مقاله کامل بررسي آزمايشگاهي باطري‌هاي متداول در ايران

4-1 . فرايند تست
نكات طرّاحي يك سيستم براي استفاده از يك باطري
درخلال طراحي يك سيستم براي استفاده از يك باطري بايد ابتدا سیستم مورد نظر و نیازهای آن را کاملاً شناخت و در یکی از دسته بندی های زیر طبقه بندی کرد؛ سپس هنگام طراحی اجزاء سیستم نکات ذکر شده را باید لحاظ کرد.
الف . سيستم‌هاي باطري‌هاي اوليّه‌اي كه به طور خودكار فعّال مي‌شوند
روشهاي فعّال سازي (الكتريكي يا مكانيكي)
زمان فعّال سازي مورد نياز
دماي زمان شارژ
ب . سيستم‌هاي مبتني بر باطري‌هاي ثانويّه
عمر مفيد استفاده از باطري، مدّت و تعداد شارژ و دشارژ
مدت نگهداري باطري به صورت شارژ شده
روشهاي شارژ
روشهاي نگه‌داري
فرايند تست
اطلاعات عملكرد يك باطري پس از طي فرايند تست حاصل مي‌شود؛ به همين جهت بسياري از اين فرايندها بصورت استاندارد تعريف شده است . اين فرايندها تنها يك سري اطلاعات قابل مقايسه توليد مي‌كنند تا بكمك آن بتوان خصوصيات مطلوب باطري‌ها از قبيل عمر مفيد و آمپر ساعت هر كدام را بدست آورد. با اينحال بايد به اين نكته توجّه داشت كه داده‌هاي بدست آمده در شرايطي متفاوت با شرايط استخراج مشخصات محصول در محل توليد حاصل شده است و لزوماً با مشخصات ارائه شده يكسان نيست.
در طول تست يك باطري ‌سعي مي‌شود شرايط محيطي طوري فراهم شود كه فرايند دشارژ و عوامل مؤثّر در پير شدن باطري تسريع شود . براي اينكار روش‌هاي متفاوتي وجود دارد: بررسي خوردگي در دماي بالا، تست باطري‌هاي بزرگ ثابت بكمك تنظيم سوپاپ‌هاي مخصوص تعبيه شده در محفظه باطري، تست جرياني با سرعت بسيار بالا. مشكلات اصلي اين روش‌ها افزايش دماي داخلي است در حالي كه اطلاعات مرجع موجود در شرايط استاندارد حاصل شده‌اند؛ و از طرفي تست باطري‌ها در شرايط واقعي بسيار وقتگير و بعضاً غير عملي است. حتّي تست در شرايط تسريع داده شده نيز بخصوص براي با مدّت دشارژ زياد وطول عمر بالا بعضاً تا چند روز طول مي‌كشد.
4-2 . طراحي و ساخت يك شارژر
براي طراحي يك مدار مناسب براي شارژ، دشارژ و تست باطري ابتدا منابع اطلاعاتي موجود در اين زمينه گردآوري شد سپس با مقايسه تطبيقي طرح‌هاي مدارات موجود براي شارژ انواع باطري‌هاي متداول و نكات مطرح شده در فصول قبل در مورد شارژ و دشارژ باطري‌ها از بين طرح‌هاي موجود چند طرح برگزيده انتخاب شد.
در ادامه چند طرح اوليه كه مورد بررسي قرار گرفت و بر پايه آنها طرح نهايي بدست آمده است ارائه شده
است.
شكل 4-1 مدار سمت چپ ساده ترين شكل ممكن يك شارژر نوعي است. درمدار سمت راست قسمت كنترل كننده جريان اضافه شده است.
شكل 4-2 يك مدار شارژر متداول كه ابتدا با كاهش و يكسوسازي برق شهر ورودي يك رگولاتور ولتاژ را تأمين مي‌‌كند و سپس بكمك يك مقاومت متغير مي‌توان ميزان ولتاژ خروجي مورد نياز براي باطري‌هاي متفاوت را تنظيم كرد؛ علاوه براين اين مدار علاوه بر قابليت كنترل جريان داراي فيدبك حرارتي مي‌باشد.
شكل 4-3 اين مدار طرح يكي از شارژرهاي شركت موتورولا است. در اين مدار مزيات اساسي ديكري نسبت به مدارهاي ساده قبلي وجود دارد مانند جداسازي قسمت ولتاژ بالا از قسمت ولتاژ پايين و رگولاسيون بسيار عالي. البته بدليل وجود مدارات مجتمع خاص اين مدار به صورت دستی قابل ساخت نيست.

شكل 4-4 در مدار فوق كنترل حرارتي بسيار دقيقي صورت گرفته است.
4-3 . طراحي و ساخت يك تستر ديجيتال
براي ساخت يك تستر ديجيتال ايده‌هاي متفاوتي وجود دارد كه وجه مشترك همه آنها استفاده از يك مبدّل آنالوگ به ديجيتال است. بعنوان مثال ايده اي كه در ابتدا ممكن است بنظر آيد استفاده از ADC0809 ميباشد ؛ اين تراشه يك تراشه 28 پايانه‌اي 8 بيتي است كه شامل يك مالتي‌پلكسر علاوه بر مبدل آنالوگ به ديجيتال مي‌باشد؛ اين مالتي‌پلكسر داراي هشت ورودي آنالوگ است كه توسط سه ورودي ديگرآدرس‌دهي مي‌شود. با وجود مزيّت فوق بدليل اينكه تراشه مذكور براي كار با ريزپردازنده طراحي شده است زمانبندي و تنظيم سطوح ولتاژ ورودي آن مشكل است در ضمن قيمت اين تراشه نيز نسبت به انواع 4 بیتی و 8 بیتی های بدون مالتی پلکسر بالاست (19000 ريال).
ايده ديگر براي ساخت مدار تستر استفاده از يك مبدل ساده‌تر بنامADC0804 مي‌باشد . اين تراشه 20 پايه‌اي در مقابل تراشه ADC0809 ساده‌تر است و قيمت پايينتري نسبت به ADC0809 دارد و به كمك يك مدار نسبتاً ساده مي‌توان يك مبدّل براي تبديل اطلاعات آنالوگ به ديجيتال ساخت. با اين حال مقادير ديجيتال خروجی ADC0804 هنگامی کهSOC به EOC متصل است در همه زمانها معتبر نمی باشد لذا در اين پروژه با توجه به مطالب فوق و به کمک Handshake با تراشه از طريق درگاه موازی کامپیوتر براي ساخت تستر ديجيتال از تراشه ADC0809 استفاده شده است. مدار تستر از دو بخش مبدّل آنالوگ به ديجيتال و مالتي‌پلكسر آنالوگ با چهار ورودي تشكيل شده است ؛ بكمك اين مدار بهمراه يك رايانه شخصي مي‌توان دو ورودي آنالوگ ولتاژ و دما ( بصورت ولتاژ ) را به اطلاعات ديجيتايز شده تبديل كرد و سپس بكمك زبانPascal اين اطلاعات را به يك فايل قابل اجرا در محيط Matlab تبديل كرد. تبديل كرد، در پايان توسط برنامهMatlab مي‌توان نمودار اطلاعات موجود را رسم كرد.
براي زمانبندي نمودارهاي مشخصات باطري‌هاي مختلف از مقياس‌هاي متفاوتي استفاده شده است؛ علت اين مقياس‌بندي متفاوت سرعت‌هاي متفاوت دشارژ باطري‌هاي گوناگون است. باطري‌هاي قابل شارژ با سرعت بيشتري نسبت به باطري‌هاي معمولي تخليه مي‌شود ، علاوه بر اين انواع گوناگون باطري‌ها با توجّه به كاربردي كه دارند با سرعت‌هاي متفاوتي دشارژ مي‌شوند.
طرح مداري كه براي تستر ديجيتال اين پروژه طرّاي شده است در شكل صفحه بعد آمده است. شكل اين مدار بكمك برنامه Orcad 9.1 كشيده شده است.

(الف)

(ب)
شكل 4-5 شماتيك مدار تستر
الف – مدار مبدل آنالوگ به ديجيتال
ب- مدار شارژر و تستر مقاومت داخلی
بر پایه سخت افزار فوق Flow chart نرم افزار مورد نیاز برای أخذ و ثبت مشخصات عمومی در طول مدت عملکرد نامی باطری نوعی تحت تست نوشته شده است. شمای کلی این Flowchart در صفحات بعد آمده است.
Start
Get sampling specifications and
a path for storing samples
Initialization

فایل : 21 صفحه

فرمت : Word