Sirkuit Perlindungan Baterai Over Discharge berbasis Arduino

Dalam posting ini, kita akan membangun sirkuit perlindungan over discharge untuk baterai 12v menggunakan Arduino yang dapat melindungi baterai 12V SLA dari over discharge, dan juga melindungi beban yang terhubung dari tegangan berlebih jika baterai yang diisi berlebih terhubung.

Memahami Tingkat Pengisian / Pengosongan Baterai

Semua baterai mengalami penurunan alami, tetapi sebagian besar rusak karena ketidaktahuan dari bagian pengguna. Masa pakai baterai akan semakin pendek jika tegangan baterai berada di bawah derajat tertentu, dalam kasus baterai 12V SLA, baterai tidak boleh di bawah 11,80 V.

Proyek ini dapat diselesaikan dengan pembanding, tetapi di sini kami menggunakan mikrokontroler dan pengkodean untuk mencapai hal yang sama.

Sirkuit ini cocok untuk beban resistif dan beban lain yang tidak menimbulkan kebisingan dalam suplai selama operasi. Cobalah untuk menghindari beban induktif seperti motor DC yang disikat.

Mikrokontroler sensitif terhadap kebisingan dan pengaturan ini dapat membaca nilai tegangan kesalahan dalam kasus seperti itu, dan dapat memutus baterai dari beban pada tegangan yang salah.

Bagaimana itu bekerja

Yang dibahas lebih dari perlindungan debit rangkaian untuk baterai 12v terdiri dari pembagi tegangan yang bertanggung jawab untuk menurunkan tegangan input dan mengurangi ke kisaran sempit di mana arduino dapat membaca tegangan.

Resistor pra-set 10k digunakan untuk mengkalibrasi bacaan pada arduino, pembacaan ini digunakan oleh arduino untuk memicu relai, kalibrasi pengaturan ini akan dibahas nanti di bagian artikel.

Indikator LED digunakan untuk menunjukkan status relai. Transistor menggerakkan relai on / off dan dioda terhubung melintasi relai untuk menahan lonjakan tegangan tinggi yang dihasilkan dari relai, sambil menyalakan / mematikannya.

Ketika tegangan baterai turun di bawah 11,80V, relai dihidupkan dan memutuskan baterai dari beban dan indikator LED juga menyala, ini terjadi sama ketika rangkaian membaca tegangan lebih dari baterai, Anda dapat mengatur pemutusan tegangan lebih dalam program .

Ketika baterai berada di bawah 11,80V, relai memutuskan beban, relai akan menghubungkan kembali beban ke baterai hanya setelah tegangan baterai mencapai di atas tegangan nominal yang diatur dalam program.

Tegangan nominal adalah tegangan operasi normal dari beban. Mekanisme yang disebutkan di atas dilakukan karena tegangan baterai naik setelah pemutusan dari beban dan ini tidak boleh memicu relai ON pada status baterai rendah.

Tegangan nominal dalam program ditetapkan sebagai 12,70 V yang merupakan tegangan baterai penuh dari baterai SLA 12V biasa (Tegangan baterai penuh setelah melepaskan dari pengisi daya).

Kode Program:

//---------Program developed by R.Girish----------//
float cutoff = 11.80 //Cutoff voltage
float nominal = 12.70 //Nomial Voltage
float overvoltage = 14.00 //Overvoltage
int analogInput = 0
int out = 8
float vout = 0.0
float vin = 0.0
float R1 = 100000
float R2 = 10000
int value = 0
int off=13
void setup()
{
pinMode(analogInput,INPUT)
pinMode(out,OUTPUT)
pinMode(off,OUTPUT)
digitalWrite(off,LOW)
Serial.begin(9600)
}
void loop()
{
value = analogRead(analogInput)
vout = (value * 5.0) / 1024
vin = vout / (R2/(R1+R2))
if (vin<0.10)
{
vin=0.0
}
if(vin<=cutoff)
{
digitalWrite(out,HIGH)
}
if(vin>=nominal && vincutoff)
{
digitalWrite(out,LOW)
}
if(vin>=overvoltage)
{
digitalWrite(out,HIGH )
delay(10000)
}
Serial.println('INPUT V= ')
Serial.println(vin)
delay(1000)
}
//---------Program developed by R.Girish----------//

catatan:

float cutoff = 11,80 // Tegangan cutoff
float nominal = 12.70 // Tegangan Nomial
float overvoltage = 14.00 // Tegangan lebih

Anda dapat mengubah cut-off, nominal dan tegangan lebih dengan mengubah nilai di atas.
Direkomendasikan untuk tidak mengubah nilai-nilai ini kecuali jika Anda bekerja dengan voltase baterai yang berbeda.

Cara mengkalibrasi:

Kalibrasi untuk rangkaian perlindungan over discharge baterai ini harus dilakukan dengan hati-hati, Anda memerlukan catu daya variabel, multimeter yang baik, dan obeng untuk mengatur resistor yang telah disetel sebelumnya.

1) Pengaturan lengkap terhubung ke catu daya variabel tanpa beban.
2) Atur 13 volt pada catu daya variabel, verifikasi ini menggunakan multimeter.
3) Buka monitor serial dan putar jam resistor 10k preset atau jam counter bijaksana dan bawa pembacaan mendekati pembacaan multimeter.
4) Sekarang, kurangi tegangan catu daya variabel ke 12V, monitor multimeter dan serial harus membaca nilai yang sama atau sangat dekat.
5) Sekarang, kurangi tegangan menjadi 11,80 V relai harus menyala dan LED harus menyala.
6) Sekarang, tingkatkan voltase menjadi 14.00V relai harus menyala dan LED menyala.
7) Jika set di atas berhasil mengganti catu daya variabel dengan baterai yang terisi penuh, pembacaan pada monitor serial dan multimeter harus sama atau sangat mendekati sama.
8) Sekarang hubungkan beban, pembacaan pada keduanya harus tetap sama dan disinkronkan.
Jika langkah-langkah di atas berhasil sirkuit Anda siap untuk melayani baterai.

CATATAN:

Harap perhatikan hal ini saat mengkalibrasi.

Ketika relai dihidupkan karena pemutusan tegangan rendah atau pemutusan tegangan berlebih, pembacaan pada monitor serial tidak akan membaca tegangan yang benar seperti pada multimeter, dan menunjukkan lebih tinggi atau lebih rendah dari pada multimeter.

Tetapi, ketika tegangan turun kembali ke tegangan operasi normal, relai akan mati dan mulai menunjukkan tegangan yang benar.

Kesimpulan dari poin di atas adalah bahwa, ketika relai diaktifkan, pembacaan pada monitor serial menunjukkan beberapa variasi yang signifikan dan Anda tidak perlu mengkalibrasi lagi pada tahap ini.