Pil voltajı ölçme.

[Logan]

Merhaba arkadaşlar.

Elimde birbirine seri bağlı 4 adet 2500mA lityum iyon pil var. Ben bu pillerin voltajını ölçerek çok basit bir devre ile 4 ya da 5 adet led kullanarak göstermek istiyorum.

Fakat şöyle bir problem var.

Bildiğiniz gibi lityum iyon pilleri 2.7V'un altına düşürmemek gerekiyor. Bu voltajların altında iken tekrar şarj etmeye çalıştığınızda genellikle şarj aletini bozuyor. Hatta daha da ilerisi içerisinde gaz oluşmaya başlayıp patlama riski oluşturuyor. Pil üzerinde, sürekli olarak pilin voltajını ölçüp gösteren bir devre olması demek, bu pilin zamanla (belki 1 ayda) 0V'a düşecek olması demektir. Bu probleme nasıl bir çözüm buluruz?

İkincisi problem ise pillerin boşta ve yükte farklı voltajlar göstermesi ile ilgili. Boş olduğunu bildiğim bir pil grubunu ölçü aleti ile ölçtüğümde 16.4V okuyorum. Akım çekmeye başladığım an ise 13.4V'a düşüyor. Bu durumda pil voltajını düzgün ölçebilmek için, ölçüm yapacak devre üzerine sabit bir yük bağlamam gerekiyor. Bu sabit yükün kaç mA çekeceğini ise hesaplamış ve ölçmüş değilim.

Şimdilik kafama takılanlar bunlardır.

Kendimce birkaç çözüm geliştirdim. Ancak farklı fikirleri de öğrenmek istiyorum.

İyi çalışmalar.

[XX_CİHAN_XX]

Pil voltajını ölçen kısmı küçük bir bjt on off yapmalısın. Örneğin voltaj ölçmek için gerilim bölücü direnç kullanıyorsun diyelim. Şaseye bağlı olan direnc ile şase arasına bir bjt bağla. Cihazın çalıştığında (Pilden akım çekilmeye başlandığında) bu bjt yi aktif edersin. Cihazın kapandığında bjt de kesime gideceğinden gerilim bölücüler açık devre olur ve pilden sabit akım çekilmesi durur.

Eğer cihaz çalışmıyorken ledler de pil durumu gömek istiyorsan bunu bir butona bağla. BJT yerinde buton varmış gibi düşün. Butona üzerinden pil ölçüm kısmı devreyi tamamlayıp çalışsın. Ancak bu durumda ikinci sorduğun soru problem olacaktır. Böyle bir ölçüm dediğin gibi sağlıklı olmaz. Devrenin ortalama çektiği akım neyse o değerde sabit bir direnci (buton yada bjt ile) devreye alıp pili ölçebilirsin. Bu yük pilde sürekli aktif kalmayacak şekilde tasarım yaparsan pilini korumuş olursun.

[Logan]

Hemen hemen aynı şeyleri düşünmüşüz. Ben de buton bağlayıp basıldı zaman ledler vasıtasıyla pil durumunu göstermeyi planlıyordum.

O zaman buton ve pilin gerçek voltajını ölçmek için sabit bir yük bağlamamız gerektiği konusunda hem fikiriz!

[necati]

[Logan]

Cihan,

Sanırım atladığımız bir nokta var. Varsayalım butonlu sabit yüklü pil voltaj devresini kurduk ve istediğimiz voltaj kademelerinde ledler yanıyor. Yanlış hatırlamıyorsam li-Ion pillerin deşarj karakteristiği lineer olmadığı için bizim bu devreyi çalıştırmamız pek mümkün olmaz. Yani Pil %100, %60 ve %20 iken hep aynı voltaj değerini gösteriyor, boşalma esnasında ise birden düşüyorsa işim yaş. Cep telefonlarında pil ömrünü süre ile takip ediyorlar diye biliyorum.

Bu şekilde olmayabilirde emin değilim. Pili ve şarj aletini elime alıp direnç yükü bağlayarak voltajı takip etmem gerekecek sanırım. Hem böylece hangi akımlarda gerçek voltaj değerini gösteriyor onu da öğrenmiş olurum.

Necati, liste için teşekkürler kaydettim.

[XX_CİHAN_XX]

Evet lineer değil. Bu durumda kabaca @necati nin verdiği liste gibi bir şey kullanabilirsin çünkü display de değil 4 tane led üzerinde pil durumunu göstereceksin yüksek hassasiyete gerek yok. Ama tam olarak bileyim dersen voltajla birlikte akımı da ölçmen ve pilinin deşarj karakteristiğini çıkarman gerekir. Onu da şöyle yaparsın. Kullandığın pili tam doluyken sabit bir yük ile boşaltmaya başlarsın. Tamamen deşarj olana kadar ki akım-gerilim değişimini zamana göre tablo olarak çıkartırsın. Lineer olmayan bu data tablosunu programına gömersin. Bu şekilde daha gerçekçi ölçüm yapman mümkün ancak 4 tane led ile göstereceğin gösterge için böyle şeyler yapman gereksiz bence.

[Logan]

Çok basit bir devre yapmayı düşünüyorum. Bu sebeple kabaca bir liste çıkarıp ona göre tek opamplı bir devre kurmak en basiti sanırım. Pillere 10A yük bağlayıp kısa sürede bir taslak hazırlarım. Devreyi de yavaş yavaş çizeyim.

[LukeSkywalker]

Bence en mantıklısı pilden çekilen akımı ve ne kadar sürede çekildiğini hesaplamaktır. Böylece pilin kapasitesinden ne kadar harcandığı bulunabilir. Diyelim ki pil 2500mah olsun. 10 dakika boyunca 6A çekilirse -> 1/6*6000mA= 1000mah yapar. Yani pilin geriye kalan kapasitesi 1500mah'dır. Bu şekilde en doğru yüzdeyi hesaplamak mümkün. Aynı zamanda  Basit bir devre kurup pil voltajı belli bir seviyenin altına düşünce anahtarlamayı kestirebiirsiniz.

[Logan]

LukeSkywalker,

En sağlıklısı senin dediğin gibi akımı ve süreyi hesaplamaktır. Fakat bahsetmediğim bazı kriterler var. Birincisi devre için ayrılan bütçe çok az. İkincisi yer çok dar. Üçüncüsü ve en önemlisi pillerden 20A çekiliyor. Bütün bu olumsuzluklar bir araya gelince en basit ve en yalın devreyi kurma ihtiyacı çıkıyor ortaya.

[tekosis]

eğer bu batarya grubu her zaman aynı model cihaz ile çalışacaksa bir defa sistem takip edilip tablo oluştursanız ve o tablodaki 4 değeri karşılaştırma için kullansanız sanırım yeterli olur.

[Logan]

Günaydın arkadaşlar.

Bu konu ile ilgili dün biraz kafa yordum. Şema, prototip pcb vs. vs. ledli basit devreyi bitirdim. Gün içerisinde kazıma makinesinde kazıyıp deneyeceğim.

Ayrıca şunu da denemeyi düşünüyorum. Aşağıdaki malzemeden alıp, üzerinde sadece ADC portu ve birkaç IO olan mikroamperlik bir MCU ile akım/zaman yöntemini kullanarak en doğru sonuca ulaşmak istiyorum.

http://www.digikey.com/product-detail/en/MLX91206LDC-CAL-002-TU/MLX91206LDC-CAL-002-TU-ND/2600525

8-14-16 bacaklı, SMD tip, genelde energy metering ve pilli sayaç uygulamalarında kullanılan önerebileceğiniz bir MCU var mı?

[sadogan]

Elimde birbirine seri bağlı 4 adet 2500mA lityum iyon pil var. Ben bu pillerin voltajını ölçerek çok basit bir devre ile 4 ya da 5 adet led kullanarak göstermek istiyorum.

LukeSkywalker,
Üçüncüsü ve en önemlisi pillerden 20A çekiliyor. Bütün bu olumsuzluklar bir araya gelince en basit ve en yalın devreyi kurma ihtiyacı çıkıyor ortaya.

Kapasite * 10 yüklenebilen böyle bir lityum iyon pile ihtiyacım var marka ve model verebilirmisiniz.