一种便携式电池性能测量仪制造技术

本实用新型专利技术的便携式电池性能测量仪主要包括电压、电流检测部分以及单片机系统、输出显示和报警部分，其是基于STC12C5A60S2单片机，通过单片机自带AD对电压进行检测和采集，以ACS712ELC-20A为电流采集器对电池容量进行检测。它的工作过程是单片机检测电池的工作电流以及工作电压以及开路电压，按一定的算法求出剩余容量，并送LCD显示屏显示。当测量完毕时、单片机发出信号驱动蜂鸣器，蜂鸣器鸣叫。本系统，设计简单，成本低，适用于对最常用并且最直观的开路电压、内阻、容量参数进行测量检测。

【技术实现步骤摘要】

:本技术属于电池测量电路设计领域，具体设计一种基于STC12C5A60S2单片机程序控制的电池性能测量仪。
技术介绍
:随着时代的发展，电池已成为日常生活中重要的消耗品。我国通讯、电力电子等相关行业的飞速发展，使人们对锂离子电池等电池的利用率和维护工作的重视程度不断提高，电池性能检测的市场需求随之越来越大。目前，各类电子产品对电池的需求不断增加，对电池的质量要求越高。电池检测与维护对人身安全和实际使用需求具有重要意义。本文设计的便携式电池性能检测系统通过电流对时间的积分来测量电池实际容量，并通过单片机自身的AD采集测量电压。通过显示屏直接观察电池的电压、容量和内阻的重要参数，可以有效地识别劣质电池，从而减少对电子设备以及人身的潜在威胁。本系统，设计简单，成本低，适用于工业和个人使用。
技术实现思路
:本技术的目的是克服了现有电池测量仪器的高成本体积大的缺点，提供一种基于单片机的新型便携电池测量仪器，电路制作方便、可靠，稳定性好，控制精度高，实用性强。为实现以上技术目的，本技术采用的方案是:一种便携电池性能测量仪，所述的单片机采用STC系列的STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机；所述的电流检测模块是采用ACS712ELC-20A为电流采集器；所述的电池档位自动切换电路分为锂电池和干电池2个档位，电阻分压取值，由继电器切换；所述的恒定电流电路是由一个三极管2SC2500和3个电阻组成，放电电流由电阻的比值和阻值确定。其整体结构的特征在于它是由电流检测模块、电压检测模块、电池档位自动选择模块、电池快速放电档位以及恒定电流放电档位组成。通过单片机自带AD对电压进行检测和采集，以ACS712ELC-20A为电流采集器对电池容量进行检测。STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机是STC公司生产的单时钟/机器周期(IT)的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换(250K/S)，针对电机控制，强干扰场合。电压测量模块使用单片机自带高速AD采集口采集；电池档位自动选择模块，通过4个电阻分压，构成锂电池和干电池两个档位，通过AD采集判断以及一个继电器自动切换锂电池档位和干电池档位。快速放电档位和恒定电流档位由一个继电器进行电路切换，恒定电流是由一个三极管2SC2500和3个电阻组成电池恒定流放电电路，放电电流由电阻的比值和阻值确定。本技术的有益效果是:(I)利用STC12C5A60S2单片机自带的8路高速10位A/D转换(250K/S)进行电压采集，速度快、精度高、精度可达到I μ V。(2)利用ACS712ELC-20A为电流采集器测电流，输入与输出之间的响应时间为5 μ s，可以测量正负20Α电流，对应模拟量输出100mV/A，测量电流更加准确高速。(3)该单片机是高速、低功耗、超强抗干扰能力，成本低，电路制作方便、可靠，测量精度高，实用性强，可应用于实验教学、工程实践和日常生活中。【附图说明】图1为本技术的硬件原理框图图2为本技术的ACS712典型应用图3为本技术的各模块测量电路图4为本技术的主程序流程简图【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细说明。系统硬件框图如图1所示，主要包括电压、电流检测部分以及单片机系统、输出显示和报警部分。主要工作过程是单片机检测电池的工作电流以及工作电压以及开路电压，按一定的算法求出剩余容量，并送LCD显示屏显示。当测量完毕时、单片机发出信号驱动蜂鸣器，蜂鸣器鸣叫。本系统采用电流时间积分法测量电池容量，然后进行数据处理，最后实时传送给LED1602，通过1602IXD显示屏对功能进行选择以及测试结果的显示。本系统测量电压是利用STC12C5A60S2单片机自带的8路高速10位A/D转换(250K/S)进行电压采集，其检测速度快，精度可达到Ιμν。本系统利用Allegro霍尔电流传感器进行电流测量，其型号为ACS712ELC-20A。典型应用如图2，ACS712ELC-20A的全温度范围的精度为±1.5%，在25?85°C时，精度特性更好，输入与输出之间的响应时间为5 μ s，可以测量±20Α范围内的电流，其对应模拟量输出 100mV/Ao各模块测量电路如图3，VInHR5等组成电池恒流放电电路，放电电流由RpR4的比值和R1的阻值确定，放电电流定为200mA。选择STC12C5A60S2单片机8路AD中的其中一路Pl.0作为电池的电压采集口。通过P2.1控制继电器K1，进行放电切换，当P2.1输出低电平时，继电器动作，进入快速放电状态，当P2.1输出高电平，继电器复位，此时P2.3为低电平时，三极管不导通处于高阻态状态，电池近似处于开路状态，当P2.3为高电平时，三极管导通，电池处于恒定电流状态。自动档位的切换，本模块通过第一步测量的开路电压，判断所测电池的种类，然后通过P2.2控制继电器，进行档位切换，从而设置截止电压，当放电电压低于规定的电压时，比较器LM358输出低电平送给P2.4，单片机识别后，进行报警，进而测量过程结束，并把结果实时传输到IXD屏上。内阻的测量，ACS712ELC-20A芯片的输入与输出之间的响应时间为5 μ S。通过控制继电器K1，选择快速放电档位，进行5ms点位采集，采集此刻的电流和电压值。通过内阻的计算公式:1? = (Vt1-V)/I，进行计算。每200ms采集一次，采集4次求平均值。最终得出电池的内阻值，并送到IXD上显示。程序使用C语言编写，程序由主程序和定时中断服务子程序、延时子程序等部分组成。主程序流程简图如图4。本实施例中的VCC均采用5V供电，精度控制可达到I μν以内，可以测量±20Α范围内的电流。本系统，设计简单，成本低，可应用与电路设计、实践教学和日常生活中。【主权项】1.一种便携式电池性能测量仪，整体结构的特征在于包括:电流检测模块、电压检测模块、电池档位自动选择模块，电池快速放电档位以及恒定电流放电档位；其中所述的电流检测模块是以ACS712ELC-20A为电流采集器，通过程序辅助而实现；电压测量模块使用单片机自带高速AD采集口采集；电池档位自动选择模块，通过4个电阻分压，构成锂电池和干电池两个档位，通过AD采集判断以及一个继电器自动切换锂电池档位和干电池档位；快速放电档位和恒定电流档位由一个继电器进行电路切换，恒定电流是由一个三极管2SC2500和3个电阻组成电池恒定流放电电路，放电电流由电阻的比值和阻值确定。2.根据权利要求1所述的一种便携式电池性能测量仪，其特征在于:所述的单片机采用STC系列的STC12C5A60S2/AD/PWM系列单片机。3.根据权利要求1所述的一种便携式电池性能测量仪，其特征在于:所述的电流检测模块是采用ACS712ELC-20A为电流采集器。4.根据权利要求1所述的一种便携式电池性能测量仪，其特征在于:所述的电池档位自动切换电路分为锂电池和干电池2个档位，电阻分压取值，由继电器切换。5.根据权利要求1所述的一种便携式电池性能测量仪，其特征在于:所述的恒定电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式电池性能测量仪，整体结构的特征在于包括：电流检测模块、电压检测模块、电池档位自动选择模块，电池快速放电档位以及恒定电流放电档位；其中所述的电流检测模块是以ACS712ELC‑20A为电流采集器，通过程序辅助而实现；电压测量模块使用单片机自带高速AD采集口采集；电池档位自动选择模块，通过4个电阻分压，构成锂电池和干电池两个档位，通过AD采集判断以及一个继电器自动切换锂电池档位和干电池档位；快速放电档位和恒定电流档位由一个继电器进行电路切换，恒定电流是由一个三极管2SC2500和3个电阻组成电池恒定流放电电路，放电电流由电阻的比值和阻值确定。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李向，朱晓顺，沈洋，徐珍宝，胡杰，陈亮，苏玲爱，董艳燕，金尚忠，杨凯，石岩，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33