Penguji Kapasitas Baterai Arduino:Cara Kerjanya dan Mengapa Anda Membutuhkannya

Baterai NiMH dan Lithium palsu telah membanjiri pasar. Mereka mengiklankan kapasitas yang lebih tinggi daripada nilai sebenarnya. Jadi, di situlah penguji kapasitas baterai Arduino masuk untuk membedakannya.

Selain itu, perangkat ini efektif untuk memeriksa kapasitas baterai LED laptop 18650 yang dipulihkan.

Tapi bagaimana cara kerja perangkat? Mengapa Anda membutuhkannya? Artikel ini akan menjawab semua pertanyaan ini, menyoroti langkah-langkah mendetail dalam membuat perangkat, dan banyak lagi.

Mari kita mulai.

Mengapa Anda Membutuhkan Penguji Kapasitas Baterai?

Peringkat baterai biasanya lebih tinggi dari kapasitasnya, dan sel cenderung menua. Jadi, Jika Anda berencana untuk melakukan bagian penting dari perawatan baterai, penting untuk mendapatkan penguji kapasitas baterai. Dan melakukan tes ini membantu Anda mengetahui sisa energi yang tersimpan di baterai Anda.

Selain itu, ini membantu Anda mengetahui berapa banyak arus yang dapat diberikan baterai Anda pada tegangan akhir tertentu untuk waktu tertentu.

Manfaat lainnya termasuk:

• Ini membantu Anda mengetahui kapan harus mengganti baterai.
• Anda akan mendapatkan wawasan tentang intersel yang rusak dan konektor sel yang lemah.
• Ini membantu Anda mengetahui posisi baterai Anda pada kurva masa pakainya yang dapat diprediksi.

Bagaimana Cara Kerja Penguji Kapasitas Baterai?

Penguji kapasitas baterai bekerja dengan mengambil kapasitas listrik dari baterai selama periode tertentu. Jadi, jumlah energi yang dikeluarkan perangkat dari baterai sama dengan nilai ampere-jam baterai.

Baterai yang berbeda memiliki batas debit yang berbeda. Misalnya, baterai timbal-asam adalah 1,67V per sel. Tapi, baterai timbal-asam memiliki batas 1,0V per sel. Oleh karena itu, jika Anda menggunakan baterai ini, Anda harus memiliki debit minimum 20V dan tegangan nominal 24V.

Perangkat mungkin tidak memberi Anda kapasitas yang tepat dari baterai Anda. Sebaliknya, itu akan menghasilkan output yang sama dengan peringkat ampere-jamnya. Jadi, baterai Anda berguna jika memiliki kapasitas lebih dari 80% untuk satu jam pengosongan.

Penguji kapasitas baterai yang ideal memastikan bahwa ia mempertahankan arus reguler dari peringkat ampere baterai Anda selama periode pengosongan penuh. Dan arus reguler akan tetap ada meskipun terminal baterai berubah.

Selain itu, penguji kapasitas dinamis membantu menjaga arus pelepasan konstan dengan mengubah resistansi beban baterai berdasarkan tegangan. Jadi, ketika pelepasan dimulai, resistansi beban akan berubah secara dinamis untuk mempertahankan arus yang dibutuhkan. Selain itu, perangkat akan menawarkan nilai resistansi pada tegangan terminal.

Penguji Kapasitas Baterai Arduino DIY

Di sini, kami akan fokus membuat penguji kapasitas baterai bertenaga Arduino DIY di bagian ini. Anda dapat menjalankan proyek ini dari rumah jika rajin mengikuti langkah-langkah di bawah ini.

Alat dan Komponen yang Diperlukan untuk Proyek

Alat

• Pencabut kabel
• Besi solder
• Pemotong Kawat

Pemotong kawat

• Pengukur penjepit

Pengukur penjepit

• Blower udara panas
• Multimeter

Multimeter

Komponen

• Heatsink
• Tombol Tekan
• Resistor ohm keramik
• PCB

PCB

• Opamp LM358
• Kapasitor 220uF
• Terminal Sekrup
• Tutup Tombol Tekan
• Penghentian PCB
• Arduino Nano

Arduino Nano

• Kapasitor 100nF
• Layar OLED (0,96 inci)
• Papan Prototipe
• Resistor daya (1M dan 4,7K)
• Tabung Heatshrink
• Referensi tegangan RF LM385BZ_1.2

Langkah

1. Gambar Skema Penguji Kapasitas Baterai dan Bagi Menjadi Lima Bagian

1. Sirkuit buzzer :Anda dapat menggunakan rangkaian buzzer ini untuk memberitahukan awal dan akhir proyek ini. Selain itu, pin digital Arduino bergabung dengan buzzer 5 volt.

2. Sirkuit tegangan baterai :Pin analog Arduino mengukur tegangan baterai. Dengan kapasitor C3 dan C4, Anda dapat dengan mudah menyaring kebisingan dari rangkaian beban arus stabil, dan dapat mengurangi kinerja konversi ADC.

3. Sirkuit catu daya :Terdiri dari jack DC 9 volt, dan dilengkapi dengan dua kapasitor; C1 dan C2. Pin Arduino (Vin) terhubung dengan output daya (Vout), dan regulator tegangan Arduino menurunkan arus menjadi 5 volt.

4. Sirkuit beban arus tetap :Op-amp LM358 dengan dua amp operasional adalah elemen kunci dari rangkaian ini. R2 dan C6 mewakili resistor daya dengan mekanisme filter lolos rendah yang menghilangkan sinyal PWM yang dibuat oleh pin Arduino D10.

5. Sirkuit UI :Terutama, sirkuit ini memiliki layar 0,96 inci dan dua tombol (tombol ke bawah dan ke atas untuk menurunkan dan menaikkan lebar pulsa PWM). C7 dan C8 sangat cocok untuk melepaskan tombol tekan, sedangkan R4 dan R3 mewakili resistor pull-up yang cocok untuk tombol tekan bawah dan atas.

2. Cara Kerjanya

Input OpAmp Pin 2 dan Pin 3 adalah satu amp terpadu untuk proyek ini. Untuk membuka gerbang MOSFET, Anda harus menetapkan tegangan input non-pembalik dengan menyetel sinyal PWM.

Jadi, arus memasuki R1 saat MOSFET menyala sambil menciptakan penurunan tegangan yang memberikan umpan balik negatif OpAmp. Sistem ini memungkinkan tegangan non-pembalik dan input serupa dengan kontrol MOSFET. Selain itu, arus resistor beban berbanding lurus dengan tegangan input non-pembalik OpAmp.

3. Menghitung Kapasitas Baterai

Rumus yang diperlukan untuk menghitung kapasitas baterai adalah sebagai berikut:

• mAh =I x T

Dalam persamaan di atas;

• mAh =kapasitas baterai
• I =arus (mA)
• T =waktu (jam)

Arus pelepasan stabil selama pengujian Anda karena rangkaian beban arus stabil.

4. Membuat Sirkuit untuk Penguji Baterai Arduino

Pertama, sambungkan sirkuit ke papan tempat memotong roti untuk melihat apakah itu berfungsi. Jika ya, jalankan penyolderan komponen pada papan sirkuit prototipe.

Berikut adalah langkah-langkah yang dapat Anda ikuti untuk mencapai hasil yang sangat baik:

• Instal Nano dengan membagi pin header perempuan dengan jepit diagonal, memberikan 15 pin untuk setiap bagian. Kemudian, pastikan kedua bagian terpasang dengan benar ke dalam Arduino nano.

• Iris header perempuan 4-pin dan gunakan untuk menyolder layar OLED ke board

• Setelah itu, gabungkan komponen dan terminal yang tersisa ke papan melalui penyolderan. Juga, pastikan untuk menggunakan kabel berwarna untuk membantu membedakannya pada skema.

5. Tampilkan layar OLED

Gunakan monitor OLED resolusi 128 x 64 dengan 0,96 inci untuk menampilkan kapasitas, voltase baterai, dan voltase pengosongan. SDA dan SCL adalah dua pin yang diperlukan untuk komunikasi di Arduino Uno.

Untuk menampilkan parameter, gunakan pustaka Adafruit_SSD1306, yang bisa Anda dapatkan di GitHub. Setelah menginstalnya, jalankan koneksi berikut dalam urutan ini:

• 5V ke VCC
• A4 ke SDA
• GND ke GND
• A5 ke SCL
• Arduino ke OLED

6. Pasang Standoffs dan Hubungkan Buzzer untuk Peringatan Peringatan

Buzzer piezo adalah komponen yang diperlukan untuk pemberitahuan peringatan selama pengujian. Muncul dengan dua terminal; kaki positif yang lebih panjang dan kaki negatif yang lebih pendek. Selain itu, bel memiliki stiker yang menunjukkan terminal positif dan negatif.

Jika tidak ada ruang untuk memasukkan buzzer pada papan prototipe, Anda dapat menggabungkannya ke papan sirkuit utama dengan dua kabel.

Berikut adalah koneksi yang diperlukan:

• GND ke terminal Negatif
• Arduino ke buzzer
• Terminal positif ke D9

Setelah itu, pasang standoff dengan menyoldernya ke papan. Dengan begitu, Anda akan memiliki lebih banyak ruang untuk kabel dan sambungan solder.

7. Rancang PCB Anda

Selanjutnya, gunakan aplikasi online EasyEDA untuk mendesain skema PCB Anda.

Dengan gambar skema, Anda dapat mulai mengatur komponen PCB Anda secara teratur sambil menempati ruang sekecil apa pun. Jika Anda berencana untuk menempatkan PCB di dalam enklosur, pastikan bahwa PCB dilengkapi dengan lubang pemasangan.

Kemudian, lakukan routing pada PCB dengan alat pelacak. Prosesnya melibatkan menghubungkan setiap komponen untuk menghindari tumpang tindih.

Jika Anda ingin menambahkan teks, gunakan lapisan sutra di papan tulis. Juga, Anda dapat mencetak gambar logo di papan jika Anda mau.

8. Perakitan PCB

Untuk merakit komponen dan suku cadang ke PCB, Anda memerlukan multimeter, besi solder, dan penjepit. Aturan praktisnya adalah menjalankan penyolderan papan berdasarkan ketinggian masing-masing komponen atau bagian.

Berikut adalah langkah-langkah perakitan yang harus dilakukan:

• Masukkan kaki-kaki komponen ke dalam lubang PCB dan balikkan PCB.
• Selanjutnya, bawa ujung besi solder ke kaki komponen di belakang dan solder sambungannya.
• Kemudian, pasang lead ke pad junction dan tutup agar lead mengalir di sekitar kaki komponen.

9. Kode, Perangkat Lunak, dan Pustaka Arduino

Pada tahap ini, Anda harus mendownload library dan kode Arduino.

Jadi, berikut adalah dua perpustakaan yang perlu Anda unduh dan instal:

• Adafruit_SSD1306
• JC_button

10. Lakukan Tes Akhir

Untuk menjalankan tes akhir, isi baterai dengan pengisi daya yang baik. Setelah itu, gabungkan baterai yang sama ke terminal baterai sebelum menempatkan arus sesuai kebutuhan Anda dan tahan tombol ATAS setidaknya selama 10 detik. Pada titik ini, Anda akan mendengar suara notifikasi untuk menyatakan awal prosedur pengujian Anda.

Saat menguji penguji kapasitas baterai Arduino DIY, periksa semua parameter pada layar OLED. Selama pengujian, Anda akan melihat daya baterai habis hingga mencapai ambang 3,2 volt, membuat bunyi bip tertunda.

FAQ

Bagaimana cara menguji kapasitas baterai?

Hubungkan penguji kapasitor baterai ke kontak negatif dan positif baterai Anda; itu akan bekerja dengan menambahkan beban. Kemudian, ia akan mengamati arus dan tegangan baterai. Biasanya, penguji baterai menawarkan pembacaan yang tepat berdasarkan jenis baterai yang terbaca.

Bagaimana Anda memantau baterai di Arduino?

Hubungkan baterai Anda ke Arduino Vin, dan Anda akan melihat voltase baterai Anda di layar.

Bagaimana kapasitas baterai lithium diukur?

Anda dapat mengukur kapasitas ini dalam Ah (ampere-jam). Jadi, jika Anda memiliki 1 ampere-jam, Anda dapat menarik 1 ampere dari sel dalam satu jam.

Kata Penutup  

Penguji kapasitas baterai Arduino adalah alat yang sangat baik untuk menjaga baterai Anda dalam kondisi yang baik. Jadi, Anda dapat memilih untuk membangun atau membelinya.

Saat Anda melakukannya, pastikan perangkat tersebut kompatibel dengan baterai Anda. Dan fitur-fiturnya bermanfaat untuk kebutuhan Anda.

Jadi, apa pendapat Anda tentang perangkat ini? Jangan ragu untuk menghubungi kami dengan pertanyaan atau saran Anda.