ساخت شارژر باتری 12 ولت با آردوینو (منبع تغذیه 12v)

سلام. ساخت شارژر باتری 12 ولت با آردوینو و LM317 (منبع تغذیه 12v) را آماده کردیم.

آموزش ساخت منبع تغذیه 12 ولت با آردوینو

بیشتر پروژه های الکترونیکی ما از باتری سرب اسید تغذیه می شوند، در این پروژه آردوینو، ما به کمک یک مدار ساده نحوه شارژ کردن این باتری ها را می آموزیم. این پروژه کمک میکند هزینه زیادی برای یک شارژر باتری نپردازید و همچنین به افزایش طول عمر باتری کمک میکند. البته استفاده از برد Arduino در این پروژه ضروری نیست و این پروژه آنالوگ هم کار میکند.

بیشتر باتری های اسید سرب موجود در بازار باتری های 12 ولت هستند. Ah (آمپر ساعت) هر باتری ممکن است بسته به ظرفیت مورد نیاز متفاوت باشد، به عنوان مثال یک باتری 7 آمپر قادر خواهد بود 1 آمپر را به مدت 7 ساعت (1 آمپر * 7 ساعت = 7 Ah) فراهم کند. جریان شارژ یک باتری توصیه می شود 1/10 از درجه باتری باشد. بنابراین برای باتری 7 آمپر جریان شارژ باید در حدود 0.7 آمپر باشد. جریان بیشتر از این ممکن است به باتری آسیب برساند و در نتیجه باعث کاهش عمر باتری شود. با در نظر گرفتن این موضوع، شارژر خانگی کوچکی میسازیم قادر است ولتاژ متغیر و جریان متغیر را برای شما فراهم کند.

فیلم زیر به شما در درک نحوه کار این پروژه کمک میکند.

این مدار شارژر باتری سرب اسید همچنین می تواند پس از تنظیم ولتاژ و جریان برای شارژ تلفن همراه شما مورد استفاده قرار گیرد. این مدار یک منبع تغذیه تنظیم شده DC را از شبکه های برق تأمین می کند و به عنوان آداپتور AC-DC کار خواهد کرد. فیلم عملکرد در انتهای صفحه قرار داده شده است.

مدار پروژه شارژر باتری 12 ولت با آردوینو

شماتیک کامل مدار این پروژه در تصویر زیر نشان داده شده است.

هدف اصلی مدار منبع تغذیه 12 ولت ما کنترل ولتاژ و جریان برای باتری است به گونه ای که بتوانیم آن را به بهترین روش شارژ کنیم. برای این منظور از دو آی سی LM317 استفاده کرده ایم، یکی برای کنترل ولتاژ و دیگری برای محدود کردن جریان استفاده می شود. در اینجا، در مدار ما از IC U1 برای کنترل جریان استفاده می کنیم و از IC U3 برای کنترل ولتاژ استفاده می کنیم.

قطعات مورد نیاز

1. ترانسفورماتور 12V 1Amp
2. آی سی LM317 – دو عدد
3. دیود پل W005
4. خازن 1000uF ، 1uF
5. خازن 0.1uF – پنج عدد
6. مقاومت متغیر 100 اهم
7. مقاومت 1 کیلو اهم – پنج عدد
8. مقاومت 10 کیلو اهم
9. دیود Nn007 – سه عدد
10. آپ امپ LM358
11. مقاومت شنت 0.05R
12. ال سی دی کاراکتری 16*2 (اختیاری)
13. برد آردوینو نانو (اختیاری)

مدار تنظیم کننده ولتاژ

یک مدار تنظیم کننده ولتاژ ساده، در شکل بالا نشان داده شده است. در اینجا ولتاژ خروجی با مقادیر مقاومت R1 و R2 تنظیم میشود، در اینجا ما از مقاومت R2 به عنوان یک مقاومت متغیر برای کنترل ولتاژ خروجی استفاده می کنیم. فرمول محاسبه ولتاژ خروجی

Vout = 1.25 (1 + R2 / R1)

است. با استفاده از این فرمولها مقدار مقاومت R8 = 1K و پتانسیومتر RV2 = 10K انتخاب می شود.

مدار محدود کننده جریان

مدار محدود کننده جریان ، در شکل بالا نشان داده شده است. این یک مدار ساده است که می تواند برای محدود کردن جریان در مدار ما بر اساس مقدار مقاومت R1 استفاده شود. فرمول های محاسبه جریان خروجی Iout = 1.2 / R1 است. براساس این فرمول ها مقدار پتانسیومتر RV1 را 100R انتخاب می کنیم.

از این رو ، به منظور کنترل جریان و ولتاژ ، از دو پتانسیومتر RV1 و RV2 استفاده شده است. LM317 توسط یک پل دیود تغذیه می شود. دیود Bridge از طریق P1 به ترانسفورماتور متصل می شود. ترانسفورماتور 12 آمپر 1 ولت است.

نمایش ولتاژ و جریان روی LCD با آردوینو

با کمک آردوینو نانو و یک ال سی دی کاراکتری 16*2 می توانیم ولتاژ و مقادیر جریان شارژر خود را نمایش دهیم. اما ، چگونه می توانیم این کار را انجام دهیم؟

آردوینو نانو میکروکنترلر 5 ولت است، هر چیزی بیش از 5 ولت به آن آسیب میرساند. خب شارژر ما 12 ولت است. از این رو باید یک مدار تقسیم ولتاژ 14-0 طراحی کنیم. مانند تصویر زیر :

برای اندازه گیری جریان ، از مقاومت شنت R4 با ارزش بسیار پایین استفاده می کنیم تا افت ولتاژ در سراسر مقاومت ایجاد شود ، همانطور که در مدار زیر مشاهده می کنید.

در مدار ما مقدار R4 برابر با 0.05R است و حداکثر جریان قابل عبور از مدار ما 1.2 آمپر خواهد بود.

بنابراین. توان قدرت مقاومت را می توان با استفاده از P = I ^ 2 R محاسبه کرد. در مورد ما P = (1.2 * 1.2 * 0.05) => 0.07 که کمتر از یک چهارم وات است. حال اگر بتوانیم افت ولتاژ را در مقاومت R4 اندازه گیری کنیم ، می توانیم جریان را از طریق مدار با استفاده از آردوینو خود محاسبه کنیم. اما ، این افت ولتاژ برای آردوینو ما بسیار کم است که آن را بخواند. از این رو یک مدار آمپلی فایر با استفاده از آپ امپ LM358 مطابق شکل بالا ساخته شده است ، خروجی این Op-Amp از طریق یک مدار R-C به آردوینو داده می شود تا جریان را اندازه گیری و در ال سی دی نمایش دهد.

پیشنهاد میکنم مدار را ابتدا در پروتئوس مانند زیر تست کنید. فایل پروتئوس در فایل دانلودی انتهای صفحه قرار داده شده است.

برد PCB شارژر باتری 12 ولت

در صورت نیاز میتوانید یک برد PCB برای شارژر خود بسازید تا شکیل تر شود. تصویر زیر را ببینید، فایل PCB مدار زیر در فایل دانلودی انتهای صفحه قرار داده شده است.

فیلم عملکرد پروژه

اکنون زمان آن رسیده است که شارژر خود را تست کنیم، آردوینو و LCD برای کارکردن شارژر لازم نیست. آنها فقط برای نظارت استفاده می شوند. برای آزمایش ، Arduino را برداشته و ترانسفورماتور خود را وصل کنید ، اکنون ولتاژ خروجی را با استفاده از POT RV2 به ولتاژ مورد نیاز خود تنظیم کنید. ولتاژ را با استفاده از مولتی متر بررسی کنید و مطابق شکل زیر آن را به باتری وصل کنید.

حال قبل از اینکه تست Arduino را انجام دهیم، ولتاژ ورودی به پین A0 و A1 آردوینو را تست می کنیم، زیرا باید مطمئن شویم که ولتاژ روی 5 تنظیم شده است و به برد ما آسیب نمیرساند. اگر همه چیز درست بود، آردوینو را متصل میکنیم و ولتاژ و جریان را در ال سی دی کاراکتری مشاهده میکنیم.

دانلود فایل های پروژه

برای مشاهده توضیحات روی دوره مورد نظر کلیک کنید.