Circuito de protección contra sobredescarga de batería basado en Arduino

Circuito de protección contra sobredescarga de batería basado en Arduino

En esta publicación, vamos a construir un circuito de protección contra sobredescarga para batería de 12v usando Arduino que puede proteger la batería SLA de 12V contra sobredescarga, y también protege la carga conectada de sobrevoltaje en caso de que se conecte una batería sobrecargada.

Comprensión de las tasas de carga / descarga de la batería

Todas las baterías tienen un deterioro natural, pero la mayoría de ellas se dañan debido a la ignorancia por parte de los usuarios. La vida útil de la batería se acortará si el voltaje de una batería desciende por debajo de cierto grado, en el caso de una batería SLA de 12 V, no debe bajar de 11,80 V.

Este proyecto podría lograrse con comparadores, pero aquí estamos usando microcontroladores y codificación para lograr lo mismo.



Este circuito es muy adecuado para cargas resistivas y otras cargas que no generan ruido en el suministro durante la operación. Trate de evitar cargas inductivas como motores de CC con escobillas.

Los microcontroladores son sensibles al ruido y esta configuración puede leer valores de voltaje de error en tal caso, y puede cortar la carga de la batería con un voltaje incorrecto.

Cómo funciona

Protección contra sobredescarga de batería basada en Arduino

El discutido sobre la protección de descarga El circuito para batería de 12v consta de un divisor de voltaje que se encarga de reducir el voltaje de entrada y reducirlo a un rango estrecho donde arduino puede leer el voltaje.

La resistencia preestablecida de 10k se utiliza para calibrar las lecturas en arduino. Estas lecturas son utilizadas por arduino para activar el relé. La calibración de esta configuración se discutirá más adelante en el artículo.

Se utiliza un indicador LED para indicar el estado del relé. El transistor activa y desactiva el relé y se conecta un diodo a través del relé para detener el pico de alto voltaje generado por el relé, mientras lo enciende / apaga.

Cuando el voltaje de la batería desciende por debajo de 11.80V, el relé se enciende y desconecta la batería de la carga y el indicador LED también se enciende, esto sucede igual cuando el circuito lee sobrevoltaje de la batería, puede configurar el corte de sobrevoltaje en el programa .

Cuando la batería desciende por debajo de 11.80V, el relé desconecta la carga, el relé volverá a conectar la carga a la batería solo después de que el voltaje de la batería alcance el voltaje nominal que se establece en el programa.

La tensión nominal es la tensión de funcionamiento normal de la carga. El mecanismo indicado anteriormente se realiza porque el voltaje de la batería aumenta después de desconectarse de la carga y esto no debe activar el relé en estado de batería baja.

La tensión nominal en el programa se establece en 12,70 V, que es la tensión total de la batería de las típicas baterías SLA de 12 V (tensión total de la batería después de desconectarse del cargador).

Código de programa:

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Nota:

corte de flotación = 11.80 // Voltaje de corte
flotante nominal = 12,70 // Voltaje nominal
sobretensión del flotador = 14,00 // Sobretensión

Puede cambiar el corte, el nominal y la sobretensión cambiando los valores anteriores.
Se recomienda no modificar estos valores a menos que esté trabajando con un voltaje de batería diferente.

Cómo calibrar:

La calibración de este circuito de protección contra sobredescarga de la batería debe realizarse con cuidado, necesita una fuente de alimentación variable, un buen multímetro y un destornillador para ajustar la resistencia preestablecida.

1) La configuración completa está conectada a una fuente de alimentación variable sin carga.
2) Configure los 13 voltios en la fuente de alimentación variable, verifique esto usando un multímetro.
3) Abra el monitor en serie y gire el reloj de resistencia preestablecido de 10k o en sentido antihorario y acerque las lecturas a las lecturas del multímetro.
4) Ahora, reduzca el voltaje de la fuente de alimentación variable a 12V, el multímetro y el monitor en serie deben leer el mismo valor o un valor muy cercano.
5) Ahora, reduzca el voltaje a 11.80 V, el relé debe activarse y el LED debe encenderse.
6) Ahora, aumente el voltaje a 14,00 V, el relé debe activarse y el LED se iluminará.
7) Si los conjuntos anteriores tienen éxito, reemplace la fuente de alimentación variable con una batería completamente cargada, las lecturas en el monitor en serie y el multímetro deben ser iguales o muy cercanas a las mismas.
8) Ahora conecte la carga, las lecturas en ambos deben permanecer iguales y sincronizadas.
Si los pasos anteriores tienen éxito, su circuito está listo para servir la batería.

NOTA:

Tenga en cuenta este punto al calibrar.

Cuando el relé se activa debido a un corte de voltaje bajo o debido a un corte de voltaje excesivo, las lecturas en el monitor en serie no leerán el voltaje correcto como en el multímetro, y muestran valores más altos o más bajos que en el multímetro.

Pero, cuando el voltaje vuelve al voltaje de funcionamiento normal, el relé se apaga y comienza a mostrar el voltaje correcto.

La conclusión del punto anterior es que, cuando el relé se activa, las lecturas del monitor en serie muestran una variación significativa y no es necesario volver a calibrar en esta etapa.




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