- Komponen yang Dibutuhkan:
- Penjelasan Sirkuit:
- Tampilan Tegangan dan Arus pada LCD menggunakan Arduino:
- Membangun Pengisi Daya Baterai:
- Pengujian Pengisi Daya Baterai:
Sebagian besar proyek elektronik kami didukung oleh baterai Asam Timbal, dalam proyek ini mari kita bahas cara mengisi ulang Baterai asam timbal ini dengan bantuan rangkaian sederhana yang dapat dengan mudah dipahami dan dibangun dari rumah. Proyek ini akan menyelamatkan diri Anda dari berinvestasi dalam pengisi daya baterai dan membantu Anda memperpanjang masa pakai baterai Anda. Jadi mari kita mulai !!!!
Mari kita mulai dengan memahami beberapa hal dasar tentang Baterai Asam Timbal sehingga kita dapat membuat pengisi daya dengan lebih efisien. Sebagian besar baterai asam timbal yang beredar di pasaran adalah baterai 12V. Ah (Ampere jam) tiap baterai bisa berbeda-beda tergantung kapasitas yang dibutuhkan, misalnya baterai 7 Ah akan mampu memberikan 1 Amps untuk durasi 7 jam (1 Amps * 7 jam = 7 Ah). Sekarang setelah pengosongan selesai persentase baterai harus sekitar 10,5, inilah saatnya bagi kami untuk mengisi baterai kami. Arus pengisian baterai disarankan 1/10 dari peringkat Ah baterai. Jadi untuk baterai 7 Ah arus pengisian harus sekitar 0,7 Amps. Arus yang lebih besar dari ini dapat merusak baterai sehingga mengurangi masa pakai baterai. Menjaga ini dalam pertimbangan ini, buatan sendiri kecilpengisi daya akan dapat memberi Anda tegangan variabel dan arus variabel. Arus dapat disesuaikan berdasarkan peringkat Ah baterai saat ini.
Rangkaian charger Baterai Asam Timbal ini juga dapat digunakan untuk mengisi daya handphone anda, setelah mengatur tegangan dan arus sesuai handphone, dengan menggunakan POT. Sirkuit ini akan menyediakan Catu Daya DC Teratur dari sumber listrik AC dan akan berfungsi sebagai Adaptor AC-DC; Saya sebelumnya telah membuat Catu Daya Variabel dengan output arus dan tegangan tinggi.
Komponen yang Dibutuhkan:
- Trafo 12V 1Amp
- IC LM317 (2)
- Jembatan Dioda W005
- Blok Terminal Konektor (2)
- Kapasitor 1000uF, 1uF
- Kapasitor 0.1uF (5)
- Resistor variabel 100R
- Resistor 1k (5)
- Resistor 10k
- Diode- Nn007 (3)
- LM358 - Opamp
- 0.05R - Resistor / kabel Shunt
- LCD-16 * 2 (opsional)
- Arduino Nano (opsional)
Penjelasan Sirkuit:
Skema lengkap Rangkaian Pengisi Daya Baterai ini ditunjukkan di bawah ini:
Tujuan utama rangkaian catu daya 12V kami adalah untuk mengontrol tegangan dan arus baterai sehingga dapat diisi dengan cara terbaik. Untuk tujuan ini kami telah menggunakan dua IC LM317, satu digunakan untuk mengontrol tegangan dan yang lainnya digunakan untuk membatasi arus. Di sini, di sirkuit kami, IC U1 digunakan untuk mengontrol arus dan IC U3 digunakan untuk mengontrol tegangan. Saya akan sangat menyarankan Anda untuk membaca lembar data LM317 dan memahaminya, sehingga berguna saat mencoba proyek serupa karena LM317 adalah regulator Variabel yang paling banyak digunakan.
Sirkuit Regulator Tegangan:
Rangkaian Pengatur Tegangan sederhana , diambil dari lembar data LM317, ditunjukkan pada gambar di atas. Di sini tegangan keluaran ditentukan oleh nilai resistor R1 dan R2, dalam kasus kami resistor R2 digunakan sebagai resistor variabel untuk mengontrol tegangan keluaran. Rumus untuk menghitung tegangan keluaran adalah Vout = 1,25 (1 + R2 / R1). Dengan menggunakan rumus ini, nilai resistansi 1K (R8) dan 10K - pot (RV2) dipilih. Anda juga bisa menggunakan kalkulator LM317 ini untuk menghitung nilai R2.
Sirkuit Limiter Saat Ini:
The Current Limiter Circuit, diambil dari datasheet LM317 ini, ditunjukkan pada gambar di atas; ini adalah rangkaian sederhana yang dapat digunakan untuk membatasi arus di rangkaian kami berdasarkan nilai resistansi R1. Rumus untuk menghitung arus keluaran adalah Iout = 1.2 / R1. Berdasarkan rumus ini nilai pot RV1 dipilih sebagai 100R.
Oleh karena itu, untuk mengontrol arus dan tegangan, dua potensiometer RV1 dan RV2 digunakan masing-masing seperti yang ditunjukkan pada skema di atas. LM317 didukung oleh jembatan dioda; yang Bridge Diode sendiri terhubung ke Transformer melalui konektor P1. Peringkat trafo adalah 12V 1 Amps. Rangkaian ini saja sudah cukup bagi kita untuk membuat rangkaian sederhana, tetapi dengan bantuan beberapa pengaturan tambahan kita dapat memantau arus dan tegangan pengisi daya kita pada LCD, yang dijelaskan di bawah ini.
Tampilan Tegangan dan Arus pada LCD menggunakan Arduino:
Dengan bantuan Arduino Nano dan LCD (16 * 2), kami dapat menampilkan nilai tegangan dan arus pengisi daya kami. Tapi, bagaimana kita bisa melakukan ini !!
Arduino Nano adalah Mikrokontroler operasional 5V, apapun yang lebih dari 5V akan mematikannya. Tapi, pengisi daya kami bekerja pada 12V, maka dengan bantuan rangkaian pembagi Tegangan nilai (0-14) Volt dipetakan ke (0-5) V menggunakan resistor R1 (1k) dan R2 (500R), seperti miliki Sebelumnya dilakukan pada Regulated Power Supply Circuit 0-24v 3A, untuk menampilkan Tegangan pada LCD menggunakan Arduino Nano.
Untuk mengukur arus, kami menggunakan resistor shunt R4 dengan nilai yang sangat rendah untuk membuat penurunan tegangan pada resistor, seperti yang Anda lihat pada rangkaian di bawah ini. Sekarang dengan menggunakan kalkulator Hukum Ohm kita dapat menghitung arus yang melewati resistor menggunakan rumus I = V / R.
Di rangkaian kita nilai R4 adalah 0.05R dan arus maksimum yang dapat melewati rangkaian kita adalah 1.2 Amps karena trafo diberi nilai demikian. Power rating dari resistor dapat dihitung dengan menggunakan P = I ^ 2 R. Dalam kasus kami P = (1.2 * 1.2 * 0.05) => 0.07 yang kurang dari seperempat watt. Tetapi jika Anda tidak mendapatkan 0,05R atau jika peringkat Anda saat ini lebih tinggi, maka hitung Daya yang sesuai. Sekarang jika kita dapat mengukur penurunan tegangan pada resistor R4, kita dapat menghitung arus yang melalui rangkaian menggunakan Arduino kita. Tapi, penurunan tegangan ini sangat minim bagi Arduino kita untuk membacanya. Karenanya rangkaian Amplifier dibangun menggunakan Op-amp LM358 seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, output dari Op-Amp ini diberikan ke Arduino kami melalui rangkaian RC untuk mengukur arus dan ditampilkan di LCD.
Setelah kami memutuskan nilai komponen kami di sirkuit kami, selalu disarankan untuk menggunakan perangkat lunak simulasi untuk memverifikasi nilai kami sebelum kami melanjutkan dengan perangkat keras kami yang sebenarnya. Di sini, saya telah menggunakan Proteus 8 untuk mensimulasikan rangkaian seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Anda dapat menjalankan simulasi menggunakan file (12V_charger.pdsprj) yang diberikan dalam file zip ini.
Membangun Pengisi Daya Baterai:
Setelah Anda siap dengan rangkaiannya, Anda dapat mulai membangun pengisi daya, Anda dapat menggunakan papan Perf untuk proyek ini atau membuat PCB Anda sendiri. Saya telah menggunakan PCB, PCB dibuat menggunakan KICAD. KICAD adalah perangkat lunak perancangan PCB open source dan dapat diunduh online secara gratis. Jika Anda tidak terbiasa dengan desain PCB, jangan khawatir !!!. Saya telah melampirkan Gerber dan file cetak lainnya (unduh di sini), yang dapat diserahkan ke pabrikan PCB lokal Anda dan papan Anda dapat dibuat. Anda juga dapat melihat bagaimana PCB Anda akan terlihat setelah diproduksi, dengan mengunggah file Gerber ini (file zip) ke Gerber Viewer manapun. Desain PCB pengisi daya kami ditunjukkan di bawah ini.
Setelah PCB dibuat, rakit dan solder komponen berdasarkan nilai yang diberikan dalam skema, untuk kenyamanan Anda, BOM (Bill of materials) juga dilampirkan di file zip yang diberikan di atas, sehingga Anda dapat membeli dan merakitnya dengan mudah. Setelah merakit Charger kami akan terlihat seperti ini….
Pengujian Pengisi Daya Baterai:
Sekarang saatnya menguji charger kita, Arduino dan LCD tidak diperlukan agar charger bisa beroperasi. Mereka hanya digunakan untuk tujuan pemantauan. Anda dapat memasangnya menggunakan Bergstick seperti yang ditunjukkan di atas, sehingga Anda dapat melepasnya saat Anda membutuhkannya untuk proyek lain.
Untuk tujuan pengujian lepaskan Arduino dan hubungkan trafo Anda, sekarang sesuaikan tegangan output ke tegangan yang kami butuhkan menggunakan POT RV2. Verifikasi voltase menggunakan multimeter dan hubungkan ke baterai seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Itu charger kami sekarang beroperasi.
Sekarang sebelum kita pasang tes Arduino kita, tegangan masuk ke Arduino Nano pin A0 dan A1 kita, seharusnya tidak melebihi 5V jika rangkaian keluar berfungsi dengan baik. Jika semuanya baik-baik saja, sambungkan Arduino dan LCD Anda. Gunakan Program di bawah ini untuk mengunggah di Arduino Anda. Program ini hanya akan menampilkan nilai Tegangan dan Arus dari pengisi daya kita, kita dapat menggunakan ini untuk mengatur tegangan kita dan memantau apakah baterai kita diisi dengan benar. Periksa Video yang diberikan Di Bawah Ini.
Jika semuanya bekerja seperti yang diharapkan, Anda harus mendapatkan tampilan pada LCD seperti yang ditunjukkan pada gambar sebelumnya. Sekarang, semuanya sudah selesai, yang harus kita lakukan adalah menghubungkan pengisi daya ke baterai 12V apa pun dan mengisinya menggunakan tegangan dan arus yang diinginkan. Pengisi daya yang sama juga dapat digunakan untuk mengisi daya ponsel Anda, tetapi periksa nilai arus dan voltase yang diperlukan untuk mengisi daya ponsel, sebelum menghubungkan. Anda juga perlu memasang kabel USB ke sirkuit kami untuk mengisi daya ponsel.
Jika Anda memiliki keraguan, silakan gunakan bagian komentar. Kami selalu siap membantu Anda !!
BELAJAR SELAMAT !!!!