Про мой LIR2032 и CR2032 тестер, сами батарейки и накопленный опыт / Habr

В этой статье я публикую в свободный доступ мой тестер и измеритель 8шт часовых аккумуляторов-таблеток форм-фактора CR2032. Надеюсь, он пригодится тем, кто делает портативную электронику и различный IoT. В статье я опишу схему моего тестера и расскажу как он работает. Приведу результаты измерения аккумуляторов LIR2032. И проверю восемь CR2032 от разных производителей. Также поделюсь богатым опытом: какие аккумуляторы лучше не брать, а какие — хорошие. Бонусом распишу опасные моменты: и как самому не пострадать и не сжечь дом, как это любит делать Креосан.



Оглавление:

Для чего?
Основные параметры и алгоритм проверки
Индикация и лог работы
Микроконтроллер и как его прошивать
Схема целиком
Схема питания
Схема одного из восьми каналов LIR2032/CR2032
Про зарядку и контроллер заряда
Плата
Результаты аккумуляторов LIR2032
Результаты проверки 8 разных батареек CR2032
Итоги и про качество аккумуляторов
Про технику безопасности
Заключение и ссылка на мой проект на гитхабе


В целях самозанятости и в качестве хобби мы c другом-схемотехником делаем наручные устройства, которые работают в двух режимах: активном и режиме ожидания. В активном режиме требуется красивый, плавный и отзывчивый интерфейс, поэтому потребление в пределах 10-15 мА. В режиме ожидания работают только часики, потребление — единицы микроампер. В устройстве есть синхронизация данных по USB, следовательно, оно должно уметь заряжаться. Поэтому мы применяем перезаряжаемые батарейки таблетки в форм-факторе CR2032, они называются LIR2032.

Устройства продаются в Европу. Эти заказчики более требовательны к качеству, чем отечественные потребители, и поэтому важно чтобы все устройства работали долго и примерно одинаковое время. И самая большая проблема — это контроль качества аккумуляторов. Быстро их не проверить, а объём вырос настолько, что пришлось сделать этот тестер. О чём я и расскажу далее.



  1. Питание USB 5V, 400mA.
  2. Тип аккумуляторов и батарей LIR2032, CR2032 (с ограничениями)
  3. Количество одновременно проверяемых аккумуляторов: 8 шт
  4. Индивидуальная двух цветовая индикация статуса у каждого аккумулятора
  5. Одноцветный светодиод общего состояния.
  6. Посекундный текстовый лога по каждому аккумулятору.
  7. Измерители: напряжения и скорости его изменения, времени, ёмкости в мкА/ч.
  8. Разрядная нагрузка: 250 Ом (~10мА).
  9. Зарядный ток: 30мА
  10. Время цикла проверки: 4-6 часов.

Разница между LIR2032 и CR2032 в том, что CR2032 батарейки, а LIR перезаряжаемые аккумуляторы. И они имеют более высокий рабочий диапазон напряжений, но почти в 10 раз меньшую ёмкость.

CR2032: диапазон напряжений 2000-3300 мВ, ёмкость 200+ мА/ч.
LIR2032: диапазон напряжений 3300-4200 мВ, ёмкость 35 — 45 мА/ч.


  1. Первичная дозазрядка, окончание — сигнал #STAT зарядника в Z. Максимум 3 часа.
  2. Разряд, до 3300 мВ, время: минимум 2 часа, максимум 5 часов.
  3. Финальная полная зарядка, окончание — сигнал #STAT зарядника в Z. Максимум 3 часа.

Аккумулятор считается годным, если все эти лимиты по времени соблюдаются.
Напряжение не должно проседать ниже 3000 мВ или превышать 4300 мВ — т.е. те лимиты, при которых аккумуляторы быстро портятся или считаются негодными.


Индивидуально у каждого держателя батареи:


  • часто мигает зелёным — Первичная дозазрядка
  • часто мигает красным — Разряд
  • медленно мигает зелёным — Финальная зарядка
  • постоянно горит зелёный — Тест окончен, батарея годная
  • постоянно горит красный — Тест окончен, батарея не годная

Общий у USB порта:


  • Светится — проверка в процессе работы, как минимум один тестируется.
  • Погас — проверка окончена, все 8 аккумуляторов проверены.

Выводится в UART. Если впаять CP2103, то его можно считывать, иначе придётся подключать сторонний преобразователь UART в USB.
Устройство запоминает в свободной флеш памяти (около 50кб) параметры всех ранее измеренных аккумуляторов и выдаёт их при каждой перезагрузке.

После перезагрузки и инициализации начинает выдаваться каждую секунду:


  1. Время в секундах
  2. Отладочные статусы зарядника и тд, три группы символов по 8 шт.
  3. Напряжения на аккумуляторах в милливольтах, точность 30мВ, 8шт
  4. Прошло времени в тиках (~8 миллионов)
  5. Напряжение аналогового питания (удобно для проверки и отладки питания)
  6. Скорость изменения питания в микровольтах в сек, 8 шт. точность 5 мкВ/сек.

После того как все аккумуляторы проверены выдаётся измеренные значения по всем аккумуляторам.


  1. Ёмкость в мкА/ч (норма от 25 и выше)
  2. Время в сек., напряжение в мВ начала и напряжение в мВ окончания периода.
  3. Периодов три: первичный заряд, разряд, финальный заряд.

пример:

LIR_1   capacity    40943   uAh
LIR_1   #0 Charge_A 2203    4078    4217
LIR_1   #1 Load_250 9755    4172    3297
LIR_1   #2 Charge_B 6542    3470    4220

Для тестера батареек я выбрал микроконтроллер STM32F100R8 это ARM Cortex M3.
Выбран большой 64-х выводной корпус, т.к. на все 8 каналов не хватало выводов, а делать костыли с расширяемыми GPIO и регистрами не хотелось. МК работает от внутреннего генератора без использования PLL и делителей, т.е. на 8Мгц.

Прошивка сделана в gcc и makefile в среде Eclipse Kepler и плагине CDT.

Настройка не требуется. Достаточно прошить и уже можно использовать.

Можно прошивать внешним UART программатором, для этого на отдельную PLS'ку выведены сигналы RX TX BOOT0 RST и земля.
Можно прошивать моим встроенным USB-UART программатором о котором я рассказывал ранее, но для этого на каждый экземпляр придётся ставить CP2103.


функциональный уровень:


электрическая схема (увеличение по клику):


Две ветки питания на двух линейных стабилизаторах LM1117 с 5 до 3.3В.
Отдельное питание для цифровой и аналоговой части.
С защитой от взаимных помех катушечками — индуктивностями на входе каждого стабилизатора.

ВНИМАНИЕ в плате есть ошибка: забыли установить и развести общий электролит по питанию USB, впаяйте параллельно USB хотя-бы 4000мкФ х 6В. Иначе при включении одного зарядника, сбрасываются остальные из за сильной просадки по питанию.


функциональный уровень:

электрическая схема:

Слева направо:


  • Ключ включения питания контроллера заряда (цепь ON1)
  • Контроллер заряда (микросхема MCP73831T)
  • Вывод статуса зарядки: в процессе заряда=GND или закончен=Z (цепь STAT1)
  • Вертикальный держатель батарейки
  • Делитель напряжения на 2 и датчик напряжения на ОУ (цепь ADC1)
  • Нагрузка 250 Ом, которая включается полевым транзистором (LOAD1)

Заряжать Li-ion аккумуляторы необходимо в двух режимах:


  1. быстрый заряд в режиме константного тока;
  2. далее дозаряд в режиме константного напряжения.
    Для этого использован готовый контроллер заряда который умеет всё это делать — MCP73831T. Он используется как в тестере питания так и в целевом устройстве.

Его характеристика заряда по времени:


Также имеется два дополнительных вывода:


  1. Вывод #STAT — индикация что заряд в процессе, во время зарядки там GND, по окончанию он переходит в высокий импеданс. Обычно к нему подключают катод светодиода.
  2. Вывод #Prog — задаёт ограничение тока, для универсальности и зависит от простой формулы:
    Ireg = 1000V / Rprog;

Четырёхслойная, средние слои: земля и питание, внешние верх и низ — сигнальные.
Зазоры и толщина дорожек по 0.2мм. Все резисторы 0805 рекомендую ставить с 1% точностью.
Увеличение по клику


Вот график заряда и разряда, построен по логам тестера

В течении 64 циклов разряжал и заряжал 8 шт аккумуляторов и построил график того, как меняется средняя ёмкость у 8 аккумуляторов по мере накопления циклов и "износа".


Далее, стало интересно, есть ли зависимость между измеренной ёмкостью и временем заряда или временем разряда. Для этого я взял накопленную статистику с 500+ рабочих и годных аккумуляторов:


Оказалось что да, зависимость есть, но только по времени разряда на нагрузку.
По времени заряда слишком косвенно. А при малых ёмкостях в пределах 25-30мА видно наступает таймаут минимального времени заряда у микросхемы зарядника — образовалась гор. полочка.

Так же заметны две группы батареек: одна — новые фирменные EEMB с ёмкостью 34-40мА/ч, другие — тоже EEMB, но 13-ого года выпуска с ёмкостью 25-30 мА/ч. Вторую группу я случайно нашёл среди своих запасов пока делал статью и решил тоже прогнать и отдать на сборку годные.

Сделал анимацию первых 65 измерений разных аккумуляторов:


верхний график — напряжение в мВ, горизонтальная шкала времени шириной 16000 сек
нижний график — скорость изменения верхнего графика в мкВ/сек.


Сразу предупреждаю, что тестер батареек не предназначен для CR2032. Они рассчитаны под разряд микроамперами и единицами миллиампер, притом и нагрузку менееьше 1 кОма не рекомендуют подключать. Но у меня есть дешевые китайские изделия где это нарушается, например, игрушки для детей и кошек с светодиодами. И я на помню, что именно в таком случае хуже всего себя показали фирменные батарейки, а дешевые ширпотребные хорошо.

При желании, можно выпаять три из четырёх однокилоомных резисторов — для этого в плате нагрузка так и сделана. Или впаять другой вообще резистор побольше, например 10к. Если сообществу интересно, то могу заняться, но результаты будут Очень не скоро.


Результаты сделал в виде таблицы по пороговым срезам, начиная с 2000 мВ до 2900 мВ с шагом в 100 мВ.
Т.е. ёмкость в миллиамер-часах измерена так, если бы они разряжались до 2000 мВ, или 2100 мВ и тд до 2.9 В. Чем выше порог, тем меньше ёмкость.
Единица измерения мА/ч.


Зелёно-красный градиент индивидуален по каждому столбцу и независим от соседних столбцов.

Да, действительно, простые и дешёвые батарейки типа ЭРА, megamag и Трофи, лучше в этой ситуации. Что и подтвердило мой прежний опыт их использования.
Но ещё раз повторю — батарейки не обязаны выдавать такой ток!

Часто батарейки CR2032 крепятся при помощи миниатюрных магнитов, например, в фитнес браслете misfit shine, и поэтому должны уметь хорошо магнитится. И да, действительно все 8 батареек притягиваются магнитом отлично.


Мне лично тестер понравился, очень удобно пользоваться. А цикл в 4 часа хорошо сочетается с личной жизнью — с утра поставил — в обед сменил следующий, после работы ещё раз все 8 шт поменял, и на ночь ещё 8 шт. Много времени не требуют, особенно если по терминалу не подключаться и лог не вести.

Проблема с аккумуляторами была решена.
Мы ранее покупали китайские "ноунейм" аккумуляторы, но они оказались почти 100% браком.
На голову лучше себя повели фирменные от EEMB — у них стабильные параметры и брака 2-3%. А в некоторых палеттах из 50-40 шт ни одной бракованной. Также они отлично переживают долгое хранение в течении 3-4 лет, но процент брака повышается до 10%.

Для сравнения скриншот первых 100 шт, где EEMB а где заказанные на алиэкспрессе думаю наглядно виден будет сразу.


тут три партии: первые 40шт — новые EEMB, вторая — свежий "ноунейм" китай, последние 15 шт — EEMB три года лежали без использования. Заметно что даже немного деградировавшие 15 шт EEMB лучше китайских.



  1. Помните, что при коротком замыкании и батарейки и аккумуляторы ощутимо греются. Да, даже такие маленькие, маломощные и малоёмкие. Особенно, если работаешь с большим количеством, то не самая лучшая идея даже бракованные скидывать в одну кучу. Если Вы конечно не Креосан.
  2. Аккумуляторы плоские, так и хочется их взять стопкой, но даже в разряженном аккумуляторе напряжение 3-4В, а в стопке может достигать опасных 50-70В. Стопкой их складывать нельзя, даже бракованные. Если, конечно, не хотите стать ещё одним доказательством теории Дарвина.
  3. Китайские аккумуляторы часто вспухают и текут неприятной на запах жидкостью, от которой болит голова и чешутся пальцы. Если иметь дело с китайским ширпотребом, то перчатки и хорошо вентилируемое нежилое помещение обязательно.

Я не хотел статью писать, т.к. думал, что раз тема IoT популярна на Хабре, то и про такие батарейки точно есть обзоры, но не нашел.

Кстати, я ищу работу и на данный момент также принимаю разовые заказы на разработку или производство.

Ссылка на проект гитхаба:
https://github.com/Mirn/LIR2032_tester/
Лицензия MIT, используйте на здоровье!
Также я не против поговорить про опыт использования. И помочь советом.

habr.com

Батарейки CR2016, CR2032 и другие

Заказывать батарейки из Китая в большинстве случаев не имеет смысла. Так почему — же они всё-таки были заказаны? Всё очень просто — батарейки нужны были не срочно, про запас, до ближайшего супермаркета где они точно есть — надо ехать, а искать их поблизости в киосках — только время тратить. Оказалось проще зайти на почту и забрать заказ.

Заказал литиевые CR2016 и CR2032 по 5шт
Батарейки пришли разных фирм, стандартно запечатаны в картонный блистер.
Доставка почтой Китая, несмотря на литий. Литиевые аккумуляторы стабильно шлют из Голландии.


Обозревать батарейки — дело неблагодарное ибо сложно рассказать что-то новое или интересное, но всё равно попробую своими словами, сильно не пинайте.
Габаритные размеры батареек CR формата указаны в самом обозначении: первые 2 цифры — диаметр в миллиметрах, вторые 2 цифры — толщина в десятых долях миллиметра.
Разбирать не стал — литий этого не любит, да и нет там ничего интересного (проверено ранее).
По традиции — принципиальные схемы идеального и реального гальванического элемента. Это эквивалентная схема замещения (математическая модель) и реальных резисторов внутри естественно нет, можете ни искать 🙂 Однако, раз они проявляют себя — на таких схемах принято их отображать и учитывать.

Rут — сопротивление утечки саморазряда. Вызывает протекание тока саморазряда, который потихоньку высасывает из неё весь заряд и не позволяет хранить батарейки вечно. Ток саморазряда снижается при снижении температуры, поэтому в холодильнике батарейки дольше хранятся 🙂 Измерить его невозможно, однако можно очень примерно прикинуть исходя из срока годности батарейки с учётом её ёмкости.

Rвн — внутреннее сопротивление, которое и ограничивает максимальный отдаваемый ток. При снижении температуры резко повышается, что ограничивает отдаваемую мощность при работе на морозе. Также внутреннее сопротивление постепенно повышается в процессе разряда из-за снижения проводимости электролита.

Основные параметры батареек:
— Тип: солевые (хлорид цинка), щелочные (щёлочно-марганцевые), литиевые (обычно литий диоксид марганца). Остальные типы используются редко.
— Формат: AA, AAA, 6F22, A27, CR2032, CR123A и множество других.
— Номинальное напряжение в Вольтах: 1,5В 3В 4,5В 9В 12В. Напряжения свыше 3В можно получить только соединяя отдельные элементы последовательно в сборку (например 6F22, A27).
— Ёмкость заряда в Ампер-часах при номинальном токе.
— Номинальный ток разряда в Амперах, при котором достигается заявленная ёмкость заряда. Иногда вместо тока указывают сопротивление нагрузки.
— Максимальный ток разряда в Амперах, при котором батарею можно безопасно длительно разряжать без её разрушения, перегрева, вытекания. Иногда вместо тока указывают минимально-допустимое сопротивление нагрузки.
— Импульсный ток разряда в Амперах, при котором батарею можно разряжать кратковременно (не более нескольких секунд).
— Внутреннее сопротивление в Омах. У батареек указывается довольно редко. Позволяет рассчитать эффективность использования батарейки при заданном токе — это выходит что-то вроде КПД. Чем ниже внутреннее сопротивление батарейки, тем лучше и эффективнее она работает на мощную и импульсную нагрузку.

Проверять ёмкость батареек к сожалению не смог по следующим причинам:
— нет специального оборудования для точного измерения малых емкостей заряда на малых токах
— тестирование занимает очень много времени, например CR2032 пришлось-бы тестировать 22 суток 🙁 Это Вам не аккумуляторы…
Проверять геометрические размеры большого смысла не имеет — они стандартизированы.

Немного подробнее расскажу о внутреннем сопротивлении.
Внутреннее сопротивление батареек и аккумуляторов можно измерять разными способами, однако они являются расчётными либо косвенными

— Измерение сопротивления на переменном токе частотой 1кГц.
В данном случае измеряемое значение эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) равно внутреннему сопротивлению батарейки. Необходим вспомогательный конденсатор для развязки по постоянному току, чтобы постоянное напряжение с батарейки не подавать на измерительный прибор.
Методику измерения примерно нарисовал

Этот способ является самым щадящим для испытуемой батарейки, имеет достаточно высокую точность, но требует применения измерителя иммитанса.

— Расчёт сопротивления по падению напряжения на батарее при нагрузке.
Rбат = (Uн1 — Uн2) * Rн / Uн2
Rн — сопротивление нагрузок Rн1 и Rн2
Uн1 — напряжение батарейки нагруженной Rн1
Uн2 — напряжение батарейки нагруженной Rн1 + Rн2
Для упрощения расчётов, оба нагрузочных резистора выбраны одного номинала, таким образом в начале подключается одна нагрузка, затем удвоенная нагрузка.

Выбирать номинал резисторов надо так, чтобы ток не превышал длительный максимальный-допустимый для конкретной батарейки.
Данный метод более сложный и трудоёмкий, требует наличия вольтметра, резисторов соответствующего номинала и калькулятора.
Измерять напряжения именно на двух разных нагрузках необходимо для того, чтобы избежать сильной нелинейности нагрузочной характеристики на малых токах.
Способ имеет приемлемую точность для любительских измерений.

— Расчёт по току короткого замыкания (КЗ)
Немного варварский, но зато самый простой способ, требует наличия только амперметра, иногда используется для примерной оценки годности батареек, не подходит для мощных литиевых батарей и аккумуляторов, т.к. может привести к выходу их из строя.
Rбат = Uбат / Iкз
Uбат — номинальное напряжение батарейки
Iкз — ток короткого замыкания
Данный метод неточен, т.к ток КЗ быстро снижается во времени из-за медлительности протекания химических процессов.

Примечательно, что все 3 способа измерения дают разные результаты.
Вот и попробую ради эксперимента разобраться что к чему, результаты в последних трёх строчках тестирования каждой батарейки.
Измерения проводил без какой-либо определённой цели, просто ради любопытства.

Используемые приборы и компоненты
Мультиметр Mastech MS8217

Измеритель иммитанса E7-22

Конденсатор LowESR 3300мкФ/6,3В c ESR 0,024Ом

+ Кучка резисторов

Справочные данные дисковых батареек CR брал тут
www.dart.ru/cataloguenew/others/accumulator/html/cr2032.shtml
Итак, приступим…

CR2016
Тип: дисковая литий диоксид марганца 3В


Измеренное начальное напряжение 3,35В
Номинальная ёмкость примерно 0,075Ач при разряде током 0,4мА
Максимальный ток разряда 2мА
Импульсный ток разряда 10мА
ESR = 9,79Ом
При Rн = 3,9кОм, Rвн = 12,9Ом
Ток КЗ около 0,40А. Расчётное R = 7,5 Ом

CR2032
Тип: дисковая литий диоксид марганца 3В


Измеренное начальное напряжение 3,41В
Номинальная ёмкость примерно 0,21Ач при разряде током 0,4мА
Максимальный ток разряда 3мА
Импульсный ток разряда 15мА
ESR = 6,28Ом
При Rн = 3,9кОм, Rвн=8,7Ом
Iкз = 0,55А Rвн = 5,45Ом

Для расширения ассортимента, добавил в тесты другие батарейки, приобретённые в обычном магазине
CR1216
Тип: дисковая литий диоксид марганца 3В


Измеренное начальное напряжение 3,35В
Номинальная ёмкость примерно 0,025Ач при разряде током 0,2мА
Максимальный ток разряда 1мА
Импульсный ток разряда 5мА
ESR = 57Ом
При Rн = 8,2кОм, Rвн=65Ом
Iкз = 0,040А Rвн = 75Ом

AG13
Тип: дисковая щёлочно-марганцевая 1,5В


Измеренное начальное напряжение 1,60В
Номинальная ёмкость примерно 0,11Ач
ESR = 1,48Ом
При Rн = 1кОм, Rвн=2,4Ом
Iкз = 0,75А Rвн = 2Ом
Неожиданно низкое значение внутреннего сопротивления для этой таблетки.

AG3
Тип: дисковая щёлочно-марганцевая 1,5В



Неожиданная неприятность — батарейка протекла и вышла из строя.
Срок годности нигде не был написан, скорее всего она очень долго продавалась.
Измеренное начальное напряжение 1,46В
Номинальная ёмкость примерно 24мАч
ESR = 23Ом
По второму методу не успел измерить — батарейка совсем села
Iкз = 0,04А Rвн = 37Ом

AAA
Тип: цилиндрическая щёлочно-марганцевая 1,5В

Измеренное начальное напряжение 1,61В
Номинальная ёмкость примерно 1000мАч на токе 200мА
ESR = 0,145Ом
При Rн = 10Ом, Rвн=0,19Ом
Iкз = 6,2А Rвн = 0,24Ом

AA
Тип: цилиндрическая щёлочно-марганцевая 1,5В

Измеренное начальное напряжение 1,63В
Номинальная ёмкость примерно 2200мАч на токе 200мА
ammo1.livejournal.com/566368.html
ESR = 0,079Ом
При Rн = 10Ом, Rвн=0,11Ом
Iкз = 8,4А Rвн = 0,18Ом

Итоговых выводов не будет, стоит-ли заказывать батарейки из Китая — решать Вам.

mysku.ru

CR2032 / EEMB

Технические характеристики

показать свернуть

Типоразмер
Тип элемента питания
Химический состав
Номинальное напряжение
Номинальная ёмкость
Контакты
Стандартный ток разряда
Продолжительный ток разряда (макс)
Импульсный ток разряда (макс)
Внутреннее сопротивление
Размер 20×20×3.2 мм
Рабочая температура

Нашли ошибку? Выделите её курсором и нажмите CTRL + ENTER

www.compel.ru

Литиевая батарейка (таблетка) CR2032 (3V) YCDC

Литиевая батарейка (таблетка) CR2032 (3V) YCDC - это элемент питания с высокой мощностью. Данная модель используется в самых различных устройствах с высоким потребление электроэнергии: электронных весах, портативных играх, автомобильных сигнализациях, электронных термометрах, различных датчиках и бортовых микрокомпьютерах. Батарейка CR2032 надежна, не содержит ртути и выполняет свои функции даже при экстремальных температурных условиях от - 100 до +600 градусов Цельсия.

Может применяться в автомобильных ключах-брелоках, портативных весах, игрушках, часах, глюкометрах, калькуляторах, светодиодных фонарях, диктофонах, лазерных указках и в сотнях других электронных продуктов.

Батарейка CR2032 - особенности:

  • Стабильная непрерывная мощность и высокая плотностям энергии
  • Низкий уровень саморазряда (не более 2% в год) и длительный срок хранения (5-10 лет)

Батарейка CR2032 - характеристики:

  • Производитель: YCDC
  • Модель: CR2032 (также может быть известна как DL2032, ECR2032, 5004lc, KCR2032, BR2032, KL2032, SB-T15)
  • Тип батареи: Литий-ионный
  • Напряжение: 3V
  • Размер: Диаметр - 20 мм. / Высота - 3,2 мм.

Комплектация:

  1. Батарейка CR2032 - 1 шт.

Купить в Москве в интернет-магазине «InterPassazh» батарейки CR2032. Низкая цена, высокое качество! Сделать заказ онлайн с доставкой по всей России легко! Добавьте выбранный товар в корзину (нажмите кнопку "В КОРЗИНУ". Появится всплывающее окно - выберите в нем "Оформление заказа" и с регистрацией или без неё оформите заказ, указывая нужные данные для доставки. Или позвоните нам в рабочее время по тел. +7 (495) 142-62-09, +7 (901) 755-99-69 и наши менеджеры оформят заказ с Ваших слов.

Информация, представленная на сайте, носит исключительно справочный характер и не является публичной офертой.

Отказаться от товара и вернуть его в магазин можно в течение 14 дней с момента покупки в случае сохранения товарного вида, в том числе идеального первоначального внешнего вида изделия, сохранения полной комплектации, целостной упаковки, работоспособности и всех потребительских свойств, при условии отсутствия следов эксплуатации товара и его использования, и при наличии документов, подтверждающих факт и условия покупки указанного товара.

interpassazh.ru

Что из себя представляют литиевые АКБ LIR2032 в формфакторе CR2032 (таблетка)

Всем привет. В обзоре небольшое тестирование, замеры и изготовление зарядника для данного типа АКБ.
Всех интересующихся и сопереживающих прошу под кат

Увидел как-то на просторах Али вот эти литиевые таблеточки, решил заказать и проверить, что за они такие.
Тем более цена была более чем приемлемая. На момент покупки лот из 4 шт. стоил подешевле, плюс купон и скидка при покупке через приложение, в итоге купон размазался и на другие товары из корзины, дополнительно скидка из приложения и цена вышла 2,01 за 4 шт. У нас в магазинах обычные, не аккумуляторные батарейки такого формата стоят 1-2 бакса за штуку. У продавца продаж почти не было, реальных отзывов на этот лот тоже. Ладно, думаю, 2 бакса не большие деньги, можно не переживать если не пришлет, заказал. Шла посылка долго, недели не хватило до 2 месяцев с момента оплаты. Трек работал только на территории Китая. В общем я уже и забыл про них, думал не придут.

Характеристики со страницы товара

Название бренда: PKELL
Модель: LIR2032
Тип: Li-ion
Номинальное напряжение: 3.6V
Номинальная емкость: 40 mAh
Размер: 20*3.2mm
Вес: 3 г.

Внешний вид, вес, размеры

Каждая АКБ была в отдельно пакетике

С размерами не обманули


Весят все пределах 2,44 — 2,50 г. До обещанных 3 г. не дотянули

И обычная батарейка

Она немного тяжелее

Напряжение из коробки

Ну мало ли, всякое бывает, решил проверить… Могли прислать и перемаркированные обычные батарейки на 3 В.

Теперь вопрос — чем их заряжать?
На али отыскались и зарядники для них

Цены от 4,5 баксов и выше. На тот момент ниже 5 не видел. В общем, не зная придут ли вообще сами аккумуляторы, а если и придут — не понятно что еще будут из себя представлять. Поэтому решил зарядку не покупать. Да и у меня в наличии было еще несколько плат зарядки со встроенным контроллером разрядки (подробно останавливаться на ней не буду, по ссылке очень хороший обзор на нее)
Если таки получу сами АКБ — то зарядку сделаю из этой платки и держателя батарейки от материнской платы.

У меня они были 2 версий, первая из Гирбеста , отличается от той, что в обзоре зеленым светодиодом вместо синего и МС контроля заряда, на ней нет надписи TPOWER и маркировка 4056ES, в остальном аналогична.
Для зарядки, конечно, хватило бы и более простой версии этой платы, без контроля разряда, но у меня были именно такие и ничто не мешает заряжать литиевые АКБ ими.

Но плату можно использовать с небольшой доработкой. Нужно будет заменить резистор R3 .
Этим резистором устанавливается зарядный ток батареи. Из таблицы в даташите

видно, что при установленном с завода резисторе в 1,2К ток заряда будет 1А.
Что слишком уж для АКБ емкостью 40 мА/ч. Нам нужен ток примерно в 1/2-1/3 от 1С. Но таких мелких значений в таблице нет. Я нашел резистор на 51К, установил его вместо 1,2К и ток заряда составил 15 мА, как раз то что нужно!

Но тут выяснился 1 нюанс, заряд прекращается строго на 4,20В, но не загорается зеленый светодиод, продолжает гореть красный.
Я попробовал уменьшить резистор, при этом увеличивается зарядный ток, светодиод иногда загорается зеленый, иногда все равно нет…
При 22К ток около 30 мА,
При 30К — 22мА, затем падает, на фото уже меньше значение

Окончание заряда

Затем я использовал вторую плату, точно как в обзоре ksiman
Установил туда резистор на 30К, синий светодиод загорается всегда, но на 4,16В.
В общем с резисторами можно еще повозиться, либо оставить так…

Вот так выглядит зарядное в конечном варианте



В любом случае, батарея заряжена, можно проверить емкость.

Замеры емкости

Полноценно провести тест емкости у меня по сути нечем. Опус не умеет разряжать банки током хотя бы 40 мА, не говоря уже про меньшие значения.
Поэтому ничего не оставалось, как найти резистор на 100 Ом, 2 мультиметра (1 — напряжение, 2-ток) и часы. Конечно, таким способом трудно получить точные результаты, но для приблизительной оценки емкости АКБ этого достаточно.

Дополнительная информация

Защита сработала чуть меньше, чем через час. Под нагрузкой в виде резистора 100 Ом ток падал с 40 мА до 30 мА, но это практически 1С. Примерно получается 35 мАч. Под меньшим током думаю заявленные 40 мАч отдаст.
Вывод — АКБ вполне годные и честные.
Единственный нюанс с применением — имейте ввиду, что обычная одноразовая батарейка имеет напряжение 3В, здесь же напряжение снижается с 4,2 В до 3В.

mysku.ru

О внутреннем сопротивлении батареек CR2032 – Армавир, Толстый

Заказывать батарейки из Китая в большинстве случаев не имеет смысла. Так почему — же они всё-таки были заказаны? Всё очень просто — батарейки нужны были не срочно, про запас, до ближайшего супермаркета где они точно есть — надо ехать, а искать их поблизости в киосках — только время тратить. Оказалось проще зайти на почту и забрать заказ.

Заказал литиевые CR2016 и CR2032 по 5шт
Батарейки пришли разных фирм, стандартно запечатаны в картонный блистер.
Доставка почтой Китая, несмотря на литий. Литиевые аккумуляторы стабильно шлют из Голландии.


Обозревать батарейки — дело неблагодарное ибо сложно рассказать что-то новое или интересное, но всё равно попробую своими словами, сильно не пинайте.
Габаритные размеры батареек CR формата указаны в самом обозначении: первые 2 цифры — диаметр в миллиметрах, вторые 2 цифры — толщина в десятых долях миллиметра.
Разбирать не стал — литий этого не любит, да и нет там ничего интересного (проверено ранее).
По традиции — принципиальные схемы идеального и реального гальванического элемента (эквивалентная схема) 🙂

Rут — сопротивление утечки саморазряда. Вызывает протекание тока саморазряда, который потихоньку высасывает из неё весь заряд и не позволяет хранить батарейки вечно. Ток саморазряда снижается при снижении температуры, поэтому в холодильнике батарейки дольше хранятся 🙂 Измерить его невозможно, однако можно очень примерно прикинуть исходя из срока годности батарейки с учётом её ёмкости.Rвн — внутреннее сопротивление, которое и ограничивает максимальный отдаваемый ток. При снижении температуры резко повышается, что ограничивает отдаваемую мощность при работе на морозе. Также внутреннее сопротивление постепенно повышается в процессе разряда из-за снижения проводимости электролита.Основные параметры батареек:
— Тип: солевые (хлорид цинка), щелочные (щёлочно-марганцевые), литиевые (обычно литий диоксид марганца). Остальные типы используются редко.
— Формат: AA, AAA, 6F22, A27, CR2032, CR123A и множество других.
— Номинальное напряжение в Вольтах: 1,5В 3В 4,5В 9В 12В. Напряжения свыше 3В можно получить только соединяя отдельные элементы последовательно в сборку (например 6F22, A27).
— Ёмкость заряда в Ампер-часах при номинальном токе.
— Номинальный ток разряда в Амперах, при котором достигается заявленная ёмкость заряда. Иногда вместо тока указывают сопротивление нагрузки.
— Максимальный ток разряда в Амперах, при котором батарею можно безопасно длительно разряжать без её разрушения, перегрева, вытекания. Иногда вместо тока указывают минимально-допустимое сопротивление нагрузки.
— Импульсный ток разряда в Амперах, при котором батарею можно разряжать кратковременно (не более нескольких секунд).
— Внутреннее сопротивление в Омах. У батареек указывается довольно редко. Позволяет рассчитать эффективность использования батарейки при заданном токе — это выходит что-то вроде КПД. Чем ниже внутреннее сопротивление батарейки, тем лучше и эффективнее она работает на мощную и импульсную нагрузку.Проверять ёмкость батареек к сожалению не смог по следующим причинам:
— нет специального оборудования для точного измерения малых емкостей заряда на малых токах
— тестирование занимает очень много времени, например CR2032 пришлось-бы тестировать 22 суток 🙁 Это Вам не аккумуляторы…
Проверять геометрические размеры большого смысла не имеет — они стандартизированы.Немного подробнее расскажу о внутреннем сопротивлении.
Внутреннее сопротивление батареек и аккумуляторов можно измерять разными способами, однако они являются расчётными либо косвенными

— Измерение сопротивления на переменном токе частотой 1кГц.
В данном случае измеряемое значение эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) равно внутреннему сопротивлению батарейки. Необходим вспомогательный конденсатор для развязки по постоянному току, чтобы постоянное напряжение с батарейки не подавать на измерительный прибор.
Методику измерения примерно нарисовал

Этот способ является самым щадящим для испытуемой батарейки, имеет достаточно высокую точность, но требует применения измерителя иммитанса.

— Расчёт сопротивления по падению напряжения на батарее при нагрузке.
Rбат = (Uн1 — Uн2) * Rн / Uн2
Rн — сопротивление нагрузок Rн1 и Rн2
Uн1 — напряжение батарейки нагруженной Rн1
Uн2 — напряжение батарейки нагруженной Rн1 + Rн2
Для упрощения расчётов, оба нагрузочных резистора выбраны одного номинала, таким образом в начале подключается одна нагрузка, затем удвоенная нагрузка.

Выбирать номинал резисторов надо так, чтобы ток не превышал длительный максимальный-допустимый для конкретной батарейки.
Данный метод более сложный и трудоёмкий, требует наличия вольтметра, резисторов соответствующего номинала и калькулятора.
Измерять напряжения именно на двух разных нагрузках необходимо для того, чтобы избежать сильной нелинейности нагрузочной характеристики на малых токах.
Способ имеет приемлемую точность для любительских измерений.

— Расчёт по току короткого замыкания (КЗ)
Немного варварский, но зато самый простой способ, требует наличия только амперметра, иногда используется для примерной оценки годности батареек, не подходит для мощных литиевых батарей и аккумуляторов, т.к. может привести к выходу их из строя.
Rбат = Uбат / Iкз
Uбат — номинальное напряжение батарейки
Iкз — ток короткого замыкания
Данный метод неточен, т.к ток КЗ быстро снижается во времени из-за медлительности протекания химических процессов.

Примечательно, что все 3 способа измерения дают разные результаты.
Вот и попробую ради эксперимента разобраться что к чему, результаты в последних трёх строчках тестирования каждой батарейки.
Измерения проводил без какой-либо определённой цели, просто ради любопытства.

Используемые приборы и компоненты
Мультиметр Mastech MS8217

Измеритель иммитанса E7-22

Конденсатор LowESR 3300мкФ/6,3В c ESR 0,024Ом

+ Кучка резисторов

Справочные данные дисковых батареек CR брал тут
www.dart.ru/cataloguenew/others/accumulator/html/cr2032.shtml
Итак, приступим…

CR2016
Тип: дисковая литий диоксид марганца 3В


Измеренное начальное напряжение 3,35В
Номинальная ёмкость примерно 0,075Ач при разряде током 0,4мА
Максимальный ток разряда 2мА
Импульсный ток разряда 10мА
ESR = 9,79Ом
При Rн = 3,9кОм, Rвн = 12,9Ом
Ток КЗ около 0,40А. Расчётное R = 7,5 Ом

CR2032
Тип: дисковая литий диоксид марганца 3В


Измеренное начальное напряжение 3,41В
Номинальная ёмкость примерно 0,21Ач при разряде током 0,4мА
Максимальный ток разряда 3мА
Импульсный ток разряда 15мА
ESR = 6,28Ом
При Rн = 3,9кОм, Rвн=8,7Ом
Iкз = 0,55А Rвн = 5,45Ом

Для расширения ассортимента, добавил в тесты другие батарейки, приобретённые в обычном магазине
CR1216
Тип: дисковая литий диоксид марганца 3В


Измеренное начальное напряжение 3,35В
Номинальная ёмкость примерно 0,025Ач при разряде током 0,2мА
Максимальный ток разряда 1мА
Импульсный ток разряда 5мА
ESR = 57Ом
При Rн = 8,2кОм, Rвн=65Ом
Iкз = 0,040А Rвн = 75Ом

AG13
Тип: дисковая щёлочно-марганцевая 1,5В


Измеренное начальное напряжение 1,60В
Номинальная ёмкость примерно 0,11Ач
ESR = 1,48Ом
При Rн = 1кОм, Rвн=2,4Ом
Iкз = 0,75А Rвн = 2Ом
Неожиданно низкое значение внутреннего сопротивления для этой таблетки.

AG3
Тип: дисковая щёлочно-марганцевая 1,5В



Неожиданная неприятность — батарейка протекла и вышла из строя.
Срок годности нигде не был написан, скорее всего она очень долго продавалась.
Измеренное начальное напряжение 1,46В
Номинальная ёмкость примерно 24мАч
ESR = 23Ом
По второму методу не успел измерить — батарейка совсем села
Iкз = 0,04А Rвн = 37Ом

AAA
Тип: цилиндрическая щёлочно-марганцевая 1,5В

Измеренное начальное напряжение 1,61В
Номинальная ёмкость примерно 1000мАч
ESR = 0,145Ом
При Rн = 10Ом, Rвн=0,19Ом
Iкз = 6,2А Rвн = 0,24Ом

AA
Тип: цилиндрическая щёлочно-марганцевая 1,5В

Измеренное начальное напряжение 1,63В
Номинальная ёмкость примерно 2200мАч
ESR = 0,079Ом
При Rн = 10Ом, Rвн=0,11Ом
Iкз = 8,4А Rвн = 0,18Ом

Итоговых выводов не будет, стоит-ли заказывать батарейки из Китая — решать Вам.

sosnovskogo.net

alexxlab

leave a Comment