Mikrodenetleyici Kontrollü Pil Test Devresi
 | Mikrodenetleyici Kontrollü Pil Test Devresi |
Kullandığım pil batarya blokları genellikle pillerin seri bağlandığı şekildeydi. Altı veya daha fazla pilin seri olarak bağlandığı batarya blokları zamanla arızalandığında genellikle bütün piller degilde bir kaç tanesi bozuluyor ve devre içinde seri bağlı olmasından dolayı diğer sağlam pillerinde çalışmasını etkiliyordu. Sağlam veya bozuk pillerin durumunu tespit edip değiştirmek için yazıda anlatacağım devreyi tasarladım. Şu an nikel kadminyum , nikel metal, lityum ion, lityum ion polimer pillerimi yazıdaki devre ile test edip sınıflandırdım. Yeni bir pil batarya bloku oluşturmam gerektiğinde daha önce sınıflandırdığım pillerin içerisinden uygun ebatta olan tiplerden en yüksek performans ölçüm değerini tespit ettiklerimden seçip oluşturuyorum.
Devre pic 16f819 mikrodenetleyici ve hd 44780 kontrol entegresi olan iki çarpı onaltı lcd ile yapılmıştır. Satın alacağınız lcd ekranın kontrol entegresin ve ayak bağlantılarının devredeki bağlantılarla uyumluluğunu datasheetinden kontrol ediniz. Çünkü piyasada çok çeşitli kontrol entegrelerine ve değişik ayak bağlantılarına sahip lcd ekranlar var.
Devrenin iki adet bağlantı noktası var. Birincisi pil bağlantı noktası, ikincisi pili deşarj etmek için kullanılan direnç bağlantı noktası. Pili artı ve eksi noktalarına dikkat ederek bağlayabileceğiniz en kısa kablo ile devreye bağlayınız. Pil ile devre arasındaki kablonuzun kalın olmasına dikkat ediniz. Deşarj direnci 5 watt lik taş direnç olursa yeterli olur. Yine deşarj direnci devreye en yakın noktadan kısa ve kalın bir kablo ile bağlanmalıdır. Ölçüm esnasındaki deşarj, direnci ısıtacağı için ısının zarar vereceği yüzeylerden uzak kalması gerekir.
Pilin yapısına göre deşarj direncinin bir hesabı vardır. Değişik pillerde değişik dirençler kullanmak gerektiği için direnci devre üzerinde sabit tasarlamayıp kartın kenarında, kart montajlı klemense bağlanabilir olarak düşündüm.
Direnç hesabı şöyledir:
direnç = pil volt / (pil akim /2)
Hesaplamanızda yardımcı olmak için küçük bir program yazdım. Alttaki linkten bilgisayarınıza kaydedip kullanabilirsiniz. Aslında direnç değerini yüksek tutup daha az akım ile pili deşarj etmek gerekirdi fakat test süresini çok fazla uzatacağı için zamanı kısa tutmak adına olabilecek en makul değeri hesapladım.
Hesap yapılırken direnç değeri ohm, pil gerilim değeri volt, pil akım değeri amper cinsinden olmalıdır. Yapılan hesap sonucunda elde edilen direnç değeri her zaman standart değerler çıkmayacağı için aradığınızda bulamayabilirsiniz. Direnç değerini tutturmak için dirençleri seri veya paralel bağlayarak ayarlayınız.
Devreye bir hücre olarak tam şarj ettiğiniz pili bağlayınız.
Devre bir adet 1.2 voltluk iki ampere kadar nikel serisi pil veya 3.7 voltluk iki ampere kadar lityum ion serisi pili test edebilir. Birden fazla pilin seri olarak bağlandığı pilleri bağlamayınız.
Devreye pili bağladıktan ve başlangıç butonuna bastıktan sonra devre pili röle yardımıyla deşarj direncine bağlar. Eğer ölçüm yapacağı sınırların dışında bir değer yada, bozuk veya boş pil değeri ölçerse; ekranda hatalı pil yazısı yazar ve buzzerden kesintili ses çıkartır. Pili test devresinin besleme elektriğini kapatıp yeni pil bağlayıp işlemleri tekrarlayınız. Eğer herhangi bir sorun yoksa lcd ekranın üst satırında bağladığınız pilin volt değerini gösterilir. Alt satırında pili deşarj ederken süreyi sayar. Nikel piller için 1 volta kadar, lityum piller için 3 volta kadar deşarj olmasını bekler daha sonra pili deşarj direncinden ayırır, lcd ekranın üst satırında pil test bitti yazıp alt satırında saydığı süreyi saat dakika saniye olarak yazar ve buzzerden iki saniye aralıklarla uyarı sesi verir. Siz lcd ekranda yazan süreyi pillerin üzerine not alarak sınıflandırabilirsiniz.
Devrede kullanılacak 2X16 hd 44780 lcd nin ayak bağlantıları:
Röle olarak 12 volt bobin voltajlı 5 amper kontak değeri olan Finder marka 40.52 model kullandım. Baskılı devredeki ölçüler buna göre çizildi. Bu röleyi seçmemdeki sebep, küçük boyutlu olmasına rağmen 5 amper kontak değerinin olmasıydı. Yine aynı şekilde röle piyasada kolay bulunabiliyor ve daha önceki tecrübelerime göre güzel çalıştığını düşünüyorum. Aslında röle seçimim biraz büyük oldu farkındayım, fakat ölçülecek pillerin içinde lityum ion serisi pillerde olduğu için güvenliği üst düzeyde tutmak için biraz yüksek değerli bir röle seçtim. Lityum ion pillerle uğraşırken fazlaca dikkatli olmak gerekiyor. Lityum ion serisi pillerin içindeki tehlikeli kimyasal maddelerin hatalı kullanımı sonucu oluşturacağı tehlikelerle ilgili gerekli araştırmaları yaptıktan sonra lityum ion serisi pillerle uğraşmak gerekir bence.
Devreyi çalıştırırken etkilenebileceği manyetik ortamlardan uzak tutun. (Örneğin yakınında cep telefonu telsiz gibi rf sinyal yayan cihazlardan.) Devre rutubetsiz ve 40 dereceye kadar olan ortamlarda güvenle çalışabilir. Sonuçta kontrol işini mikrodenetleyici yapıyor. Devreyi beslemek için toprak hattı bağlı olan adaptör kullanın ve devre çalışırken devre üzerine statik elektrik yükü akışı sağlayacak müdahaleler yapmayın. Pil ve direnç bağlantılarını bitirdikten sonra devreyi çalıştırınız ve sadece başlat butonuna basmak dışında müdahale etmeyiniz. Bir de devreye pil bağlantısını lehim ile yapıyorsanız kesinlikle pilin üzerine lehim yapmayınız. Çünkü pile lehim yaptığınızda lehim yapılan nokta kullandığınız havyaya bağlı olarak 300 dereceye kadar ısınır. Bu işin sonucunda nikel piller zarar görür, lityum ion serisi piller ise hem zarar görür bazende aşırı ısıdan dolayı patlar ve yanmaya başlar. Patlama esnasında fırlatacağı parçalar ve çıkaracağı kimyasal gazlar ve maddeler artı aşırı ısı size zarar verir.
Devreyi ilk tasarlarken ve daha sonra Antrak Gazetesi için yazısını hazırlarken, sadece nikel serisi piller için düşünmüştüm. Çok fazla güvenlik önlemleri aklımda yoktu. Fakat daha sonra lityum ion serisi piller de devreye dahil olunca güvenlik önlemlerini en üst düzeyde arttırmaya karar verdim. Yaptığım araştırmalar sonucunda lityum ion serisi piller bence çok fazla dikkat gerektiren ve son derece tehlikeli piller. Eğer konu ile ilgili tam detaylı bilginiz yoksa ve elektronik bilginiz azsa lityum ion serisi pilleri test ederek kullanmak yerine hiç uğraşmayın ve uluslararası standartlar da üretilmiş yeni bir batarya bloku alın. Önce güvenliğinize önem verin.
Lityum ion serisi pilleri test edecekseniz test esnasında pil üzerine takabileceğiniz pilin ısısını algılayacak ve 50 derece civarında ısı oluştuğunda pil test devresini kapatacak bir düzenek kullanınız. Ben bu tip bir devreyi ilk aşamalarda lm35 ısı sensörü ile düşünüp mikrodenetleyiciye bağlamıştım. Fakat daha sonra mikrodenetleyicinin uygun olmayan ortamlarda kararsız çalışma ihtimalini düşünerek devreden çıkardım.
Yazının sonunda mikrodenetleyicinin proton basic ile yazılmış açık kaynak kodu ve hex dosyası vardır. Eğer siz programı değiştirerek kullanmak isterseniz ya da devreyi bilgisayar ortamında analiz etmek için proteus programı kullanırsanız kaynak kodundaki alttaki satırları silerek kullanın. Daha sonra gerçek devrenizde kullanacaksanız alttaki satırları ilave edin. Bunun nedeni alttaki satırlarda mikrodenetleyicinin dahili osilatörü çeliştiriliyor olmasıdır. Proteus da 16f819 da bu satırlar tanımlanarak oluşturulmuş hex dosyası kullanılırsa hata veriyor. Fakat gerçek devrede herhangi bir sorun yok. Bu sorun tamamen proteusun 16f819 için olan kütüphane dosyasındaki hata ile ilgili.
Config CP_OFF, CCP1_RB2, DEBUG_OFF, WRT_ENABLE_OFF, CPD_OFF, LVP_OFF, BODEN_OFF, MCLRE_OFF, PWRTE_ON, WDT_OFF, INTRC_IO
'8 mhz
OSCCON.4=1
OSCCON.5=1
OSCCON.6=1
'4 mhz
'OSCCON.4=0
'OSCCON.5=1
'OSCCON.6=1
Xtal 8
Transistor olarak 2n2222
mikrodenetleyici olarak 16f819
Piyasada bulabileceğiniz direnç standart alttaki tablodaki değerlerdir. Aslında bazen değişik standartlarda dirençler bulunabiliyor fakat en çok bulabileceğiniz değerler:
1:1.2:1.5:1.8:2.2:2.7:3.3:3.9:4.7:5.6:6.8:8.2
10:12:15:18:22:27:33:39:47:56:68:82
100:120:150:180:220:270:330:390:470:560:680:820
1k:1.2k:1.5k:1.8k:2.2k:2.7k:3.3k:3.9k:4.7k:5.6k:6.8k:8.2k
10k:12k:15k:18k:22k:27k:33k:39k:47k:56k:68k:82k
100k:120k:150k:180k:220k:270k:330k:390k:470k:560k:680k:820k
1m:1.2m:1.5m:1.8m:2.2m:2.7m:3.3m:3.9m:4.7m:5.6m:6.8m:8.2m
10m
Pcb.pdf
gercek devre.hex
gercek devre acik kaynak.bas
proton proteus acik kaynak.bas
