Come posso sapere quanto succo contiene ancora una batteria LiPo?

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Supponiamo che io abbia un circuito che trae la sua energia da una batteria LiPo. Vorrei sapere quanta energia ha ancora la batteria. Idealmente, sarebbe meglio un circuito di livello di potenza in tensione .. in questo modo posso collegare l'uscita di quel circuito a un ingresso ADC nel mio Arduino.

batteries

— ppvi
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Ad essere onesti, se riesci a trovare un modo per farlo in modo affidabile, misurando semplicemente la tensione e brevettandola, non dovrai mai più lavorare. L'energia disponibile rimasta in una batteria è vagamente correlata alla tensione del terminale ma dipende anche dalla temperatura della batteria.

Un metodo comune per determinare lo stato di carica della batteria consiste nell'utilizzare un contatore di coulomb per contare la carica in entrata e in uscita dalla cella. Ciò fornisce una migliore stima dello stato di carica della batteria, sebbene l'energia disponibile effettiva sia ancora dipendente dalla temperatura. A basse temperature la capacità della batteria può essere inferiore al 50% del valore nominale. Un dispositivo di esempio è ST STC3100 . Questo utilizza un'interfaccia I2C per comunicare con il processore. Il conteggio dei coulomb viene eseguito integrando la corrente in entrata e in uscita dalla cella nel ciclo di carica / scarica. Se sai quando la batteria è carica, puoi stimare la quantità di carica che è stata utilizzata.

— uɐɪ
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Penso che Ian abbia inchiodato questo. Se stai cercando un trucco più semplice, ma meno accurato, potresti utilizzare uno shunt corrente. Questo è un resistore molto basso e molto preciso (diciamo 0,1 ohm) che metti in serie con la tua batteria. È quindi possibile utilizzare Arduino per misurare la tensione della batteria e la differenza di tensione attraverso lo shunt. Campiona quelli a 10 Hz e puoi calcolare la potenza istantanea. Traccialo nel tempo e scommetto che potresti ottenere entro il 10% del valore reale se il carico e la temperatura sono piuttosto costanti.

— spazzato

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Questo suggerimento sta effettivamente lanciando la tua versione di un contatore di coulomb. Il problema è che dovrete aggiungere lo spostamento e l'amplificazione del livello del segnale analogico alla tensione del resistore shunt in modo che il segnale analogico rientri nell'intervallo della tensione di ingresso ADC e copra un intervallo ragionevole di tale intervallo.

— uɐɪ

@Ian: fatti reali. Probabilmente serve anche un po 'di filtro del rumore.

— spazzato

Il filtro Kalman di @pingswept sarebbe fantastico lì

— NickHalden il

@JGord, ci sono molti possibili stimatori là fuori (Kalman Filter, Extend Kalman Filter, tecniche di prognosi, osservatori a modalità scorrevole e così via). Tutto dipende dal modello di circuito utilizzato per stimare il comportamento della tensione della batteria, trovare i valori dei parametri del circuito e seguirli nel tempo. Il problema è che più preciso è il modello, più resistente al rumore e più caratteristiche non modificate si tenta di tenere conto, quindi sono necessari più potenza e dati della CPU.

— Joshua,

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Il grosso problema è che la tensione di uscita rimane abbastanza piatta per la maggior parte del tempo. Quindi, a meno che tu non abbia un A / D davvero buono, non puoi monitorarlo direttamente. Questo è il motivo per cui laptop e simili tendono a usare gli orologi per misurare la potenza residua.

È abbastanza facile trovare i grafici se cerchi "curva di scarica della batteria"

http://shdesigns.org/batts/battcyc.html

— Ron
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Quello che sto facendo in questo momento con una grande batteria composta da molte celle Lipo è il seguente. Per prima cosa lo carico (vedere la scheda tecnica delle celle per la massima tensione). Successivamente scaricherò la batteria con un grande resistore mentre utilizzo un morsetto di corrente collegato a un oscilloscopio, oltre a misurare la tensione della batteria. C'è un alimentatore in parallelo con la batteria classificata alla tensione di interruzione per la batteria, quindi posso lasciare l'impostazione per scaricare la batteria fino al punto in cui non è consigliabile andare oltre. Con l'ambito (alcuni Fluke, non conosco il modello) posso registrare la corrente nel tempo, e quindi determinare la capacità. Quando viene determinata la capacità, registrerò costantemente la corrente e la tensione quando è in uso, e quindi posso trovare più accuratamente la carica residua.

— Erik
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Queste risposte sono troppo buone .

Scopro che le soluzioni commerciali sono più economiche.

Nel tuo laboratorio, se riesci a misurare il carico del dispositivo, non è necessario inserire alcun misuratore di carica al suo interno.

Ad esempio: un semplice schema di caricamento dell'alimentazione

state       load
--------------------
standy      0.1 A
full on     1 A

Se Arduino comanda i due stati - o è in grado di leggerli, un bingo digitale -.

Arduino li moltiplica e li aggiunge a questi due contatori: tempo in standby, tempo pieno.

Facile calcolo per calcolare la quantità di succo aspirata dal tuo dispositivo dalla batteria.

— Massimo
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Ciò presuppone che il carico del dispositivo sia fisso e prevedibile.

— Connor Wolf,

Presuppone che il carico medio sia quasi fisso, diciamo + - 5%. Di solito questo è accettabile, perché è più semplice ed economico di una misurazione della carica adc completa. Se è necessaria una misura precisa, dedica più tempo e denaro.

— Massimo,