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DIY一款四通道电子负载/电池容量测试仪

      不少小伙伴可能和我一样,喜欢倒腾电点锂电池玩玩。购买这些锂电池的途径大部分是某宝之类平台的二手理电池。但这些二手锂电池水很深,质量也是参差不齐。回来我们一般简单的测试电压和内阻。但这些数据不足以判别锂电池的好坏。我们还需要测试锂电池最关键的容量数据。为此,我专门DIY了一款四通道电子负载/电池容量测试仪。

之前做过一款电子负载,参数100V,20A,150W。上次发的帖子链接如下:

https://www.dianyuan.com/bbs/2509786.html

这款电子负载只有一个通道,对多节电池进行分容的时候测试效率偏低。所以这次DIY了一个四通道的电子负载/电池容量测试仪。可以同时测试四节电池。支持多种不同类型的电池测量。

产品概述:

主控基于STM32G070 MCU实现的一款低成本四通道电子负载。采用内部自带ADC采样。PWM滤波作为模拟量基准。

恒压和恒流模式负载由硬件调节,恒阻恒功率等模式由软件调节。

四通道可以独立设置放电参数。每个通道之间可以有最高1V压差。

主要参数性能如下:

1、集成四通道电子负载/容量测试仪

2、每个通道最大电流3A,电压6V。单通道满功率18W(最大25W)。(可以修改BOM和固件修改量程)

3、 每个通道之间可以有1V的压差,解决多通道输出地线电流走向问题。

4、电压采用四线制采样。保证电压精度。

5、支持恒压负载,恒流负载,恒阻负载,恒功率负载(恒阻和恒功率。软件实现,因为懒,还没写)。

6、支持容量AH,能量WH,运行时间,电压,电流,功率等参数显示

7、支持温控智能风扇控制。

8、 支持恒压或者恒流模式指示灯显示,电池容量测试模式测试结束显示。

9、4.3寸串口屏显示和设置参数,触摸屏控制。

10、 图表曲线显示放电轨迹。

11、 未校准1%精度,手动校准后0.2%-0.5%左右精度。

12、  固件还在升级中,还会拓展其他功能~~~

开源文件下载:

PDF格式原理图

eload_60w_4channel.pdf

制版文件,包含gerber,bom,坐标文件等

ELoad_60W_4Channel制板文件.rar

原理图和PCB工程文件,采用cadence16.6绘制

4C发版工程.rar

因为代码文件偏大,不能上传,我打了个包,全部放在网盘中了,有需要的小伙伴可以自行下载。

其中包含底层的STM32CubeMX生成软件工程

keil 5.16版本的软件工程文件

USART HMI 串口屏工程文件

链接:https://pan.baidu.com/s/1f5MVFh782oUYdEG4fsnbUA

 提取码:29p4

整体展示:

整个板子的接口示意图

未安装屏幕的裸板图片。四个铜柱为串口屏安装柱。比上一代更一体化。

屏幕可以拆卸,或者安装在PCB板上。

串口屏安装在PCB板上的效果。屏幕中为主页面效果图。

可以显示实时的电压,电流,功率,容量,能量参数。

在主页面下可以同时设置放电电流和截止电压。主页面下四个通道设置的放电参数只能一样,不能单独设置。

上图为菜单页面。

主页:返回到主页显示

波形:可以查看四个通道的放电电压波形,(电流,功率等波形暂时不支持查看,因为懒还没写)

参数设置:可以单独设置每个通道的放电参数。

容量测试:测试电池容量的页面。

系统参数:因为懒还没写

屏幕校准:因为懒还没写

参数设置页面

可以设置放电的电流,截止电压,截止电流等参数。

放电电阻和放电功率为恒阻模式和恒功率模式的参数,最下方的一个放电模式为下拉框设置。因为懒还没写完。只是现在页面中显示出来。

容量测试页面

可以显示每个通道的电压,电流,功率,容量,能量,放电时间。

可以设置负载开始,清零关闭。

可以进入参数设置页面。

同时也可以返回主菜单。

当放电达到截至条件后,关闭电子负载。

波形显示页面

上图为两节镍氢电池和两节1.5V恒压锂电池的大电流和小电流的放电电压波形。

同时页面显示了每个通道容量和放电时间参数。

波形显示的X轴的时间和Y轴的电压分度有自适应的功能。

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三棵树
LV.4
2
2022-09-05 21:18

简单测试下精度

 

恒流负载

设置电流值2A,实测电流值2.004A,显示电流值1.988A

 

恒压负载

设置电压值1V,实测电压值1.007V,显示电压值1.008V

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2022-09-11 14:22

好东西

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2022-09-11 14:29

只能放电不能充电啊,

应该做成充放一体的,

电路好复杂呀,有没有简单一点的,

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2022-09-11 14:30

晚点我打开看看研究一下,

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2022-09-11 22:15

这个布局应该是花了很多心思的,关于地线电流影响,只要电流采样电阻是单独的,使用为百分的形式采样,地线影响应该不大

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2022-09-11 23:53

大兄弟,你得屏幕界面是直接写的哇?还是用啥软件辅助完成的啊?

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三棵树
LV.4
8
2022-09-13 11:10
@川理学子
大兄弟,你得屏幕界面是直接写的哇?还是用啥软件辅助完成的啊?

这个串口屏有自带的编辑软件,USART HMI,编辑好下载进去就可以。

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三棵树
LV.4
9
2022-09-13 11:11
@我爱你aa6227
只能放电不能充电啊,应该做成充放一体的,电路好复杂呀,有没有简单一点的,

这是个好建议,最近正在设计,充放一体的分容测试仪。进展稍微有点慢~~

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dy-Caxv9khz
LV.2
10
2022-10-21 10:30

是用的哪家的屏幕

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oermatmd
LV.1
11
2022-10-21 11:33

有没有样品出售的啊,我想买个玩玩

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peter_yu
LV.5
12
2022-10-21 12:04

点赞点赞,点赞点赞。

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三棵树
LV.4
13
2022-11-07 13:59
@dy-Caxv9khz
是用的哪家的屏幕

淘晶驰的4.3寸串口屏

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三棵树
LV.4
14
2022-11-07 14:01
@oermatmd
有没有样品出售的啊,我想买个玩玩

暂时没有成品卖的,也不划算,太贵了,个人DIY的小批量成本都不好控制,适合自己倒腾下玩玩。

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2022-11-16 14:11

在B站上关注了 叫 三棵树坑的UP主,逛到这边看到这个帖子,是同一个人么????

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三棵树
LV.4
16
2022-11-19 10:19
@木犯001号
在B站上关注了叫三棵树坑的UP主,逛到这边看到这个帖子,是同一个人么????

对,是我,哈哈哈哈,头像也一样~~

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dy-iwuICqiT
LV.1
17
2023-04-27 23:20

请问小白可以自己学着做吗,需要住意什么

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dy-TZWbDBI9
LV.1
18
2023-06-14 17:48

大佬,这个图有些没看懂,四路电压采集,运放输出都接到了一起,这样怎么采集电压啊,四路电流采集,运放的输出也都接到了一起,这样能控制横流吗,大佬解惑~~

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2023-10-26 14:28

请教楼主: LM358运放的PartB部分,反向输入端和输出之间的电阻、电容有什么关系?比如U7B的反向输入端接的R22、C30、C31,如果短路C30我可以理解。非常感谢!

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2023-11-30 14:46

大佬,我也写在您的资料做了一个,现在屏幕没有数据,D44蓝色LED一直闪6次,望大佬指点一下

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