Особенностью данного устройства является возможность записи тока заряда или разряда и напряжения power bank или аккумулятора во внешнюю EEPROM в процессе заряда или разряда а также тестировать USB2 или USB3 кабели на разрыв и замыкание жил. Кроме того можно проверять максимальный ток зарядного устройства и нагрузочную способность USB кабеля. Тестер совмещен с нагрузкой. Максимальный ток нагрузки до 4.5А. Диапазон входных напряжений от 3 до 12В. Схема приведена ниже
Устройство выполнено на Arduino Mega pro mini. Индикация выводится на цветной TFT дисплей ST7735. На дисплей выводятся
- напряжение заряжаемого или разряжаемого power bank или аккумулятора
- ток заряда или разряда в мА
- текущая емкость в А/ч
- максимально допустимое напряжение при заряде или минимальное напряжение при разряде в В
- мощность на нагрузке в W
В нижней строке мелким шрифтом выводятся
- время работы таймера в часах и минутах
- температура радиатора в °C
- включение записи
- установленный режим
Для измерения тока и напряжения powerbank при зарядке применена микросхема U3 INA219, для измерения тока и напряжения в режиме разряда - микросхема U5. Повышающий DC DC конвертер U4 MT3608 формирует +15В для питания Ардуино, операционного усилителя U6, реле RL1. Устройство управляется кнопками SW1 - SW4. Температура радиатора транзистора Q1 измеряется термодатчиком U7. При температуре +45 °C открывается транзистор Q3 и включается вентилятор. При температуре выше 110 °C зарядка или разрядка отключается.
Зарядка производится постоянным током. В этом режиме к разъему J1 необходимо подключить зарядное устройство, к разъему J2 - заряжаемый аккумулятор. Нагрузка на полевом транзисторе Q1 и операционном усилителе U6 работает как источник стабильного тока, величина которого устанавливается посредством ШИМ кнопками SW1 и SW2. Для записи тока и напряжений необходимо нажать и удерживать кнопку SW3 пока в нижней строке дисплея появится надпись REC. Ток заряда и напряжения заряжаемого аккумулятора каждые 15 мин.будут записываться в EEPROM U1 типа 24C32. Для отключения режима записи необходимо удерживать SW3 пока надпись REC не исчезнет. Для чтения содержимого памяти необходимо коротким нажатием SW3 включить режим чтения памяти. При этом в нижней строке дисплея появится надпись READ. Просматривать вперед или назад значения записанных напряжений и токов можно нажатием кнопок SW1, SW2. Следующим коротким нажатием включается режим установки максимального напряжения при достижении которого в процессе зарядки источник тока отключается. Это напряжение устанавливается кнопками SW1, SW2.
Разрядка и тестирование емкости powerbank производится также постоянным током. В этом режиме зарядное устройство и заряжаемый аккумулятор необходимо отключить. К разъему J3 подключить тестируемый powerbank, к J4,J5 - исправный USB кабель. При этом включается реле RL1, которое своими контактами подключает полевой транзистор Q1, работающий в этом режиме как нагрузка. Ток нагрузки устанавливается посредством ШИМ кнопками SW1,SW2. Нагрузка подключается к тестируемому аккумулятору через контакты реле и USB кабель. В этом режиме необходимо кнопкой SW3 включить режим установки минимального напряжения, при достижении которого нагрузка отключается. Значение этого напряжения устанавливается кнопками SW1,SW2.
Для тестирования нагрузочной способности USB кабеля к J3 подключить заряженный powerbank, к J4,J5 тестируемый USB кабель. Повышая кнопкой SW1 ток нагрузки фиксировать значение напряжения. Ток при котором напряжение падает более чем на 10% явлляется максимально допустимым для данного кабеля. Для проверки маркировки USB кабеля, наличия обрыва и замыкания жил короткими нажатиями SW3 включить режим CABLE. Переключать жилы можно кнопками SW1,SW2. Подробнее на видео.
Скетч для Ардуино Мега про выполнен в среде FLPROG 7.3.8 64бит.
Перечень элементов, проект в протеусе, проект в FLPROG с прошивкой, чертеж печатной платы в EagleCAD c гербер файлами для заказа платы в архиве
