а модуляция - это придуманная опция, нужная, ненужная... Она идет еще с подачи Шаманчика, который увидел ее на осцилле, но на деле это "модуляция" оказалась просто неравномерностью и неидеальностью софтового стабилизатора тока, примененного в ЗУСе.

[UriBas]

как выбрать критерии окончания тока и окончания паузы? ..

Там конечно будет совокупность параметров - ток, напр, скорость падения и т.д., но основными на мой взгляд является НРЦ в паузе, и ее параметры (к примеру скорость повышения НРЦ в паузе ) т.е. напряжение в конце паузы, скорость падения напр на заднем фронте имп. безусловно связана, но как уже обсуждали, иногда трудно только по скорости определить..  К примеру в процессе заряда вдруг отвалился кусок сульфата,  пошел всплеск напр в имп или произошел микро КЗ..  В таких случаях НРЦ в паузе не сильно изменится, ведь на нее работает вся емкость АКБ, как стабилитрон, а вот если скорость повышения НРЦ в паузе вдруг начнет падать/повышаться, это уже знак!  Конечно, еще раз хочу подчеркнуть, что нужны совокупность параметров, + еще и пороги и т.д.

 Передний фронт, в принципе,  можно оставить в покое, ну разве что если надо как то проанализировать режим софт старта или силу ударного импульса, но это уже на закуску..   Про частоту тоже самое.   

Про ЗУС предлагаю вообще ничего не выкладывать, ни частоту, ни какие то графики.. просто из за уважения к автору,  не хочет - это его законное право, плюс это вносит только неразбериху, (Бог на его стороне, потому что Он тоже уважает желания людей и ненавидит воровство в любых проявлениях)

[Vova_n]

 UriBas,
Как вариат я озвучивал критерия окончания подачи импульса - средне действующее напряжение при заданной частоте и скважности и не возможность выйти на предустановленный ток. Спад напряжения + зависимость как высоко мы забрались  - управление паузой.
По поводу фронтов, вот тут ссыль ссылка и да действительно ступеньки есть при первом импульсе и после окончания.
Но использовать это мне кажется в пору для тест анализаторов батарей.
По поводу ударных выбросов тока я вообще пока не вижу не единого довода в их использовании и какой либо пользы от них. (хотя это есть в упрощённой как здесь моргалки).

 UriBas, Про ЗУС я ничего не выкладывал в форум пока, лог с моргалки.



Добавлено 31 Авг 2016 в 01:09 WERAS,  Мне не известны причины по которым у вас что то не получается, у меня всё прошивается и работает.

[UriBas]

  По поводу спада напряжения и паузы.. вот кусок лога моргалки пауза в максимуме 30секунд уже горит зеленая лампа - длина зарядного импульса стала меньше 0,1с  Кто ответит на вопрос по картине репина - достаточна ли пауза? 

5мин. лога маловато, но судя по макс. напр. в имп.  и по спаду,  АКБ находится выше грани кипячения, т.е. должны наблюдатся интенсивные бульбашки.   Хотя  30 сек пауза как бы приличная, напр все равно не успевает достигнуть даже замедления падения..  т.е. паузы не достаточно, это явно, АКБ заряжен и такой режим уже мало что дает..  аккумулятор похоже не совсем дохлый (быстрее бы падало напр).   Надо либо заканчивать заряд, либо дать больше паузу до замедления падения и замерить НРЦ в паузе, это даст полную картину заряженности.. 

[UriBas]

..  попробую прервать заряд и не отключая логгера от акб засечь время при котором напряжение выйдет хотя бы на 13,9в после импульса..   

Важно не просто засечь падение до какого то значения, а именно когда будет существенное замедление падения, т.е. будет не прямая пила, а вогнутая.  Задний фронт делится примерно на три этапа, первый (более менее прямой) - характеризует альфу (мнимый заряд), второй уже более вогнутый - бетту, третий самый пологий и тоже более менее прямой- характеризует саморазряд (наличие кз в банках..). 

 Если в паузе только первая часть, то это значит гоняем альфу - заряд похож на режим кипятильника, если слишком затягивать на третьей фазе - уменьшается КПД заряда.  Следовательно самым эффективным будет отрезок до начала третьей фазы - по этому параметру и формируется пауза.

Далее можно развить мысль и сделать некоторые выводы по альфе, бетте, саморазряду..  ведь от чего они зависят?  Но наверное это уже другая тема..

Лук.10:21 В тот час возрадовался духом Иисус и сказал: славлю Тебя, Отче, Господи неба и земли, что Ты утаил сие от мудрых и разумных и открыл младенцам. Ей, Отче! Ибо таково было Твое благоволение.

[Vova_n]

 UriBas,  Вот дала моргал ка очередь имеем вот такой горб, отметьте точку на изгибе с которой по вашему мнению можно было давать старт следующей очереди, можно просто указать напряжение ступеньки. Мне кажется это 2,060-2061в идет четкое замедление спада.

[UriBas]

.. Мне кажется это 2,060-2061в идет четкое замедление спада... 

Ну да, может быть..   но на 2,060 бетта еще не закончилась.  Там должна быть "золотая середина" - в соотношении зарядного импульса и паузы.

[Vova_n]

 UriBas,  Так ну про задний фронт и скорость спада понятно, это то по чему можно регулировать паузу.
А вот с импульсом не всё так просто и задний фронт тут не помощник, тут надо глубже копать в свойствах присущих АКБ, мысли есть но пока озвучивать не буду, пока не найду подтверждения в практике.
ХИТ вообще пока не перестает меня удивлять, сегодня разряжал больную банку током 1,6а и наблюдал интересную картину, после подключения  нагрузки - спад напряжения - провал "ямка" и после на протяжении более чем 5ч рост напряжения вместо падения, уже после очень медленно напряжение пошло в низ, слил 10а/ч с банки и поставил на заряд. после этого неглубокого КТЦ банка стала принимать токи выше 2,5а, сейчас 5а, до этого отказывалась сразу вылетали в отсечку по напряжению.

[UriBas]

 UriBas,  .. с импульсом не всё так просто и задний фронт тут не помощник..   после подключения  нагрузки - спад напряжения - провал "ямка" и после на протяжении более чем 5ч рост напряжения вместо падения..

Ну не совсем "не помощник"..    по соотношению альфы и бетты, а также НРЦ в паузе, мы можем с достаточной точностью знать, на сколько импульс заряда достаточен (напр/длит) или недостаточен и по этим параметрам корректировать длительность/напр импульса.   Дельта НРЦ в паузе (прирост напр. в паузе за определенный промежуток времени) довольно объективно отображает влияние качества заряда, переходные процессы..

Ямка" показывает соотношение альфы и бетты..  чем глубже, тем меньше % отношения бетты, разряд сначала убирает альфу, как и на заднем фронте зарядного импульса во время паузы.

[Alex_Soroka]

напряжения вместо падения, уже после очень медленно напряжение пошло в низ, слил 10а/ч с банки и поставил на заряд. после этого неглубокого КТЦ банка стала принимать токи выше 2,5а, сейчас 5а, до этого отказывалась сразу вылетали в отсечку по напряжению.

вы разбудили аккум
теперь он работает немного по-другому.

[Vova_n]

Все таки,что для здоровых и больных АКБ частота 36Гц эффективнее чем 9 и 18Гц?

Это вам решать, я оставил 18Гц у себя.
Единственное поправил нижнюю планку на втором этапе - 13,6в чуть ускоряет процесс на определённом этапе.

[maks740]

Предлагаю в следующих схемах добавить защиту по напряжению. А то если, не дай Бог, тракзюк воткнет, и все пойдет на аккум (19V 10A). Не знаю как у других, а у меня нет возможности сидеть и контролировать заряд. Более того, эту моргалку собирал как раз для дозарядки не снимая аккума с машины. Вот такая есть хотелочка.

[ИС-Х]

А то если, не дай Бог, тракзюк воткнет, и все пойдет на аккум (19V 10A).

Зависит от мощности БП. Если это трансформатор от подстанции, то будет бабах. А если это БП  от компа, то он свалится до вольт 15-16 и вырубится по своей защите.

[maks740]

А то если, не дай Бог, тракзюк воткнет, и все пойдет на аккум (19V 10A).

Зависит от мощности БП. Если это трансформатор от подстанции, то будет бабах. А если это БП  от компа, то он свалится до вольт 15-16 и вырубится по своей защите.

Дык, своей защиты уже нет. Есть только ограничение тока. И будет блок пытаться хренячить 10А в аккум. Увы.
Если у Вас есть схема переделки ATX БП с сохранением защиты по мощности, поделитесь, плз.

[ИС-Х]

Дык, своей защиты уже нет. Есть только ограничение тока. И будет блок пытаться хренячить 10А в аккум.

Переделан на стабилизатор тока?

переделки ATX БП с сохранением защиты по мощности

Это как?

[maks740]

Переделан на стабилизатор тока?

Да.
Ребята, я наверно неправильно выразился. Ну какое превышение мощности, если 19B 10A это штатный выход. В блоках есть защита по превышению, но там же блок работает как источник напряжения, а после переделки, как источник тока с ограниченным напряжением. Штатная защита здесь не поможет. Кто не понял, при кз выхода, блок пытается отдать на выход 190W.
Штатная же предназначена для защиты от превышения мощности при кз вторичной схемы (смерть диодов, кондеров, кз...)