دارة شاحن بطاريات متعددة باستخدام مكثف تفريغ

دارة شاحن بطاريات متعددة باستخدام مكثف تفريغ

سنحاول في هذه المقالة بناء دائرة شاحن بطارية أوتوماتيكية باستخدام مفهوم مكثف التفريغ للكشف الذاتي وشحن مجموعة متعددة من البطاريات. الفكرة طلبها السيد مايكل.



أهداف الدائرة ومتطلباتها

  1. اسمي مايكل ويعيش في بلجيكا.
  2. لقد عثرت على موقعك عبر google أثناء بحثي عن شاحن بطاريته.
  3. لقد راجعت كل شيء 99 شاحن بطارية ولكن لا يمكن العثور على واحدة تحافظ على بطاريات متعددة.
  4. ما زلت أبحث عن دائرة جيدة ، لذلك آمل أن تتمكن من مساعدتي.
  5. في المنزل لدينا مجموعة متنوعة من بطاريات الرصاص الحمضية وخلال فصل الشتاء يتم إهمال معظمها.
  6. ينتج في الربيع ، فحص البطارية التي صنعتها وأيها لم تفعل.
  7. تكمن المشكلة في تنوع البطاريات ، أنا راكب دراجة نارية ، ولدينا حفارة صغيرة وجرار ، ولدينا شاحنتان بهما قافلتان ولدينا (أنا ، الأم ، الأخت ، شقيقان وهناك صديقات) سيارة.
  8. لذلك ترى مجموعة متنوعة من البطاريات ، في الماضي اشتريت شاحنًا ذكيًا من 7 مراحل ، لكن من المستحيل العناية بجميع البطاريات باستخدام شاحن واحد فقط.
  9. لذلك أسأل إذا كان بإمكانك تصميم دائرة لي.
  10. بالمواصفات التالية:
  11. احتفظ بما لا يقل عن 5 بطاريات أو أكثر في نفس الوقت.
  12. يتحقق من الفولتية في حالة انخفاض ضغط المكثف في البطارية.
  13. قادرة على التعامل مع قدرات منخفضة تصل إلى 3 آه حتى 200 أمبير.
  14. آمن للعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع بدون إدخال المستخدم.
  15. بعض الأشياء التي فكرت فيها:
  16. مع استخدام غطاء تفريغ ، ليست هناك حاجة لمحول التيار الكهربائي الثقيل ، لأن الحمل على المحول تحت السيطرة.
  17. مكثف قابل للتحديد حسب سعة البطارية.
  18. كانت مشكلة بالنسبة لي هي العثور على شيء يمكنه تنشيط مخرجات متعددة على قاعدة زمنية (باستخدام lm311 لاستشعار الجهد ، 555 لتفريغ باستخدام mosfet).
  19. مؤشر من نوع ما ، والذي سيشير إلى البطارية التي تحتاج إلى معظم عمليات التفريغ أو التفريغ الفوري ، وتحديد موقع البطاريات السيئة.
  20. إذا كنت تعتقد أنني ارتكبت بعض الأخطاء ، أو أن متطلباتي مستحيلة ، فيرجى السماح لي الآن.
  21. إذا كان بإمكانك تنفيذ ميزات إضافية أو ميزات أمان ، فلم أفكر في ذلك ، فلا تتردد في الإضافة أو التعديل :)
  22. أنا طالبة حصلت على درجة البكالوريوس في الميكانيكا الكهربائية ، أنا متحمس للإلكترونيات ، ولدي غرفة مليئة بالمكونات والأجزاء للعب بها.
  23. لكني أفتقر إلى مهارات المصمم لبناء الدوائر التي تلبي احتياجاتي.
  24. آمل أن أكون قد لفتت اهتمامك بهذه المشكلة وآمل أن تجد الوقت لتصميم شيء لي.
  25. ربما يمكن أن تصبح هذه الدائرة مائة على موقعك!
  26. عمل رائع أيضًا مع موقعك وأتمنى الأفضل لك!

التصميم

يمكن تقسيم مفهوم الدائرة الذي تمت مناقشته لشحن بطاريات متعددة تلقائيًا باستخدام مكثف تفريغ إلى 3 مراحل:

  1. مرحلة كاشف المقارنة opamp
  2. IC 555 مولد فاصل تشغيل / إيقاف
  3. تفريغ مرحلة الدائرة مكثف

يتم تكوين مراحل opamp للحفاظ على استشعار مستمر لمستوى شحن البطارية ، وبالتالي تنفيذ قطع / استعادة عملية الشحن عبر البطاريات المرفقة بمدخلاتها ذات الصلة. تتم عملية الشحن من خلال نظام تفريغ مكثف.





دعونا نلقي الضوء على النقاط المختلفة بشكل مفصل:

4 دارة شاحن بطارية Opamp ذاتية التنظيم

المرحلة الأولى في هذا التصميم هي بطارية opamp على دائرة كاشف الشحن ، ويمكن رؤية التخطيطي لهذه المرحلة أدناه:



قائمة الاجزاء:

opamps: LM324

الإعدادات المسبقة: 10 كيلو

زينر 6 فولت / 0.5 وات

R5 = 10 كيلو

الثنائيات = 6A4 أو حسب مواصفات الشحن

سننظر هنا فقط في 4 بطاريات ، وبالتالي استخدم 4 opamps لقطع الشحن الزائد المعنية. A1 إلى A4 opamps مأخوذة من رباعي opamp IC LM324 ، كل منها تم تكوينه كمبرمجين لاكتشاف البطارية المطابقة المرفقة على مستويات الشحن.

كما يتضح من الرسم التخطيطي ، يتم تكوين المدخلات غير المقلوبة لكل من opamps مع إيجابيات البطارية ذات الصلة لتمكين الاستشعار المطلوب لجهود البطارية.

ترتبط إيجابيات البطاريات الفردية بإخراج تفريغ المكثف ، والذي سنناقشه في الجزء الأخير من المقالة.

تم تعيين دبابيس (-) المقلوبة من opamps إلى مستوى مرجعي ثابت من خلال صمام زينر مشترك واحد.

الإعدادات المسبقة المرفقة مع (+) أو المدخلات غير المقلوبة لل opamps وتستخدم لإعداد نقاط رحلة دقيقة كاملة الشحن فيما يتعلق بالمستويات المرجعية المقابلة (-) pin zener.

يتم تعيين الإعدادات المسبقة بحيث عندما يصل جهد البطارية ذي الصلة إلى مستوى الشحن الكامل ، فإن القيمة المتناسبة في دبوس (+) من opamp تتجاوز المستوى المرجعي (-) pin zener.

يحول الوضع أعلاه على الفور ناتج opamp من 0V الأولي إلى منطق مرتفع يساوي مستوى جهد الإمداد.

يؤدي هذا الارتفاع عند خرج opamp إلى تشغيل دائرة IC 555 atable بحيث يتم تمكين IC 555 لإنتاج فترات تشغيل / إيقاف دورية على دائرة تفريغ المكثف المرفقة ... المناقشة التالية سوف تشرح لنا الإجراءات:

IC 555 Astable لتوليد تشغيل / إيقاف دوري

يُظهر التخطيط التالي مرحلة IC 555 التي تم تكوينها على أنها مستقرة لتوليد التبديل بين التشغيل / الإيقاف الدوري المقصود لدائرة تفريغ المكثف اللاحقة.

IC 555 Astable لتوليد تشغيل / إيقاف دوري

قائمة الاجزاء

IC = IC 555

R2 = 22 ألف

R1، C2 = احسب للحصول على معدل دورة تفريغ الشحن المطلوب

كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه ، فإن الدبوس رقم 4 وهو دبوس إعادة تعيين IC 555 متصل بإخراج مرحلة opamp ذات الصلة.

سيكون لكل من opamps مراحل IC 555 منفصلة خاصة به جنبًا إلى جنب مع مرحلة دائرة تفريغ المكثف .

بينما تكون البطارية في عملية الشحن ويتم الاحتفاظ بإخراج opamp عند الصفر ، يظل IC 555 ثابتًا معطلاً ، ولكن في اللحظة التي يتم فيها شحن البطارية المرفقة ذات الصلة بالكامل ، ويتحول خرج opamp المعني إلى إيجابي ، يصبح IC 555 المتصل ثابتًا المنشط ، مما يتسبب في قيام طرف الإخراج رقم 3 الخاص به بإنشاء دورات تشغيل / إيقاف دورية.

تم تكوين الدبوس رقم 3 في IC 555 بدائرة تفريغ مكثف فردية خاصة به ، والتي تستجيب لدورات التشغيل / الإيقاف من مرحلة IC 555 وتبدأ عملية شحن وتفريغ مكثف عبر البطارية ذات الصلة.

لفهم كيفية تصرف مكثف التفريغ هذا استجابة لدورات IC 555 ON / OFF ، قد نضطر إلى الانتقال إلى القسم التالي من المقالة:

دائرة شاحن تفريغ مكثف:

حسب الطلب ، يلزم شحن البطارية من خلال دائرة تفريغ مكثف ، وقد توصلت إلى الدائرة التالية ، وآمل أن تقوم بالمهمة وفقًا للتوقعات:

يمكن تعلم عمل الدائرة لدائرة شاحن تفريغ المكثف الموضحة أعلاه الشرح التالي:

  • طالما بقي IC 555 في حالة التعطيل ، يُسمح لـ BC547 بالحصول على التحيز المطلوب من خلال المقاوم الأساسي 1K ، والذي بدوره يحافظ على ترانزستور TIP36 المرتبط في وضع التشغيل.
  • يسمح هذا الموقف لشحن مكثف المجمع عالي القيمة إلى الحد الأقصى المسموح به. في هذا الموقف ، يتم تسليح المكثف في وضع الاستعداد المشحون.
  • في اللحظة التي يتم فيها تنشيط مرحلة IC 555 وتبدأ دورة ON OFF ، تتوقف فترات إيقاف الدورة عن إيقاف تشغيل زوج BC547 / TIP36 ، وتتحول إلى أقصى الجانب الأيسر TIP36 ، والتي تغلق على الفور وتفريغ الشحنة من المكثف إلى البطارية المرتبطة إيجابي.
  • دورة التشغيل التالية من IC 555 تعيد الوضع إلى الظروف السابقة وتشحن مكثف 20000 فائق التوهج ، ومرة ​​أخرى ، مع دورة إيقاف التشغيل التالية ، يُسمح للمكثف بتفريغ شحنته عبر الترانزستور TIP36 ذي الصلة.
  • يتم تنفيذ عملية الشحن والتفريغ هذه بشكل مستمر حتى تصبح البطارية المقابلة مشحونة بالكامل ، مما يضطر opamp إلى إيقاف التشغيل نفسه والإجراءات بأكملها.

تعمل جميع opamps بنفس الطريقة ، من خلال استشعار حالة البطارية المرفقة والبدء الذاتي في الإجراءات الموضحة أعلاه.

هذا يختتم الشرح المتعلق بشاحن البطاريات التلقائي المتعدد المقترح باستخدام شحن تفريغ مكثف ، إذا كان لديك أي أسئلة أو شكوك ، فلا تتردد في التواصل من خلال التعليقات ...




السابق: حلبة كاشف اللون مع كود اردوينو التالى: شرح وحدة تشغيل محرك L298N DC