12V batteriladerkrets med lm317 (12v strømforsyning)

De fleste av elektronikkprosjektene våre drives av et blybatteri, i dette prosjektet kan vi diskutere hvordan du kan lade dette blybatteriet ved hjelp av en enkel krets som lett kan forstås og bygges hjemmefra. Dette prosjektet vil spare deg for å investere i en batterilader og hjelpe deg å forlenge batterilevetiden. Så la oss komme i gang !!!!

La oss starte med å forstå noen få grunnleggende ting om et blybatteri, slik at vi kan bygge laderen mer effektivt. De fleste blybatteriene i markedet er 12V batterier. Ah (amperetimer) for hvert batteri kan variere ut fra den nødvendige kapasiteten, et 7 Ah batteri vil for eksempel kunne gi 1 ampere i en varighet på 7 timer (1 Amp * 7 timer = 7 Ah). Nå etter fullstendig utladning skal batteriprosenten være rundt 10,5, dette er tiden for oss å lade batteriene. Ladestrømmen til et batteri anbefales å være 1/10 av Ah-verdien på batteriet. Så for et 7 Ah batteri bør ladestrømmen være rundt 0,7 ampere. Strøm som er større enn dette, kan skade batteriet og redusere batteriets levetid. Med dette i betraktning dette, lite hjemmelagetladeren vil kunne gi deg variabel spenning og variabel strøm. Strømmen kan justeres ut fra den nåværende Ah-klassifiseringen av batteriet.

Denne blybatteriladerkretsen kan også brukes til å lade mobiltelefonene dine, etter å ha justert spenningen og strømmen i henhold til mobiltelefonen, ved hjelp av POT. Denne kretsen vil gi en regulert DC-strømforsyning fra strømnettet og vil fungere som AC-DC-adapter; Jeg har tidligere laget en variabel strømforsyning med høy strøm og spenningsutgang.

Nødvendige komponenter:

• Transformator 12V 1Amp
• IC LM317 (2)
• Diode Bridge W005
• Koblingsplint (2)
• Kondensator 1000uF, 1uF
• Kondensator 0.1uF (5)
• Variabel motstand 100R
• Motstand 1k (5)
• Motstand 10k
• Diode- Nn007 (3)
• LM358 - Opamp
• 0.05R - Shuntmotstand / ledning
• LCD-16 * 2 (valgfritt)
• Arduino Nano (valgfritt)

Kretsforklaring:

De komplette skjemaene for denne batteriladerkretsen er vist nedenfor:

Hovedmålet med 12V strømforsyningskretsen er å kontrollere spenningen og strømmen til batteriet slik at det kan lades på best mulig måte. For dette formålet har vi brukt to LM317 IC-er, den ene brukes til å kontrollere spenningen og den andre brukes til å begrense strømmen. Her, i vår krets, brukes IC U1 til å kontrollere strømmen og IC U3 brukes til å kontrollere spenningen. Jeg vil sterkt anbefale deg å lese databladet til LM317 og forstå det, slik at det kommer til nytte når du prøver lignende prosjekter, siden LM317 er en mest brukte variabel regulator.

Spenningsregulator krets:

En enkel spenningsregulatorkrets, hentet fra LM317's datablad, er vist i figuren ovenfor. Her bestemmes utgangsspenningen av motstandsverdiene R1 og R2, i vårt tilfelle brukes motstanden R2 som en variabel motstand for å kontrollere utgangsspenningen. Formlene for å beregne utgangsspenningen er Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Ved å bruke disse formlene blir verdien av motstand 1K (R8) og 10K - pot (RV2) valgt. Du kan også bruke denne LM317-kalkulatoren til å beregne verdien av R2.

Nåværende begrensningskrets:

Den strømbegrenser Circuit, hentet fra LM317 dataark, er vist i figuren ovenfor; Dette er en enkel krets som kan brukes til å begrense strømmen i kretsen vår basert på motstandsverdien R1. Formlene for å beregne utgangsstrømmen er Iout = 1,2 / R1. Basert på disse formlene er verdien av potten RV1 valgt som 100R.

Derfor, for å kontrollere strømmen og spenningen, brukes to potensiometre henholdsvis RV1 og RV2 som vist i skjemaene ovenfor. LM317 drives av en diodebro; selve Diode Bridge er koblet til en transformator gjennom kontakt P1. Rangeringen av transformatoren er 12V 1 ampere. Denne kretsen alene er tilstrekkelig for oss å lage en enkel krets, men ved hjelp av få ekstra oppsett kan vi overvåke strømmen og spenningen til laderen vår på LCD, som forklares nedenfor.

Vis spenning og strøm på LCD med Arduino:

Ved hjelp av en Arduino Nano og en LCD (16 * 2) kan vi vise spennings- og strømverdiene til laderen vår. Men hvordan kan vi gjøre dette !!

Arduino Nano er 5V operativ mikrokontroller, noe mer enn 5V vil drepe den. Men laderen vår fungerer på 12V, derav ved hjelp av en spenningsdelerkrets, blir verdien på (0-14) Volt kartlagt til (0-5) V ved hjelp av motstand R1 (1k) og R2 (500R), som har tidligere gjort i 0-24v 3A regulert strømforsyningskrets, for å vise spenningen på LCD-skjermen med Arduino Nano.

For å måle strømmen bruker vi en shuntmotstand R4 med veldig lav verdi for å skape et spenningsfall over motstanden, som du kan se i kretsen nedenfor. Nå ved hjelp av Ohms Law-kalkulator kan vi beregne strømmen som går gjennom motstanden ved hjelp av formlene I = V / R.

I kretsen vår er verdien på R4 0,05R, og den maksimale strømmen som kan passere gjennom kretsen vår vil være 1,2 ampere fordi transformatoren er vurdert slik. Den effekt av motstanden kan beregnes ved å bruke P = I ^ 2 R. I vårt tilfelle P = (1,2 * 1,2 * 0,05) => 0,07 som er mindre enn en fjerdedel watt. Men hvis du ikke får en 0.05R, eller hvis den nåværende vurderingen din er høyere, så beregne kraften deretter. Nå hvis vi er i stand til å måle spenningsfallet over motstanden R4, ville vi være i stand til å beregne strømmen gjennom kretsen ved hjelp av Arduino. Men dette spenningsfallet er veldig minimalt for Arduino å lese det. Derfor er en forsterkerkrets konstruert ved hjelp av Op-amp LM358 som vist i figuren ovenfor, og utgangen fra denne Op-Amp blir gitt til Arduino gjennom en RC-krets for å måle strømmen og vise inn på LCD-skjermen.

Når vi har bestemt oss for verdien av komponenter i kretsen vår, anbefales det alltid å bruke simuleringsprogramvare for å verifisere verdiene våre før vi fortsetter med vår faktiske maskinvare. Her har jeg brukt Proteus 8 til å simulere kretsen som vist nedenfor. Du kan kjøre simuleringen ved hjelp av filen (12V_charger.pdsprj) gitt i denne zip-filen.

Bygg opp batteriladeren:

Når du er klar med kretsen, kan du begynne å bygge opp laderen, du kan enten bruke et Perf-kort for dette prosjektet eller bygge din egen PCB. Jeg har brukt et PCB, PCB ble opprettet ved hjelp av KICAD. KICAD er programvare for åpen PCB-design og kan lastes ned gratis. Hvis du ikke er kjent med design av PCB, ingen bekymringer !!!. Jeg har lagt ved Gerber og andre utskriftsfiler (last ned her), som kan overleveres til din lokale PCB-produsent, og brettet ditt kan fabrikeres. Du kan også se hvordan PCB-et vil se ut etter produksjonen, ved å laste opp disse Gerber-filene (zip-fil) til hvilken som helst Gerber Viewer. Den PCB design av våre lader er vist nedenfor.

Når kretskortet er produsert, monterer og lodder du komponentene basert på verdiene gitt i skjemaene. For din bekvemmelighet er det også festet en BOM (Stykliste) i zip-filen som er gitt ovenfor, slik at du enkelt kan kjøpe og montere dem. Etter montering skal laderen se ut slik:

Testing av batterilader:

Nå er det på tide å teste laderen vår, Arduino og LCD er ikke nødvendig for at laderen skal fungere. De brukes bare til overvåkingsformål. Du kan montere dem ved hjelp av Bergstick som vist ovenfor, slik at du kan fjerne dem når du trenger dem til et annet prosjekt.

For å teste formålet, fjern Arduino og koble transformatoren din, juster nå utgangsspenningen til den nødvendige spenningen ved hjelp av POT RV2. Bekreft spenningen ved hjelp av et multimeter og koble den til batteriet som vist nedenfor. Det er det laderen vår nå er i drift.

Nå før vi kobler til Arduino-testen vår, vil den innkommende spenningen til Arduino Nano-pin A0 og A1 ikke overstige 5V hvis ut-kretsen fungerer som den skal. Hvis alt er i orden, kobler du Arduino og LCD-skjermen. Bruk det gitte programmet for å laste opp i Arduino. Dette programmet viser bare spenningen og strømverdien til laderen vår, vi kan bruke denne til å stille inn spenningen og overvåke om batteriet lades riktig. Sjekk videoen nedenfor.

Hvis alt fungerer som forventet, bør du få en skjerm på LCD som vist i forrige figurer. Nå er alt gjort, alt vi trenger å gjøre er å koble laderen til et hvilket som helst 12V batteri og lade den med ønsket spenning og strøm. Samme lader kan også brukes til å lade mobiltelefonen, men sjekk strøm- og spenningsnivået som trengs for å lade mobiltelefonen før du kobler til. Du må også koble USB-kabelen til kretsen vår for å lade mobiltelefonen.

Hvis du er i tvil, er du velkommen til å bruke kommentarseksjonen. Vi er alltid klare til å hjelpe deg !!

GLAD LÆRING !!!!