LM317 kullanarak 12V akü şarj devresi (12v güç kaynağı)

Elektronik projelerimizin çoğu bir Kurşun Asit batarya ile güçlendirilmiştir, bu projede bu kurşun asit Bataryayı evden kolayca anlaşılabilen ve inşa edilebilen basit bir devre yardımıyla nasıl şarj edeceğimizi tartışalım. Bu proje, kendinizi bir pil şarj cihazına yatırım yapmaktan kurtaracak ve pil ömrünüzü uzatmanıza yardımcı olacaktır. Öyleyse başlayalım !!!!

Şarj cihazımızı daha verimli bir şekilde oluşturabilmemiz için Kurşun Asitli Pil hakkında birkaç temel şeyi anlayarak başlayalım. Piyasadaki kurşun asit akülerin çoğu 12V akülerdir. Her bir pilin Ah (Amper saati) gerekli kapasiteye göre değişebilir, örneğin 7 Ah bir pil 7 saatlik bir süre için 1 Amper sağlayabilir (1 Amper * 7 saat = 7 Ah). Artık tamamen boşaldıktan sonra pil yüzdesi 10,5 civarında olmalıdır, bu bizim pillerimizi şarj etme zamanımızdır. Bir pilin şarj akımının, pilin Ah değerinin 1 / 10'u olması önerilir. Yani 7 Ah akü için şarj akımı yaklaşık 0,7 Amper olmalıdır. Bundan daha yüksek akım, pile zarar vererek pil ömrünün azalmasına neden olabilir. Bunu dikkate alarak küçük ev yapımışarj cihazı size değişken voltaj ve değişken akım sağlayabilir. Akım, akünün mevcut Ah derecesine göre ayarlanabilir.

Bu Kurşun Asitli Akü şarj devresi, POT'u kullanarak cep telefonuna göre voltaj ve akımı ayarladıktan sonra cep telefonlarınızı şarj etmek için de kullanılabilir. Bu devre, AC şebekesinden Düzenlenmiş bir DC Güç Kaynağı sağlayacak ve AC-DC Adaptörü olarak çalışacaktır; Daha önce Yüksek akım ve gerilim çıkışlı bir Değişken Güç Kaynağı oluşturdum.

Gerekli Bileşenler:

• Transformatör 12V 1Amp
• IC LM317 (2)
• Diyot Köprüsü W005
• Konektör Terminal Bloğu (2)
• Kapasitör 1000 uF, 1 uF
• Kapasitör 0.1uF (5)
• Değişken direnç 100R
• Direnç 1k (5)
• Direnç 10k
• Diyot- Nn007 (3)
• LM358 - Opamp
• 0.05R - Şönt Direnç / tel
• LCD-16 * 2 (isteğe bağlı)
• Arduino Nano (isteğe bağlı)

Devre Açıklaması:

Bu Pil Şarj Devresinin tam şemaları aşağıda gösterilmiştir:

12V güç kaynağı devremizin temel amacı, akünün en iyi şekilde şarj edilebilmesi için voltaj ve akımı kontrol etmektir. Bu amaçla, biri voltajı kontrol etmek ve diğeri akımı sınırlamak için kullanılan iki LM317 IC kullandık. Burada, devremizde IC U1 akımı kontrol etmek için kullanılır ve IC U3 voltajı kontrol etmek için kullanılır. LM317'nin en çok kullanılan Değişken regülatör olduğu için benzer projeleri denerken kullanışlı olması için LM317'nin veri sayfasını okumanızı ve anlamanızı şiddetle tavsiye ederim.

Voltaj Düzenleyici Devresi:

LM317'nin veri sayfasından alınan basit bir Voltaj Düzenleyici Devresi yukarıdaki şekilde gösterilmiştir. Burada çıkış voltajı, direnç değerleri R1 ve R2 tarafından belirlenir, bizim durumumuzda direnç R2, çıkış voltajını kontrol etmek için değişken bir direnç olarak kullanılır. Çıkış voltajını hesaplama formülleri Vout = 1.25 (1 + R2 / R1) şeklindedir. Bu formüller kullanılarak 1K (R8) ve 10K - pot (RV2) direnç değeri seçilir. R2'nin değerini hesaplamak için bu LM317 hesap makinesini de kullanabilirsiniz.

Akım Sınırlayıcı Devresi:

Güncel Sınırlayıcı Devre, LM317 en veri sayfasından alınan, yukarıdaki şekilde gösterilmiştir; Bu, devremizdeki akımı R1 direnç değerine göre sınırlamak için kullanılabilecek basit bir devredir. Çıkış akımını hesaplamak için formül Iout = 1.2 / R1'dir. Bu formüllere göre pot RV1 değeri 100R olarak seçilir.

Bu nedenle, akımı ve gerilimi kontrol etmek için, yukarıdaki şemalarda gösterildiği gibi sırasıyla iki potansiyometre RV1 ve RV2 kullanılır. LM317, bir diyot köprüsü ile güçlendirilmiştir; Diyot Köprüsü kendisi bağlanır Transformer konnektörü P1 aracılığıyla. Transformatörün derecesi 12V 1 Amperdir. Bu devre tek başına basit bir devre yapmamız için yeterlidir, ancak birkaç ek kurulum yardımı ile şarj cihazımızın akımını ve voltajını aşağıda açıklanan LCD üzerinden izleyebiliriz.

Arduino kullanarak LCD'de Voltaj ve Akımı Göster:

Arduino Nano ve LCD (16 * 2) yardımı ile şarj cihazımızın voltaj ve akım değerlerini görüntüleyebiliyoruz. Ama bunu nasıl yapabiliriz !!

Arduino Nano, 5V operasyonel Mikrodenetleyicidir, 5V'den fazlası onu öldürecektir. Ancak, şarj cihazımız 12V ile çalışır, dolayısıyla bir Voltaj bölücü devresi yardımıyla (0-14) Volt değeri, R1 (1k) ve R2 (500R) direnci kullanılarak (0-5) V'ye eşlenir. Arduino Nano kullanılarak LCD'de Voltajı görüntülemek için daha önce 0-24v 3A Düzenlenmiş Güç Kaynağı Devresinde yapılmıştır.

Akımı ölçmek için, aşağıdaki devrede görebileceğiniz gibi, direnç boyunca bir voltaj düşüşü oluşturmak için çok düşük değerli bir şönt direnç R4 kullanıyoruz. Şimdi Ohm Yasası hesaplayıcısını kullanarak, dirençten geçen akımı I = V / R formüllerini kullanarak hesaplayabiliriz .

Devremizde R4 değeri 0.05R'dir ve devremizden geçebilecek maksimum akım 1.2 Amper olacaktır çünkü trafo böyle derecelendirilmiştir. Direncin güç derecesi P = I ^ 2 R kullanılarak hesaplanabilir. Bizim durumumuzda P = (1.2 * 1.2 * 0.05) => 0.07, bu da çeyrek watt'tan az. Ancak 0,05R alamazsanız veya mevcut derecelendirmeniz daha yüksekse, Gücü buna göre hesaplayın. Şimdi direnç R4 üzerindeki voltaj düşüşünü ölçebilirsek, Arduino'muzu kullanarak devre boyunca akımı hesaplayabiliriz. Ancak, bu voltaj düşüşü Arduino'muzun okuması için çok azdır. Bu nedenle, yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi Op-amp LM358 kullanılarak bir Amplifikatör devresi oluşturulmuştur, bu Op-Amp'nin çıkışı, LCD'de akımı ölçmek ve görüntülemek için bir RC devresi aracılığıyla Arduino'muza verilir.

Devremizdeki bileşenlerin değerine karar verdiğimizde, gerçek donanımımıza geçmeden önce değerlerimizi doğrulamak için her zaman simülasyon yazılımı kullanmanız önerilir. Burada, devreyi aşağıda gösterildiği gibi simüle etmek için Proteus 8 kullandım. Simülasyonu bu zip dosyasında verilen (12V_charger.pdsprj) dosyasını kullanarak çalıştırabilirsiniz.

Pil Şarj Cihazını Oluşturmak:

Devreye hazır olduğunuzda şarj cihazınızı oluşturmaya başlayabilirsiniz, bu proje için bir Perf kart kullanabilir veya kendi PCB'nizi oluşturabilirsiniz. Bir PCB kullandım, PCB KICAD kullanılarak oluşturuldu . KICAD açık kaynaklı PCB tasarım yazılımıdır ve ücretsiz olarak çevrimiçi olarak indirilebilir. PCB tasarımına aşina değilseniz endişelenmeyin !!!. Gerber ve diğer baskı dosyalarını ekledim (buradan indirin), yerel PCB üreticinize verilebilir ve kartınız üretilebilir. Bu Gerber dosyalarını (zip dosyası) herhangi bir Gerber Viewer'a yükleyerek PCB'nizin üretimden sonra nasıl görüneceğini de görebilirsiniz. Bizim şarj PCB tasarımı aşağıda gösterilmiştir.

PCB imal edildikten sonra, bileşenleri şemalarda verilen değerlere göre birleştirin ve lehimleyin, kolaylık sağlamak için yukarıda verilen zip dosyasına bir BOM (Malzeme Listesi ) de eklenir, böylece bunları kolayca satın alabilir ve monte edebilirsiniz. Şarj Cihazımızı monte ettikten sonra şuna benzemelidir…

Pil Şarj Cihazının Test Edilmesi:

Şimdi şarj cihazımızı test etme zamanı geldi, şarj cihazının çalışması için Arduino ve LCD gerekli değil. Yalnızca izleme amacıyla kullanılırlar. Bunları yukarıda gösterildiği gibi Bergstick kullanarak monte edebilirsiniz, böylece başka bir proje için ihtiyaç duyduğunuzda kaldırabilirsiniz.

Test amacıyla Arduino'yu çıkarın ve transformatörünüzü bağlayın, şimdi POT RV2'yi kullanarak çıkış voltajını gerekli voltajımıza ayarlayın. Bir multimetre kullanarak voltajı doğrulayın ve aşağıda gösterildiği gibi aküye bağlayın. Yani şarj cihazımız artık çalışıyor.

Arduino'muzu takmadan önce, Arduino Nano pinimiz A0 ve A1'e gelen voltajı test etmeden önce, devre dışı devre düzgün çalışıyorsa 5V'u geçmemelidir. Her şey yolundaysa Arduino'nuzu ve LCD'nizi bağlayın. Arduino'nuza yüklemek için aşağıda verilen Programı kullanın. Bu program sadece şarj cihazımızın Voltaj ve Akım değerini gösterecektir, bunu voltajımızı ayarlamak ve pilimizin doğru şarj olup olmadığını izlemek için kullanabiliriz. Aşağıda verilen Videoyu kontrol edin.

Her şey beklendiği gibi çalışıyorsa, önceki şekillerde gösterildiği gibi LCD'de bir ekran almalısınız. Şimdi, her şey yapıldı, tek yapmamız gereken şarj cihazımızı herhangi bir 12V aküye bağlamak ve tercih edilen bir voltaj ve akım kullanarak şarj etmek. Cep telefonunuzu şarj etmek için aynı şarj cihazı da kullanılabilir, ancak bağlamadan önce cep telefonunu şarj etmek için gereken akım ve voltaj değerini kontrol edin. Cep telefonunu şarj etmek için devremize USB kablosu da bağlamanız gerekir.

Herhangi bir şüpheniz varsa, lütfen yorum bölümünü kullanmaktan çekinmeyin. Size her zaman yardım etmeye hazırız !!

MUTLU ÖĞRENME !!!!