Блок измерений для зарядного устройства на INA219
Универсальный измерительный модуль для зарядного устройства кислотных аккумуляторов
Статья посвящена измерительному модулю, предназначенному для использования в самодельных зарядных устройствах. Модуль способен измерять напряжение на аккумуляторе U, ток зарядки I, время заряда T и Q – количество запасенной энергии.
Схема устройства показана на рисунке 1.
В качестве аналого-цифрового преобразователя в данной конструкции применена микросхема INA219. На данный момент она более дешевая. Хотя уступает по точности INA226 и INA233 и более того, максимальное измеряемое напряжение шины ограничено двадцатью шестью вольтами. Параметры INA219 можно посмотреть в документации.
INA219 Datasheet PDF
LM7805 Datasheet PDF
Данной микросхеме на сайте я уже посвящал статью « Модуль INA219 c PIC контроллером». Статья находится в рубрике «Программирование для начинающих». Приобретал на Али модули, так было дешевле, чем покупать отдельные микросхемы. Если будете повторять данную конструкцию, то пробегитесь по этой статье – есть нюансы.
Сердцем схемы является микроконтроллер PIC16F676. На его возложена функция считывания данных с АЦП, счет времени, расчет запасенного аккумулятором заряда, вывод данных на индикатор, обслуживание работы кнопки. В качестве индикатора используется двухстрочный ЖКИ с контроллером HD44780. В схему введена кнопка для коррекции показаний амперметра SB1. В данной статье я не буду повторяться и подробно описывать опции этой кнопки, как корректировать калибровочный коэффициент, подробно описано и с картинками в статье «Амперметр цифровой c коррекцией показаний на INA226» .Питается схема через микросхемный стабилизатор напряжения DA2. Диод VD1 служит для защиты схемы от переполюсовки. Вообще эти АЦП очень прихотливые и любой чих в схеме вызывает стопроцентный мор. При включенной схеме даже руками лучше не прикасаться к проводникам платы. Я уже уморил достаточное количество, пока ими занимаюсь. Так, что будьте внимательны и осторожны. Резисторы R1, R2 и конденсатор С1, это элементы защиты входов АЦП. Резисторы R3, R4 – подтягивающие, создающие нулевой потенциал на адресных выводах микросхемы. Конденсаторы С2, С3 и С4 – конденсаторы фильтрующие. R5 – подтягивающий резистор вывод порта RA4 к шине питания +5В. От величины резистора R6 зависит яркость подсветки индикатора. От соотношения величин резистор R6 и R7, входящих в делитель напряжения, зависит контрастность отображаемых на индикаторе символов. Шунт можно использовать любой подходящий для ваших целей. При питании модуля напряжением величиной 12 вольт ток потребления находится в районе 9 миллиампер.
Я в качестве шунта использовал отрезок константановой проволоки диаметром 1,5 мм от мощного балластного резистора.
Все элементы схемы установлены на печатной плате.
Топология печатных плат разрабатывалась для разных корпусов микросхем INA219 – SOIC и SOT-23. Если будите повторять конструкцию, то сначала определитесь, в каком корпусе у вас приобретенная микросхема.
20 комментариев к “Блок измерений для зарядного устройства на INA219”
Не многовато 35 вольт для кренки 5 вольт?
по даташиту 25 вольт максимум и то для большого корпуса.
Привет, Владимир. Я в статье выложил пдф на lm7805, я исходил из этого документа, хотя и встречал... и 25 вольт максимум.
Здравствуйте Валерий Юрьевич! Повторил вашу роазработку" Блок измерений для зарядного устройства на INA219". Блок работает, но есть три вопроса. На печатной плате нет соединения 4 вывода(Vs) c +5V, зато есть соединение с 11 выводом DD1 (PIC16F676). Я соединил перемычкой как по схеме. Второе-большая разница в показаниях тока например 0,3А и 3А, то есть требуется разная калибровка. Третье при подаче питания на индикаторе светяться лишние кракозябры, после калибровки убираются. Буду очень признателен, если окажете помощь в настроке.
Привет, Владимир.
1. Рисунок ПП не с того проекта, извини, исправил. В твоем случае дорожку к 11 ноге DD1 надо обрезать.
2. Под каждый шунт требуется своя калибровка, обязательно. Как калибровать посмотри видюху в статье «Амперметр цифровой c коррекцией показаний на INA226» —
3. Кракозябры могут появляться от «грязного» напряжения питания в момет включения, большие помехи или пульсации.
Если есть возможность сними ролик, залей на яндекс диск и скинь ссыль (я не Ванга). Может, что придумаем.
Привет, Владимир Юрьевич.
1. По ПП все понятно, 11 вывод я отрезал, попытался развязать микросхемы по питанию дросселями, не помогает.
2. С калибровкой все понятно, подстроил под свой шунт, огорчало измерение тока 5а и 0,5а на одном шунте с одним калибровочным числом с разной точностью. Сейчас пробовал разделить питание от разных источников(силовое и для питания схемы), стало лучше.
3. Странно что кракозябры пропадают после коррекции, хотя значение напряжения и тока показывает изначально правильно. Ролик попробую снять дня через 2.
Можно ли в этой схеме использовать INA226 вместо INA229? Немного переделав плату подключил INA226. Работает, но напряжение показывает в 2,5 раза меньше от реального. Как это можно исправить? Сразу оговорюсь, что в программировании полный «ноль».
Здравствуйте. Можно ли использовать данный измерительный модуль с зарядным устройством, использующим импульсное регулирование зарядного тока типа и насколько большой будет точность измерения тока в диапазоне регулировки 1-6 А при калибровке на средний ток 3 А (по одному из предложеных Вами раньше способов). Питание на плату планирую подать от отдельного источника. Спасибо.
Привет Александр, к сожалению исправить можно только промраммно.
Привет, Александр. Эти прибором нельзя измерять импульсный ток, тем более с изменяющейся формой зарядного импульса. Точность измерения будет... никакая.
Здравствуйте Валерий Юрьевич! Я обращалсяк вам в апреле 2023 г. с вопросами по появлению лишних изображений на индикаторе при подаче питания и по линейности показаний амперметра. Потом долго проболел до октября. Сейчас снова вернулся к вашему проекту. У меня снова 2 вопроса. 1-й чем можно откомпилировать вашу программу, хочу поменять значение регистра конфигурации INA219. 2-й лишние знаки на индикаторе пропадают после работы с кнопкой, в программе у вас, как мне кажется, первая очистка индикатора стоит после обработки нажатия кнопки. Очень надеюсь на вашу помощь, хочется доделать плату до конца.
Привет Владимир. Прокомпилировать можно в MPLAB. Скачай еще раз архив, я изменил программу применительно а ЖКИ. Лишние символы должны пропасть.
Спасибо Валерий Юрьевич. Прошивку проверил, разные лишние знаки при включении пропали. Вы MPLAB какой версии используете ? Или может быть у вас MPLABx ?
Привет Владимир. У меня MPLAB 7.31
Здравствуйте Валерий Юрьевич! Хочу немного изменить прошивку под свои хотелки, изменить регистр конфигурации INA219 (изменить предел измеряемого напряжения и тока). Не могу найти в инете компилятор для MPLAB, для pic 16f676. Может как нибудь поделитесь?
MPLAB это и есть среда разработки с компилятором. Про нее в Сети море информации.
Здравствуйте Валерий Юрьевич! Проблема была в версии MPLAB (8.50), нашел на диске старого пк версию 7.52, переустановил, на ней нормально компилируется. Вопрос как уменьшить предел счетчика А/ч до 99. Заранее благодарен за любой ответ.
А, что за счетчик А/ч?
Считает емкость заряда в А/ч, у вас как я понял считает 3 знака до запятой и 1 после. Мне бы хотелось сделать 2 знака до запятой и 1 после.
Ну, так не выводи на индикатор сотни. Я эту программу писал года полтора назад, думаешь я помню, что у меня в голове было в ту пору.