هندسة الإلكترونيات وأهم المجالات والتخصصات وفرص العمل

جهاز مراقبة بسيط لبطاريات الرصاص الحمضية/SLA.

أنا، مثل الكثيرين منا على ما أعتقد، لدي عدد قليل من بطاريات SLA/AGM في ورشة العمل والتي أنسى شحنها من حين لآخر، ولأن الدماغ يصبح أكثر نسيانًا مع تقدم العمر (وأنا أعرف ذلك جيدًا)، فقد اعتقدت أن نوعًا من نظام المراقبة سيكون فكرة ذكية.   

إيه هو جهاز اختبار بطاريات كويس لبطاريات الرصاص الحمضية      

كانت الفكرة الأساسية لهذا المشروع هي مراقبة بطاريات الرصاص الحمضية المستخدمة في أيام التجارب الميدانية، وقد اعتمد في البداية على متحكم دقيق PIC من نوع 16C71 كعنصر أساسي في الجهاز. ونظرًا لبساطته، ظننتُ أنه سيفي بالغرض، لكنني قررتُ أنه من الأفضل تحديث المتحكم الدقيق إلى جهاز أحدث، وكانت النتيجة هي الكود المتاح للتنزيل أدناه لاستخدامه في متحكم دقيق PIC من نوع 16F1827 (بديل مباشر من حيث المكونات المادية).    
باختصار، كل ما يفعله هو قياس جهد البطارية بشكل دوري، وإذا انخفض إلى 10.6 فولت أو أقل، فإنه يصدر إنذارًا.    

في اختلاف عن الكود الأصلي، بدلاً من التحقق كل بضع ثوانٍ، يقوم إصداري بالتحقق من جهد البطارية كل 32 ثانية تقريبًا (32 ثانية؟ - نعم، إنها وظيفة للمقسمات والمؤقتات في PIC)، كما أن تسلسل الاختبار الأولي يعمل لمدة 8 ثوانٍ تقريبًا بدلاً من 40 ثانية تقريبًا.       

اقراء ايضا :- شرح تصميم وتصنيع الدوائر المطبوعة (PCB) والاستخدام

قبل أن تقول "لكن لا توجد قيم للمكونات في المخطط!"، هناك سبب لذلك - لست بحاجة إلى مراقبة البطاريات "في العمل او المنزل"، لذلك أعمل حاليًا على  تطوير نسخة مُحدثة أكثر دقة، قادرة على مراقبة ما يصل إلى 5 بطاريات في آنٍ واحد، لاستخدامها في ورش العمل.     
انزل للأسفل للاطلاع على نسختي المحدثة.

مخطط جهاز مراقبة البطارية 16F1827                          

جهاز مراقبة جهد بطارية الرصاص الحمضية VK5TM المُحدَّث

تمام، قبل الخوض في التفاصيل التقنية، يجب أن تعلم أن هذا المشروع بسيط للغاية... (أدخل عبارة مناسبة هنا)...، فهو لا يستطيع إخبارك بلون ملابسك الداخلية، أو التنبؤ بالمستقبل، أو أي شيء آخر مثير للاهتمام ولو بشكل طفيف. إنه ليس أكثر من وحدة آلية لمراقبة الجهد الكهربائي والإنذار. أنت من يملك الذكاء!        
نعم، أعرف كل شيء عن بطاريات الليثيوم هذه وتلك المزودة (في معظم الحالات) بتقنيات ذكية مدمجة في البطارية، ولكن لا يزال هناك الكثير منا ممن يستخدمون البطاريات "القديمة الطراز".        
حسنًا، دعونا ننتقل إلى القدرات وما إلى ذلك. كما ذكرنا أعلاه، فإن وحدته ليست أكثر من جهاز مراقبة جهد آلي (خاصة ببطاريات الرصاص الحمضية 12 فولت / SLA / AGM) ويمكنها مراقبة ما يصل إلى 5 بطاريات في وقت واحد.    
إذا انخفض جهد أي من البطاريات إلى 10.6 فولت أو أقل، يصدر إنذار ويومض أحد مصابيح LED لتحديد البطارية التي تسببت في إطلاق الإنذار. وتبقى اللوحة على هذه الحالة حتى يتم إيقاف تشغيلها لإعادة ضبطها.        
إليكم صورة لنموذج أولي مجمع، سيلاحظ أصحاب النظرة الثاقبة أن ثنائيات زينر غير مثبتة - وذلك لأن مصدر الطاقة الذي كنت أستخدمه لاختباره لا يتجاوز 14 فولت، كما أنه لوحة دوائر مطبوعة من الإصدار V1.2، أما لوحة الدوائر المطبوعة النهائية فهي من الإصدار V1.3 وتبدو متطابقة تمامًا باستثناء تغيير مسار واحد على الجانب السفلي.

 اقراء ايضا :-  هندسة الإلكترونيات وأهم المجالات والتخصصات وفرص العمل

لوحة دوائر مراقبة البطارية المجمعة

جميع المكونات التي تحمل علامة "C" لها نفس القيمة، وكذلك المكونات التي تحمل علامة "R" وما إلى ذلك. أما "RL" فهي مقاومات LED، وعلى الرغم من أن المخطط يُظهر مقاومات 560 أوم، إلا أن مقاومات 1 كيلو أوم أو أعلى قليلاً ستكون أنسب على الأرجح (وستكون أعلى إذا استخدمتَ مصابيح LED عالية الكفاءة). تجدر الإشارة إلى أن مصابيح LED مستطيلة الشكل، وقد استخدمتُ مصباح LED أحمر من نوع RS رقم 861-0043 - المصابيح الدائرية العادية بقطر 3 مم لن تتناسب مع المساحة إلا إذا قمتَ بثني الأسلاك بمهارة.
لدلك:
R = 30k 1% مقاومات فيلم معدني 0.25 أو 0.6 واط.
RL = مقاومة 560 أوم - بما أن هذه مقاومات LED، يمكنك استخدام مقاومة كربون عادية أو مقاومة فيلم معدني من نوع 0.25 واط.
C = 100n 50V مكثفات أحادية الطبقة 0.1 بوصة.
C1 = مكثف إلكتروليتي 10 ميكروفاراد 25 فولت.
C2 = مكثف إلكتروليتي 1uF - يبدو أن المكثفات ذات الجهد المنخفض نادرة، لذا فإن أي جهد أعلى من 6 فولت مناسب.
D = 1N5819 ثنائيات شوتكي - لا تستبدلها، فقد تم استخدامها بسبب انخفاض جهدها الأمامي المنخفض.
ZD = 1N751 5.1V 400mW ثنائي زينر.
الترانزستور هو 2N3904
منظم الجهد هو LP2950-5 - مرة أخرى، لا تقم باستبداله.
الجرس من نوع بيزو بمسافة بين الدبابيس تبلغ 7.62 مم - استخدم ما يناسبك ولكن لاحظ أنه يتم تشغيله من جهد الإدخال، وليس من خط 5 فولت.
يوجد زوج من المقاومات بقيمة 10 كيلو أوم وموصلات مختلفة لإكمالها.        
يمكنك أن ترى من الصورة أعلاه ما استخدمته للموصلات ودبابيس التوصيل، يمكنك استخدام ما لديك طالما أنه يناسب المساحة.

 اقراء ايضا :- اصنع بنفسك جهاز اختبار إضاءة الليدات للشاشات LED Tester

مخطط محدّث لجهاز مراقبة البطارية 16F1827

كما ترون، الأمر بسيط للغاية، فهو يتكون أساسًا من متحكم دقيق، ومصدر طاقة، وبعض وحدات واجهة المستخدم (مصابيح LED، ومفتاح، وجهاز تنبيه بيزو باللغة الإنجليزية)، وبعض أجهزة الربط بين العالم الخارجي والرقمي (حسنًا، حسنًا، مقسم الجهد ودائرة الحماية للمتحكم الدقيق).            

تم اختيار معالج PIC 16F1827 المحسن متوسط ​​المدى لهذا الغرض، ربما ليس الأحدث والأفضل، ولكنه يتميز بوظائف أكثر بكثير مما اعتدنا عليه نحن الهواة، بالإضافة إلى ذاكرة أكبر بكثير، وهو أرخص من معالج 16F88، الذي كان من المعالجات الأساسية للهواة لسنوات. من ناحية المكونات، يُعدّ معالج 16F1827 بديلاً مباشراً للعديد من معالجات PIC القديمة. أما من ناحية البرمجيات، فهناك 

بعض الأمور التي تحتاج إلى فهمها.            

يتم تشغيل هذه الوحدة بواسطة البطاريات المتصلة بها، والتي يتراوح عددها من بطارية واحدة إلى خمس بطاريات كحد أقصى. تساهم جميع البطاريات المتصلة في توفير الطاقة، إلا أن البطارية ذات الجهد الطرفي الأعلى ستساهم بنصيب الأسد من التيار. تمنع الثنائيات الموضحة والمتصلة بمدخل منظم الجهد البطاريات من تغذية بعضها البعض عكسيًا، مما قد يؤثر على دقة قياس الجهد.            
يستهلك هذا الجهاز تيارًا ضئيلاً جدًا (في وضع الشاشة بدون عرض - انظر أدناه) لا يتجاوز بضعة ميكرو أمبيرات عند قياس الجهد، ونانو أمبيرات في وضع السكون، لذا لن يكون له تأثير يُذكر على حالة شحن أي بطاريات متصلة. إضافةً إلى ذلك، لا يستهلك كل مصباح LED سوى 5 مللي أمبير لفترة وجيزة خلال الأوضاع الأخرى، ويمكن تقليل هذا الاستهلاك أكثر بزيادة قيمة المقاومة المتسلسلة.            
لا تغريك فكرة استبدال منظم الجهد 5 فولت المحدد بمنظم الجهد 7805/78L05، لأن تيار السكون الخاص به مرتفع للغاية.            
ما هي الدوائر الصغيرة ذات الخطوط المنقطة بينها؟ حسناً، إنها رؤوس توصيل دبابيس بحيث يمكن للبرمجة الذكية الصغيرة الموجودة فيها تحديد عدد البطاريات المتصلة فعلياً.            
شيء آخر جدير بالملاحظة - على لوحة الدوائر المطبوعة حيث يتم تركيب الثنائيات والزينر، ستجد دائرة صفراء حول إحدى نقاط التوصيل - هذا هو الكاثود أو الطرف المخطط للثنائي/الزينر.            

قم بتركيب الصمام الثنائي بهذه الطريقة

لوحة مكونات مراقبة البطارية                  

سأشرح أولاً كيفية عمل البرنامج، ثم سأشرح كيفية استخدام هذا المشروع.            
يحتوي البرنامج على أربعة أوضاع تشغيل: وضع الاختبار الذاتي، ووضع المراقبة والعرض، ووضع المراقبة بدون عرض، وأخيرًا وضع الإنذار. لاحظ أن المستخدم لا يتحكم بهذه الأوضاع، كل ما عليك فعله هو توصيله وتشغيله، ثم الاسترخاء ومشاهدة الأضواء الوامضة.            
 وضع الاختبار الذاتي  - سيضيء كل مصباح LED على حدة ويصدر صوت تنبيه. يخدم هذا الوضع غرضين، الأول هو التأكد من عمل مصابيح LED وجهاز التنبيه، والثاني هو التأكد من أن الجهاز موصول بالكهرباء.            
 وضع المراقبة والعرض  - هذه هي بداية العمل الفعلي. لكل بطارية موصولة، ستعرض مصابيح LED جهد طرفيها بالتتابع. سيصدر الجرس صوت تنبيه يتراوح بين مرة واحدة وخمس مرات (بحسب عدد البطاريات الموصولة والبطارية التي يتم اختبارها)، ثم ستعرض مصابيح LED الجهد في نطاق يتراوح بين 10.6 فولت و12.6 فولت تقريبًا على شكل رسم بياني شريطي. بمجرد اختبار جميع البطاريات الموصولة، يدخل متحكم PIC في وضع السكون لمدة 32 ثانية تقريبًا (32 ثانية؟ هذا يعتمد على مقسمات الجهد الداخلية في متحكم PIC، ولم أجد أي جدوى من محاولة جعلها 30 ثانية أو أي قيمة أخرى).            
 وضع المراقبة بدون عرض  - بعد مرور 32 ثانية تقريبًا، سيستيقظ متحكم PIC، ويقيس جهد جميع البطاريات المتصلة، وبافتراض أن جميع جهود الأطراف أعلى من 10.6 فولت، فإنه يعود إلى وضع السكون لمدة 32 ثانية أخرى تقريبًا. يستمر هذا الأمر بشكل متواصل ما لم ينخفض ​​جهد إحدى البطاريات إلى 10.6 فولت أو أقل.            
 وضع التنبيه  - إذا انخفض جهد أحد أطراف البطاريات المتصلة إلى أقل من 10.6 فولت خلال فترة القياس التالية، فسيتم تشغيل التنبيه وسيستمر في إصدار صوت حتى يتم إيقاف تشغيل الجهاز. يتكون التنبيه من صفير قصير كل خمس ثوانٍ تقريبًا، وسيومض أحد مصابيح LED (المرقمة من 1 إلى 5 على لوحة الدائرة المطبوعة) بشكل متزامن للإشارة إلى البطارية التي تحتاج إلى فحص.      

إذا قمت بالضغط على زر التشغيل أثناء وضع السكون، فسوف تستيقظ الوحدة وتقوم بتنفيذ "وضع المراقبة والعرض" ثم تعود إلى وضع السكون.

اقراء ايضا :-أساسيات احتراف صيانة الرسيفر الميني (Mini HD)

تحذيرات عند استخدام هذا المشروع

أولاً، التحديرات.            

1. لا تقم بشحن البطاريات أثناء توصيلها بجهاز مراقبة البطارية!! يمكنك سحب الطاقة منها وسيخبرك جهاز مراقبة البطارية عندما يحين وقت التوقف.            
2. لا تقم بتوصيل أي بطاريات ذات جهد طرفي يزيد عن 15 فولت (على الرغم من وجود حماية من الجهد الزائد للمدخلات، إلا أنك لا تريد حقًا اختبارها دون داعٍ).            
3. قم بقياس جهد أطراف جميع البطاريات قبل توصيلها بجهاز مراقبة البطاريات (تذكر، أنت المسؤول). ستُسجّل البطارية الفارغة على أنها غير موصولة، مما يمنع مراقبة أي بطاريات أخرى بعدها.            

توصيل البطاريات وضبط رؤوس الدبابيس. 

من الأمور التي تحدث في هذه الوحدة أنها تُشغَّل بمجرد توصيل البطارية (ولهذا السبب يوجد زر "تشغيل")، لذا أنصح بالتأكد من توصيل جميع الأسلاك بلوحة مراقبة البطارية أولاً، ثم توصيلها بالبطاريات. كما يُنصح بتركيب صمامات في كل من قطبي البطارية الموجب والسالب (صمامات 50-100 مللي أمبير كافية تمامًا).                
سأشرح أولاً كيفية عمل البرنامج، ثم سأشرح كيفية استخدام هذا المشروع.            
يحتوي البرنامج على أربعة أوضاع تشغيل: وضع الاختبار الذاتي، ووضع المراقبة والعرض، ووضع المراقبة بدون عرض، وأخيرًا وضع الإنذار. لاحظ أن المستخدم لا يتحكم بهذه الأوضاع، كل ما عليك فعله هو توصيله وتشغيله، ثم الاسترخاء ومشاهدة الأضواء الوامضة.

 وضع الاختبار الذاتي  

 سيضيء كل مصباح LED على حدة ويصدر صوت تنبيه. يخدم هذا الوضع غرضين، الأول هو التأكد من عمل مصابيح LED وجهاز التنبيه، والثاني هو التأكد من أن الجهاز موصول بالكهرباء.            
 وضع المراقبة والعرض  - هذه هي بداية العمل الفعلي. لكل بطارية موصولة، ستعرض مصابيح LED جهد طرفيها بالتتابع. سيصدر الجرس صوت تنبيه يتراوح بين مرة واحدة وخمس مرات (بحسب عدد البطاريات الموصولة والبطارية التي يتم اختبارها)، ثم ستعرض مصابيح LED الجهد في نطاق يتراوح بين 10.6 فولت و12.6 فولت تقريبًا على شكل رسم بياني شريطي. بمجرد اختبار جميع البطاريات الموصولة، يدخل متحكم PIC في وضع السكون لمدة 32 ثانية تقريبًا (32 ثانية؟ هذا يعتمد على مقسمات الجهد الداخلية في متحكم PIC، ولم أجد أي جدوى من محاولة جعلها 30 ثانية أو أي قيمة أخرى).            
وضع المراقبة بدون عرض  - بعد مرور 32 ثانية تقريبًا، سيستيقظ متحكم PIC، ويقيس جهد جميع البطاريات المتصلة، وبافتراض أن جميع جهود الأطراف أعلى من 10.6 فولت، فإنه يعود إلى وضع السكون لمدة 32 ثانية أخرى تقريبًا. يستمر هذا الأمر بشكل متواصل ما لم ينخفض ​​جهد إحدى البطاريات إلى 10.6 فولت أو أقل.

 وضع التنبيه  - إذا انخفض جهد أحد أطراف البطاريات المتصلة إلى أقل من 10.6 فولت خلال فترة القياس التالية، فسيتم تشغيل التنبيه وسيستمر في إصدار صوت حتى يتم إيقاف تشغيل الجهاز. يتكون التنبيه من صفير قصير كل خمس ثوانٍ تقريبًا، وسيومض أحد مصابيح LED (المرقمة من 1 إلى 5 على لوحة الدائرة المطبوعة) بشكل متزامن للإشارة إلى البطارية التي تحتاج إلى فحص.        

ملحوظه مهمة جدااا:-

إذا قمت بالضغط على زر التشغيل أثناء وضع السكون، فسوف تستيقظ الوحدة وتقوم بتنفيذ "وضع المراقبة والعرض" ثم تعود إلى وضع السكون.
 يجب توصيل البطاريات بالمداخل بالتسلسل (يمكنك توصيلها بأي ترتيب)، بدءًا من المدخل 1، ثم المدخل 2 وهكذا، بحد أقصى 5 بطاريات. البرنامج بسيط، ويتوقف عن التعرف على أي مداخل أخرى عند الوصول إلى أول مدخل غير موصول.            
ستلاحظ أنه لا يوجد موصل دبوس للإدخال 1 - يجب أن تكون هناك دائمًا بطارية متصلة بهذا الإدخال، خاصة إذا كنت تراقب بطارية واحدة فقط.
بالنسبة لرؤوس الدبابيس الخاصة بالمدخلات الأخرى، قم بتوصيل الجسر بالدبوس المركزي والدبوس الأقرب إلى موصل الإدخال لأي بطارية متصلة أو من الدبوس المركزي إلى الدبوس الأقرب إلى PIC لأي مدخل غير متصل (قم بتثبيت وصلات الدبابيس بعد توصيل البطاريات).            
بمجرد توصيل كل شيء وبافتراض عدم وجود دخان، اضغط على زر "البدء".            
الخطوة التالية هي أن تضيء مصابيح LED الثمانية بالتتابع، واحداً تلو الآخر، ثم يصدر الجرس صوتاً للحظات. هذا وضع اختبار للتأكد من عمل جميع مصابيح LED والجرس.            
سيُسمع صوت تنبيه قصير للإشارة إلى المدخل رقم 1، وستضيء مصابيح LED لمدة 8 ثوانٍ تقريبًا، مما يدل على جهد طرفي البطارية. سيستمر هذا لكل بطارية متصلة، حيث يشير عدد التنبيهات إلى المدخل الذي يتم قياسه.            
بعد اختبار جميع المدخلات المتصلة، ستنطفئ مصابيح LED، وهذا آخر ما ستراه/تسمعه من الجهاز حتى ينخفض ​​جهد أحد أطراف البطارية المتصلة إلى 10.6 فولت أو أقل، وعندها سيصدر صوت تنبيه متقطع وسيومض مؤشر LED الخاص بالمدخل المتصل بالبطارية الفارغة بشكل متزامن. أو يمكنك الضغط على زر "بدء" لتنفيذ وظيفة "المراقبة مع العرض". بعد ذلك، سيعود الجهاز إلى وضع السكون ويستمر في العمل كالمعتاد.

تنبيه مهم جدااا :-

هذه الملفات متاحة مجاناً للاستخدام الشخصي فقط. أحتفظ بحقوق النشر لجميع الأعمال المنشورة على هذا الموقع (ما لم يُنص على خلاف ذلك).
لا يجوز استخدام هذه الملفات، أو أي مشتق منها، في أي مشروع تجاري أو ربحي من أي نوع.
لم أعد أقدم ملفات لوحات الدوائر المطبوعة بسبب انتهاك حقوق النشر.

 تحميل الملفات الاصليه:-

  VK5TM_Batmon_V1-0.asm  ملف ASM مراقب البطارية VK5TM.
ملف VK5TM_Batmon_V1-0.HEX  مراقب بطارية VK5TM بصيغة hex

 مصادر ومراجع المقال                        

جهاز اختبار بطاريات _  How to test a lead-acid battery .             

(Tags):_{(( Related searches on google ))}

بطاريات الرصاصمتحكم PICجهاز مراقبة الليثيوممكثفLEDBattery monitorSLA/AGM