Ładowarka Lipo 3s - moduł

[darwag]

Zamów sobie odpowiedniego BMSa 3s w Chinach lub gdzie indziej ( w zależności od poboru prądu rozładowania i ładowania ), do tego zasilacz- ładowarka sieciowa o napięciu wyjściowym większym lub równym 4,2 x 3 = 12,6V i problem rozwiązany.

[Treker (Damian Szymański)]

4 godziny temu, Mechano napisał:

Swoją drogą od jakiegoś czasu projektuję i przygotowuję się do budowy hulajnogi elektrycznej i tam pewnie część mojej wiedzy mógłbym w jakiś sposób przedstawić (jeżeli będzie zainteresowanie, nic na siłę). @Treker Jak myślisz czy taki worklog wpisywałby się w konwencję nowego forum?

@Mechano, oczywiście - taki projekt również pasuje do naszego forum. Szczególnie, że temat ten pojawił się właśnie w takiej dyskusji

[m4the0]

Zdecydowałem się na użycie tej ładowarki: https://abc-rc.pl/ladowarka-IMAX-B3 

Teraz mam takie pytanie, nie chciałbym stosować dodatkowych układów do sprawdzenia stanu rozładowania baterii, tylko sprawdzać napięcie na każdej z nich przetwornikiem ADC w mikrokontrolerze,  wykorzystując dzielniki napięć. Biorąc pod uwagę, że akumulator musi być cały czas wpięty do baterii chciałbym to zrobić tak, że ten 4 pinowy wtyk z aku podłączyć do płytki pcb, z płytki poprowadzić połączenie do ładowarki. Coś takiego jak na schemacie poniżej. Czy takie rozwiązanie jest poprawne, czy wyjścia z dzielników muszą być jeszcze jakoś zabezpieczone, żeby nie uszkodzić mikrokontrolera ?

[marek1707]

Jasne, możesz tak zrobić. Ja  bym jeszcze podłączył do masy ten czwarty (zwykle czarny) przewód złącza balancera. Gdy ktoś odepnie główny kabel akumulatora, pomiar napięć wciąż będzie możliwy. Po drugie dałbym po 100nF na wejsciach ADC. Przetworniki nie lubią być sterowane ze źródeł o wysokiej impedancji a dzielnik takim jest. A dodatkowo dostajesz filtr RC trochę łagodzący chwilowe skoki napiecia. No i pamiętaj, że w ten spsób zapięte dzielniki nierównomiernie obciążają akumulator. O ile rozładowywanie aku przez główne złącze z definicji wysysa taki sam prąd z każdego ogniwa stosu (bo są szeregowo), to w tym wypadku najniższe ogniwo będzie "obsługiwać" prąd wszystkich dzielników, następne tylko dwóch a najwyższe jednego. Nie wiem jak planujesz tego robota wykorzystywać, ale w przypadku konstrukcji długo pracującej i biorącej średnio mało prądu, prąd dzielników może istotnie wypływać na równowagę stanu ogniw. Policz to tak, by każdy dzielnik był widziany jako np. ok. 100 kiloomów albo żeby prąd każdego był < 50uA.

[m4the0]

Dzięki za odpowiedź, czy prąd dzielnika można policzyć w takim przypadku ze wzoru: I=Uwe/(R1+R2)

 

[marek1707]

Tak, oczywiście. Z punktu widzenia akumulatora każdy dzielnik to dwa rezystory połączone szeregowo. Ich wartości dobierz tak, by nawet z najgorszym wypadku (przy w pełni naładowanym akumulatorze, czyli 4.2V na celę) oddawały do ADC napięcie 10-20% mniejsze niż wynosi pełna skala przetwarzania. Dokładny współczynnik podziału nie jest ważny - i tak będziesz musiał przeliczać ADC na [mV] z innym mnożnikiem na każdy kanał a to wymaga osobnej (jednorazowej) kalibracji każdego toru.

Jeśli Twój robot to urządzenie używane od czasu do czasu, to na czas leżenia na półce (i oczekiwania na zwycięstwo w kolejnych zawodach) powinieneś wyjmować akumulator, bo na obwodach pomiarowych nie masz żadnego wyłącznika.

 

[m4the0]

Ok, dzięki za pomoc. 

A czy dobrym pomysłem byłoby użycie tranzystora jako włącznika obwodów pomiarowych, tak jak na schemacie poniżej ?

[marek1707]

1. Zastanów się z czym walczysz, tj. przemyśl ile mAh ładunku może taki stale pracujący dzielnik zjeść i jak bardzo rozjechać cele. To jednak wymaga określenia sposobu używania robota. Jeśli mówimy o dwugodzinnej zabawie na zawodach a potem wyjęciu aku i odłożeniu na za miesiąc, to w ogóle nie masz się czym przejmować. Elektronika robota i jego napędy biorą tak dużo prądu, że ułamek procenta niezrównoważenia obciążeń cel niczego nie zmienia. No ale gdyby aku miał zostawać w robocie bo np. zakleiłeś obudowę albo dostęp do niego i wypięcie złącza wymaga wyjęcia silnika (jak w nowych samochodach do świateł przednich) no to warto przemyśleć wyłączanie pomiarów. Policz i zastanów się.

2. Tranzystor jak najbardziej, ale na pewno nie w taki sposób. Usiłujesz zrobić wtórnik źródłowy na NMOS a ten musi być sterowany napięciem na bramce wyższym niż napięcie przełączane co to oznacza konieczność posiadania zasilania np. 16V przy aku 3S żeby załączyć klucz najwyższej celi. Marne 3.3V z procesora nie wystarczy tak więc nie tędy droga, ale na razie tylko podpowiedź: musisz uzyć pary N/P MOS, czyli w sumie 6 tranzystorów na 3 tory. Możesz wziąć taką parę dwóch tranystorów montowanych w jednej obudowie, ale do tego jeszcze i tak kilka oporników itd.. Pogłówkuj - w końcu to jest najciekawsze w tym całym "projektowaniu", reszta to rzemiosło  

-------------------------------------------------------------

BTW: Trochę mnie martwi ten przykład, bo kolejny raz wychodzi brak zrozumienia działania podstawowych elementów (tutaj: tranzystory) w absolutnie kanonicznych układach pracy. Wrysowanie tranzystora w jakiś przypadkowy sposób na schemat nie jest magicznym wytrychem. Bierzemy się za procesory a nie umiemy głupiego klucza zrobić? Zastanawiające..

[m4the0]

1. Akumulator będzie w dosyć trudno dostępnym miejscu, więc fajnie by było mieć możliwość wyłączenia pomiarów.

2. Nie bardzo rozumiem dlaczego potrzebuję pary tranzystorów, nie wystarczyłoby użyć tylko jednego N-Mos, który mógłby być sterowany prosto z mikrokontrolera, jak na poniższy schemacie ?

 

[marek1707]

A przemyślałeś w ogóle to co narysowałeś? Spróbowałeś w myślach podłączyć zasilanie i przeanalizowałeś napięcia i przepływ prądów? Bo dla mnie takie schematy to odpowiednik paplania bez zastanowienia - przecież to nie Milionerzy, masz czas.. Gdyby to było takie proste, to nie zachęcałbym Cię do myślenia. Zawiodłem się trochę, ale OK, przyjrzyjmy się bliżej. Przy włączonym tranzystorze działa, więc nie ma o czym mówić, ale Ty przecież chcesz wyłączać tranzystor więc dolna gałąź dzielnika jest odcinana od masy. W tej sytuacji prąd z celi zaczyna płynąć tylko przez górny rezystor i dalej wprost do procesora. A na wejściu pinu są (oprócz drivera wyjściowego i bufora wejściowego) dwie diody zabezpieczające: jedna od pinu do Vcc a druga od masy do pinu (narysuj to sobie albo zajrzyj do karty katalogowej układu - to pomaga). Mamy więc sytuację:

1. Gdy zasilanie procesora jest włączone: prąd wpływa do pinu i przez górną diodę do Vcc chipu zasilając resztę układu i "odciążając" stabilizator. Dopóki tego prądu jest mało, to nie boli (choć cel nie został osiągnięty bo prąd z aku płynie), napięcie zasilania nie wzrasta (bo stabilizator odczuwa to jako spadek obciążenia i "przytyka się" by powstrzymać wzrost napięcia), ale ADC widzi full scale, bo napięcie na pinie robi się Vcc+0.7V.

2. Gdy zasilanie procesora jest wyłączone, to ten sam prąd płynie przez tę samą diodę do szyny Vcc i podnosi ją do ok. 1V a Ty nie wiesz skąd się to bierze, bo główny hebel na kablu 12V jest przecież odłączony. Prąd nadal płynie

Skucha, prawda? Musisz się przyłożyć bardziej. Czekamy zatem na v.2.0.