VOLTMETR / VYBIJEČ / NABÍJEČ ČLÁNKŮ NICD,NIMH

ŘÍZENÝ POČÍTAČEM PC S IO TLC 549

VÁGNER VLASTIMIL

Tento jednoduchý přípravek umožňuje měřit stejnosměrná napětí od 0 do +5V= a od 0V do +50V= ,vybíjet/nabíjet články NICD a NIMH..Vybiječ je určen k vybití článků na stejnou hodnotu napětí před nabíjením vybíjení je řízeno počítačem,nabíječ nabíjí články bez využití počítače a nabíjení probíhá podle časového diagramu.Zapojení může sloužit k vlastní inspiraci podobných zapojení v žádném případě si neklade za cíl konkurovat továrním přípravkům..

Popis přípravku

Přípravek je umístěn v krabičce a je napájen ze zdroje 12 - 15V=,tímto zdrojem je současně napájen i přípravek na vybíjení/nabíjení článků.Na krabičce jsou umístěny tři zdířky,červená zdířka do této se připojuje kladný pól od vybíjené/nabíjené baterie,druhá je modrá do této se připojuje záporný pól od měřené/vybíjené/nabíjené baterie,další červená zdířka je označena NAPĚTÍ sem se připojuje kladný pól od měřené baterie nebo zdroje při měření napětí.Dále je na krabičce jeden vypínač k vypínání napájecího napětí,přepínač PŘ.1 kterým se přepínají rozsahy 5V= a 50V=,přepínač PŘ.2 nabíjení/vybíjení baterky(článku) a přepínač označený PŘ.3A volby měření na baterce v jedné poloze měří napětí na baterce nebo zdroji naprázdno a v druhé při zatížení (vybíjení).Z krabičky je dále vyveden kablík na propojení voltmetru s počítačem kablík je zakončen koncovkou podle použitého sériového portu to jest 9pinů nebo 25pinů,dále je na krabičce ampérmetr na nastavení vybíjecího proudu,jehož velikost se nastavuje potenciometrem.Voltmetr je tvořen jedním integrovaným obvodem TLC549 jedná se o osmibitový A/D převodník ovládání převodníku zajišťuje počítač výstupy DTR a RTS,výstup DTR je připojen přes rezistor R3 a stabilizační diodu D1 na vstup č.7 CLK IO TLC549.Dioda D1 upravuje vstupní napětí z vývodu DTR na napětí do 5V,rezistor R3 omezuje proud tekoucí diodou D1.Výstup RTS je připojen přes rezistor R4 a stabilizační diodu D2 na vstup č.5 CS IO TLC549,tento vstup přepíná mezi režimy čtení a převodu,rezistor R4 a dioda D2 má stejnou funkci jako rezistor R3 a dioda D1.Měřené napětí je snímáno počítačem na vstupu CTS,vstup kladného referenčního napětí na vývodu č.1 IO TLC549 je spojen vývodem č.8 na napájecí napětí(+5V),záporné referenční napětí na vývodu č.3 IO TLC549 je spojen s vývodem č.4 a připojen na záporné napájecí napětí (-5V),tímto je dána i rozlišovací schopnost IO TLC549 a ta je 0.02V.Převodník je napájen stabilizovaným napětím 5V toto napětí je stabilizováno IO MAA7805.Vstup měřeného napětí na A/D je veden na přepínač kterým se přepínají rozsahy 0 až 5V= a rozsah 0 až 50V=,při rozsahu do 5V je vstupní napětí přivedeno z přepínače na vstup IO č.2 přes rezistory R1 a R2.Při rozsahu 0 až 50V je měřené napětí přivedeno z přepínače rozsahů na trim TP1 a z něho na rezistor R1.Trim TP1 s rezistorem R1 tvoří při rozsahu 0 až 50V napěťový dělič,z tohoto děliče je měřené napětí přivedeno na rezistor R2 a z něho na vstup č.2 IO TLC549.Schéma zapojení voltmetru je na obrázku č.1

Vybíjecí část je tvořena z relé RE1,potenciometru P1 a ampérmetru,dále ji tvoří ovládací elektronika pro cívku relé RE1.Výstup z počítače je veden přes rezistor R5 na bázi tranzistoru T1,signalizace zapnutí výstupu TXD z počítače a tím i zapnutí relé RE1 je tvořena rezistorem R6 a led diodou D5.Dále je zde i blokovací dioda do báze tranzistoru T1 D3,cívka relé RE.1 je blokována diodou D4.Schéma zapojení vybíjecí části je na obrázku č.2.Na obrázku č.3 je zapojení přepínače na vybíjení/nabíjení článků,baterek.

Smontování a nastavení převodníku

Po osazení součástek voltmetru do desky plošného spoje si vyrobíme propojovací kabel mezi voltmetrem a počítačem a ten zaletujeme do desky voltmetru podle schématu a desku omyjeme lihem.Na druhý konec kabelu zapojíme konektor podle toho jaký máme sériový výstup com z počítače tj.9pinů nebo.Po montáži vypínače,přepínačů a zdířek do krabičky provedeme propojení mezi deskou voltmetru,vybíjecí/nabíjecí části,ampérmetrem a potenciometrem.Po ukončení montáže a propojení desek si připravíme regulovatelný zkušební zdroj aspoň do 20V=.Voltmetr DMM na kalibraci měřených napětí.Trim TP1 vytočíme na největší ohmickou hodnotu,voltmetr připojíme na napájecí zdroj,propojíme počítač s voltmetrem kabelem do volného sériového portu.Na zkušebním zdroji nastavíme podle (kalibračního) DMM voltmetru 1V,zapneme vyrobený voltmetr přepínač označený PŘ.2 přepneme do polohy PŘ.2/A1 (VYBIJENÍ) přepínač rozsahů označený PŘ.1 PŘEPNEME DO POLOHY PŘ.1/A2 na rozsah 0 až +5V=.Na počítači spustíme program dmm.exe podle nápovědy zvolíme sériový port na který jsme připojili kabel z voltmetru,po volbě portu zvolíme rozsah Do 5V tuto volbu provedeme stiskem klávesy !! D !!.Do zdířek připojíme měřené napětí ze zkušebního zdroje do červené zdířky (označené měření napětí) připojíme kladný pól zdroje a do modré zdířky záporný pól zkušebního zdroje přepínač označený PŘ.3 PŘEPNEME DO POLOHY PŘ.3/A2.Na monitoru se nám zobrazí hodnota měřeného napětí které by mělo být shodné i na kalibračním voltmetru.Nyní zvětšíme napětí na zkušebním zdroji na 3V a na monitoru by se mělo zobrazit shodné napětí jako na kalibračním voltmetru.Nyní nastavíme Maximální hodnotu napětí a ta je na tomto rozsahu 5V a znovu porovnáme.Při oživování nastavujeme vždy celé hodnoty zkušebního napětí.Po této kontrole odpojíme vyrobený voltmetr od zkušebního napětí,na zkušebním zdroji nastavíme přesně 10V podle kalibračního voltmetru,stiskem klávesy mezerník na klávesnici počítače ukončíme měření na rozsahu do 5V a stiskem klávesy Nad 5V tuto volbu provedeme stiskem klávesy !! N !!zvolíme rozsah do 50V.Přepínač rozsahů PŘ.1 přepneme do polohy PŘ.1/A1 na rozsah 50V,nastavené napětí na zkušebním zdroji připojíme na vyrobený voltmetr a trimrem TP1 nastavíme podle kalibračního voltmetru shodný údaj na monitoru počítače nastavené napětí musí být přesně 10V.Po tomto nastavení již můžeme měnit na zkušebním zdroji napětí a jeho hodnota se nám bude zobrazovat na monitoru počítače.Maximální napětí které můžeme na tomto rozsahu připojit je 50V.Tím je nastavení a kalibrace voltmetru hotova a můžeme ho používat,při používání je vhodné začínat měřit neznáme napětí na rozsahu 50V a pokud je měřené neznámé napětí nižší jak 5V tak teprve přepnou rozsah do 5V.

Popis programů

Programy jsou určeny pod operační systém MS-DOS,jsou odladěny v Turbo Pascale v případě že na počítači je operační systém Windows 95/98 máme možnost buď spustit program z příkazové řádky nebo při spuštění počítače stiskem klávesy F8 zvolit volbu jen MS-DOS,pokud je na počítači operační systém Windows 2000 NT,XP spouštíme programy pouze z příkazové řádky,uvedené OS musejí být řádně nainstalovaný ve 32-bitové verzi.Programy jsou uloženy v adresáři VOLTMETR a jsou čtyři jeden má název DMM.EXE,druhý má název VYBIJENI.EXE,třetí má název TEST.EXE, čtvrtý má název ODEČET.EXE.Ovládání programu dmm.exe začíná volbou portu ten volíme stiskem klávesy.Ovládací klávesy jsou pro zvýraznění uzavřeny do < >,stiskem klávesy s číslicí 1 volíme port com1,stiskem klávesy 2 volíme port com2 atd.,po volbě portu již volíme rozsah měření ten volíme opět stiskem klávesy.Stiskem klávesy ! D !volíme rozsah do 5V.Navolený rozsah ukončíme stiskem klávesy mezerník,po této volbě můžeme zvolit rozsah Nad 5V ten volíme stiskem klávesy ! N !,program ukončíme stiskem klávesy ESC.Program vybíjeni.exe tento program umožňuje s vybíječem vybíjet baterie,po volbě portu ten se volí stejně jako u programu dmm.exe,navolíme rozsah podle vybíjené baterie pokud má vybíjená baterie napětí větší jak 5V zvolíme rozsah nad 5V volíme stiskem klávesy N,pokud má vybíjená baterie napětí nižší jak 5V zvolíme rozsah do 5V ten volíme stiskem klávesy D.Za další zadáváme hodnotu vypínacího napětí při kterém bude ukončeno vybíjení baterie a stiskneme ENTER,program automaticky ukládá naměřené hodnoty do souboru naměřeno tento si sám vytvoří.Program odečet.exe vytvoří soubor čas.hod který musí být uložen ve stejném adresáři jako soubor vybíjeni.exe.Zde zadáme údaj po jaké době se budou ukládat naměřené hodnoty do souboru údaj zadáváme v sekundách po zadání stiskneme ENTER,jelikož zadáváme údaj zápisu v sekundách a my potřebujeme aby se údaje ukládaly na disk například po 5 minutách tak zadáme 300.Proč 300 jedna minuta má 60 sekund a pět minut je 5 * 60 = 300.Takto zadáváme hodnotu i pokud chceme zadat zápis i po jedné hodině tj. 60 * 60= 3600.Program TEST.EXE umožňuje testovat baterii na vybíječi při zatížení (v tomto případě jsou přepínače PŘ.1A,PŘ.2.PŘ.3A přepnuty stejně jako v případě vybijení baterie).Po spuštění programu zvolíme port,navolíme rozsah dle testované baterie rozsah volíme stiskem klávesy D nebo N.Po zadání hodnot v programu a přepnutí přepínačů PŘ.1A,PŘ.2,PŘ.3A do potřebných poloh připojíme baterii k přípravku stejně jako při vybijení baterie a potenciometrem měníme hodnotu vybíjecího proudu na monitoru sledujeme napětí.Program TEST.EXE je shodný s programem VYBIJENÍ.EXE pouze nezapisuje hodnoty do souboru.

Vybíjení baterií

Zapneme přípravek vypínačem VP.1,přepínač (PŘ.3A) přepneme do polohy PŘ.3/A1 přepínač (PŘ.2) vybíjení/nabíjení přepneme do polohy (PŘ.2/A1) vybíjení.Přípravek propojíme s počítačem,potenciometr na vybiječi vytočíme na nulu to jest na největší ohmický odpor přepínačem PŘ.1A přepneme rozsah dle napětí vybíjené baterie,.Na počítači spustíme program VYBIJENI.EXE zadáme hodnoty jak je uvedeno k programu, do modré zdířky připojíme záporný pól od vybíjené baterie do červené zdířky označené (NABÍJENÍ/VYBÍJENÍ) připojíme kladný pól od vybíjené baterie,potenciometrem nastavíme vybíjecí proud.Podle ampérmetru.Uložené naměřené hodnoty napětí v souboru se dají zobrazit v jakémkoliv manažéru (M602,Volkova,NC) klávesou F3.

Měření napětí

Přípravek propojíme s počítačem zapneme napájecí napětí,přepínač rozsahů (PŘ.1A) přepneme na rozsah 50V (PŘ.1/A1) a přepínač (PŘ.3A) přepneme do polohy (PŘ.3/A2),přepínač (PŘ.2) vybíjení/nabíjení přepneme do polohy (PŘ.2/A1) vybíjení.Na počítači spustíme program DMM.EXE navolíme hodnoty jak uvedeno k programu,do modré zdířky připojíme záporný pól od měřené baterie do červené zdířky označené (NAPĚTÍ) připojíme kladný pól od měřené baterie a měříme pokud je měřené napětí menší jak 5V odpojíme baterii přepínač PŘ.1A přepneme do polohy (PŘ.1/A2) na počítači zvolíme rozsah Do 5V,po dokončeném měření program ukončíme stiskem klávesy ESC.

Program Odečet.

Po spuštění programu zadáme hodnotu po jaké chceme aby byl zapisován měřený údaj podle popisu výše a stiskneme ENTER.Program vytvoří soubor cas.hod tento musí být umístěn ve stejném adresáři jako program vybíjeni.exe tento z něho načítá hodnotu odečtu,pokud chceme změnit dobu odečtu tak již nemusíme spouštět znovu program Odečet.exe ale tuto vytvořenou hodnotu můžeme přepsat v jakémkoliv manažéru po volbě klávesy F4.Pozor musíme však již mít jednou vytvořený soubor čas.hod pak toto takto můžeme provést.

Nabíjení baterek

Zapneme vypínač VP.1,přepínač (PŘ.2) nabíjení/vybíjení přepneme do polohy PŘ.2/A2 (nabíjení),do červené zdířky označené (VYBÍJENÍ/NABÍJENÍ) připojíme kladný pól od nabíjené baterie a do modré zdířky připojíme záporný pól od nabíjené baterie na potenciometru nastavíme nabíjecí proud a baterii nabíjíme doporučený čas tzv.například dvanáct nebo čtrnáct hodin.V tomto případě není potřeba propojovat přípravek s počítačem.