ВВЕДЕНИЕ 7
1 Обзор методов и устройств заряда аккумуляторов и постановка задачи 8
1.1 Типы аккумуляторных батарей 8
1.2 Обзор зарядных устройств 10
1.3 Зарядные устройства автомобильных аккумуляторов с
применением микроконтроллера 12
1.4 Задачи и требования к зарядному устройству 13
2 Разработка структурной схемы устройства 16
3 Выбор элементной базы и основных узлов 18
3.1 Выбор блока питания 18
3.2 Выбор микроконтроллера 19
3.3 Выбор энкодера 23
3.4 Выбор дисплея 24
4 Синтез основной схемы 26
4.1 Питание операционных усилителей LM358 28
4.2 Питание микроконтроллера и обвязки 30
4.3 Схема управления током заряда 32
4.4 Измерительный преобразователь ток-напряжение 36
4.5 Измерительный преобразователь тока на ОУ LM358 39
4.6 Реализация защит 41
4.7 Повышение частоты микроконтроллера 42
4.8 Расчёт радиатора регулирующего транзистора 43
4.9 Дополнительная регулировка тока заряда 45
4.10 Синтез итоговой схемы 48
5 Моделирование частей схемы в Multisim 49
5.1 Моделирование схемы питания Моделирование схемы питания микроконтроллера и обвязки 50
5.3 Моделирование схемы управления током заряда 51
5.4 Моделирование измерительного преобразователя ток-напряжение 53
5.5 Моделирование измерительного преобразователя тока 54
6 Программный код 56
7 Разработка конструктивного исполнения 57
7.1 Создание элементной базы 57
7.2 Создание базы корпусов компонентов 58
7.3 Привязка УГО к трёхмерной модели 59
7.4 Создание схемы устройства 60
7.5 Перенос схемы в менеджер печатных плат 62
7.6 Трассировка 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 71
ПРИЛОЖЕНИЯ 84
Сложно представить современную жизнь без транспортных средств, в последние несколько лет их количество на земле увеличилось более чем в 3 раза. Почти в каждом транспортном средстве, будь это легковые автомобили или грузовики различных классов, не обойтись без источника постоянного тока. На сегодняшний момент в этой роле, чаще всего, выступают свинцово-кислотные аккумуляторы.
Технологии производства аккумуляторов постоянно совершенствуются, но на данный момент средняя продолжительность жизни аккумуляторной батареи не превышает 2-4 года. Столь малая продолжительность может объясняться климатическими условиями и человеческим фактором.
В связи с особенностями нашего климата, очень часто, особенно в холодное время года, автолюбители сталкиваются с необходимостью зарядки автомобильного аккумулятора. В эру автоматизации, когда многие типовые задачи берут на себя микроконтроллеры, эту проблему не сложно решить.
Целью бакалаврской работы является создание зарядного устройства на микроконтроллере для подзарядки автомобильных аккумуляторных батарей, опираясь на полученные в реальном времени электрические параметры аккумулятора
В ходе выполнения дипломного проекта были произведены:
- изучение предметной области - были проанализированы основные типы режимов заряда аккумуляторных батарей;
- разработаны схемы взаимодействия микроконтроллера с системой управления и получения информации;
- реализована программная поддержка автоматического заряда аккумуляторных батарей;
- реализована индикация некоторых текущих параметров заряда - тока заряда и напряжения заряда;
- предусмотрена защита устройства от переполюсовки зарядных клемм и их замыкания.
Как было задумано, данное устройство призвано упростить процедуру заряда аккумуляторных батарей и сделать её практически автоматической. Автоматизация этого процесса позволит сохранить не только время пользователя, но и продлить срок службы аккумуляторных батарей за счёт исключения из человеческого фактора.
