[resolvido] Testador de Li-ion (18650) - 4051 / tp4056 - Problema

Olá pessoal, tudo bem?

A um tempo atrás eu resolvi imprimir algumas placas. Até ai, tudo certo.

Fiz o projeto enviei, foi processado, enviado, recebi e agora estou testando e estou parcialmente contente.

Algumas placas, durante a fase de projeto, coloquei na protobard para testar cada detalhe e verificar todos os possíveis problemas, entretanto, existiram algumas que não foram testadas, tornando-se produções 100% teóricas.

Dentre elas, desenvolvi uma plaquinha para me ajudar com dados sobre baterias de li-ion. Então vamos lá.

Objetivo:

1- Carregar até 3 baterias individualmente

2- Obter informação de carga

3- Obter informação de temperatura

Métodos:

- p/ objetivo 1: através de módulos com o tp4056.

- p/ objetivo 2: através da descarga da bateria, utilizando um resistor de 5r e 10w.

- p/ objetivo 3: sensor de temperatura ds18b20

Visualização das informações:

- Tela TFT LCD 1.8"

- 3 Leds RGB

Lista dos materiais utilizados e seu objetivo:

A) 3x 74hc595: Acionar leds, mosfets e alternar o controle do cd4051.

B) 1x 74hc165: Teclado de 6 botões apenas.

C) 1x CD4051:  "expandir" portas de entrada analógica (multiplexando) 

D) 1x Esp8266 (módulo): controle geral e cálculos

E) 3x Resistor 5r 10W:  Dreno das baterias

F) 6x IRF540n: chave para acionar "dreno" ou "recarga"

    *Para dreno, o mosfet se ligará com o resistor

    * Para recarga, o mosfet ligará a alimentação do tp4056

G) um monte de resistores

H) 1x cap. 470uf eletrolítico: Produzir um efeito de esmaecer ao desligar o brilho da tela.

I) 1x cap. 1000uf eletrolítico: Força do hábito (está ligado ao +5v, que alimenta a placa)

Segue imagem em 3D da placa:

Imagem do circuito no proteus:

Imagem do esquema.

obs- a imagem está com uma resolução muito grande, recomendo fortemente a abrir em uma nova janela.

obs- Em anexo está o arquivo do proteus e o gerber, caso seja necessário.

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

Placa chegou, soldas prontas, conectores no lugar, então inicia o teste por etapas.

---Status---

1) Tela de LCD. Funcionando perfeitamente

2) 74hc595: Não funcionou

3) devido ao 74hc595 não funcionar, o 4051 não pode ser testado.

4) devido ao 74hc595 não funcionar, os irf540n não pode ser testado adequadamente.

5) devido ao 74hc595 não funcionar, o tp4056 não pode ser testado com a placa.

6) 74hc165. Funcionando perfeitamente.

Vale lembrar que, devido a um planejamento equivocado, só posso upar o código se o controlador ou o 74hc165 estiver fora da placa, pois o pino "data" do 165, está conectado ao RX, impossibilitando a boa comunicação do a serial.

Quanto ao código, também em anexo, existem 3 pontos que estou utilizando para definir os ci's, por completo, como alto ou baixo (linha 13, 17 e 22), meus resultados estão sendo o seguinte:

74hc595 C = 0 // Off

74hc595 B = 0 // off

74hc595 A = 1 // ON

Resultado: Apenas "A"  ativo.

74hc595 C = 0 // OFF

74hc595 B = 1 // on

74hc595 A = 1 // on

Resultado: A, B e C ativos (deveria ser apenas A e B)

74hc595 C = 0 // OFF

74hc595 B = 1 // on

74hc595 A = 0 // on

Resultado: B e C ativos (deveria ser apenas B)

74hc595 C = 0 // OFF

74hc595 B = 1 // on

74hc595 A = 0 // on

Resultado: NENHUM ativo (Deveria ser apenas C)

obs- na postagem seguinte, irei fazer a lista completa.

Bibliotecas utilizadas:

TFT eSpi: https://github.com/Bodmer/TFT_eSPI

Problemas já encontrados e "resolvido":

Acionamento dos leds.

Existiu uma falha no projeto, onde realizei os links de forma errada. O link deve ser feito através de 1 "apelido" em 2 ou mais terminais distintos. Entretanto, errei o apelido, isto é:

LedR1 (em um terminal) e Led_R1 (em outro terminal), desta forma, os leds ficaram conectados ao resistor, mas os resistores não possuem qualquer conexão no segundo terminal.

Solução: Puxa um fio e solda, por baixo da placa. Fim.

Problemas pendentes

-74hc595 que não funciona como deveria.

Exibições: 1096

Anexos

Responder esta

Respostas a este tópico

Bom dia Tiago, 

Me lembro do outro projeto que fez sobre o carregador de Bateria de Li Ion, que apresentava um curto-circuito nas baterias, da forma que tinha conectado os carregadores. 

É um desafio fazer o sistema de carregamento com esses carregadores isolados. 

Uma dica para você estudar e pesquisar. 

Você já ouviu faalr em entradas diferenciais? 

Você pode pesquisar um multiplexador de sinais analógicos com entradas diferenciais, ou até mais simples procurar um ADC com entradas diferenciais. Tenho pesquisado sobre isso. 

Nesse caso os dois pinos de entradas tem impedãncia alta e podem aceitar tensões positivas ou negativas (respeitando os limites de cada chip). 

Olá Abreu.  Bom dia/tarde/noite.

Aquele que tava dando curto foi uma ideia que tive, não cheguei a montar (ainda bem).

Acredito que seja realmente possível realizar este carregamento. De forma bem grosseira, a ideia seria chavear as baterias entre os módulos. Exemplo: Para cada bateria, 2 reles.

Quando fosse carregar, o rele iria acionar e cada bateria seria conectado ao tp4056.

Quando fosse utilizar a carga, seria conectado a hx-3s-01.

Mas isso soa como um método "engenharia de whasapp"

Você já ouviu faalr em entradas diferenciais? 

Ainda não. Vou pesquisar sobre. Agradeço sua sugestão, afinal, elas já me evitaram de montar uma bomba.

Boa tarde sr Tm, creio que para o problema de ler o ADC você poderia usar o INA220 ele é i2c e tem entrada bidirecional e pode se até mensurar a corrente drenada.

ina220_eng_ds.pdf

Olá a todos.

Durante uns testes observei um fenômeno "interessante".

0- Liga o circuito

1- Bateria no suporte.

2- desliga o circuito.

3- o rele fica "ativo", com uma tensão de 2,84v

4- remove a bateria

5- adiciona a bateria novamente

6- mede 0,73v (VCC e GND do rele)

Para facilitar o entendimento, fiz um VIDEOhttps://www.youtube.com/watch?v=z9AUZ0ZVIy8

obs - desconsiderem quaisquer garfes no vocabulário. O horário não está ajudando muito.

obs2 - O rele fica ativo quando o sinal de entrada é jogado para o GND.

Obs3- Caso seja adicionado um DIODO no comum do rele, para impedir um "possível retorno" do NA/NF, a tensão de 2v84 não aparece mais.

A tensão de 0,73v, acredito ter entendido (superficialmente) o motivo. Mas a de 2v84, continua um mistério.

O esquema é o seguinte:

(clique para o zoom)

olá Tiago.

      Vi sua descrição aqui no LDG e também o Vídeo que vc publicou.

      Sobre essas "anomalias" nesta sua nova configuração usando Relé para ligar o Módulo TP4056,  fiz uma análise e praticamente já tenho as respostas.  Porém antes de falar sobre isso,  gostaria de te pedir para fazer algumas medições que estou descrevendo mais adiante neste texto.

      Mas antes, preciso informar sobre uma das conclusões que vc chegou, a qual está equivocada.  É sobre a origem da tensão de 0.73V que vc mediu na alimentação do Módulo Relé.

      Esta tensão não é  resultado do divisor de tensão  formado pelo 400k e 100k logo após o 4051B.  Embora, quando vc faz o cálculo da tensão resultante no divisor de tensão, obtenha um valor próximo a 0.73V,  isso foi uma coincidência numérica.  A tensão de 0.73V que vc mediu na alimentação do Módulo Relé, não é originada desse divisor de tensão.

      Então de onde está vindo esta tensão de 0.73V ???  Vou dar uma dica:  ela está relacionada com o circuito de Proteção  formado pelo DW01A e FS8205A que estão na plaquinha do Módulo TP4056.  É um caso um tanto sutil, e que exige alguns cuidados para evitá-lo, pois pode causar alguns problemas a longo prazo (e até mesmo a qualquer momento).  Mas a explicação para isto, irei deixar para o próximo post quando irei explicar também sobre o 2.84V (após ter as medições que irei pedir a vc).

      E sobre o motivo da tensão de 2.84V,  também é bastante sutil, talvez até mais que a questão do 0.73V.

      Mas vamos às medições que solicito que vc execute. Se possível,  tabele as medições, pra facilitar em organizar os resultados. Estarei dando nome a cada tensão medida, para que não tenhamos dúvida sobre quem é quem.  E em alguns pontos me refiro a alguns sinais nas plaquinhas do TP4056 e do Relé, e as figuras a seguir podem ajudar a identificar estes sinais:

(clique na figura para "zoom")

      E embora seu Sistema tenha três módulos de carga de Bateria,  apenas uma Bateria será usada. Por favor siga rigorosamente qualquer instrução que esteja descrita a seguir:

      1)  inicialmente,  retire  o Diodo que vc acrescentou em série com o "COMUM" do Relé, e ligue este "COMUM" à linha de 5V. Ou seja: mantenha a ligação original que está na figura que vc postou.

      2)  alimente o Sistema com a Fonte de 5V, e conecte a Bateria. Aguarde 1 minuto.

           Então desconecte a alimentação de 5V. É preciso desconectar, ou seja: se usar uma fonte, não adianta puxar o plug da tomada e manter a saída da Fonte fisicamente conectada ao circuito.

           Muito importante:  ao fazer as medições descritas,  jamais toque na parte metálica das pontas de prova do Multímetro !!!  (depois explico o motivo disto)

           2a)  meça a tensão diretamente  sobre a Bateria. Chamaremos essa tensão de "VBAT".

           2b)  meça a tensão diretamente  no conector de alimentação do Módulo Relé, ou seja, a tensão entre os sinais de nome "DC+" e "DC-" na plaquinha do Relé. Chamaremos essa tensão de "VRele".

           2c)  meça a tensão em relação ao GND, no pino do HC595 que controla o MOSFET que liga o Relé  (que é a mesma tensão no "GATE" daquele MOSFET). Chamaremos essa tensão de "VGate".

           2d)  anote como estão os dois LEDs indicadores  localizados na plaquinha do TP4056 (acredito que na sua plaquinha cada LED tenha uma cor diferente, que ajuda a identificar a função do mesmo).

      3)  Então desconecte  a Bateria. Aguarde 1 minuto.  Então reconecte a Bateria.  Aguarde 10 segundos.  Meça e anote as mesmas tensões medidas no itens 2a, 2b, e 2C. Atenção à questão de não tocar  na parte metálica das Pontas de Prova do Multímetro.  Também da mesma forma que no item 2d,  anote como estão os dois LEDs indicadores na plaquinha do TP4056.

          3a)  adicionalmente, meça a tensão diretamente entre o "OUT+" e "OUT-" da plaquinha do TP4056.  Chamaremos essa tensão de "VBOUT".  Após isso, desconecte  a Bateria.

      4)  Acrescente o Diodo  conforme a ligação que vc fez no "COMUM" do Módulo Relé.  Se possível, informe qual o modelo do Diodo que vc usou (por exemplo, se é 1N4007, etc), pois isto é importante.

         Repita o mesmo procedimento para as medições feitas no item 2, anotando os valores das tensões.  Repita também o procedimento para as medições feitas no item 3.  Porém há uma medição a mais a ser feita nos dois procedimentos:

          4a)  meça a tensão diretamente  entre o "+" e "-" da plaquinha do TP4056. Ou seja, a tensão que é fornecida ao Módulo do TP4056.  Chamaremos essa tensão de "VTP".

      Eu sei que dá um certo trabalho fazer essas medições.  Mas veja:  esse é um procedimento sistemático,  e portanto acredito que vc também poderá aprender com isso, além de permitir um melhor diagnóstico do que ocorre no seu Sistema.

      Se tiver alguma dúvida sobre os procedimentos,  não deixe de perguntar.  Vc tem meu Skype,  e caso precise pode me contactar por lá.

      abrçs,

      Elcids

apenas esclarecendo um ponto que poderia gerar dúvida:

    no item 4,  é preciso iniciar pela conexão da alimentação de 5V  e então seguir o procedimento do item 2 por completo,  e na sequência executar o procedimento do item 3.

ah, outra coisa que esqueci:

      Veja a figura a seguir:

(clique na figura para "zoom")

      Que ligação é essa do fio "roxo" que sai do contato "NA" (ou "NO" em inglês) da plaquinha do Relé ?

      abrçs,

      Elcids

O fio roxo era um led apenas, para indicar a posição do rele.

Quando NO, led azul liga.

Quando NC, Carregador liga.

Ok Tiago.

      Mas devido às características do seu Sistema,  não deixe de informar estas coisas,  pois elas podem ter algum efeito (e neste caso tem, conforme informarei posteriormente).

      abrçs,

      Elcids

1) Realizado.


2, 3 e 4) (dividido em 4 cenários)


Cenário 1: Alimentação removido quando a luz de ativação do rele, estava LIGADA.


1a) Após 1 minuto com o circuito ligado, a fonte (usb/pc) foi removida. As tensões foram as seguintes:
- VBAT = 3v8
- VRele = 2v65
- VGate = 2v65
- VBOUT = 3v79
- VTP: 2v69
- Luz Rele On/Off: ON
- Luz Rele Ativação: ON
- Luz modulo tp4056: off

1b) 1 minuto após a remoção da bateria e depois de 10seg que a bat foi adicionada novamente.
- VBAT = 3v8
- VRele = 0v79
- VGate = 0v
- VBOUT = 1v34
- VTP: 0v76
- Luz Rele On/Off: Off
- Luz Rele Ativação: Off
- Luz modulo tp4056: off

Cenário 2: Alimentação removido quando a luz de ativação do rele, estava desligada.

2a) Após 1 minuto com o circuito ligado, a fonte (usb/pc) foi removida. As tensões foram as seguintes:
- VBAT = 3v82 (pode ter carregado nesse processo)
- VRele = 2v84
- VGate = 0v
- VBOUT = 3v8
- VTP: 2v83
- Luz Rele On/Off: ON
- Luz Rele Ativação: Off
- Luz modulo tp4056: off

2b) 1 minuto após a remoção da bateria e depois de 10seg que a bat foi adicionada novamente.
- VBAT = 3v84
- VRele = 0v78
- VGate = 0v
- VBOUT = 1v36
- VTP: 0v78
- Luz Rele On/Off: Off
- Luz Rele Ativação: Off
- Luz modulo tp4056: off


Cenário 3: "Cenário 1 + Diodo 10a10"
(usei o 10a10 pois tinha em estoque, ele foi usado em outro projeto)

3a) Após 1 minuto com o circuito ligado, a fonte (usb/pc) foi removida. As tensões foram as seguintes:
- VBAT = 3v79
- VRele = 2v84
- VGate = 0v
- VBOUT = 3v78
- VTP: 2v43
- Luz Rele On/Off: ON
- Luz Rele Ativação: off
- Luz modulo tp4056: off

3b) 1 minuto após a remoção da bateria e depois de 10seg que a bat foi adicionada novamente.
- VBAT = 3v8
- VRele = 0v79
- VGate = 0v
- VBOUT = 1v32
- VTP: 0v48
- Luz Rele On/Off: Off
- Luz Rele Ativação: Off
- Luz modulo tp4056: off


Cenário 4: "Cenário 2 + Diodo 10a10"
(usei o 10a10 pois tinha em estoque, ele foi usado em outro projeto)

4a) Após 1 minuto com o circuito ligado, a fonte (usb/pc) foi removida. As tensões foram as seguintes:
- VBAT = 3v79
- VRele = 2v84
- VGate = 0v
- VBOUT = 3v78
- VTP: 2v43
- Luz Rele On/Off: ON
- Luz Rele Ativação: off
- Luz modulo tp4056: off

4b) 1 minuto após a remoção da bateria e depois de 10seg que a bat foi adicionada novamente.
- VBAT = 3v85
- VRele = 0v79
- VGate = 0v
- VBOUT = 1v33
- VTP: 0v49
- Luz Rele On/Off: Off
- Luz Rele Ativação: Off
- Luz modulo tp4056: off

(ainda em 4b)
4B_A - Dessa vez fiquei um pouco mais intrigado pois, ao adicionar o diodo, o rele não desligou.
4B_B - Removi o 5V e o Diodo do "comum" do rele. Nada mudou.
4B_C - Removi todos os terminais do rele, nada mudou. (mantendo VCC, GND e Sinal do modulo)
4B_D - Removi o fio do sinal "in" do módulo do rele. Nada mudou.
4B_E - Medi a corrente que estava sendo consumida pelo rele, deu 0,54mA
4B_F - Removi o Esp8266, a tela e o led da placa principal do esp. O rele continua ativo.
4B_G - Removi o CD4051b, o led rele apagou.
4B_H - Adicionei o CD4051b, o rele continua inativo.

4B_I  - Adicionei o Esp8266, o rele ligou.

4B_J -  Removi o Esp8266, o rele continua ativo.

4B_K -  Removido o CD4051B, rele apagou.

"mas Tiago, no vídeo, ao adicionar o diodo, o rele apagava. O que mudou?"

Nada... também não entendi a bruxaria, pois não alterei 1 fio do lugar.

Ok Tiago,

      Agradeço vc ter feito as medições que solicitei.

      Eu já analisei estas medições que o Tiago fez,  e elas confirmam exatamente o resultado da minha análise sobre as anomalias que ele descreveu. E conforme a análise que efetuei, são de fato dois problemas, havendo relação entre eles.

      Sobre isso, conversei longamente com o Tiago via Skype,  explicando a ele parte da questão, inclusive mostrando técnicas para se resolver (não é preciso usar Amplificadores Diferenciais, já que técnicas extremamente simples e consagradas e de custo muito inferior, resolvem totalmente).

      Em breve irei publicar aqui o que provocou as anomalias e como são evitadas e resolvidas. É um pouco "denso" isso,  pois a questão é bastante técnica,  e por isso não dá pra descrever em poucas linhas (mas também não é nada de outro mundo).

      abrçs,

      Elcids

estou no arguardo deste artigo.

RSS

© 2024   Criado por Marcelo Rodrigues.   Ativado por

Badges  |  Relatar um incidente  |  Termos de serviço