En realidad estaba planeando construir uno de estos. Decidí que sería más fácil empezar con un Arduino USB para tener un fácil registro de datos al PC. Me imaginé que usaría un Uno, aunque escribiera el código en AVR C nativo, en lugar de Arduino.
Para ello, se busca un sumidero de corriente constante. Algo que tire de una corriente constante, incluso cuando el voltaje de la batería cae.
Se necesitan dos ADC para medir la tensión. El primero medirá el voltaje real de la batería. Dependiendo de lo preciso que quieras ser, puedes usar la potencia de 5V como referencia del ADC o usar un chip de referencia más preciso. Necesitará algún tipo de derivación para medir la corriente. (Un shunt es una resistencia conocida. Así que midiendo el voltaje a través de él, puedes saber la corriente que fluye a través de él a través de la Ley de Ohm).
Trabajemos hacia atrás desde la batería. Si tenemos un MOSFET de canal N de nivel lógico como controlador y una resistencia precisa en serie con el Drenaje/Fuente. La resistencia funcionará como nuestra derivación de corriente. El + de la batería se conecta a la fuente del MOSFET, luego la resistencia conecta el drenaje a tierra. La batería - también está a tierra. Si tienes una resistencia de 1 Ohm, y mides 1 V a través de ella, sabes que 1 A está fluyendo a través de ella.
(Un MOSFET de nivel lógico es uno que se encenderá con un voltaje de puerta en el rango normal de los chips lógicos, generalmente totalmente encendido antes de +5V. Es útil para conducir cargas más pesadas de la lógica de baja capacidad de corriente).
Bien, ahora tenemos que controlar el MOSFET. Conecta un Op Amp como un seguidor de voltaje, con la entrada + para establecer el voltaje (más sobre esto después) y el - conectando a la unión drenaje/resistencia. La salida del Op Amp va a la puerta del MOSFET. El Op Amp ajustará la puerta del MOSFET, hasta que el voltaje en el drenaje (y a través de la resistencia) cumpla con el voltaje presentado en la entrada + del Op Amp. Esto significa que consumirá una cantidad variable de voltaje para mantener un voltaje constante a través de la resistencia y por lo tanto una corriente constante a través de la resistencia. (Y un consumo de corriente constante de la batería).
Recuerde que el modelo ideal de Op Amp es tal que el voltaje entre + y - es 0V. En la realidad, hay un poco, pero usted será la compensación de esto por lo que no importa a menos que trate de conducir demasiado cerca de la banda.
Así que ahora tenemos un circuito que consumirá una corriente en amperios igual a la tensión en voltios que proporcione al + del Op Amp.
Lo último que necesitamos es medir la tensión y la corriente y generar esa tensión.
Puedes utilizar la salida PWM del micro para generar una tensión analógica. Conectarías una resistencia en serie con el pin y un condensador desde el extremo de la resistencia a tierra. Esta unión alimentará la entrada + del Op Amp.
Ahora tenemos que alimentar el voltaje a través de la resistencia de derivación en una entrada del ADC. Esto leerá la corriente de descarga en amperios si usas una resistencia de 1 ohmio. Usa esto para conducir la salida PWM hasta que estés sacando la corriente deseada de la batería. Puede ser mejor conducir un divisor de voltaje con una resistencia trimmer, para que pueda ajustar el circuito para dar salidas que corresponden a los ciclos de trabajo PWM dado.
La última conexión es una entrada ADC de la propia batería. Si estás usando una batería que está por encima de tu voltaje de alimentación, tendrás que usar un divisor de voltaje para bajarlo a un rango que el ADC pueda manejar. Es posible que necesites un interruptor para tener varios divisores diferentes, según el número de celdas que vayas a conectar.
Una vez que hayas registrado un voltaje tan bajo como la batería debería drenar, pon la salida PWM a tierra y esto apagará el MOSFET y dejará de drenar la batería.
Añade el registro asociado al PC y ya está.
![Rough Sketch of Circuit]()
Asegúrese de obtener un MOSFET de potencia adecuada y una resistencia de derivación. Si estás conduciendo 5A a través de la resistencia de 1 Ohm, necesitarás una resistencia de 5W. Podría ser más fácil poner varias en paralelo para llegar al valor y la potencia deseados. También necesitas un MOSFET con suficiente potencia para absorber la diferencia de voltaje entre la batería y la resistencia a esa corriente. Y necesitarás un buen disipador de calor para que funcione a mayor potencia. El MOSFET y la derivación son las únicas partes del circuito que manejarán grandes corrientes. Todas las demás deberían estar bien.
Con este circuito, puedes utilizarlo para algo más que para probar la batería. Si estás desarrollando una fuente de alimentación y quieres ponerle una carga de 1A para ver cómo se ve el rizado, conéctalo. Mientras no excedas los valores de potencia del MOSFET o de la resistencia y te mantengas dentro de los límites adecuados de las entradas del ADC, funcionará.
