Тестер ёмкости автомобильного аккумулятора (ATmega8A + LM2575). Готовимся к зиме

Аккумуляторные батареи имеют свой ресурс, по истечении которого их приходится менять. Причём неважно, где они устанавливаются — в автомобилях или источниках бесперебойного питания. Ёмкость прекращает соответствовать паспортной, случаются перебои в работе, необходимое напряжение выдаётся далеко не всегда. В таких случаях, чтобы понять причину выхода из строя и принять решение по замене, лучше воспользоваться тестером для проверки аккумуляторов.

Содержание

Виды тестирующего оборудования

Чтобы выбрать правильный прибор для определения исправности батареи, нужно сначала убедиться в том, какие именно причины приводят к сбоям в её работе. Среди типовых неисправностей элементов питания различных устройств можно выделить такие:

• Быстрая зарядка и разрядка.
• Отсутствие возможности начать зарядку.
• Утечка тока.
• Обрыв цепей питания или повреждение пластин, погружённых в электролит.
• Недостаточная плотность электролитической жидкости.

Оптимальный выбор для определения большинства этих неисправностей — универсальный аккумуляторный тестер, который покрывает большинство нужд автолюбителя. Но некоторые параметры, например, плотность электролита, не могут быть измерены электронными приборами, для этого используется другое, гидростатическое оборудование. Поэтому все возможные устройства для измерения могут быть такими:

• Мультиметр — может зафиксировать обрывы цепей, измерить силу отдаваемого тока, сопротивления обкладок и контактов, напряжение, выдаваемое батареей на клеммах.
• Нагрузочная вилка — прибор, который позволяет установить скорость разрядки батареи, определив тем самым степень её износа.
• Измерители ёмкости — показывают текущее присутствие заряда в батарее. Используются для того, чтобы понять, насколько высохли контакты и нужно ли менять электролит на свежий.
• Ареометры — гидростатические измерители плотности электролитической жидкости. Определяют потребность в подзарядке, могут помочь в принятии решения о замене самой жидкости или полностью всего аккумулятора.

Каждый из видов измерительных приборов может иметь несколько назначений, в зависимости от модели. Например, ареометром, кроме удельного веса электролита, можно замерять показатели тосола, поэтому каждый из типов и его самые полезные модели лучше рассмотреть подробнее.

Бытовые и промышленные мультиметры

Выбирая прибор для конкретной задачи, нужно определиться с его типом. Мультиметры, например, бывают как аналоговые, так и цифровые. Способ измерения при этом не меняется, все различия состоят исключительно в дисплее, на котором отображаются результаты.

Аналоговые мультиметры — это измерители со стрелкой, которая движется по нарисованной на заднем фоне шкале. В зависимости от положения переключателя, который находится сразу под дисплеем, выбирается одна из шкал, а по ней уже получают нужные показатели.

На сегодняшний день такие устройства малопригодны для повседневного использования, так как точность выдаваемых результатов сравнительно низка. Поэтому даже если в хозяйстве есть аналоговый мультиметр, лучше заменить его цифровым.

Рекомендуем:  Как определить уровень электролита в аккумуляторе автомобиля

Электронный подвид делает работу с ним намного легче. Вместо стрелок и шкал, на экран просто выводится значение выбранной переключателем величины. При этом можно определить её значение до десятых или даже сотых, что повышает точность и даёт намного более правильное представление о проблеме.

Каждый мультиметр обладает дополнительными функциями, которые помогают в быту и ремонте приборов:

• «Пищалка». На самом деле, это просто измеритель разницы сопротивления, но используется он для обнаружения электрических цепей и контуров, находящихся в состоянии короткого замыкания. При этом раздаётся писк, который и дал этой функции разговорное название.
• Термопара — специальные провода, которые можно подключать к некоторым моделям. Показывают текущую температуру на той поверхности, к которой приложены.

Такие возможности помогают специалисту или любителю быстро узнать причину поломки или странного поведения устройства.

Самыми популярными моделями мультиметров в кругу радиолюбителей и автомобилистов считаются:

• DT-832 и его более современная модификация DT-838. Это недорогие и функциональные устройства, которые иногда имеют довольно высокую погрешность при измерениях. Но именно они остаются незаменимыми в бытовом использовании или в ситуациях, когда более серьёзного оборудования нет под рукой.
• Kemot KT30 — в качестве питания использует уже не пальчиковые батарейки, а полноценные девятивольтовые аккумуляторы типа «Крона». Имеет низкий порог измерений, такую же цену, как у предыдущей модели, но может похвастаться высокой точностью — погрешность при его использовании не превышает 1,2%.
• UNI-T UT 60 C — более профессиональное устройство. Имеет встроенный чип памяти для хранения некоторого количества результатов последних измерений. Очень прочный корпус, стойкий к любым внешним воздействиям. Есть подсветка дисплея для работы в темноте.
• Fluke 28-II — ультимативное устройство любого профессионала. Дорог, надёжен, точен. Способен работать в любых температурных условиях, как холодных, так и жарких. Имеет встроенные возможности осциллографа начального уровня.

Конечно, для повседневной работы слишком дорогие устройства не нужны, их вполне может заменить более дешёвый аналог. Но если приходится часто бывать в не самых благоприятных погодных условиях, стоит обратить внимание на те приборы, которые не боятся влияния стихии.

Ареометры для электролита

Насыщенность ионами металлов от электродов и свободными электронами сильно влияет на работоспособность автомобильной батареи. Чтобы её измерить, достаточно использовать ареометр. Его действие основано на гидростатическом законе, который постулирует, что чем больше плотность жидкости, тем сильнее она пытается вытолкнуть плавающий в ней объект на поверхность.

Рекомендуем:  Норма утечки тока из аккумулятора автомобиля

В качестве резервуара для забора такой жидкости служит колба с заборной пипеткой с одной стороны и грушей, создающей отрицательное давление, с другой.

Измерительный же элемент — это цилиндрический стеклянный поплавок, который снабжён нарисованной на нём шкалой. По ней и проводятся измерения таким образом:

• Собирается прибор, измеритель помещается внутрь, надевается груша.
• Пипетка погружается в электролит.
• Грушей набирается достаточное количество жидкости.

При этом плавучая часть под воздействием небольшого грузила в нижней её части погружается в жидкость. По шкале, которая на неё нанесена, можно узнать степень разряженности батареи в процентном соотношении. Если поплавок погружён слишком низко, такой аккумулятор считается совершенно непригодным для работы. В нём могут быть оборваны контакты или слишком окислены электроды.

Так как в качестве электролита выступают кислоты, при работе стоит озаботиться собственной безопасностью — надеть резиновые толстые перчатки, очки и по возможности полотняный грубый фартук. Дыхательные пути защищаются респиратором. Это помогает избежать вредного влияния паров кислот на лёгкие и носоглотку. Поэтому эксплуатировать этот прибор для тестирования аккумуляторных батарей стоит в хорошо вентилируемом помещении.

Нагрузочные вилки

Представляют собой сочетание нагрузочного сопротивления и вольтметра в самой простой конфигурации.

Более продвинутые модели могут комплектоваться амперметром, измерителем ёмкости и даже насадками для проверки ESR у конденсаторов.

Конструктивно выглядят как металлический корпус прямоугольной формы с ручкой-держателем и проводом большой площади поперечного сечения с зажимом на конце. В корпусе находятся:

• Нагрузочные спирали.
• Цилиндрический стержень, выходящий наружу.
• Циферблат вольтметра, в основном, аналоговый — со шкалой и движущейся стрелкой.

Контакты вольтметра соединены со стержнем (минус) и проводом (плюс). Использовать нагрузочную вилку в качестве тестера АКБ просто. Проверка проходит в два этапа:

1. Замеры напряжения клемм без участия нагрузки от спиралей. Он проводится только через 5−7 часов после того, как машина была полностью заглушена или через такой же промежуток после окончания подзарядки. К плюсовому контакту подключается клемма, к минусовому нужно коснуться стержнем. Полученные в результате замеров показатели напряжения записываются.
2. Испытание при поданной нагрузке. После её подачи нужно проделать такие же манипуляции, но при этом не держать цепь сомкнутой более пяти секунд. Кроме того, есть вероятность проскакивания искры между контактами, поэтому не стоит переживать на этот счёт.

Показатели на втором этапе не должны сильно отличаться от паспортных данных аккумулятора. Если они разнятся с ней в меньшую сторону, такую батарею можно смело заменять.

Универсальные приборы и измерители ёмкости

Это инструменты для определения одной из важнейших характеристик, которая напрямую влияет на дальнейшее использование батареи. У любого аккумулятора есть паспортная ёмкость, которая измеряется в ампер-часах.

Рекомендуем:  Аккумулятор Иста: разновидности автомобильных АКБ

Со временем её значение падает и держать уровень заряда такое устройство привычное время не может. При этом появляются проблемы с использованием того средства, которое питается от источника тока.

Паспортная ёмкость всегда известна, она сообщается производителем и наносится на наклейку, которая цепляется к боковой стенке. Поэтому, чтобы найти её текущую величину, нужно воспользоваться одним из таких приборов:

• Кулон — тестер для проверки аккумуляторных батарей отечественного производства. Все измерения сохраняются в постоянной памяти прибора. Умеет не только показывать ёмкость, но и выдаваемое источником тока напряжение. При работе посылает короткий импульс, а на основании скорости получения ответа выдаёт показания.
• Fluke — самый универсальный прибор. Измеряет напряжение, силу тока, внутреннее сопротивление элементов и ёмкость. Может применяться для температурных замеров.
• Skat-T Auto — хороший девайс для использования в работе с двенадцативольтовыми батареями. Имеет ограничения по ёмкости батареи, не будет работать с теми моделями, которые вмещают более 120 ампер-часов. Все измерения проводит в пятнадцатисекундный срок.

Стоит помнить, что каждая из этих моделей имеет разные диапазоны измерений. Нужно внимательно их выбирать перед использованием, так как неверно указанный порядок величин может негативно отразиться на полученных результатах.

Техника безопасности

Так как работы ведутся с электрическим оборудованием, работающим с высокими показателями силы тока, стоит учитывать негативные влияния на организм человека. Электрический ток может причинять несколько видов увечий. Среди них:

• Термические ожоги.
• Мышечные судороги.
• Отказ внутренних органов.

Поэтому при работе с приборами, которые подразумевают подключение клемм и замеры с пропусканием тока через них, нужно соблюдать правила безопасной эксплуатации. Позаботиться о защите рук, заземлении, сухости земли, на которой стоит человек. Лучше всего использовать обувь с прорезиненой подошвой и не допускать её намокания.

Заземлиться можно с помощью тонкого провода или куска проволоки, подсоединённого одним концом к прибору, а другим — к батарее или другой внешней металлической конструкции.

При работе с аккумуляторами нельзя допускать их перегрева. Некоторые щелочные металлы легко воспламеняются и долго горят даже на открытом воздухе. Поэтому стоит всегда держать в пределах досягаемости порошковые огнетушители.

Если батарея вскрывается для забора электролита, лучше делать это в хорошо проветриваемом помещении, чтобы не насытить воздух внутри него парами соляной кислоты. Так можно уберечься от сильных ожогов органов дыхательной системы.

АКБ широко применяется в различных направлениях жизни и деятельности человека. Их можно встретить в смартфонах, ноутбуках, автомобилях и так далее. Везде, где требуется независимый от электрической цепи источник питания, используются аккумуляторы. Как и за любой техникой, за ними необходимо ухаживать, правильно заряжать, хранить, контролировать емкость и так далее.

Виды аккумуляторных батарей

Зачем измерять емкость АКБ

Состояние аккумуляторной батареи необходимо периодически контролировать. Это позволит существенно продлить срок ее службы, сохранить ёмкость и другие параметры на первоначальном уровне. Существующие измерительные приборы позволяют достаточно точно установить силу тока в АКБ, напряжение и определить плотность электролита. При выявлении отклонений любого из указанных параметров рекомендуется выяснять причину и проводить необходимые обслуживающие мероприятия.

Устройства для точного определения емкости АКБ в настоящее время не существует. Единственный способ, который дает относительно точные результаты, – это его полная разрядка с одновременной фиксацией большого количества различных параметров. Однако эта процедура является очень продолжительной, и редко кто готов тратить время на контроль ёмкости таким способом. Остальные методики, как и специальный тестер, дают лишь приблизительные результаты.

Обратите внимание! Точность определения различных параметров в значительной мере зависит от внешних факторов: температуры окружающей среды, влажности и так далее.

Чаще всего используют следующие способы определения емкости:

• Выполнение контрольного разряда, который является длительным процессом и применяется довольно часто;
• Контроль плотности электролита в АКБ;
• Нагрузочная вилка;
• Тестер емкости.

Устройство для контроля степени заряда АКБ

Осуществление контрольного разряда

Определение качества электроэнергии анализаторами

Для определения степени заряда часто используется процедура контролируемого разряда с фиксацией большого количества различных параметров. Считается, что данный способ позволяет получить наиболее достоверные результаты о работоспособности АКБ.

Важно! Данный метод следует проводить только в лабораторных условиях и с соблюдением всех правил. В противном случае батарея может перестать работать.

Данный метод заключается в том, что сначала АКБ полностью заряжают, затем подключают в цепь с постоянным потреблением, ждут полного разряда. В процессе работы каждый час производится замер разряда и напряжения, значение интересующего параметра вычисляется по специальной формуле: сила тока умножается на время полной разрядки. Неудобство такого способа состоит в его длительности (может потребоваться до суток, чтобы полностью разрядить батарею).

Использование нагрузочной вилки

Прибор экономящий электроэнергию

Данный прибор используется для проверки состояния и работоспособности АКБ. На него подается контролируемая нагрузка (для этого в устройстве имеется резистор), и производится определение напряжения (применяются два щупа, которые подключаются к плюсу и минусу аккумулятора). На практике можно встретить устройства разных типов:

• Оборудованные цифровым или аналоговым вольтметром;
• С простой схемой с одним элементом, подающим нагрузку;
• С несколькими спиралями нагрузки;
• С оборудованием для измерения силы тока;
• Со сложной схемой для определения напряжения в конкретных банках батареи.

Нагрузочная вилка

Результатом ее применения является значение напряжения. Чтобы узнать уровень заряда, следует воспользоваться специальной таблицей.

Соответствие напряжения и степени заряженности при использовании нагрузочной вилки

Значение напряжения	Примерная ёмкость, %
12,6-12,9	100
12,3-12,6	75
12,1-12,3	50
11,8-12,1	25
11,5-11,8

Контроль плотности электролита

Проверка аккумулятора

Также для определения степени заряженности в процентах от первоначального значения можно использовать ареометр (измеряет плотность электролита). При осуществлении замера данным способом также потребуется специальная таблица.

Соответствие плотности электролита и количества заряда

Плотность	Емкость, %
1,27-1,29	100
1,23-1,25	50-70
1,11-1,13

Данный метод обеспечивает примерный результат, точное значение параметра с его помощью определить невозможно. Отличается он сравнительной простотой – достаточно обеспечить доступ прибора для измерения емкости аккумулятора во все банки (открыть их), затем набрать жидкость в ареометр и записать полученное значение, которое затем сравнить с таблицей.

Использование специальных устройств

Метод измерения, который используется в нагрузочной вилке, доработан в специализированных устройствах марки «Кулон». Они были разработаны для проверки состояния и оценки различных параметров свинцово-кислотных аккумуляторов. Данные приборы позволяют определить значение напряжения и уровень заряженности. Вся информация сохраняется в памяти устройства, которое к тому же является портативным.

Контроль параметров АКБ с помощью устройства «Кулон»

Использование данных устройств имеет определенные особенности:

• Применять их можно только на полностью заряженном АКБ, поскольку они питаются от батареи, состояние которой проверяют.
• Перед началом использования следует провести калибровку (данный процесс описан в инструкции по эксплуатации). В противном случае можно получить некорректные данные.

Дополнительная информация. Помимо компактных габаритов, преимуществами устройств «Кулон» являются также использование уникальной методики измерений, а также наличие клещей-зажимов, которые надежно фиксируют провода и обеспечивают точность показателей.

Таким образом, определение уровня заряда АКБ является достаточно трудоемким процессом, но его рекомендуется проводить с определенной периодичностью, чтобы обеспечить длительный срок его службы. Для этого также можно использовать различные устройства, которые хотя и не позволяют точно определить данный параметр, но предоставляют возможность оценить общее состояние батареи.

Видео

На каждой батарее указывают ее вместимость, но эти сведения не всегда правдивы. Для измерения емкости аккумулятора необходимо выполнить ряд действий. Для этого потребуются разные приборы и материалы.

Аккумуляторная батарея Nissan ёмкостью 60 Ач.

Что такое емкость батареи или аккумулятора

Некоторое количество электричества, передаваемое от АКБ при его разряжении, называют энергоемкостью аккумулятора. При проведении расчетов характеристику выражают в ампер-часах (Ач) или ватт-часах (Втч). Большая вместимость батареи позволяет устройству долго работать без подзарядки, что важно при выборе АКБ для машины.

В этом случае вместимость будет зависеть от мощности генератора. В некоторых случаях емкость обозначается по-английски A/hour, т. е. Ач по-русски. Ее не нужно путать с таким параметром, как напряжение, выражаемое в вольтах (В).

Простая проверка емкости АКБ тестером с последующим уточнением

Для измерения вместимости батареи часто используют USB-тестер. У приспособления есть много функций, позволяющих узнать емкость АКБ смартфона, планшета и внешнего пауэрбанка.

USB-тестер подключается к любому портативному устройству посредством провода или переходника.

Полученные показатели помогают определить изношенность аккумулятора. На тестере присутствует кнопка управления, предназначенная для измерения разных показателей. С ее помощью переключаются режимы работы и ячейки памяти устройства.

Когда подключаемый аппарат обладает необходимым напряжением, тестер начинает работать. Снизу в углу появляется значение вместимости батареи. Тестер не дает стопроцентно верного результата.

По этой причине можно воспользоваться математическими вычислениями по формуле: начальный показатель тока*3 = реальная вместимость АКБ. Некоторые производители указывают на устройстве номинальную емкость, превышающую фактический показатель. Эта информация неверная и является рекламой.

Как определить емкость батареек с помощью мультиметра

Мультиметр помогает определить показатель энергоемкости. Чтобы его узнать, потребуются умные зарядные приборы. У них высокая цена, поэтому приобретать устройства лишь для вычисления вместимости 2-3 аккумуляторов нет смысла.

Для измерения можно применить простой метод, предварительно воспользовавшись мультиметром, соблюдая некоторые тонкости. В процессе нужно определить значение тока любой батареи. При этом измеряется точное время, при котором элемент питания отдавал электрохимическую энергию.

Замеры не будут стопроцентно точными, но покажут максимально близкое число.

В литий-ионных АКБ присутствует своя шкала разрядов, показывающая зависимость напряжения от заряда. Чтобы она не отразилась на измерениях, собирают линейное приспособление в 2,7-3 В.

Измерение ёмкости батареек с помощью мультиметра (регулятор в положении «20V»).

Использование линейного стабилизатора

При использовании линейного устройства необходимо установить значение тока, которое рассчитывают из напряжения (U) батарейки 2,7 В. С помощью стабилизатора проводят подключение резистора, который можно изготовить своими руками или приобрести готовый прибор в магазине.

После этого измеряют ток в цепи и устанавливают секундомер. В дальнейшем нужно следить за показателями U на клеммах. Секундомер отключают при достижении уровня в 2,7 В и записывают показания.

Значение высчитывают, умножая начальное время на ток, передвигающийся по цепи с помощью сопротивления. Так можно более точно узнать объем емкости АКБ. Если нет возможности конструирования стабилизатора, то замеры и подсчеты проводить тяжелее.

Использование переменного резистора

Чтобы тестирование прошло хорошо, понадобится небольшая батарейка, например 14500 с емкостью 300 мАч. Для проверки потребуется переменный резистор в 100 Ом. Если берут устройство с постоянным током, то процесс осложнится. Результаты нужно будет фиксировать и проводить расчеты потраченной вместимости на отдельных участках шкалы. Для определения значения высчитывают средний арифметический показатель тока.

Для измерения емкости батареи применяют резистор переменного тока, где сопротивление уменьшается постепенно, пока разряжается аккумулятор. В это время показатели тока должны находиться на одном уровне.

Измерение ёмкости аккумуляторной батареи с помощью мультиметра и переменного резистора.

На мультиметре устанавливают положение вольтметра для измерения напряжения и замеряют его показатели на клеммах. При неполном уровне заряженности устройство разряжают с помощью тока 450-500 мА. При этом периодически снижают сопротивление и контролируют напряжение.

Секундомер отключают, когда уровень достигнет 2,7 В. Для полного разряжения батарейки при токе в 500 мА потребуется 25-30 минут. Полученный показатель умножают на время в часах и получают реальное значение вместимости АКБ. Этот способ измерения емкости является наиболее точным благодаря математическим вычислениям.

Как сделать прибор собственными руками

Когда необходимая техника отсутствует, прибор можно сделать самому, посмотрев видео. Из готовых приборов необходимо взять вольтметр, а оставшиеся детали сооружают из подручных средств. Трудности возникнут при расчетах и создании внутреннего сопротивления, для которого потребуется ток.

Подходящим материалом является нихромовая проволока, используемая для создания нагревательных спиралей в электрических плитках. Нихромовые элементы можно заменить металлической полосой из прочих нагревательных устройств.

Для напряжения 12 В показатель тока должен находиться в рамках 80-120 Ампер, а сопротивление — 0,1-0,15 Ом. Прибор для измерения такого сопротивления сложно найти. По этой причине подбирают длину одного элемента и измеряют ток, который он пропускает. После этого совмещают несколько подобных деталей.

Самодельный аппарат делают последовательно:

1. Подбирают нихромовую проволоку или нагревательную полосу и измеряют мультиметром до 15 А ток. Элемент должен пропускать 10-12 А.
2. Соединяют 10 таких деталей, получая нагрузку в 100-120 А. Проволоку необходимо надежно скручивать.
3. Полученный элемент помещают в подходящий корпус и фиксируют в нем. Если коробка небольшая, то проволоку несколько раз сгибают так, чтобы витки не касались друг друга. Параллельное соединение должно быть надежным, что обеспечивается изолирующими цилиндрами, которые устанавливают на изгибы.
4. Концы скрутки припаивают к контактам на выходе, а снаружи — к соединительным проводам.
5. Подключают вольтметр.
6. Крепят на концы соединительного кабеля зажимы, которые потом подсоединяют к аккумулятору.

Когда устройство будет готово, можно проводить измерения в домашних условиях.

От чего зависит текущая емкость АКБ

В процессе эксплуатации удельная емкость АКБ меняется. Сначала пластины разрабатываются, поэтому показатели вместимости высокие. После этого прибор начинает работать стабильно, значение не отходит от одного уровня. Затем емкость начинает уменьшаться из-за изнашивания пластин.

На вместимость влияют активные материалы, конструкция электролитов, электродов, их температура и концентрация, амортизация батареи, величина разрядного и пускового тока, содержание налета в электролитах и прочие факторы.

Снижение начинается при увеличении разрядного тока. Если АКБ разряжают специально, то устройство теряет меньше вместимости, чем при плавном режиме с низким уровнем тока. Это позволяет зафиксировать на корпусе показатели для разного времени разряжения.

Емкость одинаковых аккумуляторов редко меняется. Низкие показатели характерны для небольших промежутков разрядки, а высокие — для больших временных отрезков.

Значение вместимости начинает меняться, когда повышается температура электролитов. Если из-за этого превышаются допустимые нормы, то срок службы снижается. Высокая температура электролитов понижает их вязкость, и они попадают в действующую массу. При этом сопротивление начинает расти.

По этой причине коэффициент использования активной массы при разряжении больше, чем при заряжении с низкой температурой. В связи с этим нужно проверять емкость АКБ на каждом этапе его эксплуатации.

Используемые источники:

• https://proakkym.ru/avto/testery-dlja-proverki-akkumuljatornyh-batarej
• https://amperof.ru/elektropribory/pribor-izmereniya-emkosti-akkumulyatora.html
• https://3batareiki.ru/akkumulyatory/emkost-akkumulyatornoj-batarei