Comprobador descargador de Baterias

Teoría Básica de cómo comprobar el estado de carga de las baterías de NIMH.

Según la mayoría de la  información que hay por la red las baterías de nimh recién cargadas ofrecen una tensión de 1.4 V , al poco de descargarlas se sitúan en una tensión de 1.2 V que mantendrán durante casi toda la carga. La batería se considerara descargada por debajo de la tensión de 1.1V . La batería incluso si cae por debajo de los 0.9 V por celda puede llegar a invertir la polaridad.

A continuación se muestras una grafica con diferentes intensidades de descarga ofrecidas por el fabricante de baterías Energizer.
 

Otra grafica realizada de forma casera con las baterías INTELEC DE 1.400 

Por lo podríamos establecer

Entre 1.4 V y 1.3 V Batería recién cargada. (7.v A 6.5v con 5 elementos)
Entre 1.3 V y 1.2 V Batería en pleno rendimiento. (6.5 A 6 con 5 elementos)
Entre 1.2 V y 1.1 V Batería con poca carga (6 A 5.5 con 5 elementos)
Y por debajo de 1.1 V Batería descargada.(<5 con 5 elementos)


Todas estas tensiones son con una “Carga” conectada a la batería.


Como veréis estamos hablando de unas tensiones con pocas variaciones, que incluso pueden variar de acuerdo a la temperatura ambiente, el fabricante de la batería, el estado de la misma y sin olvidar el posible error de lectura de la tensión del aparato a medir, por lo que una pequeña reflexión o mejor un consejo: CARGAR SIEMPRE A TOPE LAS BATERIAS , y no dejemos en manos de lo que nos dice cualquier indicador de tensión el resultado de una carrera.

 

LISTA DE COMPONENTES

1 LM317L (ó LM317T).

1 Diodo Led Verde.

1 Diodo Led Rojo.

1 Diodo Led Amarillo.

R1      = 1 Resistencia  120 ohm 1/4W

R3,R4 =2 Resistencias variables 1K

R2      = Ver texto

DESCRIPCION DEL CIRCUITO
El comprobador a realizar constara de 3 leds y esta basado en el microcontrolador PIC 12F675. Con estos 3 Led se obtendrán las siguientes 5 combinaciones de voltaje (aunque se podrían obtener más). Para realizar una correcta lectura de la tensión a medir se añade una resistencia de carga , por lo que el circuito lo podemos utilizar también como descargador. 

El circuito en si, es muy sencillo , la principal complejidad que nos encontraremos es que tendremos que programar un microcontrolador PIC, aunque se indicarán los pasos "basicos" para la programación del mismo.

 

Codigo de colores de los diferentes voltajes

Voltaje

LED VERDE

LED AMARILLO

LED ROJO

7 V a 6.50 V

X

X

X

6.5 V a 6.25 V

X

X

 

6.25V  a 6 V

X

 

 

6v a 5.5 V

 

X

 

< 5.5 V

 

 

X

 

 El circuito se alimentara directamente desde la propia batería, a través del regulador LM317L, con este regulador junto con la resistencia de 120 omh y la resistencia variable de 1 K obtendremos 3.5 v que será la tensión para alimentar el circuito, siendo esta misma tensión la de referencia del PIC. La tensión a medir se toma directamente desde la batería y se pasa por un divisor de tensión formado una resistencia variable de 1K . Como se a mencionado anteriormente de implementa el circuito con una resistencia de carga (de unos 400ma). En el caso de que el circuito lo quisiéramos incorporar cuando el receptor y servos estuvieran encendidos, deberíamos suprimir esta resistencia , ya que la carga nos la daría lógicamente el receptor y los servos.

Para programar el pic 12F675 sino disponemos de programador (sirve un TE-20) os detallo un sencillo esquema para realizar el programador.

 

PROGRAMACIÓN DEL PIC

El software utilizado para la programación es el ic-prog. Si utilizamos Windows Xp o Vista o W7 no debemos olvidarnos bajar el driver para que nos funcione el programa.

Enlaces para las descargas:

IC-PROG 1.06B

Driver para Windows XP o superior.

Archivo de ayuda en castellano.

 

Una vez descargado el IC-prog , al ejecutarlo la primera vez en XP , en la primera pantalla nos prepuntara por el puerto Serial a utilizar . Seleccionaremos el que vamos a utilizar y aceptaremos. Posiblemente nos aparezcan una seria de pantallas de error , que validaremos. Nos iremos a Settings/Ajustes ----> Options y activaremos el driver para winXp (el fichero debe de estar en la misma carpeta que el EXE del Ic-prog). Podemos también cambiar el idioma en la pestaña de "Language".

Una vez validado el cambio, el programa nos pedirá reiniciar y al volver a arrancar nos pedirá si queremos instalar el Driver , a lo que lógicamente le diremos que si.

 

A continuación seleccionaremos el Pic a grabar, que en nuestro caso es el 12F675.

Cargaremos el fichero para programar el PIC , y daremos a la tecla F5 (programar todo). Casí con total seguridad nos aparecerá un mensaje de si queremos utilizar el "Valor de calibración del  Oscilador " del fichero o el del PIC , CONTESTAREMOS EL VALOR DEL PIC. Si sale algún error , pues malo, a repasar el montaje del programador , nuestro puerto serie etc.

Aunque la verificacion nos de correcta , no esta de mas realizar una comprobación de lo grabado en el PIC . Para ello nos situaremos en otra pestaña "Buffer 2 y leeremos el PIC , tecla F8 (leer todo . Bien ahora deberemos comprobar que el Cheksum del Buffer 2 (lectura de lo grabado en el PIC ) y el Buffer1 sea el mismo, si es así en principio el PIC esta perfectamente grabado.

 

ESQUEMA DEL CIRCUITO

Esquema de montaje de los componentes.

El montaje no tiene "demasiadas" pistas por lo que perfectamente se puede montar en una placa multi perforada.

Se ajunta un fichero PDF con el circuito impreso en su tamaño original ¡visto desde la parte de las soldaduras! , por si decidís realizar el montaje en un circuito impreso. No olvidar realizar el puente marcado en Azul

 

 

 

 

 

Una vez realizado todo el montaje procederemos a la calibración , que en principio es muy sencilla.
Conectaremos la batería al "invento" y comprobaremos la tensión en la patilla 1 del PIC , iremos moviendo el potenciómetro "R3" hasta obtener una tensión de 3.5 V .

 

 

A continuación mediremos la tensión que nos dan las baterías a la entrada del montaje. Suponiendo que nos diera 7V deberemos mover "R4" hasta que la patilla que va al PIC nos de la mitad del valor de la entrada del circuito (no olvidar conectar el puente marcado en Azul), en el caso del ejemplo 3.5V . Si la tensión de la entrada de la batería fuera 6.6 V pues no tendrá que dar 3.3 V . Aunque esta el proceso de esta comprobación no es cuestión de segundo, no vale comprobar la tensión de la batería, irse a comer y después mover el potenciómetro.

 

CALCULO VALORES DE DESCARGA (Valor resistencia R2)

La resistencia R2 será la encargada de "simular" la carga para una correcta lectura de la tensión. Con unos 500 mah seria más que suficiente.
Para esta intensidad aplicando la ley de ohm R = V/I , lo que nos daría un valor de 14 omh = 7v /0.5 amperios

Para esta intensidad y tensión , necesitaremos una  resistencia de  3,5 W  optenida de la siguiente formula : W = V x I ( 3,5 = 7X0,5).

Para esta intensidad se puede emplear también  dos resistencias de 30 omh  2 W en paralelo ( ver formula en el proyecto del "multicargador" )  

Por supuesto si queremos utilizar el circuito a bordo  , suprimiriamos esta resistencia.


 

 Si todo a ido bien ya tendremos construido un sencillo comprobador/descargador de baterías  NI-mh de 5 elementos.

Muestra de como quedaría soldadando los componentes en una placa multiperforada y una imagen del circuito impreso (no olvidar realizar el puente).

 

 LMCC2009