Mikrodenetleyici Tabanlı (PIC16F690) Pil Monitörü BQ2018

Pil monitörü PIC16F690 mikrodenetleyici üzerine kurulu devrenin akım sensör katında BQ2018 enteresi kullanılıyor sönt direnç üzerinden alınan değere göre lcd ekran üzerinde pil voltajı, kullanım yüzdesi (+ akü, pil Ah değeri), çekilen akım bilgileri görüntüleniyor. Akım ölçüm aralığı. 1mA … 100 Amper arası kapasitesi en yüksek 999Ah

Yazılım PIC16F690 için yazılmıştır. şu anda 3.9k. kısacası şunlardan oluşur

HDQ protokolünü bq2018 ile konuşan, bit-çatlak bir iletişim yolu.
Klavyeyi okuyan bir döngü
Timer1 tarafından her 262,14 ms’de bir yürütülen bir ISR. Diğer aralıklar bundan türetilir
Her 30 saniyede bir çalışan ve bq2018’den geçerli değerleri okuyan ve ekranı güncelleyen bir rutin.
Her altı saatte bir çalışan ve bq2018’den geçerli değerleri okuyan ve sayaçlarını sıfırlayan bir rutin
Başlangıçta aşağı düğmesi basılı tutulursa etkinleştirilen bir kalibrasyon rutini
Hareketsiz voltajı yaklaşık şarj yüzdesine çeviren bir rutin.
Dönüştürme ve biçimlendirme için destek yordamları.
Daha sonra EEPROM’a kaydedilen pil parametrelerini girdiğiniz yere dikkat edin.

Gücü ölçmek teoride basittir. Akımı ölçün ve entegre edin. Geçici yükleri işlemek için, sık sık örneklemeniz ve iyi bir doğruluk elde etmek için, tercihen 16 bite eşdeğer iyi bir çözünürlüğe sahip olmanız gerekir. Ya akımı PIC’in DAC’si ile ölçer ve sürekli olarak eklersiniz (örnekleme ölçümü), alternatif olarak akımı, frekansın akımla orantılı olduğu bir darbe dizisine dönüştürebilir ve darbeleri sayabilirsiniz (entegre ölçüm). Her iki yöntemin de artıları ve eksileri vardır. Bir LM331 V/F dönüştürücü ile maksimum teorik çözünürlük 1/100000’dir, bu da 16-17 bit’e karşılık gelir. Hem + hem de -‘yi ölçmemiz gerektiğinden çözünürlüğün yarıya düştüğüne dikkat edin.

LM 331 ilk olarak National Semiconductor (NS) tarafından geliştirildi ve NS daha sonra, NS web sitesinin çevrimdışı duruma gelmesinden kısa bir süre sonra Texas Instruments (TI) tarafından satın alındı. Bu makale bunu tartışmaktadır.

Bir örnekleme ölçümünün uygulanması daha kolaydır, entegre bir ölçüm ise zaman içinde daha iyi doğruluk sağlar. Farklılıklara Maxim’in AN485’inde kısaca değinilmiştir . Ancak bu uygulama notu, uzun vadeli doğrulukla ilgili teorik arka planı ve muhakemeyi içermez. Bu faktörler , IEEE’nin “Akıllı pil analog ön uç mimarisi karşılaştırması” bölümünde ayrıntılı olarak ele alınmıştır . Entegrasyon çözümü, niceleme hatasını uzun vadeli hesaplamada bir faktör olarak ortadan kaldırır. Kağıt üzerinde aynı çözünürlüğe (3,05uV) sahip olan ADC ve VFC arasındaki bir karşılaştırmada, şarj/deşarj döngüsünün sonunda ADC çözümünün hatası %17 iken VFC çözümünün hatası %0,08’dir.

Akımın kendisini ölçmek için bir şönt üzerindeki voltaj düşüşünü kullanabilirsiniz (ki bu aşırı durumda örneğin toprak örgüsü olabilir!) veya hazır bir sensör, örneğin bir Hall etkisi sensörü de kullanabilirsiniz. . Teknolojinin bir özeti burada bulunabilir Hall etkisi sensörlerinin avantajı, doğrudan PIC’in DAC’sine uyan bir çıkış voltajı sağlamalarıdır, ancak zayıf akımları ölçmede kötüdürler. Bir akım şöntü, yükseltilmesi gereken zayıf bir voltaj üretir, ancak şantın kendisi çok geniş bir aralıkta doğrusaldır. Öte yandan, ölçüm teknolojisi açısından belirli zorluklara yol açan zayıf sinyaller sorunu vardır.

Hall-efekt sensörlerini orada bırakıp şöntlere konsantre olursak, iki şekilde “yüksek taraf”, yani bu durumda akümülatörün artı kutbunda veya akümülatörün eksi kutbunda “düşük taraf” olarak ölçüm yapabilirsiniz. Her ikisinin de avantajları ve dezavantajları vardır ve bu, Analog Cihazlardan Güncel anlamda Devre Koleksiyonu’nda ele alınmıştır .

Texas Instruments’ın bq2018 devresi, önceki prototipteki tüm analog parçanın yanı sıra V/F dönüştürücünün yerini alıyor. Bq2018, bir ön yükseltici, dengeli, kendi kendini kalibre eden bir V/F dönüştürücü, sıcaklık göstergesi ve sayaç içerir. Şarj ve deşarjı ölçmek için iki çift sayaç vardır:

CCR – Şarj, her 12,5µV/saat için 1’i sayar
CTC – Yükleme süresi, sayar 1/0.8789s
DCR – Deşarj, her 12,5µV/saat için 1’i sayar
DTC – Deşarj süresi, 1/0,8789 saniye sayılır

Maksimum giriş voltajı +/- 200mV’dir, bu nedenle dinamik aralık 16.000 veya 84dB’dir. Tam ölçeğin 100A olduğunu varsayarsak, ölçebileceğiniz en düşük akım 6.3mA’dır, ancak daha da düşük ölçebilirsiniz, ancak o zaman cevap almanız 1 saatten uzun sürer. Uygulamada, ölçeğin alt ucu, gürültü ve girişim gibi diğer şeylerle sınırlanacaktır.

Bq2018, 25C’de sıcaklığa bağlı 1/sa sayan başka bir sayaç olan SCR’yi içerir. Bu değer her 10C’lik artışta ikiye katlanır ve her 10C’lik düşüşte yarıya iner. Bu hesap makinesi kendi kendine boşalmayı hesaplamak için kullanılır. Ayrıca, durum kayıtları ve diğer şeyler vardır. Doğruluk, maksimum %1 tekrarlanamazlık ve maksimum %2 doğrusalsızlık olarak belirtilmiştir.

Kaynak: http://dalton.ax/battmeter/