Penguji Kapasitas Baterai Arduino: Verifikasi Daya Asli, Deteksi Sel Palsu

Baterai NiMH dan Lithium palsu telah melimpah di pasar. Mereka mengiklankan kapasitas yang lebih tinggi dari nilai sebenarnya. Itulah sebabnya penguji kapasitas baterai Arduino hadir untuk membedakan perbedaannya.

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

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

Mari kita mulai.

Mengapa Anda Memerlukan Penguji Kapasitas Baterai?

Peringkat baterai biasanya lebih tinggi dari kapasitasnya, dan sel cenderung tua. Jadi, jika Anda berencana untuk melakukan bagian penting dari pemeliharaan baterai, sangat penting untuk mendapatkan penguji kapasitas baterai. Dan melakukan tes ini membantu Anda mengetahui energi yang tersisa yang disimpan dalam baterai Anda.

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

Manfaat lainnya meliputi:

• Membantu Anda mengetahui kapan harus mengganti baterai Anda.
• Anda akan mendapatkan wawasan tentang konektor sel intercell yang rusak dan lemah.
• Membantu Anda mengetahui posisi baterai Anda pada kurva hidup yang dapat diprediksinya.

Bagaimana Cara Kerja Penguji Kapasitas Baterai?

Penguji kapasitas baterai bekerja dengan mengambil kapasitas listrik dari baterai selama periode waktu tertentu. Jadi, jumlah energi yang diekstrak perangkat dari baterai sama dengan peringkat ampere-hour baterai.

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

Perangkat mungkin tidak memberikan Anda kapasitas baterai yang tepat. Sebaliknya, akan menghasilkan output yang sama dengan peringkat ampere-hournya. Jadi, baterai Anda berguna jika memiliki kapasitas di atas 80% untuk satu jam pengosongan.

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

Juga, penguji kapasitas dinamis membantu menjaga arus pengosongan konstan dengan mengubah beban resistor baterai berdasarkan tegangan. Jadi, saat pengosongan dimulai, beban resistor akan berubah secara dinamis untuk mempertahankan arus yang diperlukan. Juga, perangkat akan menawarkan nilai resistor pada tegangan terminal.

DIY Penguji Kapasitas Baterai Arduino

Di sini, kita akan fokus pada membuat penguji kapasitas baterai Arduino DIY dalam bagian ini. Anda dapat menjalankan proyek ini dari rumah jika Anda dengan tekun mengikuti langkah-langkah di bawah ini.

Alat dan Komponen yang Dibutuhkan untuk Proyek

Alat

• Strip kabel
• Pengol
• Pemotong kabel

Pemotong kabel

• Meter klip

Meter klip

• Blower udara panas
• Multimeter

Multimeter

Komponen

• Heatsink
• Tombol dorong
• Resistor ohm keramik
• PCB

PCB

• Opamp LM358
• Kapasitor 220uF
• Screw Terminal
• Cap Push-Buttons
• PCB Stand-off
• Arduino Nano

Arduino Nano

• Kapasitor 100nF
• Layar OLED (0,96 inci)
• Papan Prototipe
• Resistor daya (1M dan 4.7K)
• Heatshrink Tubing
• LM385BZ_1.2 RF voltage reference

Langkah-langkah

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

1. Rangkaian buzzer: Anda dapat menggunakan rangkaian buzzer ini untuk memberitahu awal dan akhir proyek ini. Plus, pin digital Arduino digabungkan dengan buzzer 5 volt.

2. Rangkaian 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 performa konversi ADC.

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

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

5. Rangkaian UI: Utama, rangkaian ini memiliki layar 0,96 inci dan dua tombol dorong (tombol turun dan naik untuk menurunkan dan meningkatkan lebar pulsa PWM). C7 dan C8 cocok untuk debouncing tombol dorong, sementara R4 dan R3 mewakili resistor pull-up yang cocok untuk tombol turun dan naik.

2. Cara Kerja

Input OpAmp Pin 2 dan Pin 3 adalah satu amp gabungan untuk proyek ini. Untuk membuka gate MOSFET, Anda harus menetapkan tegangan input non-inverting dengan menyesuaikan sinyal PWM.

Jadi, arus masuk ke R1 saat MOSFET menyala sambil menciptakan penurunan tegangan yang memberikan umpan balik negatif OpAmp. Sistem ini memungkinkan tegangan non-inverting dan input untuk serupa dengan kontrol MOSFET. Juga, arus resistor bebanding langsung proporsional dengan tegangan input non-inverting 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 pengosongan stabil selama tes Anda karena rangkaian beban arus stabil.

4. Membuat Rangkaian untuk Penguji Baterai Arduino

Pertama, hubungkan rangkaian ke breadboard untuk melihat apakah berfungsi. Jika ya, jalankan pengolahan komponen pada papan rangkaian prototipe.

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

• Instal Nano dengan membagi pin header female dengan penggaris diagonal, memberikan 15 pin untuk setiap bagian. Kemudian, pastikan kedua bagian dengan benar muat ke Arduino nano.

• Potong pin header female 4-pin dan gunakannya untuk memol kertas layar OLED ke papan

• Setelah itu, gabungkan komponen dan terminal yang tersisa ke papan melalui pengolahan. Juga, pastikan untuk menggunakan kabel berwarna untuk membantu membedakan mereka pada skematik.

5. Tampilkan layar OLED

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

Untuk menampilkan parameter, gunakan perpustakaan Adafruit_SSD1306, yang dapat 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 Standoff dan Hubungkan Buzzer untuk Peringatan

Buzzer piezo adalah komponen yang diperlukan untuk pemberitahuan peringatan selama tes. Dilengkapi dengan dua terminal; kaki positif yang lebih panjang dan kaki negatif yang lebih pendek. Juga, buzzer memiliki stiker yang menunjukkan terminal positif dan negatif.

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

Berikut adalah koneksi yang diperlukan:

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

Selanjutnya, pasang standoff dengan memol mereka ke papan. Dengan cara itu, Anda akan memiliki lebih banyak ruang untuk kabel dan sambungan pengolahan.

7. Desain PCB Anda

Selanjutnya, gunakan aplikasi online EasyEDA untuk merancang skematis untuk PCB Anda.

Dengan gambar skematik, Anda dapat mulai mengatur komponen PCB Anda bersama-sama dengan cara yang teratur sambil menempati ruang sekecil mungkin. Jika Anda berencana menempatkan PCB dalam kotak pelindung, verifikasi bahwa itu datang dengan lubang pemasangan.

Kemudian, lakukan routing pada PCB dengan alat pelacakan. Proses ini melibatkan menghubungkan setiap komponen untuk menghindari tumpang tindih.

Jika Anda ingin menambahkan teks, gunakan lapisan silk pada papan. Juga, Anda dapat mencetak gambar logo pada papan jika Anda memilih.

8. Pengrakitan PCB

Untuk merakit komponen dan bagian ke PCB, Anda akan memerlukan multimeter, pengol, dan penggaris. Aturan umumnya adalah menjalankan pengolahan papan berdasarkan tinggi komponen atau bagian individu.

Berikut adalah langkah-langkah pengrakitan yang harus dilakukan:

• Masukkan kaki komponen ke dalam lubang PCB dan balikkan PCB.
• Selanjutnya, bawa ujung pengol ke kaki komponen di bagian belakang dan pol sambungan.
• Kemudian, timpa timbal pada pad persambungan dan tutupi untuk memungkinkan timbal mengalir di sekitar kaki komponen.

9. Kode, Perangkat Lunak, dan Perpustakaan Arduino

Pada tahap ini, Anda akan harus mengunduh perpustakaan 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 charger yang baik. Selanjutnya, gabungkan baterai yang sama ke terminal baterai sebelum menempatkan arus sesuai kebutuhan Anda dan tahan tombol UP selama setidaknya 10 detik. Pada titik ini, Anda akan mendengar suara notifikasi untuk menyertifikasi awal prosedur tes Anda.

Saat menguji penguji kapasitas baterai Arduino DIY, periksa semua parameter pada layar OLED. Selama tes, Anda akan melihat baterai mengosong hingga mencapai ambang 3,2 volt, menghasilkan suara bip tertunda.

FAQs

Bagaimana cara menguji kapasitas baterai?

Hubungkan penguji kapasitas baterai ke kontak negatif dan positif baterai Anda; itu akan bekerja dengan menambahkan beban. Kemudian, akan mengamati arus dan tegangan baterai. Biasanya, penguji baterai memberikan pembacaan yang akurat berdasarkan jenis baterai yang dibacanya.

Bagaimana cara memantau baterai pada Arduino?

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

Bagaimana kapasitas baterai lithium diukur?

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

Kata Penutup

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

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

Jadi, apa pendapat Anda tentang perangkat ini? Silakan hubungi kami dengan pertanyaan atau saran Anda.