Всем привет! Ранее уже был обзор данного модуля, да и аналоги тоже проскакивали, но это новая ревизия, так что решил протестировать и накидать небольшой пост с результатами, тем более они отличаются от предыдущих данных в лучшую сторону. То ли в новых ревизиях действительно исправляли косяки, то ли у меня оборудование не такое. Взял комплектацию с тремя резисторами, два по 5Вт и один на 50Вт, для экономии можно исключить их. Ну и для красоты напечатал корпус под основной модуль, кому интересны подробности, добро пожаловать под кат )
Характеристики
Напряжение питания: 4.5-6В (разъем microUSB)
Ток потребления: не более 70 мА, в «холостом» режиме 20 мА
Измеряемое напряжение: 1.00-15.00 В с шагом 0.01 В
Напряжение отсечки: 0.5-11.0 В
Измерение тока: Максимум 3.000 A, шаг 0.001 A
Погрешность измерения напряжения: 1% ± 0.02 В
Погрешность измерения тока: 1.2% ± 0.002A
Максимальное измерение емкости: 9999 Aч (1 Aч = 1000 мАч). По мере роста значение смещается запятая.
Размер платы: 50 X 37 X17 мм
Вес: плата 28 грамма, два 5 Вт керамических резистора 9 грамм, 50 Вт резистор около 27 грамм.
Внешний вид
Вместо коробочки обычный пакет
Я купил максимальную комплектацию, а это сама плата и три резистора, один на 50 Вт, и два по 5 Вт.
Экран сегментный, клеммник на 4 выхода, для питания сбоку выведен microUSB, к клеммам подключается только тестируемый элемент и нагрузка. В качестве элементов управления используются три кнопки
С обратной стороны ничего интересного
В качестве контроллера используется STM, спрятан под экраном. Схема:
Функционал
Запитываем плату от microUSB шнурка, подключаем источник питания к соответствующим разъемам. Сразу проверил разброс показаний. Точность довольно неплохая, но при больших нагрузках нужно использовать хорошие провода.
Есть только одна настройка — напряжение отсечки. В примере текущее напряжение 3.2 Вольта, нажимаем кнопку «старта»(первая), начинает мигать надпись P 2.5, это значение модуль автоматически подставил, опираясь на показатель источника. Кнопками «-» и «+»(левая и правая, соответственно) можно его изменить. Во время настройки нагрузка отключается и включается только после второго подтверждающего нажатия кнопки «старт», после чего раз в пару секунд на экране автоматически меняется информация с показателями: емкость, ток, напряжение. В процессе тестирования кнопкой старт можно сфокусироваться на нужном параметре на 10 секунд, при этом поправить минимальное напряжение можно в любой момент, нажав кнопку «-» или «+»
Для тех, кому не нравятся показания, есть калибровка:
Держим 3 кнопки и подаем питание, модуль перейдет в режим калибровки, состоящей из трех этапов.
1. Замыкаем все контакты левой площадки, так мы выставляем нули. Нажимаем «ок«(левая кнопка)
2. Подаем на вход клеммника ровно 10 Вольт с проверенного источника, нажимаем «ок«
3. Подаем нагрузку ровно на 2 ампера, нажимаем «ок«
Пишут, что калибровка действительно работает и показания становятся еще точнее, но мне достаточно того что есть, хотя если изначально цепь не идеальна, например, не нашлось проводов нормального сечения, с помощью данной процедуры можно подкорректировать показатели цепи
Так же модуль умеет оповещать об ошибках, их бывает целых пять:
Err1: Напряжение аккумулятора выше 15 Вольт. Да, выше в гифке я проверял напряжение до 20 Вольт и ошибок не было, но она не вылазит если не подключена нагрузка, это такая своеобразная защита от перегрузки.
Err2: Напряжение аккумулятора меньше настроенного минимума
Err3: Высокое внутреннее сопротивление цепи. Либо мертв аккумулятор, либо слишком тонкие провода
Err4: Ток нагрузки слишком высокий. При любом напряжении он ограничен 3 Амперами
Err5: Выведена из строя цепь измерения тока. Необходима замена элементов платы.
Ну и главный тест — измерение емкости.
Для этого использовал проверенную временем нагрузку на 35 Ватт, остановился когда она насчитала 100мАч.
Плата отстала на 4мАч, но из-за тонких проводов имелась разница напряжений 5.88 / 5.95 Вольта
И тока: в среднем 1.13 / 1,091 Ампера, что вносит свою погрешность
В идеальных условиях разница была бы не так существенна, но клеммы нагрузки не рассчитаны на большое сечение проводника, так что измерить точнее у меня не получится.
Украшательства
Чтобы не использовать «голую» плату, хотел нарисовать корпус, но потом оказалось, что готовых моделек уже полно и незачем изобретать велосипед. Остановился на этой
Через полтора часа деталь была напечатана, пластика потрачено на 13 рублей(13 грамм).
В основание плата легла довольно плотно, можно было так и оставить. Внизу площадка для крепления холдера.
Но чтобы в процессе эксплуатации на элементы не упал кусок оголенного проводника, поставил крышку
Справа предусмотрено отверстие для доступа к входу microUSB
Слева под разъем контактов. Корпус и кнопки не обрабатывались после печати, только «юбку» пальцами снял
Расчлененка не нужна, все элементы и так на виду, принципиальная схема есть в начале обзора.
Ну и по традиции купон BGZB2L3, снижающий цену где-то на 25% и комплект с тремя резисторами обойдется в $5.36
Итоги
Утащил на работу проверять аккумуляторы бесперебойников, из 20 штук было отсеяно 8 как совсем «убитых», при чем парочка из них были относительно свежими, так что либо продали такие, либо ИБП добивают(проверю повторно на поверенном АКБ), на остальных дописал остаточную емкость маркером, еще вполне поработают.
Можно конечно и привычные аккумуляторы проверять, но лично у меня для этого есть ISDT и 500 литокала, так что модуль брал скорее из интереса и понимал, что буду использовать редко и в основном для свинцовых АКБ. Опыт получился интересным.
Как всегда, приветствуется конструктивная критика в комментариях. Всем добра =)
Аккумуляторы — непременый инструмент радиолюбителей. Написано про них много, а толкового — мало. Основное внимание уделено на правильную зарядку. Но для оценки и подбора аккумуляторов надо знать их ёмкость, внутреннее сопротивление, для этого их надо правильно разряжать. Есть (и у меня) зарядно-разрядные устройства, но не всегда их можно применить, не всегда они удобны. Их беда в автоматике — за нас уже решили что и как делать. Как правило, они измеряют по несколько элементов, но по отдельности. А если батарея для шуруповёрта из трёх элементов, из четырёх?
Поэтому я купил для пробы две платки ZB2L3 по полтора доллара.
(фото из интернета, у меня одна плата почти точно такая, она хорошая, а другая — проблемная, с браком, фото ниже).
Они позволяют измерять ёмкость и разряжать батареи для любого выбранного нами напряжения. Подробности в приложенном файле-инструкции.
Первая плата сразу работала как описано в инструкции, вторая — явный брак.
1) Не входит в режим калибровки. Никак.
2) Без нагрузки ложно показывала ток 75 мА.
3) Измерение ёмкости было с очень больщой ошибкой -более 20%.
В отзывах на Али 99% пишут: «спасибо, отлично, пока не проверял». Отрицательных отзывов очень много, хотя их и стирают. Нигде не видел способы решения проблемы, поэтому и пишу.
Хорошо что удалось найти схему, хотя в ней много неточностей, но она помогла.
Конечно, многие скажут, что чем возиться с браком, проще его выкинуть и купить новый. Но не факт, что новый брак будет лучше, и рейтинг продавца с отзывами мало что значит. Мне просто нравится оживлять технику.
Довольно быстро определил что проблема с микроконтроллером. Но настройка с нажатием трех кнопок не работает, а искать прошивку и пытаться осваивать программирование — игра не стоит свеч.
Итак, вот схема с исправлениями.
Думаю, нет смысла в подробном описании. Напряжение измеряется весьма точно, а при необходимости U можно подстроить делителем на двух резисторах. Вот только они под индикатором и прежде его надо умудриться выпаять, сделать панельку под индикатор. Я это не делал.
Проблема в узле измерения тока и сопряжения с МК собранном на ОУ. Детали очень мелкие, SMD поэтому паять их сложно.
Очень кратко. Сначала надо выставить нулевой ток на индикаторе при отсутствии нагрузочного резистора R. Сделал напаяв резистор 1206 параллельно резистору 330 ом (Уст. 0). Припаять к резистору 331 два тонких проводка, внешний потенциометр — и вперёд. Номиналы не привожу т. к. они у всех будут разными.
Далее — установка точного тока на индикаторе. Последовательно с нарузкой внешний амперметр и подстройкой резистора (Уст. тока) добиваемся равенства показания внешнего образцового тестера и индикатора на приборе. Так я откалибровал прибор аппаратно, а не программно.
Увы, тут засада.
При точном измерении ёмкости фиксированным стабилизированным током оказалось завышение результата на 13% (при обычной разрядке 99% пользователей этого не заметит и даже обрадуется т. к. результат получаются завышенными). Многовато, хотя уже сейчас можно в уме отбрасывать 10% и прикидывать ёмкость.
Кстати, внутреннее сопротивление тоже можно измерять, при любом напряжении на батарее и любом токе нагрузки. Во время опытов нашел на плате обрыв общего провода, поставил перемычку. Не уверен — так было сразу или это последствия моих перепаек (вряд ли).
Вот снимок «измерительного стенда», чтобы не говорили, что я всё выдумал.
Хотел показать точность настройки, но сделал фото во время измерения напряжения, не проверил что получилось, увы, поэтому придётся верить мне на слово. Нагрузка — 4 резистора по 12 ом и три по 7 ом. Общее примерно 1,3 ом.
Вот что я придумал и сделал. Поскольку перенастроить МК не могу, я его обману. Установил по амперметру (внешний включен последовательно с нагрузкой и не отключается при настройке) правильный ток 0,5 А а показания светодиодного индикатора сделал резистором Уст.тока на 13% выше. Суть в том, что при нагрузке резисторами без лабораторного БП напряжение батареи в процессе разрядки всё равно будет падать и ток тоже (но показания ёмкости от этого не пострадают, проверено!!). Ток всё равно непрерывно меняется, поэтому если установить нагрузкой ток на индикаторе 500 мА, фактически в первую минуту он будет выше, но потом будет уменьшаться и средний будет даже ниже 500 мА. Нам не так важна абсолютная цифра тока разрядки, как ёмкость полученная при разрядке до заданного нами значения.
Много времени я затратил на контроль результата, циклы делал по15 минут, по 30 минут и по 60 минут на разных токах.
Результат — точность на уровне 1%, ну пусть будет 2% с учетом всех погрешностей. Но я в этом убедился, а многие ли проверяли точность результата дорогих покупных приборов? Думаю — никто, всё на доверии в лэйбл.
При желании прибор несложно переделать для разрядки и измерения ёмкости любых аккумуляторов любым током. для этого узел микроконтроллера надо оставить, а ключ на полевых резисторах и шунт, взять более мощные, разместить их вне платы. Ток может быть и в десятки Ампер. Надо только учесть, что нагрузка только в виде фарных ламп не годится из-за броска тока при включении, хотя и это можно обойти поставив RC цепочку сглаживающую бросок напряжения с шунта. Радиолюбитель средней квалификации легко придумает несколько вариантов. У меня нет такой задачи.
Модуль ZB2L3 предназначен для измерения емкости аккумуляторов. Может использоваться для тестирования различных типов аккумуляторов, включая свинцово-кислотные, литиевые и другие.
Конструктивно модуль выполнен на плате из стеклотекстолита размерами 50×37 мм с четырьмя крепёжными отверстиями под винт М3 по углам. Для отображения информации используется четырёхразрядный светодиодный дисплей с высотой цифры 9 мм. Три тактовых кнопки используются для настройки и оперативного управления. Винтовой клеммник служит для подключения испытуемого аккумулятора и нагрузочных резисторов. Питание модуля осуществляется от стабилизированного источника напряжением 5 вольт с использованием разъёма микро USB.
Способ применения:
✓ Перед тестированием полностью зарядите батарею.
Подключите батарею к входным клеммам, соблюдая полярность. Устройство может быть повреждено от обратной полярности. Подключите нагрузку к клеммам, и подключите питание к микро USB. Для питания можно использовать зарядное устройство от телефона. Тестер будет показывать напряжение аккумуляторной батареи. Для того чтобы начать тест нажмите кнопку ‘ОК’ напряжение завершения разряда определяется автоматически. Чтобы уменьшить или увеличить напряжение отключения нажимаем клавиши ‘+’ или ‘–’ устанавливая нужное напряжение. При однократном нажатии клавиши ‘+’ или ‘–’ во время тестирования разряд батареи приостанавливается, возможно изменить напряжение отключения. После нажатия кнопки ‘ОК’ тест продолжается.
Во время теста дисплей поочередно отображает емкость — Аh, ток — А, напряжение — V. После окончания теста дисплей мигает и отображает емкость Ah.
Ошибки:
Егг1 — напряжение батареи выше 15V;
Егг2 — напряжение батареи ниже напряжения окончания разряда;
ЕггЗ — батарея не способна выдержать ток разряда нагрузки по причине высокого внутреннего сопротивления или большого падения на проводах и соединителях;
Егг4 — ток слишком велик (более 3,1 А).
Калибровка:
Подключаем резистор сопротивлением 5 Ом;
Одновременно нажав все три кнопки, подключаем питание к USB;
После входа в режим калибровки дисплей показывает 0u0А;
- Первый шаг калибровки: накоротко соединяем положительную и отрицательную клеммы входа и нажимаем кнопку ‘ОК’.
- Второй шаг: дисплей показывает J10u — подаем 10,00 вольт на положительную и отрицательную клеммы и нажимаем кнопку ‘ОК’.
- Третий шаг: дисплей показывает J2.0A — в разрыв питания подключаем Амперметр, подключаем резистор 5 Ом, подаем 10,00 вольт на положительную и отрицательную клеммы и сверяем показания Амперметра, если нужно регулируем напряжение, устанавливая ток 2 ампера и нажимаем кнопку ‘ОК’.
Если калибровка прошла правильно и прибор считает данные калибровки надежными, отобразятся 4 цифры калибровки, иначе попытка калибровки будет проигнорирована и окончена.
При неудачной калибровке начальные параметры могут не сохраниться, и понадобится проводить калибровку повторно.
Технические характеристики:
| Напряжение питания, В | 4,5 … 6 |
| Ток потребления, мА | ≤ 70 |
| Входное напряжение, В | 1 … 15 |
| Напряжение отсечки, В | 0,5 … 11 |
| Максимальный ток, мА | 3000 |
| Погрешность измерения напряжения, % | 1 |
| Погрешность измерения тока, % |
2 |
| Максимальная измеряемая ёмкость, А·ч | 9999 |
| Габаритные размеры, мм | 50 × 37 × 17 |
| Масса, г | 27 |
Это обзор бюджетного тестера ёмкости аккумуляторов ZB2L3 V2.3s. В интернете хватает обзоров похожих модулей, но в процессе проверки моего экземпляра я столкнулся с отличиями и решил написать об этом.
Что заявил в описании модуля продавец:
- Максимальное входное напряжение 15V (разрешение вольтметра 0.01V, точность 1%+0.02V)
- Максимальный ток 3A (разрешение амперметра 0.001A, точность 1.5%+0.008A)
- Напряжение окончания разряда 0.5V — 11.0V (точность установки 0.1V)
- Максимальная измеряемая ёмкость 9999Ah
- Автоматическое определение напряжения окончания разряда
- Отключение нагрузки при достижении напряжения окончания разряда
Идею использовать два керамических резистора по 7.5Ω 5W я отбросил сразу, т.к. ток будет зависеть от текущего напряжения на аккумуляторе. Вместо резисторов подключил свою электронную нагрузку и выставил 0.1A, 0.5A, 1A, 2A и 3A для проверки точности измерения тока — получилось:
| ZT-102 ток, A | ZB2L3 ток, A | Погрешность |
|---|---|---|
| 0.100 | 0.1065 | 7% |
| 0.500 | 0.524 | 5% |
| 1.000 | 1.048 | 5% |
| 2.000 | 2.103 | 5% |
| 2.839 | 2.997 | 6% |
Выставить ток 3A не получилось, т.к. тестер завышает показания тока примерно на 5% и при приближении к 3A появляется ошибка Err4. С измерениями напряжения всё гораздо лучше:
| ZT-102 напряжение, V | ZB2L3 напряжение, V | Погрешность |
|---|---|---|
| 1.000 | 0.99 | 1% |
| 2.001 | 1.99 | <1% |
| 3.002 | 3.00 | <1% |
| 4.000 | 4.00 | <1% |
| 5.002 | 5.01 | <1% |
| 6.00 | 6.01 | <1% |
| 7.00 | 7.02 | <1% |
| 8.01 | 8.03 | <1% |
| 9.01 | 9.04 | <1% |
| 10.00 | 10.03 | <1% |
| 11.00 | 11.03 | <1% |
| 12.00 | 12.05 | <1% |
| 13.00 | 13.05 | <1% |
| 14.01 | 14.06 | <1% |
| 15.00 | 15.06 | <1% |
Погрешность измерений напряжения в пределах обещанной погрешности, а вот измерения тока имеют погрешность выше заявленной — пробую откалибровать. Для этого перед включением модуля нужно зажать все три кнопки, но вместо ожидаемого «0u0A» я увидел «JuJA». Попробовал пройти процедуру нажимая «OK», но запроса «J10u» или «J2.0A» я не увидел. В итоге никакой калибровки не происходит. Спросил у продавца есть ли у этого модуля в принципе такая возможность, но пока внятного ответа не получил.
Измерение отданной ёмкости делал через лабораторный блок питания и электронную нагрузку:
- выставил на электронной нагрузке ток чтобы модуль показывал ровно 1A и подождал 1 час — результат 1Ah.
- увеличил ток до 2A (опять же по показаниям модуля) и подождал ещё два часа — результат 5Ah суммарно.
Ёмкость измеряется корректно даже при изменении тока. Если от измеренной ёмкости отнимать 5% (из-за погрешности измерения тока), то можно получить довольно точные результаты. Нужно не забывать что модуль измеряет напряжение на своих клеммах, а не на аккумуляторе и чтобы минимизировать потери на проводах их нужно брать потолще и делать как можно короче. Расстроило отсутствие калибровки у моего экземпляра (если продавец ответит что-то внятное, то дополню) и отсутствие возможности остановить разряд без отключение аккумулятора.
На рынке существует множество различных тестеров Li-Ion элементов, и часто это относительно дорогие и сложные устройства. Тем не менее прибор очень полезен, когда нужно оценить степень потребления купленных или выпаянных с разборки ячеек, и особенно, когда нужно комплектовать крупный пакет на десятки элементов. Одним из важнейших параметров каждой ячейки является ее емкость, измерение текущей емкости и сравнение ее с данными производителя позволяет оценить степень износа и выбрать дальнейшую тактику использования тестируемого аккумулятора.
Модуль XH-M354, представленный в обзоре, сделает все действия для определения ёмкости литиевых АКБ. Использование модуля сводится только к подключению резистора соответствующей мощности, являющегося искусственной нагрузкой, и проверяемой ячейки или батареи ячеек. Модуль небольшой, размеры примерно 55 х 37 х 12 мм.
Технические параметры:
- Напряжение питания – 7 – 15 В.
- Напряжение тестируемых элементов – 3,7 – 30 В.
- Ток разряда – 0,1 – 3 А (рекомендуемый 1 – 2 А).
- Точность показаний – 0,1 В, 1 мА, 1 мАч.
- Поддержка всех типов элементов литиевых аккумуляторов (Li-Ion, LiFePo и другие).
- Программируемое конечное напряжение разряда.
Ток разряда определяется сопротивлением подключенного резистора, есть версии с резисторами большой мощности, присоединенными к тестеру или, в данном случае, без них. Подключение простое: проверяемый аккумулятор и нагрузка (резистор) подключаются к разъемам ARK, а блок питания тестера к разъему JST. Конструкция модуля достаточно проста и управляется неизвестным микроконтроллером, спрятанным под дисплеем.
Нагрузкой управляет двойной MOSFET транзистор U2 – CJL8205A. U3 или LM321 это одноканальная версия популярного операционного усилителя LM324. Отвечает за питание AMS1117, здесь в версии 5V, обозначенная как U1.
Для работы требуется, чтобы тестируемый элемент/батарея был предварительно полностью заряжен. После включения питания и подключения ячейки тестер отображает напряжение на тестовом входе. Более длительное нажатие и удержание кнопки SET активирует режим установки напряжения разряда, изменения вносятся кнопками + и -. Кратковременное нажатие SET активирует/останавливает процесс измерения.
В течение этого времени на дисплее циклически отображается текущая информация: ток разряда, напряжение и измеренная емкость. Индикация того, с каким значением имеем дело, осуществляется тремя красными светодиодами в правой части дисплея (V, A, Ah).
После зарядки от лабораторного источника питания, настроенного на 4,2 В и с ограничением по току 250 мА, ячейка была протестирована. В качестве нагрузки использовался резистор 12 Ом / 5 Вт, конечное напряжение разряда устанавливалось на уровне 3,6 В. При заявленных 1500 мАч измерилось 1053 мАч, после двух лет использования. В общем для быстрой оценки состояния аккумуляторов тестер точно будет полезен.
Обзор тестера АКБ ZB2L3
Также можно найти практически идентичный модуль, но с питанием по USB и под маркой ZB2L3.
В этот комплект входит тестер и два резистора 7,5 Ом мощностью 5 Вт. Для питания устройства необходим блок питания напряжением 4,5 – 6 В и стандартный штекер micro USB. По заявлению производителя схема потребляет не более 70 мА, поэтому подойдет любое USB зарядное устройство для любого смартфона или планшета.
Основным недостатком этого устройства является то, что оно использует постоянную резистивную нагрузку и, таким образом, ток, потребляемый тестируемой батареей уменьшается при падении напряжения на батарее. Так что измерение не совсем точное, но позволяет неплохо оценить состояние банок. Напомню, что мы имеем дело с гаджетом всего за 200 рублей – это дешевле самой батареи.
Обратите особое внимание на полярность, ведь в схеме нет защиты от обратного подключения, а вы знаете чем это закончится…
Данный тестер работает в диапазоне до 15 В. Максимальный ток, создаваемый нагрузкой, не должен превышать 3 А. Счетчик ампер-часов до 9999 Ач.
После подключения аккумулятора схема автоматически определяет его напряжение и «интеллектуально» распознает тип элемента, а затем подбирает параметры. Так что когда подключаем, например, 18650 Li-Ion аккумулятор, заряженный в диапазоне 4,2 – 3,75 В, схема его без проблем распознает и предложит разрядку до 3 В. Если же подключить сильно разряженный элемент, то увидим Error на дисплее. Вот информация об ошибках, с которыми можем столкнуться в процессе тестирования:
- Err1: напряжение батареи выше 15 В
- Err2: напряжение батареи ниже конечного напряжения
- Err3: батарея не может выдержать слишком большой ток нагрузки или разрядки
- Err4: перегрузка по току (ток превышает 3,1 А).
Конечно, после подключения аккумулятора и обнаружения его этим устройством, можно изменить конечный уровень напряжения с помощью кнопок «плюс» и «минус».
Когда желаемый порог конечного напряжения установлен, нажимаем третью кнопку – ОК и начинается проверка/измерение емкости. Результаты поочередно отображаются на дисплее: измеренные ампер-часы, потребляемый ток от элемента, и текущее напряжение элемента.
После завершения измерения, то есть когда напряжение на аккумуляторе упадет до заявленного в начале уровня, прибор прекращает потреблять ток тестируемого объекта. Дисплей же запоминает измеренное значение и начинает быстро мигать, показывая его постоянно.
С этим девайсом протестировали несколько десятков ячеек 18650. Надо признать, что этот гаджет на удивление полезен, несмотря на свои крохотные размеры и отсутствие корпуса.
Кстати, уже есть модуль ZB206, который дополнительно измеряет внутреннее сопротивление ячейки. Но обзор и тестирование его проведем уже в следующий раз…