12V baterya charger circuit gamit ang lm317 (12v power supply)

Karamihan sa aming mga proyekto sa electronics ay pinalakas ng isang baterya ng Lead Acid, sa proyektong ito ipaalam sa amin talakayin kung paano muling magkarga ang lead acid na baterya na ito sa tulong ng isang simpleng circuit na madaling maunawaan at mabuo mula sa bahay. Ang proyektong ito ay mai-save ang iyong sarili mula sa pamumuhunan sa isang charger ng baterya at makakatulong sa iyo upang mapahaba ang iyong buhay ng baterya. Kaya't magsimula tayo !!!!

Magsimula tayo sa pamamagitan ng pag-unawa sa ilang mga pangunahing bagay tungkol sa isang Lead Acid Battery upang mas mahusay naming mabuo ang aming charger. Karamihan sa mga lead acid na baterya sa merkado ay 12V na baterya. Ang Ah (Ampere oras) ng bawat baterya ay maaaring magkakaiba batay sa kinakailangang kapasidad, isang halimbawa ng 7 Ah baterya ay maaring magbigay ng 1 Amps para sa isang tagal ng 7 oras (1 Amps * 7 oras = 7 Ah). Ngayon pagkatapos ng kumpletong paglabas ng porsyento ng baterya ay dapat na nasa paligid ng 10.5, ito ang oras para sa amin na singilin ang aming mga baterya. Ang kasalukuyang singilin ng isang baterya ay inirerekumenda na maging 1/10 ng rating ng Ah ng baterya. Kaya para sa isang bateryang 7 Ah ang kasalukuyang singilin ay dapat na nasa paligid ng 0.7 Amps. Ang kasalukuyang mas malaki kaysa dito ay maaaring makapinsala sa baterya na magreresulta sa pagbawas ng buhay ng baterya. Pinapanatili itong isinasaalang-alang ito, maliit na gawang bahaymaibibigay sa iyo ng charger ang variable boltahe at variable na kasalukuyang. Ang kasalukuyang ay maaaring iakma batay sa kasalukuyang rating ng Ah ng baterya.

Ang Lead Acid Battery charger circuit na ito ay maaari ding magamit upang singilin ang iyong mga mobile phone, pagkatapos ayusin ang boltahe at kasalukuyang ayon sa mobile phone, gamit ang POT. Ang circuit na ito ay magbibigay ng isang Regulated DC Power Supply mula sa AC mains at gagana bilang AC-DC Adapter; Nilikha ko dati ang isang Variable Power Supply na may Mataas na kasalukuyang at output ng boltahe.

Kinakailangan ang Mga Bahagi:

Transformer 12V 1Amp
IC LM317 (2)
Diode Bridge W005
Connector Terminal Block (2)
Kapasitor 1000uF, 1uF
Capacitor 0.1uF (5)
Variable risistor 100R
Resistor 1k (5)
Resistor 10k
Diode- Nn007 (3)
LM358 - Opamp
0.05R - Shunt Resistor / wire
LCD-16 * 2 (opsyonal)
Arduino Nano (opsyonal)

Paliwanag sa Circuit:

Ang kumpletong mga eskematiko ng Battery Charger Circuit na ito ay ipinapakita sa ibaba:

Ang pangunahing layunin ng aming 12V power supply circuit ay upang makontrol ang boltahe at kasalukuyang para sa baterya upang maaari itong singilin sa pinakamahusay na posibleng paraan. Para sa hangaring ito ay gumamit kami ng dalawang LM317 ICs, ang isa ay ginagamit upang makontrol ang boltahe at ang iba pa ay ginagamit upang limitahan ang kasalukuyang. Dito, sa aming circuit ang IC U1 ay ginagamit upang makontrol ang kasalukuyang at ang IC U3 ay ginagamit upang makontrol ang boltahe. Masidhi kong inirerekumenda na basahin ang datasheet ng LM317 at maunawaan ito, upang magamit ito habang sinusubukan ang mga katulad na proyekto dahil ang LM317 ay isang pinaka ginagamit na Variable regulator.

Circuit Regulator ng Boltahe:

Ang isang simpleng Voltage Regulator Circuit, na kinuha mula sa datasheet ng LM317, ay ipinapakita sa figure sa itaas. Narito ang boltahe ng output ay napagpasyahan ng mga halaga ng risistor na R1 at R2, sa aming kaso ang risistor R2 ay ginagamit bilang isang variable risistor upang makontrol ang boltahe ng output. Ang mga formula upang makalkula ang output boltahe ay Vout = 1.25 (1 + R2 / R1). Gamit ang mga formula na ito, napili ang halaga ng paglaban 1K (R8) at 10K - palayok (RV2). Maaari mo ring gamitin ang calculator na LM317 upang makalkula ang halaga ng R2.

Kasalukuyang Limiter Circuit:

Ang Kasalukuyang Limiter Circuit, na kinuha mula sa datasheet ng LM317, ay ipinapakita sa itaas na pigura; ito ay isang simpleng circuit na maaaring magamit upang limitahan ang kasalukuyang sa aming circuit batay sa halaga ng paglaban R1. Ang mga formula upang makalkula ang kasalukuyang output ay Iout = 1.2 / R1. Batay sa mga formula na ito ang halaga ng palayok RV1 ay napili bilang 100R.

Samakatuwid, upang makontrol ang kasalukuyang at boltahe ng dalawang potentiometers na RV1 at RV2 ay ginagamit ayon sa ipinakita sa mga iskema sa itaas. Ang LM317 ay pinalakas ng isang tulay ng diode; ang Diode Bridge mismo ay konektado sa isang Transformer sa pamamagitan ng konektor na P1. Ang rating ng transpormer ay 12V 1 Amps. Ang circuit na ito lamang ay sapat para sa amin upang makagawa ng isang simpleng circuit, ngunit sa tulong ng ilang karagdagang pag-set up maaari naming subaybayan ang kasalukuyang at boltahe ng aming charger sa LCD, na ipinaliwanag sa ibaba.

Ipakita ang Boltahe at Kasalukuyang sa LCD gamit ang Arduino:

Sa tulong ng isang Arduino Nano at isang LCD (16 * 2), maaari naming ipakita ang boltahe at kasalukuyang mga halaga ng aming charger. Ngunit, paano natin ito magagawa !!

Ang Arduino Nano ay 5V pagpapatakbo Microcontroller, anumang higit sa 5V ay papatayin ito. Ngunit, gumagana ang aming charger sa 12V, kaya sa tulong ng isang Voltage divider circuit ang halaga ng (0-14) Volt ay nai-map down sa (0-5) V gamit ang resistor R1 (1k) at R2 (500R), tulad ng dating nagawa sa 0-24v 3A Regulated Power Supply Circuit, upang ipakita ang Boltahe sa LCD gamit ang Arduino Nano.

Upang sukatin ang kasalukuyang ginagamit namin ang isang shunt risistor R4 ng napakababang halaga upang lumikha ng isang boltahe na drop sa buong risistor, tulad ng nakikita mo sa circuit sa ibaba. Ngayon gamit ang calculator ng Ohms Law maaari nating kalkulahin ang kasalukuyang dumadaan sa risistor gamit ang mga formula na I = V / R.

Sa aming circuit ang halaga ng R4 ay 0.05R at ang maximum na kasalukuyang maaaring dumaan sa aming circuit ay magiging 1.2 Amps dahil ang transpormer ay na-rate nang gayon. Ang kapangyarihan rating ng risistor ay maaaring kinakalkula gamit ang P = I ^ 2 R. Sa aming kaso P = (1.2 * 1.2 * 0.05) => 0.07 na mas mababa sa isang kapat watt. Ngunit kung hindi ka nakakakuha ng isang 0.05R o kung ang iyong kasalukuyang rating ay mas mataas, pagkatapos ay kalkulahin ang Power nang naaayon. Ngayon kung masusukat namin ang drop ng boltahe sa resistor R4, makakalkula namin ang kasalukuyang sa pamamagitan ng circuit gamit ang aming Arduino. Ngunit, ang pagbagsak ng boltahe na ito ay napakaliit para mabasa ito ng aming Arduino. Samakatuwid ang isang Amplifier circuit ay itinayo gamit ang Op-amp LM358 tulad ng ipinakita sa figure sa itaas, ang output ng Op-Amp na ito ay ibinibigay sa aming Arduino sa pamamagitan ng isang RC circuit upang masukat ang kasalukuyang at ipakita sa LCD.

Kapag napagpasyahan namin ang aming halaga ng mga bahagi sa aming circuit, palaging inirerekumenda na gumamit ng simulation software upang mapatunayan ang aming mga halaga bago kami magpatuloy sa aming tunay na hardware. Dito, ginamit ko ang Proteus 8 upang gayahin ang circuit tulad ng ipinakita sa ibaba. Maaari mong patakbuhin ang simulation gamit ang file (12V_charger.pdsprj) na ibinigay sa zip file na ito.

Pagbuo ng Charger ng Baterya:

Kapag handa ka na sa circuit maaari mong simulang buuin ang iyong charger, maaari kang gumamit ng Perf board para sa proyektong ito o bumuo ng iyong sariling PCB. Gumamit ako ng isang PCB, ang PCB ay nilikha gamit ang KICAD. Ang KICAD ay bukas na mapagkukunan ng pagdisenyo ng software ng PCB at maaaring ma-download sa online nang libre. Kung hindi ka pamilyar sa pagdidisenyo ng PCB, walang alalahanin !!!. Inilakip ko ang Gerber at iba pang mga print file (i-download dito), na maaaring ibigay sa iyong lokal na tagagawa ng PCB at ang iyong board ay maaaring gawa-gawa. Maaari mo ring makita kung paano ang pangangalaga ng iyong PCB pagkatapos ng paggawa, sa pamamagitan ng pag-upload ng mga Gerber file (zip file) na ito sa anumang Gerber Viewer. Ang disenyo ng PCB ng aming charger ay ipinapakita sa ibaba.

Kapag ang PCB ay gawa-gawa, tipunin at maghinang ng mga sangkap batay sa mga halagang ibinigay sa mga iskema, para sa iyong kaginhawaan ang isang BOM (Bill of material) ay naka-attach din sa zip file na ibinigay sa itaas, upang maaari mong bilhin at tipunin ang mga ito nang madali. Matapos tipunin ang aming Charger ay dapat magmukhang ganito….

Pagsubok ng Charger ng Baterya:

Ngayon ay oras na upang subukan ang aming charger, ang Arduino at LCD ay hindi kinakailangan para gumana ang charger. Ginagamit lamang ang mga ito para sa layunin ng pagsubaybay. Maaari mong mai-mount ang mga ito gamit ang Bergstick tulad ng ipinakita sa itaas, upang maaari mong alisin ang mga ito kapag kailangan mo sila para sa isa pang proyekto.

Para sa layuning pansubok alisin ang Arduino at ikonekta ang iyong transpormer, iakma ngayon ang output boltahe sa aming kinakailangang boltahe gamit ang POT RV2. I-verify ang boltahe gamit ang isang multimeter at ikonekta ito sa baterya tulad ng ipinakita sa ibaba. Iyon lang ang pagpapatakbo ng aming charger.

Ngayon bago namin mai-plug ang aming Arduino test ang papasok na boltahe sa aming Arduino Nano pin A0 at A1, hindi ito dapat lumagpas sa 5V kung gumagana nang maayos ang out circuit. Kung ang lahat ay maayos na ikonekta ang iyong Arduino at LCD. Gamitin ang ibinigay sa ibaba na Programa upang mag-upload sa iyong Arduino. Ipapakita lamang ng programang ito ang Boltahe at Kasalukuyang halaga ng aming charger, maaari namin itong gamitin upang maitakda ang aming boltahe at subaybayan kung ang aming baterya ay nasisingil nang tama. Suriin ang Video na ibinigay sa ibaba.

Kung ang lahat ay gumagana tulad ng inaasahan, dapat kang makakuha ng isang display sa LCD tulad ng ipinakita sa nakaraang mga numero. Ngayon, tapos na ang lahat, ang kailangan lang nating gawin ay ikonekta ang aming charger sa anumang 12V na baterya at singilin ito gamit ang isang ginustong boltahe at kasalukuyang. Maaari ding magamit ang parehong charger upang singilin ang iyong mobile phone, ngunit suriin ang kasalukuyang at rating ng boltahe na kinakailangan upang singilin ang mobile phone, bago kumonekta. Kailangan mo ring maglakip ng USB cable sa aming circuit upang singilin ang cell phone.

Kung mayroon kang alinlangan mangyaring huwag mag-atubiling gamitin ang seksyon ng komento. Palagi kaming handa na tulungan ka !!

HAPPY LEARNING !!!!