caxapa.ru :: Есть батарейный прибор. Условия эксплуатации -40..+80. Микроконтроллер умеет измерять напряжение батарек. Умеет также измерять ток, но только ближе к верхнему пределу, небольшие токи (режим сна) не измеряет, разрядности АЦП не хватает.

fk0, легенда (05.02.2012 15:29, просмотров: 16348)

Есть батарейный прибор. Условия эксплуатации -40..+80. Микроконтроллер умеет измерять напряжение батарек. Умеет также измерять ток, но только ближе к верхнему пределу, небольшие токи (режим сна) не измеряет, разрядности АЦП не хватает. Микроконтроллер умеет измерять температуру. Хотелось бы как-то оценить степень заряда батареи в процентах. Как делают обычно и как правильно?

[ZX]

Ответить

- По значениям напряжения батареи - никак. Можно примерно оценить потребление и примерно емкость в зависимости от температуры для конкретной батареи и считать идеализированный расход. Периодически нагружать батарею для оценки емкости - можете Хитрый Китаец(241 знак., 06.02.2012 15:56)
- Глянь материалы мастерса microchip abivan(157 знак., 06.02.2012 08:55, ссылка, ссылка)
- Батарейный прибор... -40 -> Уже смешно. С графиками "остаточная емкость - температура" знакомились ? - 3m(05.02.2012 18:25)
  - Не позорься. Полно батарей, пристойно работающих на -40 - Shura(05.02.2012 18:29)
    - а)Список в студию; б) они действительно работают при -40? И какая емкость при -40?? В районе 0,2C ??? А внутреннее сопротивление при -40 и 95% разряде ???? И топикстартер это все рассчитал ????? Сколково детектед!!! - 3m(05.02.2012 18:38)
      - Лучше 0.2C чем вообще ничего. - fk0(05.02.2012 18:49)
        
        Эт верно. Иначе хуй бы кто у нас завёлся позавчера в -30 :-) - Shura(05.02.2012 18:59)
      - Гуглить lithium thionyl chloride. Но это не единственные. - Shura(05.02.2012 18:47)
        
        Saft LSH20 R20 9,3A/h; 3,6V; - 60°C/+110°C AU08(05.02.2012 23:27)
- Обычно считают потреблённые от батареи А/ч. Есть спец микросхемы (н-р, DS2438). Считать по кривым.. ребячество (очень не надёжный и применимый только в некоторых случаях подход). - Юрий_СВ(05.02.2012 17:07)
  - И как оно, например, будет измерять импульсное потребление GSM модема со своими 36.41 measurements/sec? - Alex B.(05.02.2012 17:46)
    - Бывают и другие МС: "Current Sampling Frequency fSAMP 1456 Hz" - Юрий_СВ(05.02.2012 18:07)
      - Хули толку, если слот передачи 577 мкс - Alex B.(05.02.2012 20:10)
        
        Если грамотно кондёры рассовать, то размажется. Вона только вчера аппликуху от TI приводили - Shura(05.02.2012 20:14)
        
        Да вот чего-то нихрена на Low ESR 2000 мкФ не размазываются 1.5А. Что, еще больше? - Alex B.(05.02.2012 22:52)
        
        Вот этими (->) размазываем. Четыре штуки 470мкФ x 6,3В в параллель. - Dir(06.02.2012 02:54, ссылка)
        
        Между источником питания и модемом (параллельно которому конденсаторы) есть что-то для ограничения тока, а что? - fk0(06.02.2012 08:20)
        
        Ничего нет, кроме коротких проводов ;) - Dir(06.02.2012 16:12)
        
        Чёт не так в консерватории. Может физически расположили неправильно. - Shura(05.02.2012 23:07)
        
        Можно, конечно, и ток размазать, и напряжение. Но что-то мне подсказывает, что чиста математически sum(I)*sum(U)/size != sum(U.*I) Особенно при больших флуктуациях U под меняющейся нагрузкой (I). Напрашивается аналоговый перемножитель и fk0(144 знак., 05.02.2012 20:33)
        
        Напруга проседает на 5-10% максимум, т.е. большой ошибки там не будет. Аппликуха по сцылке - Shura(05.02.2012 20:37, ссылка)
  - У нас это "ребячество" (DS2438) в приборе стоит, даже без кривых в первом приближении неплохо считает. - Yft(05.02.2012 17:16)
    - Ещё раз. Ребячество - это по кривым разряда. DS2438 работает по-другому. Она считает потреблённую от батареи энергию. - Юрий_СВ(05.02.2012 17:40)
      - Shura ниже видимо имел ввиду, что ввиду возрастания внутреннего сопротивления на морозе "ёмкость батареи" как бы уменьшается. Микросхема-то считает правильно. Но пользователю непонятно что показывать. То ли то, что в батарее осталось N% от fk0(134 знак., 05.02.2012 17:52)
        
        "низкая температура не ухудшает параметры, а только временно уменьшает токоотдачу и увеличивает скорость саморазряда" - Юрий_СВ(05.02.2012 18:20, картинка)
        
        DS умеет и температуру мерять, так что можно и по температуре корректировать. - Yft(07.02.2012 15:40)
        
        Что за бредни? Скорость саморазряда уменьшается при понижении температуры, причём значительно. А ёмкость и внутреннее сопротивление таки ухудшаются. Но обратимо - это единственное, что написано правильно. - Shura(05.02.2012 18:28)
        
        Для свинца - уменьшаяется, для лития - не знаю. Поэтому и даю цитату со странички производителя "Лития". Пусть будет на их совести. - Юрий_СВ(05.02.2012 19:00, ссылка)
        
        AFAIK для абсолютно любых батарей уменьшается. - Shura(05.02.2012 19:03)
        
        "повышении температуры воздуха, аккумулятор снова восстановит свои рабочие параметры" - Юрий_СВ(05.02.2012 18:21)
        
        Она не "как бы уменьшается". Она самым натуральным образом уменьшается, а возрастание внутреннего сопротивления это процесс параллельный. - Shura(05.02.2012 17:56)
  - И чё - зависимость ёмкости от температуры эти спец микросхемы тоже учитывают? - Shura(05.02.2012 17:15)
    - "Eliminates thermistors by sensing battery temperature on-chip" "The DS2438 can measure temperature over the range of -55°C to +125°C in 0.03125°C increments." Встроенный в МК датчик - барахло. - Юрий_СВ(05.02.2012 17:21)
      - Я читать и без тебя умею. Вопрос был про другое - как учитывается зависимость ёмкости батареи от температуры? - Shura(05.02.2012 17:25)
        
        В моём случае (ток менее 10% от номинала, t=0-40), температурой можно было пренебречь. Для более сложных случаев - есть график. Но т.к. ни ток, ни тип батареи не указан, то и говорить не о чём. - Юрий_СВ(05.02.2012 17:39)
        
        Ха-ха, график! Т.е. ребячество никуда не делось, несмотря на применение вумных микросхем. - Shura(05.02.2012 17:44)
- В голову приходит. Взять 4 комплекта батарей. Начальная ёмкость примерно известна. Один комплект разрядить до ~10%, другой до ~40%, третий до ~70%, четвёртый оставить как есть. Разряд осуществлять через схему стабилизации напряжения (с fk0(993 знак., 05.02.2012 17:02)
  - Большинство типов батареек имеет "плато", поэтому определение ёмкости по напряжению даёт огромную ошибку. Ну примерно как в мобиле сделать можно - "4 палки", а точнее не получится. - Shura(05.02.2012 17:08)
    - У нас даже 4 палки сделать не получилось (по напряжению и температуре), может быть руки кривые конечно. - Alex B.(05.02.2012 17:49)
      - В общем случае эта задача и не решается. Только под конкретный тип батарей. - Shura(05.02.2012 17:54)
- измерения напряжения и тока при разных нагрузках, даст возможность оценить внутреннее сопротивление батареи. - lentjaj1(05.02.2012 16:11)
  - ссылки lentjaj1(142 знак., 05.02.2012 16:37)
    - Внутреннее сопротивление аккумулятора. lentjaj1(1972 знак., 05.02.2012 17:22, ссылка)
- Нужен периодический тест нагруженной батареи. Нагрузка должна быть стабильная. Добавьте нагрузочный резистор и раз в час делайте тест (времени займет немного - десятки миллисекунд) - Alex_123(05.02.2012 15:53, )
  - Редкий прибор может себе позволить отрубить все имеющиеся нагрузки на десятки миллисекунд. Мы столкнулись с этой проблемой касательно подсветки ЖКИ, которая жрёт существенно. Shura(117 знак., 05.02.2012 20:50)
    - В батарейном приборе зачастую подсветка выключена большую часть времени. Мы просто дожидались когда подсветка (+некоторые другие потребители) выключатся, после этого проводим тест. +несколько минут особой роли не играют. - Alex_123(06.02.2012 12:25, )
      - У меня есть опция для подсветки always on - Shura(06.02.2012 12:29)
- С какой точностью нужно определять степень заряда? Мы решили предупреждать юзера за 15-20% до конца. Только что у меня появилась идея оценивать внутреннее сопротивление батареи по просадке напряжения на мощной нагрузке (если она есть).. - Alex B.(05.02.2012 15:38)
- Есть много производителей спецмикросхем заряда аккумов и батарей, зайдите на сайт, Ralex(179 знак., 05.02.2012 15:34)

Микроконтроллеры