Battery Level Meter

~ 17 Apr 2012, 13:06

Поредното нещо, което завършвам. 6+ месеца.
Този път е малко и почти компактно уредче. Не от най-полезните на земята (дотук нищо ново).
Стараех се да документирам всичко по пътя, за да мога да презентирам развитието му, от етап "чертожната дъска" до Завършен Продукт™.

Предисторията

Всичко започна от един малък фотоапарат с глупава батерия и още по-глупав софтуер. Индикацията за оставаща батерия има четири чертички, чието реално тълкувание ще да е нещо подобно:

4 чертички: супер си, снимай на воля
2 чертички: ще мра след минутка и нещо (да си знаеш)
1 чертичка: ДОВИЖДА—....(изключва се)

Та се замислих колко удобно би било да си имам миниатюрно уредче с два проводника - вързваш го към батерията и ти показва напрежение и реални оставащи проценти живот. Нищо работа!

На чертожната дъска

Планът беше за малка платчица с един PIC, един 7-сегментен дисплей, един регулатор от всякакво напрежение->3.3V, и един резисторен делител, за да мога да чета входното напрежение. Демек, уред, който мери напрежението на батерия, като се захранва от самата батерия. После се прекарва през една Lookup табличка и се показва оставащ капацитет. Планът беше да се поддържат всякакви батерии и комплекти батерии над 3.3V, като обхвата в последствие разширих до 1.8-9.3V (демек - от 2 до 7 АА/ААА, Li-Ion (едно- или дву-клетъчни) и евентуално други).

Прототип

Последва реализацията на тази основна идея върху бредборд. 3.3V регулатора не го намерих в не-SMD вариант, така че се наложи да му запоя крачета (както бях писал преди):

Image

В началото си мислех, че двуцифрен дисплей ще е достатъчно:

Image

Но се оказа, че този конкретно няма дори десетична точка. А е гадно да печаташ, примерно, 3_6 вместо 3.6 (първото на всичко отгоре иска скролиране). Накратко - минах на четирицифрен дисплей. Той почти не оцеля върху бредборда, а го хвърлих бързо на отделна "breakout" платка:

Image.Image

Получи се доволно зловеща :) на мен поне ми навява асоциации с tripod-ите от "Война на Световете", само че моето е с много повече крака и далеч по-кръвожадно (ò_ó)

Някъде покрай хаоса с поенето реших най-сетне да зарежа добрия стар кашон с 10000 найлонови пликчета с елементи в него, и си взех по-удобно класьорче:

Image

"Стоножката" ми вече е монтирана върху бредборда:

Image.Image

Тук допълних базовата идея за уредчето, като му добавих функция за разреждане на батерии (с цел контриране на memory ефект, а в последствие и още благинки):

Image

Отдясно наляво: голям резистор, през който да се разрежда батерията, голям ключов транзистор (можеше и по-скромно, но TO-220-ките ми действат приповдигащо), и потенциометър за задаване на целево крайно напрежение и разряден ток. Т.е., имаме "интелигентно" разреждане (вместо тъп резистор), което предпазва от прекален разряд, и източва батерията с подходяща за химията й скорост.

След като (погрешно) си мислех, че съм приключил с хардуерния дизайн, пристъпих към финализация. Двете филии от сандвича, готови да бъдат слепени:

Image

Ето го и него:

Image.Image.Image

Кълна се, никога повече перфборд:
Image

Опаковката

Следваше подбиране на някаква приблизително подходяща кутийка от Комет и натъпкването на сандвича вътре:

Image.Image

Тази опаковка можеше да спечели всяко състезание по дизайн. Oтзад напред. Не бях виждал друго толкова апатично, неугледно, недодялано и скучновато изпълнение. Гаден цвят пластмаса, с гадна текстура, остри, гадни ръбове и ужасна миризма при топене с горещ кламер :) (ползвах същия метод за пробиване като в предходния пост).

Това не можеше да остане така, тъй че се намеси първо една пила:

Image

А после малко шкурка и писалка (за пробата):
Image

Потготовка за боядисване:
Image

Първи слой:
Image

Втори слой:
Image

Well... you get the drill:
Image

Между всеки два има по едно двучасово съхнене, между впрочем :)

Още три слоя по-нататък, реших все пак да видя как ще се получи надписването. Уви, единствената бяла писалка, която успях да намеря и да пише адекватно върху тази повърхност, беше ужасно дебела:

Image

От лицевата страна донякъде се ядваше:
Image

От другата, обаче, беше трагично:
Image

Аз исках отзад да има по-подробни инструкции, красива табличка и т.н.
Ясно беше, че с ръчно надписване няма да стане, беше време да се обърна към специалистите (и да връча работата на машина).

Разширение

Докато мислех какво да правя с кутийката, поработих върху софтуера. Тъй като имах функция за разреждане на батерия, си казах, защо да не добавя и логване на напрежението по време на разряда? И после преточването му на компютър (чрез PICKit2-ката, тя може да работи и като UART tool)... така имах и разрядната крива, и измерване на капацитета на батерията в mAh (е, поне приблизително...). Всъщност, накрая си стана един доста функционален уред за анализ на батерии - ето, примерно, няколко разрядни криви:

Nokia BL-5C:
Image

Четворка АА Eneloop-ки (надписани като 1800 mAh guaranteed / 2000 mAh typical):
Image

Ето и сравнение на кривите на Nokia-та от по-горе и една Canon-ска батерия за dSLR (последната е двуклетъчна, така че в графиката, напрежението й е делено на две):
Image

С това софтуерът набъбна значително, и в крайна сметка не се събираше в паметта, та се наложи да сменя модела на процесора (от 16F690 -> 16F1829).

Финализация

Да се върнем на опаковката. Начини да се боядиса малка, тъмна пластмасова кутийка има поне няколко: ситопечат, лазерно гравиране, фолио.... Тук на помощ се притече Любо (LUBO_1) от HWBG форума, като той направи професионална кутийка със ситопечат. Аз, обаче, бях любопитен, и докато чаках да стане, пробвах услугите на едно студио за лазерно гравиране, с още два броя кутийки: боядисаната в червено от предните снимки (след шкурене и ново боядисване), и една чисто нова.

Таях надежди от боядисаната да стане нещо. Уви, лазерът само надува боята, и е зверски чувствителен към дебелината на слоя - по-тънките части не ги надува, а прегаря. Все пак, от едната страна се получи горе-долу готино:

Image

Не може да се каже същото, обаче, за другата:
Image

Чистата кутийка се получи доста по-добре, при това на много ниска мощност на лазера:
Image.Image.Image

Има какво да се желае като контраст, но фините детайли са страхотни.

Другата кутийка беше тази на Любо:
Image.Image

Претендентите за финала (преди лакиране):
Image

И след лакирането:
Image

Не се бъзикам. Просто гравюрата от лазера се спомина (бързо, тихо и завинаги :)) още при първото пръскане с лакa.
Нали сте драскали поне веднъж на Paint/Photoshop/Gimp и сте пробвали инструмента "гумичка"? Е, усещането е точно същото.

Ето как изглежда страната с табличката, под ъгъл:
Image

Ето и импровизираната "станция за лакиране":
Image.Image

Краен резултат: две опропастени кутийки, и една добра, пипната от професионалист. Кутийкофицирането смуче :)

Последни промени по сандвича:
Image

Прилича много на отгризано, но всъщност е отчупено с клещите - този ръб опираше в канала на едното болтче, та си отиде, и трябваше да заменя пътечката с мостче. Замених и бутончето с по-високо.

Време да го вкараме в кутийката - вече за последно:
Image.Image

Готовият продукт

Image.Image.Image
Image.Image

Имам си:



Ето и едно клипче (демо):
Image
Алтернативно: локално копие (H.264)

Оттук насетне

Следващата седмица отивам до някой голям магазин (LIDL/Billa/Technopolis) и купувам голям брой батерии (4xAA, 9V) от различни марки - да ги проверя как са като характеристики и да изтествам, аджеба, коя марка дава най-много mAh на лев :)

А ако се сетите още какво да проверя с уреда - пишете в коментарите!



Коментари:

#1 от Ефрем Сергеев, изпратено на 22 May 2012, 14:53


прочетох вашата статия много ми хареса този проект.тръгнах да направя за оловните батерии вие сте по напреднали по тая тема ако може да ми помогнете.
Мерси предварително.


#2 от Trifon, изпратено на 28 Jun 2012, 13:52


Страхотен си пич, браво за разработките .


#3 от Neuton, изпратено на 12 Jul 2012, 12:46


Уникално сполучливо изпълнение и внимание към детайла! А по повод последвалото ревю на батериите - респект към хора като теб, които разработват ревюта без грам користна маркетингова мисъл! Само така може да осъзнаем колко много всъщност плащаме допълнително заради търговската марка.


#4 от tharindu, изпратено на 15 Oct 2012, 08:35


i just want to make my own. i try to do it with lm3914 ic and using pic16f877a microcontroller . but it's success, i just try to display the percentage of the battery but it's not working properly. can u help me with schematic? it will be big help to me. plz reply with email junkyardthari@gmail.com
thx...


#5 от Brad4edat, изпратено на 22 Mar 2013, 20:58


Респект човече, от месеци следя анализите ти. Страхотно си направил сайта, пожелавам ти много успехи, щастие и здраве :)


#6 от NiK, изпратено на 22 Jan 2014, 11:19


Идеята и резултата са страхотни, особено заигравката с теста на различните видове батерии, които все свършват много бързо....? Замислих се какво би могъл да добавиш още /нали се стремим да стават -униварсални/ може би вход за консуматор на теста пр. крушка, халогенка,св.диоди с разл. мощност.... може и да прибавиш входно напрежение и зарядно да стане....


#7 от anrieff, изпратено на 22 Jan 2014, 22:20


Може, да!
Разбира се, има идея да направя уред с избираем ток и избираем режим на разреждане (т.е. дали изкуствения товар да се държи като резистор, консуматор на константен ток, или консуматор на константна мощност).


#8 от Явор Матеев, изпратено на 12 Apr 2016, 07:53


Страхотно изделие! Интересува ме, дали автора на проекта би споделил схемата и софтуера и при какви условия. Също така ми е интересно как са направени белите надписи на кутийката?


#9 от anrieff, изпратено на 16 Apr 2016, 06:23


Не бих ги споделил - срам ме е :)
Иначе белите надписи по кутийката са със ситопечат.




Име:
За връзка: (Линк към вашия блог/сайт/e-mail; незадължително)
Вашият коментар:

Сметнете израза: седeмдeсет и cедeм плюс двaдecет и дeвeт = (въведи с цифри)


<<

Valid XHTML 1.0 Strict