Poupança de bateria, interruptor de proteção contra descarga com ATtiny85 para carro com ácido de chumbo ou bateria Lipo: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Como preciso de vários protetores de bateria para meus carros e sistemas solares, achei os comerciais a US $ 49 muito caros. Eles também usam muita energia com 6 mA. Não consegui encontrar nenhuma instrução sobre o assunto. Então fiz o meu próprio que consome 2mA.

Como funciona o vídeo.

Vídeo da montagem aqui.

Este instrutível está desatualizado e desenvolvi outro interruptor de corte amanteigado mais simples. Eu o mantenho online devido à demanda popular.

ENCONTRE O NOVO DESIGN AQUI:

www.instructables.com/id/Battery-Cut-Out-S…

AVISO LEGAL

Eu Robert Moller não assume qualquer responsabilidade ou obrigação por quaisquer erros ou omissões no conteúdo deste Instructable. As informações contidas neste site são fornecidas "no estado em que se encontram", sem garantias de integridade, precisão, utilidade ou oportunidade. As informações contidas neste site destinam-se exclusivamente ao uso pessoal e não comercial do usuário, que assume total responsabilidade pelo seu uso. Embora eu tenha tomado todas as precauções para garantir que o conteúdo deste Instructable seja atualizado e preciso, podem ocorrer erros.

Aprenda tudo sobre BATERIAS e entenda como funcionam.

Protetor de descarga da bateria do microcontrolador inteligente.

Protege a bateria de carro ácido de chumbo de 12 volts da descarga total desligando aparelhos como geladeiras e televisores antes que a tensão da bateria caia a um nível irrecuperável.

Corta automaticamente o fornecimento de energia quando a tensão da bateria está abaixo da configuração programada. Tensão máxima 35V Corrente máxima de trabalho 20A. Um LED piscará antes que a energia seja cortada para indicar o status da bateria. Se a bateria atingir o nível predefinido, a energia será restaurada automaticamente.

RECURSOS Impede a descarga da bateria Protege sua bateria contra descarga excessiva ao usar acessórios conectados a ela. As luzes drenam a bateria e destroem sua bateria. A maioria das geladeiras desliga automaticamente para proteger o motor da geladeira, mas não a bateria. Projetado para desligar acessórios antes que descarreguem a bateria. Depois de desligados, eles permanecem inoperantes até que a bateria atinja a tensão definida acima de 12,8 volts novamente.

No software, você pode alterar as configurações de tensão e ajustar a proteção da bateria com base na carga e na demanda. Este dispositivo protegerá suas baterias caras de danos devido ao descarregamento excessivo.

• Programado para desligar a 12 volts.
• Pisca um LED de aviso antes de desligar. Indicando que a energia está baixa.
• Desliga completamente qualquer dreno (exceto para o Tiny que continua monitorando o status)

Outras características desta engenhosa placa Masterduino MK1 são que ela possui um pequeno microcontrolador de 85 chips ATtiny. Mas o resultado é muito poderoso devido aos mosfets que ligam e desligam a energia. Existem duas coisas que podem ser ligadas e desligadas ou ter uma saída PWM. Modulação por largura de pulso. Ou diminuindo, luzes piscando acendendo e apagando.

Esta placa pode proteger sua bateria de descarregar, encurtando sua vida útil.

Existem duas entradas extras A3 e A2 que podem ser usadas para conectar sensores para construção de outros projetos.

Ou devo chamá-lo de MASTERDUINO, pois muitas outras coisas podem ser feitas com esta placa?

• Jardinagem, rega, detecção de transbordamento, detecção de umidade, sprinklers
• Bombas de água, temporizadores hidropônicos, nível de água, transbordamento
• Iluminação, luzes piscando, escurecimento, detecção PIR
• Panorâmica dos eixos xey · Motor DC, motor de passo, servo motor
• Temporizadores (uma faísca de comutação ligará o dispositivo brevemente antes de se estabelecer)
• Solar

Alguns deles serão abordados em meus próximos Instructables.

Os dois Mosfet NTD5867N são pequenos em tamanho, mas muito poderosos e podem lidar com 60 volts e 20A. Basta vê-los como um relé que alterna o barramento de alimentação negativo. Os resistores próximos ao Mosfet são para garantir que eles desliguem completamente. Motores também podem ser acoplados a eles. (use um diodo)

Esteja ciente de que este Mosfet muda para negativo (terra) e não para o trilho positivo.

Para obter mais informações sobre o N Drive e o Mosfet: https://www.freetronics.com.au/pages/ndrive-quicks …

Nessas instruções, um diodo é usado para o motor. Com um diodo, o motor funciona apenas em uma direção. Se você precisar inverter o motor, use uma blindagem do motor e um capacitor de 100nF.

O conversor DC-DC na placa lida com apenas até 35 Volts por um curto período de tempo e 28 volts por períodos mais longos. Qualquer voltagem mais alta deve contornar o circuito e não ser conectada através do circuito.

Especificações

Modelo: Protetor de bateria cortado MK1 Potência de saída 20A Tensão de entrada: 6 a 28V Proteção contra polaridade reversa Fusível de curto-circuito de reinicialização automática para proteger o chip ATtiny 85 Terminais de parafuso Tamanho 7,5 cm x 4 cm

Lista de peças

4 blocos terminais

Soquete de 8 pinos

1 chip ATtiny 85 pré-programado (cortando a energia em 12,2 volts)

Conversor de 1 CC para CC para alimentar o Tiny (eBay)

1 fusível reconfigurável 250mAH2 NTD5867N Mosfet’s (Elemento 14)

1 diodo N4004 (proteção contra polaridade reversa)

2x resistores de 1K 3x resistores de 10K 1x resistor de 18K

resistores divisores de tensão para sistema de 12 volts

1x18K para bateria e 1x10K para aterramento

8 cabeçalhos masculinos

Mais informações sobre divisores de tensão para calcular uma tensão diferente.

Eu uso uma bateria de 12 volts com a tensão mais alta quando está carregando, de modo que o resultado que vai para a entrada A1 do Tiny é de 5 volts. O máximo que a entrada Tiny pode suportar é de 5,5 a 6 volts. Se você seguir este link, você não precisa ser um matemático e apenas trabalhar com a calculadora fornecida.

learn.sparkfun.com/tutorials/voltage-divi…

Baterias de carro Se usado em um sistema de bateria dupla protegendo a bateria de carga, as configurações podem ser reduzidas para 11,89 volts. Se você descarregar uma bateria de ácido de chumbo inferior a 11,89 volts, você a danificará.

Bateria 4,2 volts | ---- o ------ / / / / / / ----- o ---- / / / / / / ---- = - o ---- | Bateria negativo

Mais informações no código.

Etapa 1: Aprenda sobre baterias

SAIBA MAIS SOBRE BATERIASUma bateria de carro está totalmente carregada com 12,66 volts, carrega em torno de 13,9 a 14,7 volts. Este protetor de bateria não carrega, mas pode permanecer conectado durante o carregamento. Ele protege a bateria contra um descarregamento muito baixo e evita danos à bateria.

O monitor de bateria pode ser usado na bateria de partida principal e pode ser programado para cortar a energia em 12,2 ou 12,3 volts para ter energia de partida suficiente para ligar o carro. Faça experiências com isso.

* dados abaixo se você usar uma bateria de 12 volts

* Bateria AGM de 12 volts em um sistema duplo de carro ou outro.

* Tensão de repouso saudável 12,8 V-13 V

* Tensão de absorção 14,7 V (carregando)

* Tensão flutuante 13,8

* Deat flat 11,89

12,66v……… 0,100%

12.45v………. 75%

12,24v………. 50%

12.06v………. 25%

11,89v………. 0%

Bateria Lipo Cada célula tem 3,7 volts, carregada a 4,2 volts e descarregada a 3,2 volts.

Se você descarregar a bateria abaixo do limite, ela poderá explodir, iniciar um incêndio ou ficar permanentemente danificada.

Observe que as baterias Lipo não devem ser deixadas sem supervisão durante o carregamento. Eles podem causar um incêndio por sobrecarga, calor excessivo e não podem ser apagados com água.

Fui informado de que eles continuam queimando debaixo d'água enquanto produzem seu próprio oxigênio.

No entanto, esta instrução é para encorajá-lo a construir seu próprio monitor de bateria e não assustá-lo. Mas esses avisos devem ser mencionados. Eu sugeriria usá-lo ao ar livre em um sistema solar ou em seu carro.

Baterias de automóveis liberam vapores explosivos tóxicos. Esses não são cobrados dentro de uma casa ou carro.

Uma bateria dupla é uma segunda bateria normalmente usada em veículos com tração nas quatro rodas e campistas.

Se a bateria não couber dentro da casa das máquinas como no meu Toyota Prado, você tem que colocar uma bateria lacrada dentro do carro. E geralmente uma bateria de ciclo profundo. Elas são diferentes das baterias iniciais e podem lidar melhor com muitos carregamentos e descarregamentos. As mais populares são as baterias AGM (Absorbed Glass Mat).

* bateria lipo, (cada célula) carregando a 4,2, flutua a 3,7, a meio caminho a 3,45, estável a 3,2 volts

Etapa 2: CONSTRUÇÃO

Cabos Ao usar maior potência em um refrigerador de carro, deve-se usar um fio mais grosso. Minha geladeira Engel consome 2,6 Amp. Dependendo do comprimento do cabo, o tamanho pode ser calculado aqui

www.rpc.com.au/pdf/Wire_Chart.pdf

Amostra

A 13,85 volts dc com um refrigerador de 2,6 Amp e um cabo de 2 metros, você precisará de um cabo de 0,59 mm.

Menos e o cabo fica quente, brilha como um cortador de fio quente ou queima.

Para pensar e você perde força como a força DC não gosta de viajar para longe.

Ou 12 volts de 2,6 amperes, fio de 2 metros = 0,38064 mm.

Minha geladeira é um cabo do fabricante que diz 2x 1,3 mm (16 AWG) para ser seguro.

Fiz o diagrama de Fritzing para mostrar como conectar as coisas.

Esquema para Eagle cat.

Guia de montagem

Se você fizer o seu próprio ou comprar uma placa de circuito minha ou mesmo um kit.

Solde o terminal de entrada

Soldar o diodo

Soldar o fusível

Solde o conversor DC-Dc Solde o soquete de 8 pinos

ENTÃO APLIQUE ALIMENTAÇÃO AO CIRCUITO E AJUSTE A SAÍDA PARA 5 VOLTS

Em seguida, desconecte a alimentação.

Solde o Mosfet e os resistores 2x 1 K e os resistores 2x 10K

Em seguida, insira o chip ATtiny da maneira correta. (Eles têm um pequeno ponto de um lado)

Na minha placa, existem diferentes tamanhos de orifícios fornecidos na saída para conectar diretamente 2 saídas diferentes sem usar os terminais azuis. Os terminais de entrada A2 e A3 são opcionais para uso com outros sensores. Agora temos R1 e R2 restantes. Esses dois são divisores de tensão e devem ser calculados para a tensão que você está colocando no circuito.

Entrada de amostras para A1

Tensão de entrada 5Volt R1 e R2 0 = 5V

Tensão de entrada 9 volts R1 = 8K e R2 = 10K volt out 5v

Tensão de entrada 12 volts R1 = 15K e R2 = 10K out 4.8v

Tensão de entrada 14 volts R1 = 18K e R2 = 10K out 5v

Tensão de entrada 24 volts R1 = 27K e R2 = 7,5K out 5,22 v

A tensão de entrada de LIPO 4,2 volts pode ir direto para A1 sem um divisor de tensão, pois está abaixo de 5 volts

Guia de instalação

1. Conecte um cabo vermelho adequado da bateria ao dispositivo (geladeira, lâmpada) diretamente ao dispositivo e também ao protetor da bateria.
2. Conecte um cabo preto ao interruptor de corte.
3. Conecte um cabo preto do corte ao dispositivo (geladeira, lâmpada)

O protetor da bateria muda o trilho negativo.

Etapa 3: Código

Claro, você está interessado em saber como isso funciona e alterar e fazer upload de seu próprio código.

Como há muitos tutoriais, não vou aborrecer os profissionais com esta parte.

Mas para os recém-chegados, construí um escudo que o torna fácil de programar.

Como programar o Tiny com o Arduino UNO está agora no meu novo Instructable.

E até construímos um escudo para esse fim.

www.instructables.com/id/Programming-ATtinys-Micro-Controllers-With-Arduino/

O código

Suponho que agora você pergunte: Como você fez a conversão;

Se eu quiser cortar a tensão em 12,3 volts, tenho que colocar no código o valor de 4,36 no código.

Levei semanas de aprendizado e tentativa e erro. Acabei de criar uma planilha XL e resolvê-la.

O melhor é obter uma fonte de alimentação variável e ajustar a tensão para onde você deseja que o circuito corte a energia.

Em seguida, meça no pino A1 a voltagem que entra. Esse é o número (a voltagem) que você está procurando.

= (D41 / C42) * C48 na folha XL

Fórmula (5 / 14,1) * 12,3 = 4,36 se eu quiser que ele corte a 12,3 volt

Quando a bateria está carregando a 14,1 volts, essa se torna a tensão de carga mais alta e deve ler com os resistores divisores de tensão corretos um valor de 5 volts na entrada A1 do Tiny.

Vídeo sobre como montar este dispositivo.

Etapa 4: Teste

Agora começa a diversão.

Não se esqueça de ajustar a tensão no conversor DC-DC antes de inserir o chip.

Usei uma bateria Masters de $ 19 para a minha demonstração e mais tarde para ser usada em um mini sistema solar.

Leve um multímetro com você ao comprar um.

Esteja ciente de que se uma bateria de chumbo-ácido permanecer sem carga por mais de três meses na oficina, o sulfeto irá destruir a bateria.

Agora você sabe se a leitura da bateria for inferior a 11,89 volts, ela está esgotada. Verifique o próximo.

É por isso que você adquire um bom carregador de gotejamento e o mantém conectado o tempo todo ou siga minhas próximas instruções sobre como conectá-lo a um carregador solar.

Nas minhas fotos, você vê que a 12,8 volts o Mosfet acende a luz. Usei um LED com um resistor de 680 Ohms para demonstrar.

Às 12,3, o segundo Mosfet pisca. A melhor parte é que você pode ter o conhecimento para alterar o código e usar o segundo Mosfet para desligar o primeiro conjunto de luzes.

Então, com a potência ficando muito baixa … tudo se desliga. Exceto pelo Tiny que continua monitorando e ligará tudo novamente quando a energia for restaurada.

Adicionar um atraso maior no código pode reduzir o consumo de energia do circuito. Nenhum LED que consome energia está na placa propositalmente. O circuito em si consome apenas 2 mA com o LED desconectado e é melhor do que as chaves de corte comerciais que usam 6 mA.

Notas

Esquecer que o Mosfet muda para negativo (terra) pode causar problemas, pois normalmente o sinal de mais (positivo) é comutado.

Etapa 5: Montagem

SOBRE ROBERT

Robert nasceu na Austrália, mas sua mãe voltou para a Alemanha quando ele tinha 7 anos.

Nunca tínhamos luzes dentro do dunny até os meus 12 anos de idade. Quando finalmente nos mudamos para a grande cidade de KIEL (Norte da Alemanha), havia luz dentro do dunny, mas eu tive que andar pelo corredor frio que tinha uma luz noturna automatizada. E você adivinhou. Eu podia chegar lá com as luzes acesas, mas sempre tinha que encontrar o caminho de volta no escuro. Então, meu interesse por elétrica e eletrônica começou cedo para mudar esses problemas. Quando criança, minha necessidade de mudar isso era tão grande que enrolei pedaços de fio de cobre em fósforos e colei-os em caixas de fósforos. Parecia legal, mas só aos 20 anos minha tia encorajou minha ambição e me comprou um kit 100 em um Dick Smith para aprender eletrônica. Recentemente, tomei conhecimento de que cerca de 400 milhões de pessoas têm acesso zero à eletricidade somente na Índia, uma vez que a rede não chega às suas áreas. Mesmo o mapa da rede elétrica da Austrália não parece melhor no outback. Portanto, estou gastando meu tempo e muitos dólares para ajudar o mundo com tecnologia verde porque é muito divertido. Eu aprendo com os Electronic Clubs (Hackerspace) que encontro no Meetup e aprendo com os vídeos do YouTube. Ajuda ter um bom amigo com o mesmo interesse que tem conhecimento para te ensinar ainda mais. Amo fazer pequenas coisas. Meu interesse por microcontroladores e o irmão menor ATtiny são meus favoritos.

Agora estou aposentado.

Acho que minha verdadeira descrição de trabalho era. AJUDANDO OUTRAS PESSOAS.

Etapa 6: onde comprar

Sim, você pode comprar o interruptor de corte da bateria como um kit.

AUS $ 20,00

frete $ 8 em todo o mundo.

você pode pagar via PayPal para [email protected]

Eu então pegarei seu endereço e postarei no dia seguinte.

localização do item Gols Coast QLD Australia.