Тестер для проверки аккумуляторов схема

ТЕСТЕР АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ 12В

Самодельный тестер автомобильных аккумуляторов, позволяющий быстро и достоверно оценить состояние 12 В батарей, сделан на основе китайского модуля ZB2L3. Это анализатор скорости разряда при определённой нагрузке работающий с АКБ 1.2-12 В, в том числе стандартных литиевых, типа 18650. Его цена на торговых площадках примерно 300 рублей.

Характеристики модуля ZB2L3

• Рабочий ток: 70 мА
• Напряжение питания: 4.5-6 В (разъем USB)
• разрядное напряжение: 1-15 В, шаг 0.01 В
• Диапазон напряжения отключения: 0.5-11 В
• Разрядный ток: максимальный 3 А, разрешение 0.001 А
• Максимальная погрешность измерения напряжения: 1%
• Максимальная погрешность измерения тока: 1.5%
• Максимальная емкость батареи: 9999 А/ч (отображение путем сдвига десятичной точки)

Резистор 7,5 Ом на 5 Вт, входящий в комплект к тестеру, не сможет проверить автомобильный АКБ 12 В. Полностью заряженный аккумулятор будет при испытании давать ток около 1.7 А, так что мощность этого резистора должна быть не менее 20 Вт.

Схема доработки модуля

Тест батареи 72 A/ч продолжался двое суток, поэтому решено было увеличить ток разряда выше паспортного. Максимальный заявленный ток разряда через этот модуль 3 A, но на плате есть измерительный резистор 0R05 в SMD виде, поэтому можно просто подключить реле и присоединить второй резистор большой мощности. При желаемом токе разряда 5 А — мощность этого резистора минимум 60 Вт, так что проблему трудности охлаждения его решила обычная галогеновая лампа H7. С ней ток разряда 4 А и время теста АКБ 72 А/ч сократилось до 18 часов, а для батареи 44 А/ч менее 10, что является приемлемым значением.

Для правильной работы тестера требуется питание 5 В. Предусмотрено питание от Повер Банка через разъем micro-USB. В данном исполнении решено было добавить модуль зарядки/защиты на TP4056 и модуль повышающего преобразователя на MT3608. Холодная нить накала лампы имеет малое сопротивление, поэтому контакты реле должны выдерживать минимум 20 ампер. Элементы тестера автоаккумуляторов спрятаны в куске пластикового кабель-канала.

Описание тестирования емкости батареи

Перед началом испытаний аккумулятор заряжается полностью, после чего нужно подождать 2 часа.

1. Подключить исследуемый аккумулятор.
2. Включить питание измерителя. На дисплее отобразится текущее напряжение аккумулятора.
3. Нажать кнопку + или — Тестер сам определяет тип батареи и по умолчанию выбирает и отображает конечные напряжения разряда, например, 3,0 В для Li-Po и 9 В для свинцовых. Кнопками +/- вручную изменить напряжение до 10.5 В так как не каждый аккумулятор без ущерба выдержит разряд до 9 вольт.
4. Установленное напряжение разряда подтвердить кнопкой ОК.
5. После контроля начнется тестирование, что будет видно по лампочке. При этом на дисплее последовательно появляться будут: текущее напряжение батареи, текущий ток разряда (через резистор 47 Ом) и определяемая емкость.
6. Тест длится несколько часов, конец теста показывается миганием дисплея. Лампа выключается автоматически, после завершения разряда.
7. Считываем и записываем показания. Причём в целях экономии энергии, результат держится несколько минут, потом дисплей гаснет и тестер переходит в спящий режим.

Заметьте, что тестер покажет только емкость рассчитанную через резистор 47 Ом, и мы должны добавить к этому значение с лампой. Лампа H7 имеет сопротивление горячей нити примерно 3 Ома. Аккумулятор разряжается параллельно через резистор и лампу накаливания. Примерно это будет 2,8 Ома, поэтому полученный результат следует умножить на 14,2. Расчеты очень просты, так что каждый сам узнать точное итоговое значение.

Было проведено и тестирование литиевых элементов 18650, разряжая их током около 0.4 А, с этим тоже не возникло никаких проблем. В общем прежде чем покупать или эксплуатировать долго стоявший аккумулятор, советуем проверить их этим несложным устройством.

Источник

Как мультиметром проверить батарейку: 3 схемы в виде инструкции с картинками для начинающего домашнего мастера

Не знаю, как у вас, а у меня постоянно собирается куча различных элементов питания от бытовых гаджетов. Их приходится периодически сортировать, а часть отправлять в утиль. Для этого использую различные методы электрических замеров.

В этой статье рассказываю, как мультиметром проверить батарейку доступными способами и объясняю, как ее правильно хранить и эксплуатировать.

Что такое батарейка и какие электрические характеристики определяют ее работоспособность

Народное название батарейка закрепилось за гальваническими элементами или химическими источниками тока, вырабатывающими электроэнергию для питания бытовых приборов и электронных гаджетов.

Обычно их выпускают пальчиковой формой с габаритами АА или ААА либо в виде таблеток.

Функционально они могут поддерживать возможность заряда после использования по назначению (аккумуляторы) или не иметь ее. В первом случае на их корпусе делается надпись «Rechargeable».

В инструкциях на остальные модели пишут, что они не подлежат заряду, то есть работают одноразово до полного износа. Это надо обязательно учитывать, ибо при установке их в зарядное устройство под напряжение они могут взорваться.

Такой случай был в моей практике, когда соседка с верхнего этажа повредила свой стационарный телефон. У нее в трубке стояли никель кадмиевые аккумуляторы, которые пришли в негодность через несколько лет.

Она вставила вместо них батарейки такой же формы, поговорила, а трубку поставила на базу… пришлось ей покупать новый аппарат.

Работоспособность батарейки определяется величиной электрической мощности, которую она способна отдать подключенному потребителю. При этом на ее выводах в разомкнутом состоянии образуется разность потенциалов — напряжение, которое при подключении на любое сопротивление выдает электрический ток определенной силы.

Он не может протекать бесконечно, а действует только на тот промежуток времени, на который хватает энергии, запасенной в химическом источнике тока. Все перечисленные процессы взаимосвязаны, обобщены термином «емкость батареи или аккумулятора» и описываются математическими формулами.

Например, автомобильный аккумулятор имеет емкость 60 ампер-часов.

Это означает, что при токе нагрузки в 1 ампер он должен проработать 60 часов, а при 60 амперах — всего час.

Это же требование справедливо к батарейкам, только мощность их намного меньше. Их емкость маркируется в миллиампер-часах.

Ее величина при эксплуатации постоянно уменьшается, а скорость снижения сильно зависит от подключенной нагрузки.

Результаты одного из проверочных тестов четырех одинаковых батареек при разных токах потребителей показали следующие результаты.

В жизни мы постоянно с этим сталкиваемся: чем больше подключенная нагрузка, тем быстрее химический источник тока выходит из строя. Поэтому под каждый электрический прибор подбирается по мощности свой гальванический элемент.

2 фактора, которые могут повредить батарейку с завода до ее использования: их надо знать

К ним относятся:

Остановлюсь на них подробнее, ибо в отдельных случаях даже мультиметром пользоваться не придется.

Время хранения и ресурс работы химического источника тока

Мой сосед по даче приобрел на свой ноутбук беспроводную мышь. Она успешно отработала у него полгода, а потом отказала. Пришел ко мне с вопросом.

Посмотрели батарейки, там две ААА. Они отработали полностью свой заряд: нужна замена. Сосед попросил своего друга, который ехал в город, привести ему аналогичные.

На другой день он снова спрашивает меня: питание заменено, а мышь не работает. Я извлек ААА из корпуса: на них стоит год выпуска 2013, когда сейчас в разгаре лето 2019. Срок годности давно истек.

Он указывается на упаковке (обычно 3 года), а дата изготовления — прямо на корпусе гальванического элемента.

Объясняется это просто: полностью исключить токи саморазряда практически невозможно. Их учитывают сроком годности.

Почему надо обращать внимание на условия хранения

Допустим, купили моему соседу батарейки в киоске, стоящем на улице. У нас период отрицательных температур длится полгода, а в более северных районах и того больше.

При морозе емкость любого химического источника тока подвергается большему саморазряду, он теряет свой ресурс раньше указанного времени.

3 способа: как мультиметром проверить заряд батарейки — на что обращать внимание

С помощью цифрового или аналогового измерительного прибора из электрических параметров гальванического элемента мы можем оценить напряжение на клеммах и ток нагрузки источника энергии. Эти возможности реализуют нижеперечисленные методики.

Метод замера напряжения на холостом ходу: почему этот способ считается приблизительным

У батареек АА и ААА и аккумуляторов существуют разные пределы номинального напряжения:

• гальванические элементы (солевые, щелочные, Li-FeS2) имеют уровень 1,5 вольта;
• аккумуляторы Ni-Cd, как и Ni-MH — 1,2 V.

Самый просто способ проверки заключается в том, что измерительный прибор переводится в режим вольтметра постоянного тока, а его концы подключаются на батарейку. Напряжение холостого хода измеряется без нагрузки.

Технология работы с цифровыми вольтметрами проще, чем с аналоговыми. Можно не обращать внимание на полярность подключения концов. Если она перепутана у гальванического элемента, то на дисплее вольтметра просто отобразится знак минус.

Об этом и других приемах измерения я более подробно написал в статье про цифровые мультиметры и правила пользования ими для новичков.

У аналогового же прибора этот прием не отработает.

Здесь необходимо обязательно соблюдать полярность подключения проводов. Иначе ток через измерительную головку потечет в обратную сторону, а стрелка отклонится к нулю, упрется в демпфирующий ограничитель.

Покажу это на трех примерах, когда мне заранее известно, что источник тока потерял свою емкость:

Замеры выполнял своим карманным мультиметром из Китая Mestek MT-102. В режиме вольтметра он работает идеально.

Подобные неисправности источника тока можно достоверно выявлять замером его напряжения на холостом ходу, когда батарейка разряжена ниже 1,2 V, а аккумулятор
— 1,0.

В остальных случаях легко сделать неправильный вывод. Разряженный источник тока, подключенный на большое внутреннее сопротивление, может показать удовлетворительное напряжение, а при приложении к нему номинальной мощности потребителя не справиться с задачей.

Поэтому рассматриваем следующую методику.

Контроль гальванического источника под нагрузкой: особенности проведения теста

В домашних условиях проверку батареек АА и ААА можно выполнять за счет использования обыкновенной лампочки от старого карманного фонарика.

Она может быть изготовлена для свечения от токов, протекающих по ее цепи 70÷250 миллиампер под напряжением порядка 3,5 вольта. Такие нагрузки создаются у большинства современных гаджетов.

Нить ее накала обладает достаточным сопротивлением и даже без вольтметра по силе освещения можно приблизительно оценить работоспособность гальванического элемента.

Светодиоды же для этих целей не подходят, их ток потребления лежит в пределах 16 миллиампер.

У меня для этих целей к лампочке припаяны два проводка. Достаточно прикоснуться ими к выводам элемента АА или ААА и свечение нити укажет на работоспособность источника.

Более точно об этом процессе позволяет судить цифровой вольтметр. Вначале подключаю его параллельно лампочке с помощью зажимов типа «крокодил» и перевожу в рабочее состояние переключателями.

А затем создаю ими электрический контакт с выводами источника тока. На фото видно, что мультиметр показал просадку напряжения до 1,2 вольта с 1,4, показанного при тесте на холостом ходу, что не очень хорошо.

Две такие батарейки с этим зарядом поставил для эксперимента в свой цифровой фотоаппарат. Их энергии оказалось явно недостаточно. Мой Sony банально не запустился. Ему нужны источники, поддерживающие хотя бы 1,35 вольта.

Такую батарейку можно устанавливать в пульты дистанционного управления или аналогичные бытовые приборы.

Если напряжение просело ниже 1,1 вольта, то такой источник долго не проработает. Ему открыт прямой путь в утилизацию.

Когда вольтметр покажет 1,35 вольта под нагрузкой, то подобный гальванический элемент пригоден для работы в любых устройствах.

Кстати, лампочку можно заменить резистором с аналогичным током нагрузки.

Метод проверки замером тока: как его выполнять безопасно

Способ предназначен для контроля новых, только что купленных батареек с полным зарядом. Рекомендую его применять для одного случайно выбранного элемента из приобретенной партии, а по результатам проверки судить обо всех остальных.

Он подскажет, были ли отклонения от технических условий хранения на складе, не нарушался ли температурный режим, в каких приборах использовать эту покупку.

Тест проводится подключением прибора с очень маленьким сопротивлением амперметра на режиме самых больших токов постоянной величины.

У меня это 10 ампер. Красный щуп устанавливаю в левое гнездо прибора, а черный — на свое место «COM».

Такое измерение быстро разряжает гальванический элемент. Его необходимо выполнять максимально быстро, буквально за одну-две секунды.

В моем случае амперметр показал 1 ампер, что указывает на низкий уровень оставшегося заряда. Я выполнял тест на уже поработавшем элементе питания.

Он с такими показателями находится в группе риска с параметрами 0,7÷1,1 А.

Такой элемент способен проработать какое-то время еще в пультах с низким потреблением электроэнергии и подобных устройствах, не обеспечивая высокое качество. Он довольно скоро выйдет из строя. Поэтому его допустимо использовать в крайнем случае.

По личным впечатлениям выделил показатели тока в группы:

• от 6 до 4 ампер — отличный результат для любых устройств;
• 4-3 А — ресурс эксплуатации снижен, но не критично. Можно пользоваться определенное время;
• 3-1,2 А — допустимо использовать в пульте для телевизора.

Это деление на группы субъективное, но оно помогает мне ориентироваться с элементами питания.

Все три рассказанные способа, как мультиметром проверить заряд батарейки, можно не использовать, а технологию упростить. Эти операции легко выполнять в одно касание клемм источника тока специальным прибором — тестером.

Заводские и самодельные тестеры батареек: обзор моделей

Промышленность Китая наладила массовый выпуск дешевых электронных приборов, позволяющих быстро оценивать реальное состояние любого гальванического элемента. Его достаточно вставить в стационарное гнездо и на табло сразу отобразится результат проверки.

Стоимость таких тестеров не превышает нескольких долларов, а доставка осуществляется бесплатно.

В качестве примера показываю тестер BT-168. Его шкала выполнена цветными секторами, обозначающими текущее состояние источника тока. По положению стрелки судят об оставшемся заряде:

• зеленый — норма;
• желтый — допустимо;
• красный — в утиль.

Аналогичная модель тестера BT-168D работает так же, но показывает величину напряжения на клеммных выводах источника тока в вольтах. Справочная таблица расшифровки значений имеется на обратной стороне корпуса.

Аналогичными возможностями обладает универсальный тестер батареек.

Его конструкция и внешний вид может быть выполнена различными вариантами для испытания всех видов существующих элементов питания.

Однако внутренне устройство всех этих девайсов примерно одинаковое: электронная плата с чипом и элементами настройки.

Более подробный обзор и возможности подобных приборов предлагаю посмотреть в видеоролике владельца «Китай Гуд Бай» на примере тестера для батареек форматов C, AA, AAA, D, N, 9V.

Я понимаю желание части домашних мастеров делать все своими руками. Для них публикую следующий раздел.

Как сделать тестер для батареек своими руками

Электрическая схема такого прибора предельно проста. В ее состав входят самые доступные детали:

• измерительная головка, которую можно взять из старой радиоаппаратуры или магнитофона, где она работала в качестве индикатора уровня записи или воспроизведения звука. В принципе же подойдет любой микроамперметр;
• подстроечный резистор с переменным сопротивлением на 10 килоом;
• обыкновенное сопротивление 5 Ом;
• соединительные провода и корпус или плата.

В принципе собирается схема обыкновенного вольтметра из измерительной головки и дополнительных сопротивлений. Все это соединяется пайкой навесным монтажом или на плате.

Тестер батареек своими руками имеет габариты, зависящие в основном только от размеров микроамперметра. Выходные концы «+» и «—» можно сделать короткими проводами с наконечниками.

Плюс и минус удобно подписать маркером на изоляции, хотя один мой товарищ в таких случаях на плюсе всегда завязывает узлы, а другой монтирует на плюс красный провод, а минус — выполняет синим.

Наладка тестера

Потребуется три батарейки, которые обладают различным ресурсом. Проверяем их мультиметром методом замера тока:

• первая должна обеспечивать нагрузку порядка 6 ампер:
• вторая— 3;
• третья — 1,2.

Дальше нам потребуется осторожно вскрыть корпус измерительной головки и на ее шкалу наклеить полоску белой бумажки. Последовательно настраиваем тестер для каждого гальванического элемента в четыре этапа:

1. Подключаем самую мощную батарейку и положением подстроечного резистора добиваемся максимального отклонения стрелки на измерительной головке. Отмечаем это положение зеленой линией.
2. Ставим щупы на вторую батарейку и фиксируем положение стрелки желтой линией.
3. Аналогичным образом помечаем красным цветом положение стрелки от элемента с током 1,2 А.
4. Закрашиваем зеленым цветом сектор шкалы от красной до желтой полоски, желтым — от желтой до красной, красным — оставшуюся часть. Собираем корпус микроамперметра.

Заключительные советы

Если дома появился излишек элементов питания, а это происходит часто, то их следует проверить одним из перечисленных выше способом и отсортировать. Из образовавшегося резерва всегда легко выбрать нужный в случае необходимости.

Потерявшие емкость в электрическом приборе элементы необходимо полностью заменять пригодным комплектом несмотря на различную степень их разряда. После этого их проверяют на тестере и отбирают рабочие, которые допустимо применять в приборах с низким потреблением энергии.

У отработавших свой ресурс батареек возможно вытекание электролита из корпуса. Поэтому их не стоит держать в аппаратуре и даже просто рядом с вещами. Агрессивная среда электролита доставит много неприятностей.

Не советую без особой надобности вскрывать корпуса химических элементов питания. Если же возникнет такая необходимость, то обязательно соблюдайте правила безопасности при работе с агрессивными кислотами и щелочными растворами. Использование защитных перчаток и очков, проветривание рабочего места исключит химические ожоги.

Электролит вреден не только для человека, но и окружающей среды. Поэтому батарейки запрещено выбрасывать в мусор. Они подлежат сдаче на утилизацию для безопасной переработки.

Вот в принципе и вся информация о том, как мультиметром проверить батарейку в домашних условиях, а также другими доступными способами. Если вы обладаете дополнительными знаниями по этой теме, то поделитесь ими с читателями блога в комментариях.

Источник