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.
- Питание USB 5V, 400mA.
- Тип аккумуляторов и батарей LIR2032, CR2032 (с ограничениями)
- Количество одновременно проверяемых аккумуляторов: 8 шт
- Индивидуальная двух цветовая индикация статуса у каждого аккумулятора
- Одноцветный светодиод общего состояния.
- Посекундный текстовый лога по каждому аккумулятору.
- Измерители: напряжения и скорости его изменения, времени, ёмкости в мкА/ч.
- Разрядная нагрузка: 250 Ом (~10мА).
- Зарядный ток: 30мА
- 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.
- Первичная дозазрядка, окончание — сигнал #STAT зарядника в Z. Максимум 3 часа.
- Разряд, до 3300 мВ, время: минимум 2 часа, максимум 5 часов.
- 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:
- Время в секундах
- Отладочные статусы зарядника и тд, три группы символов по 8 шт.
- Напряжения на аккумуляторах в милливольтах, точность 30мВ, 8шт
- Прошло времени в тиках (~8 миллионов)
- Напряжение аналогового питания (удобно для проверки и отладки питания)
- 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.
- Ёмкость в мкА/ч (норма от 25 и выше)
- Время в сек., напряжение в мВ начала и напряжение в мВ окончания периода.
- 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.
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.
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:
- быстрый заряд в режиме константного тока;
- 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:
- 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.
- 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.
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.
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.
- 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.
- 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.
- 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 свернутьТипоразмер | ||
---|---|---|
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:
- 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: PKELLМодель: 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 пакетикеС 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