基于Arduino微控制器atmega328p-pu對(duì)微控制器編程實(shí)現(xiàn)

硬件部件：

atmega328p-pu× 1個(gè)

帶按鈕的旋轉(zhuǎn)編碼器× 1個(gè)

2.5伏參考電壓，ad680jtz× 1個(gè)

8 MHz晶振× 1個(gè)

電容22 pF× 2個(gè)

電容100 nF× 5

電阻1M歐姆× 2個(gè)

電阻10k歐姆× 10

電阻4.75k歐姆× 1個(gè)

電阻1k歐姆× 7

電阻220歐姆× 1個(gè)

電阻100歐姆× 7

電容1 μF× 2個(gè)

電容器100 μF× 1個(gè)

電容1000 μF× 1個(gè)

ams1117-5.0× 1個(gè)

二極管1n400× 1個(gè)

mosfet N通道ao3400× 3

Mosfet P通道A03407× 2個(gè)

JST XH插座。3p，4p，5p× 1個(gè)

LED（通用）× 1個(gè)

散熱器× 1個(gè)

風(fēng)扇40x40 12v× 1個(gè)

功率PNP晶體管1SB1375× 2個(gè)

通用晶體管PNP× 2個(gè)

通用晶體管NPN× 4

1歐姆1W 1％電阻× 2個(gè)

2.2歐姆5W電阻× 2個(gè)

齊納單二極管，5.1 V× 2個(gè)

LCD i2c顯示器16x2或20x4× 1個(gè)

Maxim Integrated DS18B20可編程分辨率1-Wire數(shù)字溫度計(jì)× 3

AA電池座× 2個(gè)

軟件應(yīng)用程序和在線服務(wù)

Arduino IDE

手動(dòng)工具和制造機(jī)

烙鐵（通用）

該項(xiàng)目致力于為NiMh AA電池充電。

聲明：這是一項(xiàng)正在進(jìn)行的工作，該軟件仍處于Alpha階段。

該充電器可用于為電池緩慢和快速充電，也可以恢復(fù)舊電池。該充電器基于Arduino微控制器atmega328p-pu，可將全部可用信息顯示到16x2或20x4 LCD字符屏上。它最多可以獨(dú)立為兩節(jié)電池充電。您只能給一個(gè)電池充電，也可以同時(shí)給兩個(gè)不同容量的電池或兩個(gè)類似的電池充電。在為電池充電之前，必須為每個(gè)電池插槽設(shè)置電池容量，充電速度和循環(huán)計(jì)數(shù)，然后將電池插入插槽，然后過程開始。

充電器支持三種充電模式：

? 快速充電。電池應(yīng)在5個(gè)小時(shí)內(nèi)充滿電。充電電流取決于電池容量，等于0.2C。

? 充電緩慢。電池應(yīng)在10小時(shí)內(nèi)充滿電。充電電流等于0.1C。

? 恢復(fù)充電。此模式下的充電電流限制為40mA?；謴?fù)時(shí)間取決于電池容量。此模式可用于恢復(fù)電池容量并為其他充電器無法充電的舊電池充電。

充電過程包括以下幾個(gè)階段：

? 放電階段。電池通過內(nèi)部電阻放電至0.9 v。

? 預(yù)充電階段。電池以小電流充電，大約30mA，直到電池電壓變?yōu)?.0v。

? 主充電階段。根據(jù)計(jì)算的電流對(duì)電池充電，具體取決于電池容量和充電模式（快速，緩慢還原）。如果檢測(cè)到電壓下降或電池過熱或達(dá)到電壓上限，則電池充電階段結(jié)束。

? 充電后階段。電池以小電流充電，直到另一個(gè)電壓下降或電壓上限。

? 完成階段。電池會(huì)以短電流脈沖充電，直到將其從充電器中取出為止。

如果在給電池充電之前未設(shè)置環(huán)路，則充電過程將貫穿整個(gè)階段。如果選擇運(yùn)行多個(gè)充電循環(huán)，則充電器將在主充電階段完成后立即重新開始放電過程，直到達(dá)到循環(huán)計(jì)數(shù)為止。您可以使用多個(gè)循環(huán)充電來恢復(fù)電池容量。

充電器具有三個(gè)溫度傳感器：一個(gè)用于每個(gè)電池插槽，另一個(gè)用于控制安裝在功率晶體管上方的內(nèi)部散熱器的溫度。為了降低內(nèi)部散熱器的溫度，在充電器內(nèi)部安裝了一個(gè)小風(fēng)扇。散熱器溫度達(dá)到最高限制時(shí)，風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)打開。當(dāng)散熱器變冷時(shí)，風(fēng)扇將關(guān)閉。

充電器原理圖如下圖所示。為了簡(jiǎn)化原理圖的讀數(shù)，它分為三個(gè)部分：控制器部分和兩個(gè)通道。兩個(gè)充電通道都非常相似，唯一的區(qū)別是輸出和輸入信號(hào)以及組件編號(hào)。

充電器的控制器部分：

如上圖所示，為增加電池電壓測(cè)量，已實(shí)現(xiàn)外部基準(zhǔn)電壓源AD680JTZ。其精度為0.4％，并且控制器可以檢查高達(dá)0.001伏的電池電壓。您可以用運(yùn)行在8 MHz或更高頻率的Arduino板（uno，nano，pro mini）替換atmega328p-pu IC。

這是套接字說明：

? J1可以像Arduino pro mini一樣通過UART端口對(duì)微控制器進(jìn)行編程。

? J2連接電池溫度傳感器DS18b20

? X2 12伏電源連接器

? U3連接i2c LCD顯示器。平滑改變顯示屏亮度所需的亮度引腳

? U4連接旋轉(zhuǎn)編碼器。

? U5連接安裝在散熱器上的12v 40x40x10mm風(fēng)扇。

通道“ A”原理圖：

通道“ B”的原理圖：

在這里，您可以找到該項(xiàng)目的完整原理圖和PCB板。

讓我解釋一下充電器如何在通道“ B”上工作。晶體管Q9和Q10是達(dá)林頓對(duì)，可為連接到插座J4的電池提供充電電流。Arduino控制器通過PWR_B端口將PWM信號(hào)提供給Q13晶體管。PWM占空比越大，在Q9集電極上產(chǎn)生的電流就越大。

Q11 mosfet用于啟用或禁用電池充電電流。Q12 MOSFET用于通過R26電阻對(duì)電池放電。

要測(cè)量R31電阻上的充電電流電壓，請(qǐng)檢查。

為了向電池提供所需的電流，充電器中使用了PID算法。

定義溫度傳感器的正確順序

您必須對(duì)充電器進(jìn)行一些初始配置，因?yàn)樵诖隧?xiàng)目的單條總線上有三個(gè)溫度傳感器ds18b20。在啟動(dòng)過程中，充電器以某種特定順序檢測(cè)所有傳感器。您必須指定正確的傳感器順序，充電器才能正常工作。

將NiMh_Serial固件加載到您的控制器，并將終端連接到UART端口。選擇“溫度”菜單項(xiàng)。按下編碼器按鈕。您可以看到所有溫度傳感器的值。加熱一些傳感器，并記住它在列表中的位置。對(duì)每個(gè)傳感器重復(fù)此過程。現(xiàn)在，您可以定義充電器的正確傳感器順序。將NiMH_Charger代碼加載到Arduino IDE并找到“ core.init（SO_BHA）;”行。在setup（）函數(shù)中。要定義正確的傳感器順序，您必須為core.init（）方法指定正確的SO_ *代碼。溫度傳感器有6種可能的組合：

SO_ABH-通道“ A”，通道“ B”，內(nèi)部散熱器。

SO_BAH-通道“ B”，通道“ A”，內(nèi)部散熱器等。

此過程只能執(zhí)行一次。

串行固件的其他可能性

* _serial固件是一種功能強(qiáng)大的工具，可用于調(diào)試充電器硬件。使用串行菜單，您可以選擇電池通道“ A”或“ B”之一，定義充電電流，執(zhí)行測(cè)試充電，測(cè)試放電，散熱器風(fēng)扇測(cè)試和溫度傳感器測(cè)試。

該項(xiàng)目仍在進(jìn)行中，因?yàn)殡姵爻潆娺^程非常耗時(shí)，并且調(diào)試需要大量時(shí)間。
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