شارژر 12 ولت با آردوینو و LM317
در این پست قصد داریم نحوه ساخت یک مدار شارژر 12 ولتی برای باتری های لید اسید (باطری های خودرویی) را به زبان ساده شرح دهیم و آن را بسازیم.
برای ساخت یک شارژر خوب باید از رفتار باتری ها درک صحیحی داشت.
هر باتری مشخصه های خاص خودش را دارد.
اولین مشخه هر باتری مقدار ولتاژ آن است “مثلا 12 ولت و یا 6 ولت”.
دومین مشخص مقدار جریان باتری است که بر اساس آمپر بر ساعت ذکر می‌شود.
” مثلا یک باتری 7 آمپری که می تواند 7 آمپر را در مدت یک ساعت تحویل دهد “.
شاید برای شما مفید باشد: آموزش های آردوینو
بعد از مصرف وقتی ولتاژ باتری 12 ولتی ما به حدود 10.5 ولت رسید، می‌توان گفت باتری کاملا خالی شده و نیاز به شارژ مجدد دارد و باید آن را با یک شارژر، شارژ نمود.
عموما جریان مناسب برای شارژر باتری‌ها 1/10 آمپر ساعت است.
بنا بر این برای باطری ما با جریان 7 آمپر ساعت، جریانی معادل 0.7 آمپر مناسب است.
اعمال جریان بیشتر عمر باتری را کاهش می‌دهد و ممکن است به باتری آسیب برساند. باتری های لید اسید 12 ولتی در شارژ کامل دارای ولتاژی حدود 13.6 هستند.
در این مدار قابلیت تنظیم ولتاژ و جریان وجود دارد. پس نسبت به باطری خود آن را تنظیم کنید. حتی می‌توانید با تنظیم مناسب آن را برای شارژ موبایل استفاده کنید.
قطعات مورد نیاز :
- ترانسفورماتور 12ولتی 1 آمپر
- آی سی LM317 دو عدد
- دیود پل 5 آمپری
- خازن 1000uF 25V
- خازن 1uF 25V
- خازن 100nF پنج عدد
- کانکتور دو عدد
- پتانسیومتر 100R
- مقاومت 1 کیلو پنج عدد
- مقاومت 10 کیلو
- دیود 1N4007 سه عدد
- مقاومت شنت 0R05
- ال سی دی 2*16
- برد آردوینو نانو
- رگولاتور lm7805
نحوه کار کرد مدار
هدف از ساخت این شارژر کنترل همزمان ولتاژ و جریان است، تا بتوانیم به بهترین شکل باتری را شارژ کنیم. برای این منظور از دو عدد آی سی LM317 استفاده میکنیم. ” اینجا در مورد آی سی LM317 توضیحاتی ارائه کردیم “.
در این مدار U1 برای کنترل جریان و U3 برای کنترل ولتاژ بکار رفته است.
برای تنظیم ولتاژ خروجی مدار باید مقدار مقاومت R1 و R2 را تغییر داد.
میزان ولتاژ خروجی طبق فرمول داده شده قابل محاسبه است. ما برای شارژر خود مقدار R8 روی برد را 1 کیلویی و RV2 را یک پتانسیومتر 10 کیلویی قرار می‌دهیم.
برای کنترل جریان هم از یک آی سی LM317 استفاده میکنیم.
برای تنظیم میزان جریان از فرمول بالا استفاده میکنیم.
در مدار شارژر برای تنظیم راحت تر از یک پتانسیومتر 100 اهمی استفاده کرده ایم ” از این پتانسیومتر جریان عبور میکند پس باید از جنس مرغوب با تحمل جریان 1 آمپر استفاده کرد“. خوب حالا ترانسفورماتور را متصل کنید و باطری خود را شارژ نمایید.
نمایش ولتاژ و جریان روی ال سی دی با کمک برد آردوینو
با کمک یک برد آردوینو نانو و یک ال سی دی 16*2 می‌توان مقادیر ولتاژ و جریان مدار شارژر را نمایش داد، ولی چطور باید از آن ها استفاده کرد ؟
ولتاژ کاری برد های آردوینو 5 ولت است، و ولتاژ های بالاتر آن را می‌سوزاند. ولتاژ کاری مدار شارژر ما 12 ولت است پس به کمک یک رگولاتور 5 ولتی این مشکل را حل میکنیم. ورودی رگولاتور را به خط 12 ولت و خروجی آن را به VCC برد آردوینو متصل میکنیم.
.
برای اندازه گیری ولتاژ خروجی از مدرا تقسم مقاومتی استفاده میکنیم.
نحوه محاسبه ولتاژ خروجی بر اساس فرمول داده شده است.
ما برای R1 از مقاومت 1 کیلویی و برای R2 از یک مقاومت 500 اهمی استفاده میکنیم.
برای اندازه گیری مقادیر جریان مصرفی از یک مقاومت شنت استفاده میکنیم.
برای خواندن آن از قانون اهم می‌توان استفاده کرد. “I = V/R” از یک آپ امپ هم برای افزایش گین ولتاژ خوانده شده استفاده میکنیم.
برنامه آردوینو برای این منظور در زیر آمده است :
#include <LiquidCrystal.h>
// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(11, 12, 10, 9, 8, 7);
float voltage,current;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
// set up the LCD's number of columns and rows:
lcd.begin(16, 2);
// Print a message to the LCD.
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("12V Charger");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("-Circuit Digest");
delay(2000);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Voltage = ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Current = ");
}
void loop()
{
voltage = (analogRead(A0)) * 0.0140625;
current = (analogRead(A1)) * 0.35;
lcd.setCursor(10,0);
lcd.print(voltage);
lcd.setCursor(10,1);
lcd.print(current);
delay(1000);
}
در نهایت مدار به شکل زیر بسته می‌شود
فایل های مربوط به پی سی بی این برد را از لینک زیر می‌توانید دانلود کنید.
