Mạch sạc acquy 12V sử dụng lm317 (nguồn 12v)

Hầu hết các dự án điện tử của chúng tôi được cung cấp năng lượng bằng pin Axit Chì, trong dự án này, chúng ta hãy thảo luận về cách sạc lại Pin axit chì này với sự trợ giúp của một mạch điện đơn giản có thể dễ dàng hiểu và xây dựng từ nhà. Dự án này sẽ giúp bạn tiết kiệm chi phí đầu tư vào bộ sạc pin và giúp bạn kéo dài tuổi thọ pin. Vậy hãy bắt đầu!!!!

Hãy bắt đầu bằng cách hiểu một số điều cơ bản về Pin Axit Chì để chúng ta có thể xây dựng bộ sạc hiệu quả hơn. Hầu hết các loại ắc quy axit chì trên thị trường là loại ắc quy 12V. Ah (Ampe giờ) của mỗi pin có thể thay đổi tùy theo dung lượng yêu cầu, ví dụ như pin 7 Ah sẽ có thể cung cấp 1 Amps trong thời gian 7 giờ (1 Amps * 7 giờ = 7 Ah). Bây giờ sau khi xả hoàn toàn, phần trăm pin sẽ vào khoảng 10,5, đây là lúc để chúng ta sạc pin. Dòng sạc của pin được khuyến nghị bằng 1/10 xếp hạng Ah của pin. Vì vậy, đối với pin 7 Ah, dòng sạc nên vào khoảng 0,7 Amps. Dòng điện lớn hơn mức này có thể gây hại cho pin, dẫn đến giảm tuổi thọ pin. Hãy cân nhắc điều này, nhỏ tự chếbộ sạc sẽ có thể cung cấp cho bạn điện áp thay đổi và dòng điện thay đổi. Dòng điện có thể được điều chỉnh dựa trên đánh giá Ah hiện tại của pin.

Mạch sạc Pin Axit Chì này cũng có thể được sử dụng để sạc điện thoại di động của bạn, sau khi điều chỉnh điện áp và dòng điện theo điện thoại di động, sử dụng POT. Mạch này sẽ cung cấp Nguồn điện DC được điều chỉnh từ nguồn điện AC và sẽ hoạt động như Bộ chuyển đổi AC-DC; Trước đây tôi đã tạo một Bộ nguồn biến đổi với đầu ra dòng điện và điện áp cao.

Các thành phần bắt buộc:

• Biến áp 12V 1Amp
• IC LM317 (2)
• Cầu diode W005
• Khối đầu cuối kết nối (2)
• Tụ 1000uF, 1uF
• Tụ điện 0,1uF (5)
• Biến trở 100R
• Điện trở 1k (5)
• Điện trở 10k
• Diode- Nn007 (3)
• LM358 - Opamp
• 0,05R - Điện trở Shunt / dây
• LCD-16 * 2 (tùy chọn)
• Arduino Nano (tùy chọn)

Giải thích mạch:

Sơ đồ hoàn chỉnh của Mạch sạc pin này được hiển thị bên dưới:

Mục tiêu chính của mạch nguồn 12V là kiểm soát điện áp và dòng điện cho pin để có thể sạc pin một cách tốt nhất có thể. Với mục đích này, chúng tôi đã sử dụng hai IC LM317, một được sử dụng để điều khiển điện áp và một được sử dụng để hạn chế dòng điện. Ở đây, trong mạch của chúng ta, IC U1 được sử dụng để điều khiển dòng điện và IC U3 được sử dụng để điều khiển điện áp. Tôi thực sự khuyên bạn nên đọc bảng dữ liệu của LM317 và hiểu nó, để nó có ích trong khi thử các dự án tương tự vì LM317 là bộ điều chỉnh Biến được sử dụng nhiều nhất.

Mạch điều chỉnh điện áp:

Một mạch điều chỉnh điện áp đơn giản , được lấy từ biểu dữ liệu của LM317, được hiển thị trong hình trên. Ở đây điện áp đầu ra được quyết định bởi các giá trị điện trở R1 và R2, trong trường hợp của chúng tôi, điện trở R2 được sử dụng như một biến trở để điều khiển điện áp đầu ra. Công thức tính điện áp đầu ra là Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Sử dụng công thức này, giá trị của điện trở 1K (R8) và 10K - nồi (RV2) được chọn. Bạn cũng có thể sử dụng máy tính LM317 này để tính giá trị của R2.

Mạch giới hạn hiện tại:

Các hiện Limiter Circuit, lấy từ datasheet LM317 của, được hiển thị trong hình ở trên; đây là một mạch đơn giản có thể được sử dụng để giới hạn dòng điện trong mạch của chúng ta dựa trên giá trị điện trở R1. Công thức tính dòng ra là Iout = 1.2 / R1. Dựa trên các công thức này, giá trị của nồi RV1 được chọn là 100R.

Do đó, để điều khiển dòng điện và điện áp, hai chiết áp RV1 và RV2 được sử dụng tương ứng như trong sơ đồ trên. LM317 được cung cấp bởi một cầu diode; các cầu Diode tự nó được kết nối với một máy biến áp thông qua kết nối P1. Định mức của máy biến áp là 12V 1 Amps. Chỉ riêng mạch này là đủ để chúng ta tạo ra một mạch đơn giản, nhưng với sự trợ giúp của một số thiết lập bổ sung, chúng ta có thể theo dõi dòng điện và điện áp của bộ sạc trên màn hình LCD, được giải thích bên dưới.

Hiển thị điện áp và dòng điện trên màn hình LCD bằng Arduino:

Với sự trợ giúp của Arduino Nano và màn hình LCD (16 * 2), chúng tôi có thể hiển thị các giá trị điện áp và dòng điện của bộ sạc. Nhưng, làm thế nào chúng ta có thể làm điều này !!

Arduino Nano là Vi điều khiển hoạt động 5V, bất kỳ thứ gì lớn hơn 5V sẽ giết chết nó. Tuy nhiên, bộ sạc của chúng tôi hoạt động trên 12V, do đó với sự trợ giúp của mạch phân áp, giá trị của (0-14) Volt được ánh xạ xuống (0-5) V bằng cách sử dụng điện trở R1 (1k) và R2 (500R), như có trước đó đã thực hiện trong Mạch cấp nguồn điều chỉnh 0-24v 3A, để hiển thị Điện áp trên màn hình LCD bằng Arduino Nano.

Để đo dòng điện, chúng tôi sử dụng một điện trở shunt R4 có giá trị rất thấp để tạo ra một điện áp rơi trên điện trở, như bạn có thể thấy trong mạch bên dưới. Bây giờ bằng cách sử dụng máy tính Định luật Ohms, chúng ta có thể tính dòng điện chạy qua điện trở bằng công thức I = V / R.

Trong mạch của chúng ta giá trị của R4 là 0,05R và dòng điện tối đa có thể đi qua mạch của chúng ta sẽ là 1,2 Amps vì máy biến áp được đánh giá như vậy. Đánh giá sức mạnh của điện trở có thể được tính bằng P = I ^ 2 R. Trong trường hợp của chúng ta, P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07 nhỏ hơn một phần tư watt. Nhưng nếu bạn không nhận được 0,05R hoặc nếu xếp hạng hiện tại của bạn cao hơn, thì hãy tính Công suất cho phù hợp. Bây giờ nếu chúng ta có thể đo điện áp rơi trên điện trở R4, chúng ta sẽ có thể tính dòng điện qua mạch bằng cách sử dụng Arduino của chúng ta. Tuy nhiên, sự sụt giảm điện áp này là rất nhỏ để Arduino của chúng tôi đọc được nó. Do đó, một mạch Bộ khuếch đại được xây dựng bằng Op-amp LM358 như thể hiện trong hình trên, đầu ra của Op-Amp này được cấp cho Arduino của chúng ta thông qua một mạch RC để đo dòng điện và hiển thị trên màn hình LCD.

Khi chúng tôi quyết định giá trị của các thành phần trong mạch của mình, chúng tôi luôn khuyến nghị sử dụng phần mềm mô phỏng để xác minh các giá trị của chúng tôi trước khi chúng tôi tiếp tục với phần cứng thực tế của mình. Ở đây, tôi đã sử dụng Proteus 8 để mô phỏng mạch như hình dưới đây. Bạn có thể chạy mô phỏng bằng cách sử dụng tệp (12V_charger.pdsprj) được cung cấp trong tệp zip này.

Xây dựng bộ sạc pin:

Khi bạn đã sẵn sàng với mạch, bạn có thể bắt đầu xây dựng bộ sạc của mình, bạn có thể sử dụng bảng Perf cho dự án này hoặc xây dựng PCB của riêng bạn. Tôi đã sử dụng PCB, PCB được tạo ra bằng KICAD. KICAD là phần mềm thiết kế PCB mã nguồn mở và có thể tải xuống trực tuyến miễn phí. Nếu bạn không quen thuộc với thiết kế PCB, đừng lo lắng !!!. Tôi đã đính kèm Gerber và các tệp in khác (tải xuống tại đây), tệp này có thể được giao cho nhà sản xuất PCB tại địa phương của bạn và bảng của bạn có thể được chế tạo. Bạn cũng có thể xem PCB của mình sẽ trông như thế nào sau khi sản xuất, bằng cách tải các tệp Gerber này (tệp zip) lên bất kỳ Trình xem Gerber nào. Các thiết kế PCB của bộ sạc của chúng tôi được trình bày dưới đây.

Sau khi PCB được chế tạo, hãy lắp ráp và hàn các thành phần dựa trên các giá trị được đưa ra trong sơ đồ, để thuận tiện cho bạn, BOM (Hóa đơn vật liệu) cũng được đính kèm trong tệp zip nêu trên, để bạn có thể mua và lắp ráp chúng một cách dễ dàng. Sau khi lắp ráp Bộ sạc của chúng tôi sẽ trông giống như thế này…

Kiểm tra bộ sạc pin:

Bây giờ đã đến lúc kiểm tra bộ sạc của chúng tôi, Arduino và màn hình LCD là không cần thiết để bộ sạc hoạt động. Chúng chỉ được sử dụng cho mục đích giám sát. Bạn có thể gắn kết chúng bằng cách sử dụng Bergstick như hình trên, để có thể tháo chúng ra khi cần cho dự án khác.

Với mục đích thử nghiệm, hãy tháo Arduino và kết nối máy biến áp của bạn, bây giờ điều chỉnh điện áp đầu ra thành điện áp yêu cầu của chúng tôi bằng cách sử dụng POT RV2. Kiểm tra điện áp bằng đồng hồ vạn năng và kết nối nó với pin như hình dưới đây. Đó là bộ sạc của chúng tôi hiện đã hoạt động.

Bây giờ, trước khi cắm Arduino, hãy kiểm tra điện áp đầu vào của chân A0 và A1 của Arduino Nano, nó không được vượt quá 5V nếu mạch ra hoạt động bình thường. Nếu mọi thứ đều ổn, hãy kết nối Arduino và màn hình LCD của bạn. Sử dụng Chương trình dưới đây để tải lên trong Arduino của bạn. Chương trình này sẽ chỉ hiển thị giá trị Điện áp và Hiện tại của bộ sạc của chúng tôi, chúng tôi có thể sử dụng điều này để đặt điện áp và theo dõi xem pin của chúng tôi có được sạc đúng cách hay không. Kiểm tra Video được cung cấp bên dưới.

Nếu mọi thứ hoạt động như mong đợi, bạn sẽ nhận được màn hình LCD như trong các hình trước. Bây giờ, mọi thứ đã hoàn tất, tất cả những gì chúng ta phải làm là kết nối bộ sạc của chúng ta với bất kỳ pin 12V nào và sạc nó bằng điện áp và dòng điện ưu tiên. Cũng có thể sử dụng cùng một bộ sạc để sạc điện thoại di động của bạn, nhưng hãy kiểm tra định mức dòng điện và điện áp cần thiết để sạc điện thoại di động trước khi kết nối. Bạn cũng cần gắn cáp USB vào mạch của chúng tôi để sạc điện thoại di động.

Nếu bạn có bất kỳ nghi ngờ nào, xin vui lòng sử dụng phần bình luận. Chúng tôi luôn sẵn sàng giúp đỡ bạn!!

HỌC VUI VẺ !!!!