申博真人网怎样利用AVR单片机来测试蓄电池的剩

原创 2020-02-26 14:20  阅读

  蓄电池作为备用电源,已在计算机网络、通讯、电力等领域得到了广泛的应用。蓄电池的荷电量与整个供电系统的可靠性密切相关,蓄电池剩余电量越高,系统可靠性越高,否则反之。对于一些重要的用电领域,例如信息处理中心,如果能在既不消耗蓄电池的能量,又不影响用电设备正常工作的条件下,实现蓄电池剩余电量的在线监测,将有重要的实际意义。近几年随着IT产业的迅速发展,电池的重要性越来越突出,对剩余电量精确预测的需求越来越迫切。

  预测蓄电池剩余电量的常见方法有:密度法、开路电压法、放电法、内阻法。前三种方法测量精度较低且不适合密封蓄电池的在线测量,故较难实用。内阻法对被测蓄电池的影响很小,且蓄电池完全充电(充满)和完全放电(放完)时,其内阻相差2-4倍左右,因此,用内阻法预测蓄电池剩余电量有较高的精度,正逐步得到实际应用。

  蓄电池欧姆电阻RΩ表征了电池的荷电程度。便为了简化测量通常从等效阻抗Z中仅分离纯电阻R(R由RΩ、R1、R2构成),R和RΩ之间呈线性关系, 故可用R间接地表征电池荷电程度。

  由于蓄电池内阻很小,一般为uΩ-Ωm级,因此测量线的阻抗就变得不可忽略,为此采用四线法测量,即将驱动电流回路和感应电压电路分开。内阻四线为取样电阻。

  测量蓄电池内阻的方法是:在蓄电池的两端施加一恒定的交流音频电流源is,然后检测电池两端电压Vo,以及is和V0两者之间的夹角θ。三者之间关系如图3所示。

  研究表明,电池的内阻与荷电程度之间有较高的相关性(0.88左右),通过测量电池内阻可较准确地预测其剩余电量。蓄电池内阻与剩余电量的关系曲线所示。

  具体实施的方法是:将蓄电池充满电(以12V蓄电池为例,充电至13.8V,浮充电流至10mA。)然后以0.1C放电率对电池放电,记录放电过程中内阻与电量的大小。当蓄电池放电完毕(12V蓄电池放电至10.8V)可获得完整的放电曲线,即剩余电量与蓄电池内阻之间的关系。将此曲线存入EPROM中,在以后测试同型号同规格的蓄电池时,单片机将根据在线测到的电池内阻值,通过查表计算,得出其剩余电量值。

  为了实现上述剩余电量预测方法,我们研制的测试仪器硬件框图如图5所示。该仪器主要由音频信号发生器、耦合驱动器、差动放大器、滤波网络、整流电路、相位检测电路、电压电流取样电路、模拟转换开关、A/D转换器(AD7715)、单片机(AT90S8515)、LCD显示器及键盘等组成。

  需要指出的是,为了获得较高的剩余电量预测精度,被测内阻必须有足够有效位数,为此我们取4位有效数字,这样就要求A/D转换器必须在14位以上。由于蓄电池内阻、电压均为变化缓慢的低时变信号,故我们只需选低速串行A/D转换器,而∑-△类型的A/D转换器就能很好地满足我们的要求,为此我们选AD7715。AD7715为16位A/D转换器,具有自校零、自校量程功能,具有很高的测量精度,另外SPI接口,便于与单片机高速通信。

  单片机为Atmel公司的新一代Risc单片机(AT90S8515),该单片机具有如下优越性能:

  除拥有普通异步通信接口外,还拥有SPI接口,SPI数据传送速率高达2.5Mb/s;

  (1)PA口用作键盘输入和外接EPROM存储器,其中PA0接存储器时钟线,PAI接存储器数据线) PB口用作A/D转换和模拟开关通道选择,其中PBO∽PB2用作通道线连接A/D转换器对应的SPI口线) PC口用作液晶显示器数据口。

  (4) PD口用作A/D中请求和液晶显示器控制口,其中PD2为A/D转换器中请求,PD5为液晶显示器片选信号,PD6为读写选择信号,PD7为使能信号。

  从理论上说,只要调整音频电流源幅度,内阻法可适用各种容量的蓄电池测量。该方法也同样适用Ni-Mh、Ni-Cd及Li电池,因此用内阻法来预测蓄电池的剩余电量具有良好的通用性和实用性。

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  需求分析本方案中使用的仪表具有如下特点和设计参数:●指针响应灵敏、走位准确,即收到驱动脉冲后不能丢步;●指针转动平稳,即指针从当前位置到目标位置之间的走位要平稳,正、反转都不能出现抖动;●两相、步距角10o、转动范围300o。根据技术参数可知,采用两相四拍和两相八拍时的步距角为10o和5o,在300o的范围内只能作30和60个刻度划分,在实际应用中,会发现指针步距角不能满足要求而且抖动不可避免。为了实现指针高精度的准确走位和平稳运转,要对步进电机步距进行高分辨率细分,这也是设计的难点所在。步进电机步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载

  下面是目前市面上两种常见的后缀:AVR MEGA8-16PU AVR MEGA8-16AU AVR MEGA8L-8PU AVR MEGA8L-8AU,前面黑色部分为芯片型号,后面数字一般会带有容量信息(8即是8K、16即16K)。申博真人网(L)表示芯片支持低压,有效电压:3.3V-5V。(16)红色数字部分表示芯片最高工作频率,16即是0-16M,8即是0-8M。(PU)黄色:PU代表DIP直插封装,后面U表示工业级环保型。AU即TQFP帖片封装。AVR MEGA48-20PU AVR MEGA48-20AU AVR MEGA48V-10PU AVR MEGA48V-10AU前面黑色部分为芯片型号,后面数字一般会带有容量信息(48即是

  (1)在AVR的器件手册中,对熔丝位使用已编程(Programmed)和未编程(Unprogrammed)定义熔丝位的状态, “Unprogrammed”表示熔丝状态为“1”(禁止);“Programmed”表示熔丝状态为“0”(允许)。因此,配置熔丝位的过程实际上是 “配置熔丝位成为未编程状态“1”或成为已编程状态“0””。(2)在使用通过选择打钩“√”方式确定熔丝位状态值的编程工具软件时,请首先仔细阅读软件的使用说明,弄清楚“√”表示设置熔丝位状态为“0”还是为“1”。(3)使用CVAVR中的编程下载程序时应特别注意,由于CVAVR编程下载界面初始打开时,大部分熔丝位的初始状态定义为“1”,因此不要使用其编程菜单选项中的

  什么是AVR单片机?AVR单片机有什么优点?为什么要选择AVR单片机?AVR单片机是ATMEL公司研制开发的一种新型单片机,它与51单片机、PIC单片机相比具有一系列的优点:1:在相同的系统时钟下AVR运行速度最快;2: 芯片内部的Flsah、EEPROM、SRAM容量较大;3:所有型号的Flash、EEPROM都可以反复烧写、全部支持在线:多种频率的内部RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能,零外围电路也可以工作;5:每个IO口都可以以推换驱动的方式输出高、低电平,驱动能力强;6:内部资源丰富,一般都集成AD、DA模数器;PWM;SPI、USART、TWI、I2C通信口;丰富的中断源等。目前支持

  Mega16已经内置了上电复位设计。并且在熔丝位里,可以控制复位时的额外时间,故AVR外部的复位线路在上电时,可以设计得很简单:直接拉一只10K的电阻到VCC即可 (R0)。为了可靠,再加上一只0.1uF的电容(C0)以消除干扰、杂波。D3(1N4148($0.0054))的作用有两个:作用一是将复位输入的最高电压钳在 Vcc+0.5V 左右,另一作用是系统断电时,将R0(10K)电阻短路,让C0快速放电,让下一次来电时,能产生有效的复位。当AVR在工作时,按下S0开关时,复位脚变成低电平,触发AVR芯片复位。重要说明:实际应用时,如果你不需要复位按钮,复位脚可以不接任何的零件,AVR芯片也能稳定工作。即这部分不需要任何的外围零件

  一、项目概述1.1 引言本项目设计的基于AVR的GSM 无线智能变压器综合报警系统,其目的在于提供一种无线智能变压器综合报警系统,可以识别系统停电,杜绝误报的发生;可以测量变压器油温并在油温超温时报警;具有“人体非正常接近报警”功能;具备断电工作保护功能,当电源线被破坏或由于其它原因断电时,系统仍能继续工作;可以对电力变压器综合运行参数进行检测,并对故障运行状态(过流、过压、欠压等)进行预警(可选)。该装置可以用在电力系统和大型工业企业领域中,并且本系统稍加改进后,可用于各种无线报警、控制装置中。例如,可以将本装置运用在电力节能方向,如通过该系统的语音、短信功能来控制路灯的开关,实现路灯的防盗与节能。1.2 项目背景/选题动机

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