[DIY] UN CIRCUITO PER ESEGUIRE LE PROVE DI SCARICA DELLE CELLE LILON

[Tabac]

@Sit-out, non hai un PC da poter lasciare acceso?

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[Wildhoney]

@Sit-out, non hai un PC da poter lasciare acceso?

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"a caccia di tester" su real time alle 21:30 tutti i giorni

 

[cloud78]

@Sit-out, non hai un PC da poter lasciare acceso?

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Eh! Purtroppo no. Spesso sono fuori per lavoro e il portatile lo porto via, il PC di casa e monopolizzato dalla moglie che lo usa per lavoro

 

[Igiit]

Ecco il primo test di scarica a 10A continui fatto con il circuito. E' un test preliminare che aveva lo scopo di provare l'apparecchiatura, eseguito su una cella LG HG2 che ha 8 mesi di vita e circa 200 ricariche sul groppone.
Ho usato un soglia di tensione (cut-off) di 2.7V, molto cautelativa, ma adatta ad un primo test.
La temperatura l'ho misurata con una termocoppia ogni 60 secondi.

Il test è durato 900 secondi circa, ovvero 15 minuti. Ammesso anche che con una cella nuova e tensione di soglia più bassa ci vogliano 20 minuti, e stimando che ci vogliano circa 90 minuti per ricaricare la cella a 4A, che ci vuole una pausa di raffreddamento di 30 minuti dopo la scarica e altrettanti dopo la ricarica, si deduce che un ciclo completo di carica/scarica richiede circa 170 minuti, quasi tre ore.

 

[Igiit]

Ecco una preview del circuito completo del caricabatterie

manca qualche componente di cui si vedono solo le impronte, in quanto non di tutti i componenti ho il modello 3D.

 

[Cesga]

Quindi hai già pronto anche il disegno del PCB ?

 

[Igiit]

Quindi hai già pronto anche il disegno del PCB ?

Eh si, almeno di ciò che vedi. Doppio strato delle dimensioni 180X110 circa. Per adesso sembra vuoto ma stò aggiungendo anche il microcontrollore. Dovrei farcela per stasera, vediamo.

 

[Cesga]

Allora fammi sapere in cos'altro posso aiutarti, stavo cercando di capire i vari componenti proprio per progettare il PCB ma se questo c'è già posso fare dell'altro per guadagnare tempo.

 

[Igiit]

Allora fammi sapere in cos'altro posso aiutarti, stavo cercando di capire i vari componenti proprio per progettare il PCB ma se questo c'è già posso fare dell'altro per guadagnare tempo.

Ciao Cesare.

Stò aspettando l'arrivo del chip per la gestione della ricarica della cella. Scelta molto difficile in quanto tutti i chip recentissimi, in special modo quelli con interfaccia I2C/SPI (per comunicare con il microcontrollore) sono del tipo a montaggio superficiale senza piedini esposti, impossibile stagnarli a mano. Alla fine ho optato per l'unico con piedini, il vecchio MAX846A. Rimane sempre un SMD di dimensioni molto piccole, per niente facile da stagnare manualmente sulla PCB. Appena mi arrivano (ne ho presi 4) faccio delle prove per capire se è fattibile. Poi dovrò verificare se riesco a pilotarlo attraverso il micro, ma questo mi spaventa meno. Se non fosse possibile la stagnatura a mano, ci sono due alternative: 1) costruire un circuito di carica con componenti discrete o 2) far stagnare il chip direttamente a chi produce la PCB, con un sensibile aumento dei costi.

Ho aggiunto al circuito anche due regolatori a 3.3 e rispettivamente 5.5 V molto precisi (1%) e stabili per alimentare il micro , l'INA219 (misuratore di tensione e corrente della cella) e tutti gli operazionali (che adesso sono 6). Inoltre ho inserito sulla pcb il microcontrollore e due circuitini per la misura della temperatura, uno per monitorare la cella, l'altro per i mosfet di potenza.

In pratica adesso il circuito è quasi autosufficiente e necessita solo di un alimentatore esterno. Ho optato per l'utilizzo di un alimentatore da PC (ne ho una ventina ricuperati da PC che andavano al macero) che ha sia l'uscita a 12V che quella a 5V con correnti elevate (bastano 4-5 Ampere per la ricarica veloce delle celle).

Appena verificato se si riesce a saldare a mano il MAX846A faccio l'ordine di 10 PCB (circa 70€ spedizione DHL compresa) che attualmente misurano circa 110 x 140.

Appena arrivano le pcb avrò bisogno di qualche giorno per sviluppare il codice di controllo del micro e quindi se tutto andrà bene pubblicherò schemi, codice e lista dei componenti.



A quel punto bisognerà pensare a dei contenitori metallici in cui fissare la scheda, alimentatore e ventola , dotati di uno scomparto separato per la cella da testare.


Se vuoi ti giro i files dello schema elettrico e del pcb. Avendo usato kikad sono nel suo formato, ma i disegni del PCB vengono generati nello standard Gerber.
Non sò che software usi, ma inserire lo schema elettrico ex novo è relativamente veloce, essendoci poche decine di componenti; per il PCB non saprei.

 

[Igiit]

@Cesga.
Dimenticavo di dire che avendo il circuito un microcontrollore con DAC a 12 bit e l'INA219 che misura tensione e corrente della cella, si può facilmente generare una tensione compresa tra zero e 4.2 volt per realizzare un caricatore molto preciso. Basterebbe aggiungere un operazionale in configurazione "voltage follower" ed un mosfet lasciando interamente al micro il compito di gestire il tutto. E' un progettino interessante di suo, semplice semplice, che mi piacerebbe comunque sperimentare. Ovviamante, per andare sul sicuro nel circuito per le prove sulle celle ho preferito usare un chip dedicato per evitare sorprese.
Sei interessato? Per sperimentare basterebbe avere un microcontrollore Teensy 3.2 (20€) un INA219 (quello preassemblato di Adafruit è sui 10€, se lo fai da tè spendi sui 4€ ), ed un operazionale adatto a pilotare i mosfet (2€). Poi ci si può divertire con il software, che usando la ide di arduino è semplice semplice.