वेब यूजर इंटरफेस के साथ Arduino बैटरी टेस्टर: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

आज, इलेक्ट्रॉनिक उपकरण उस स्थिति को बचाने के लिए बैकअप बैटरी का उपयोग करते हैं जिसमें उपकरण बंद होने पर या दुर्घटना से उपकरण बंद होने पर ऑपरेशन छोड़ दिया गया था। उपयोगकर्ता, चालू करते समय, उस बिंदु पर वापस आ जाता है जहां वह रुका था और इस प्रकार न तो समय बर्बाद होता है और न ही अपने कार्यों के निष्पादन का क्रम।

चरण 1: परिचय

मैं विधि का उपयोग करके विभिन्न क्षमताओं और वोल्टेज वाली बैटरियों की स्थिति को मापने के लिए एक परियोजना कर रहा हूं: टू-टियर डीसी लोड। इस विधि में बैटरी से 10 सेकंड के लिए एक छोटा करंट और 3 सेकंड के लिए एक उच्च धारा (IEC 61951-1: 2005 मानक) शामिल हैं। इस माप से आंतरिक प्रतिरोध की गणना की जाती है और इसलिए इसकी स्थिति।

वर्कस्टेशन में कई कनेक्टर शामिल होंगे, प्रत्येक प्रकार की बैटरी के लिए एक और एक पीसी। इसके लिए एक यूजर इंटरफेस (यूआई) जरूरी है। इस ट्यूटोरियल का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा UI है क्योंकि अन्य निर्देशों में बैटरी परीक्षण के इन तरीकों का वर्णन किया गया है। मैंने प्रसंस्करण की कोशिश की और अच्छे परिणाम प्राप्त किए लेकिन स्थानीय वेब सर्वर का उपयोग करके अपना खुद का सॉफ्टवेयर बनाने का फैसला किया और एचटीएमएल, सीएसएस और पीएचपी की क्षमता का लाभ उठाया।

यह ज्ञात है कि Arduino से windows PC में जानकारी भेजना बहुत कठिन है लेकिन अंत में, मैं सफल हुआ। इस ट्यूटोरियल में सभी प्रोग्राम शामिल हैं।

चरण 2: हम क्या मापने जा रहे हैं और कैसे

आंतरिक प्रतिरोध।

प्रत्येक वास्तविक बैटरी में एक आंतरिक प्रतिरोध होता है। हम हमेशा यह मानते हैं कि यह एक आदर्श वोल्टेज स्रोत है, अर्थात हम नाममात्र वोल्टेज को स्थिर रखते हुए बहुत अधिक करंट प्राप्त कर सकते हैं। हालाँकि, बैटरी का आकार, रासायनिक गुण, आयु और तापमान सभी बैटरी के स्रोत की मात्रा को प्रभावित करते हैं। नतीजतन, हम एक आदर्श वोल्टेज स्रोत और श्रृंखला में एक रोकनेवाला के साथ बैटरी का एक बेहतर मॉडल बना सकते हैं, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है।

कम आंतरिक प्रतिरोध वाली बैटरी अधिक करंट की आपूर्ति करने में सक्षम होती है और ठंडी रहती है, हालांकि, उच्च प्रतिरोध वाली बैटरी के कारण बैटरी गर्म हो जाती है और वोल्टेज लोड के नीचे गिर जाता है, जिससे जल्दी शटडाउन हो जाता है।

आंतरिक प्रतिरोध की गणना एक निर्वहन वक्र में दो बिंदुओं द्वारा दिए गए वर्तमान-वोल्टेज संबंध से की जा सकती है।

दो स्तरीय डीसी लोड विधि विभिन्न धाराओं और समय अवधि के दो अनुक्रमिक निर्वहन भार लागू करके एक वैकल्पिक विधि प्रदान करती है। बैटरी पहले 10 सेकंड के लिए कम करंट (0.2C) पर डिस्चार्ज होती है, उसके बाद 3 सेकंड के लिए उच्च करंट (2C) पर (चित्र 2 देखें); ओम का नियम प्रतिरोध मूल्यों की गणना करता है। दो लोड स्थितियों के तहत वोल्टेज हस्ताक्षर का मूल्यांकन बैटरी के बारे में अतिरिक्त जानकारी प्रदान करता है, लेकिन मान सख्ती से प्रतिरोधी हैं और चार्ज की स्थिति (एसओसी) या क्षमता अनुमान प्रकट नहीं करते हैं। डीसी लोड करने वाली बैटरियों के लिए लोड टेस्ट पसंदीदा तरीका है।

जैसा कि पहले कहा गया है, अन्य निर्देशों में उपचारित बैटरियों को मापने के कई तरीके हैं और जिन्हें Arduino के साथ लागू किया जा सकता है, लेकिन इस मामले में, हालांकि यह बैटरी की स्थिति का पूर्ण मूल्यांकन प्रदान नहीं करता है, यह ऐसे मान देता है जो हो सकते हैं उनके भविष्य के व्यवहार का अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाता है।

संबंध का उपयोग करके आंतरिक प्रतिरोध पाया जाता है

कहा पे

री = (V1 - V2) / (I2 - I1)

?1-वोल्टेज को कम करंट और लंबे समय के इंस्टेंट के दौरान मापा जाता है;

?2-वोल्टेज को उच्च धारा और कम समय के दौरान मापा जाता है;

?1 - समय के लंबे समय के दौरान वर्तमान;

?2 - कम समय के दौरान करंट।

चरण 3: सर्किट

सर्किट एक वर्तमान स्रोत है जो Arduino से PWM सिग्नल के साथ नियंत्रित केवल एक सर्किट का उपयोग करके बैटरी से 0.2C (इस मामले में 4mA) और 2C (इस मामले में 40mA) खींचता है। इस तरह से सभी बैकअप बैटरियों को C = 20mAh के साथ मापना संभव है, भले ही उनका वोल्टेज 1.2V से 4.8V तक हो और अन्य बैटरियों की क्षमता भी भिन्न हो। पहले संस्करण में, मैंने 4mA और दूसरे 40mA को निकालने के लिए लोड के साथ दो ट्रांजिस्टर का उपयोग किया। वह संस्करण भविष्य के लिए उपयुक्त नहीं था क्योंकि वे विभिन्न क्षमताओं वाली अन्य बैटरियों को मापना चाहते थे और इस योजना के लिए बड़ी संख्या में प्रतिरोधों और ट्रांजिस्टर की आवश्यकता थी।

करंट सोर्स वाला सर्किट अंजीर में दिखाया गया है। 3. Arduino बोर्ड के पिन 5 से PWM सिग्नल की आवृत्ति 940Hz है, इसलिए, लो पास फिल्टर (LPF) का Fc 8 Hz है, इसका मतलब है कि पहला हार्मोनिक PWM सिग्नल (940Hz) को 20dB क्षीण किया जाएगा क्योंकि RC फ़िल्टर प्रति दशक 10 dB क्षीणन प्रदान करते हैं (प्रत्येक 10 बार Fc - क्षीणन 80Hz में 10dB और 800Hz में 20dB होगा)। IRFZ44n ट्रांजिस्टर बड़े आकार का है, क्योंकि भविष्य में, बड़ी क्षमता वाली बैटरियों का परीक्षण किया जाएगा। LM58n, डुअल ऑपरेशनल एम्पलीफायर (OA), Arduino बोर्ड और IRFZ44n के बीच का इंटरफ़ेस है। माइक्रोप्रोसेसर और फिल्टर के बीच एक अच्छा डिकूपिंग सुनिश्चित करने के लिए एलपीएफ को 2 परिचालन एम्पलीफायरों के बीच डाला गया था। चित्र 3 में, बैटरी से खींची गई धारा की जांच करने के लिए Arduino का पिन A1 ट्रांजिस्टर IRFZ44n के स्रोत से जुड़ा है।

सर्किट 2 भागों से बना है, Arduino UNO बोर्ड के नीचे और वर्तमान स्रोत के ऊपर, जैसा कि अगली तस्वीर में दिखाया गया है। जैसा कि आप देख सकते हैं, इस सर्किट में न तो स्विच हैं और न ही बटन, वे पीसी में यूआई में हैं।

यह सर्किट बैटरी क्षमता को mAh में मापने की भी अनुमति देता है क्योंकि इसमें एक वर्तमान स्रोत है और Arduino बोर्ड में एक टाइमर है।

चरण 4: कार्यक्रम

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एप्लिकेशन में एक तरफ, HTML, CSS के साथ बनाया गया UI है, और दूसरी तरफ, Arduino स्केच है। इंटरफ़ेस फिलहाल बेहद सरल है, क्योंकि यह केवल आंतरिक प्रतिरोध के माप को निष्पादित करता है, भविष्य में यह और अधिक कार्य करेगा।

पहले पृष्ठ में एक ड्रॉप डाउन सूची होती है, जहां से उपयोगकर्ता मापी जाने वाली बैटरी के वोल्टेज का चयन करता है (चित्र 4)। प्रथम पृष्ठ HTML प्रोग्राम, को BatteryTesterInformation.html कहा जाता है। सभी बैटरियों में 20mAh क्षमता होती है।

दूसरा पेज, BatteryTesterMeasurement.html।

दूसरे पृष्ठ पर, बैटरी संकेतित कनेक्टर से जुड़ी है और माप शुरू करें (START बटन)। फिलहाल, इस एलईडी को शामिल नहीं किया गया है क्योंकि इसमें केवल एक कनेक्टर है, लेकिन भविष्य में, उनके पास और कनेक्टर होंगे।

एक बार START बटन पर क्लिक करने के बाद, Arduino बोर्ड के साथ संचार शुरू हो जाता है। इसी पृष्ठ में, माप परिणाम प्रपत्र दिखाया जाता है जब Arduino बोर्ड बैटरी परीक्षण के परिणाम भेजता है और START और CANCEL बटन छिपे होते हैं। बैक बटन का उपयोग दूसरी बैटरी का परीक्षण शुरू करने के लिए किया जाता है।

अगले प्रोग्राम का कार्य, PhpConnect.php, Arduino बोर्ड से जुड़ना, Arduino बोर्ड और वेब सर्वर से डेटा प्रसारित और प्राप्त करना है।

नोट: पीसी से Arduino में ट्रांसमिशन तेज है लेकिन Arduino से PC में ट्रांसमिशन में 6 सेकंड की देरी है। मैं इस कष्टप्रद स्थिति को हल करने की कोशिश कर रहा हूं। कृपया, किसी भी मदद की बहुत सराहना की जाती है।

और Arduino स्केच, BatteryTester.ino।

जब परिणामी आंतरिक प्रतिरोध प्रारंभिक (नई बैटरी) से 2 गुना बड़ा होता है, तो बैटरी खराब होती है। कहने का तात्पर्य यह है कि, यदि परीक्षण के तहत बैटरी में 10 ओम या अधिक है और, विनिर्देश के अनुसार, इस प्रकार की बैटरी में 5Ohms होना चाहिए, तो बैटरी खराब है।

इस UI का परीक्षण बिना किसी समस्या के फायरफॉक्स और गूगल के साथ किया गया। मैंने xampp और wampp स्थापित किया और यह दोनों में अच्छा चलता है।

चरण 5: निष्कर्ष

पीसी पर यूजर इंटरफेस का उपयोग करने वाले इस प्रकार के विकास के कई फायदे हैं क्योंकि यह उपयोगकर्ता को उनके द्वारा किए जा रहे काम की आसान समझ के साथ-साथ महंगे घटकों के उपयोग से बचने की अनुमति देता है जिनके लिए यांत्रिक संपर्क की आवश्यकता होती है, जिससे उन्हें टूटने की आशंका होती है।

इस विकास का अगला चरण अन्य बैटरियों का परीक्षण करने के लिए कनेक्टर्स को जोड़ना और सर्किट के कुछ हिस्सों को संशोधित करना है, और एक बैटरी चार्जर भी जोड़ना है। उसके बाद, पीसीबी को डिजाइन और ऑर्डर किया जाएगा।

बैटरी चार्जर पृष्ठ को शामिल करने के लिए UI में और संशोधन होंगे

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