En realidad estaba planeando construir uno de estos. Decidí que sería más fácil comenzar con un Arduino USB para tener un fácil registro de datos en la PC. Pensé que usaría un Uno, incluso si escribiera el código en AVR C nativo, en lugar de Arduino.
Para esto, estás buscando un sumidero de corriente constante. Algo que atraerá una corriente constante, incluso a medida que el voltaje de la batería cae.
Necesitas dos ADCs para medir el voltaje. Primero se medirá el voltaje real de la batería. Dependiendo de la precisión con la que desee ser, puede usar la alimentación de 5 V como referencia del ADC o usar un chip de ref más preciso. Necesitará algún tipo de derivación para medir la corriente. (Una derivación es una resistencia conocida. Entonces, al medir el voltaje a través de ella, puede conocer la corriente que fluye a través de ella a través de la Ley de Ohm).
Permite trabajar hacia atrás desde la batería. Si tenemos un MOSFET de canal N de nivel lógico como controlador y una resistencia precisa en serie con el Drain / Source. La resistencia funcionará como nuestra derivación actual. La batería + se conecta a la fuente del MOSFET, luego la resistencia conecta el drenaje a tierra. La batería - también está a tierra. Si tiene una resistencia de 1 Ohm y mide 1 V a través de ella, sabe que 1 A fluye a través de ella.
(Un MOSFET de nivel lógico es uno que se enciende con un voltaje de compuerta en el rango normal de los chips lógicos, generalmente completamente encendido antes de + 5V. Es útil para impulsar cargas más pesadas desde una lógica capaz de baja corriente).
Bien, ahora necesitamos controlar el MOSFET. Conecte un amplificador operacional como seguidor de voltaje, con la entrada + para configurar el voltaje (más sobre esto más adelante) y la - conexión a la unión de drenaje / resistencia. La salida del amplificador operacional va a la puerta del MOSFET. El amplificador operacional ajustará la compuerta del MOSFET, hasta que el voltaje en el drenaje (ya través de la resistencia) cumpla con el voltaje presentado en la entrada + del amplificador operacional. Esto significa que consumirá una cantidad variable de voltaje para mantener un voltaje constante en toda la resistencia y, por lo tanto, una corriente constante en la resistencia. (Y un consumo de corriente constante de la batería).
Recuerde que el modelo ideal de amplificador operacional es tal que el voltaje entre + y - es de 0V. En realidad, hay un poco, pero compensará esto, por lo que no importa a menos que intente conducirlo demasiado cerca del riel.
Así que ahora tenemos un circuito que generará una corriente en amperios igual al voltaje en voltios que proporcionas al + del amplificador operacional.
Lo último que necesitamos es medir el voltaje y la corriente y generar ese voltaje.
Puede usar la salida PWM del micro para generar un voltaje analógico. Enganchar una resistencia en serie con el pin y un condensador desde el extremo de la resistencia a tierra. Esta unión alimentará la entrada + del amplificador operacional.
Ahora necesitamos alimentar el voltaje a través de la resistencia de derivación en una entrada de ADC. Esto leerá la corriente de descarga en amperios si usa una resistencia de 1 ohmio. Use esto para controlar la salida PWM hasta que esté extrayendo la corriente deseada de la batería. Puede ser mejor manejar un divisor de voltaje con una resistencia de compensación, de modo que pueda ajustar el circuito para dar salidas que correspondan a los ciclos de trabajo de PWM dados.
La última conexión es una entrada ADC de la propia batería. Si está usando una batería que está por encima de su voltaje de suministro, tendrá que usar un divisor de voltaje para llegar a un rango que el ADC pueda manejar. Es posible que necesite un interruptor para tener algunos divisores diferentes, según el número de celdas que conectará.
Una vez que haya registrado un voltaje tan bajo como la batería debería agotarse, configure la salida de PWM a tierra, esto apagará el MOSFET y dejará de agotar la batería.
Agregue el registro asociado a la PC y listo.
Asegúrese de obtener la potencia adecuada MOSFET y la resistencia de derivación. Si está conduciendo 5A a través de la resistencia de 1 Ohm, necesitará una resistencia de 5W. Podría ser más fácil poner algunos en paralelo para obtener el valor y la potencia deseados. También necesita un MOSFET con suficiente control de potencia para reducir la diferencia de voltaje entre la batería y la resistencia a esa corriente. Y necesitarás un buen disipador de calor para correr una mayor potencia. El MOSFET y la derivación son las únicas partes del circuito que entregarán grandes corrientes. Todos los demás deberían estar bien.
Con este circuito, puede usarlo para más que solo pruebas de batería. Si está desarrollando una fuente de alimentación y desea una carga de 1A para ver qué tan bien se ve la ondulación, conéctela. Siempre y cuando no exceda los niveles de potencia del MOSFET o del Resistor y permanezca dentro de los límites adecuados de las entradas ADC, funcionará.