Adicionando regeneração no Arduino ASCD 18650 Smart Charger / Discharger de Brett: 3 etapas

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

A comunidade de powerwall DIY TESLA está crescendo rapidamente. A etapa mais importante na construção de um powerwall é o agrupamento das células da bateria em pacotes com igual capacidade total. Isso permite configurar as baterias em série e equilibrá-las facilmente para descarga mínima e tensão de carga máxima. Para obter esse agrupamento de células da bateria, é necessário medir a capacidade de cada célula da bateria. Medir a capacidade de dezenas de baterias com precisão pode ser um trabalho grande e opressor. É por isso que os entusiastas geralmente usam testadores de capacidade de bateria comercial como o ZB2L3, IMAX, Liito KALA e outros. No entanto, entre a comunidade de powerwall DIY TESLA, há um testador de capacidade de bateria DIY muito popular - o Arduino ASCD 18650 Smart Charger / Discharger da Brett (https://www.vortexit.co.nz/arduino-8x-charger-discharger/). Neste instrutível, iremos modificar este testador de capacidade de bateria DIY para que a bateria em teste transfira sua energia para outra bateria de alta capacidade, evitando assim o desperdício de energia como calor através de um resistor de potência (o método comum para medir a capacidade da bateria).

Etapa 1: Construindo um protótipo do testador de capacidade de bateria DIY da Brett

Eu recomendaria visitar a página de Brett e seguir as instruções https://www.vortexit.co.nz/arduino-8x-charger-discharger/. Em seguida, a ideia para modificar isso é mostrada no esquema. Basicamente, em vez de usar um resistor para amortecer a energia medida da bateria, usamos um resistor de Ohm muito baixo como um shunt. Em nosso caso, usamos um resistor de 3 watts de 0,1 ohm. Em seguida, construímos um conversor DC boost com feedback. Existem muitos links sobre como construir um conversor de boost controlado por Arduino, mas eu usei o vídeo da Electronoobs (https://www.youtube.com/embed/nQFpVKSxGQM) que é muito educacional. Além disso, Electronoobs aqui está usando um Arduino, portanto, usaremos parte de seu código de loop de feedback. Ao contrário do conversor de reforço tradicional, monitoraremos e tentaremos manter constante a corrente de descarga, não a tensão de saída. Então, a alta capacidade da bateria de regeneração em paralelo com um capacitor suavizará a tensão de saída conforme mostrado na imagem (imagem do osciloscópio). Sem o capacitor 470uF, você precisa ter cuidado com os picos de tensão.

Etapa 2: a máquina

Como todo o projeto está em desenvolvimento, decidi usar placas PCB comerciais e montar todos os componentes. Este é um projeto de aprendizado para mim, portanto, a PCB me ajudou a melhorar minhas habilidades de soldagem e aprender todo tipo de coisa sobre eletrônica analógica e digital. Eu também fiquei obcecado em aumentar a eficiência de regeneração. O que descobri é que essa configuração resulta em uma eficiência de regeneração> 80% para taxas de descarga de 1 ampere. No esquema, mostro todos os componentes necessários, além do que Brett está mostrando em seus esquemas.

Etapa 3: o código do Arduino

Para o Arduino, usei o código de Brett e incluí modulação por largura de pulso (PWM). Usei timers para rodar o PWM a 31kHz que (em teoria mas não verifiquei) dá melhor eficiência na conversão. Outras características incluem a medição correta da corrente de descarga. Você precisa filtrar a medição corretamente, pois nosso resistor de derivação é de 0,1 Ohm. Na parte de descarga do código, o ciclo de trabalho PWM se ajusta para manter a corrente constante.