本项目结合LabVIEW与单片机技术,介绍如何高效搭建一款用于测量和分析电池容量的测试仪器,提供详细的电路设计与实施方案。
最近开源了一个智能小车项目。该项目使用锂电池供电,并且需要检测电池容量。由于家里有很多备用的电池,在实际操作过程中发现这些电池大部分都已经损耗严重了。因此,我决定利用这段时间研究LabVIEW来测试电池的实际容量。
这个项目的原理其实很简单,通过单片机就能实现基本的功能需求;但为了使项目看起来更专业一些,并且能够实时监测到锂电池充放电曲线的变化情况(这对于后续的分析和优化非常有帮助),所以选择了使用上位软件进行数据采集与展示工作。以下是该项目的主要功能:
- 上位机:采用LabVIEW编写程序,负责采集并显示电池电压、电流等关键参数;同时还可以设置充放电截止电压,并绘制出锂电池容量的变化曲线图;
- 下位机:选用STC125A60S2作为主控芯片,通过AD转换器检测到的电压和电流值经过串口通信发送至上位软件进行处理。
为了使项目更加实用,在单片机端还增加了一块1602液晶显示屏。这样即使没有电脑的情况下也能测量电池容量了;并且在使用LabVIEW时,可以将数据同时显示在这块屏幕上(每秒刷新一次)以供实时观察。
由于当前手头上暂时缺少MOS管元件,所以目前只能通过317来实现恒流放电功能;而充电部分则采用了一款专门为锂电池设计的专用模块。两者之间的通信则是通过USB TTL下载器进行AD采集完成。
为了保证测量数据的准确性,在电路中还加入了一个TL431作为标准基准源来进行电压校准,以确保整个测试过程中的误差尽可能小。
另外值得一提的是:即使不使用上位软件的情况下(即单靠下位机与液晶屏),也能显示出电池容量的变化情况;不过此时就无法绘制出完整的充放电曲线了。