步驟1：操作原理

這整個步驟都是理論上的，因此，如果您只是想使其運行，請?zhí)诫娐飞稀?/p>

電池的容量通常為以毫安小時（mAh）給出。毫安是電流的單位，小時是時間的單位，當我們乘以它們時，我們會得到電荷。我* T = Q。實際上，電池的容量在Q中給出，它們具有的“可用電荷”量，或者實際上，電池在單個放電循環(huán)中可以通過自身的電子數(shù)量。

如果我們有一個恒定的電流，我們可以運行該電流直到電池電壓低于最小電壓，然后乘以電流乘以時間，這樣就可以得到近似的容量（Q = I * T）。這是一種簡單明了的技術，但它只能提供粗略值，但不能提供可靠準確的值。當我們意識到電流不太可能保持恒定，而是從高位開始，然后隨著電池電壓下降而急劇下降時，就會出現(xiàn)此問題。

這個難題的解決方案是使用微積分。如果我們對時間上的電流進行積分，則可以找到確切的容量（Q =∫I dt），因為如果繪制電流與時間的關系圖，曲線下的面積將代表容量（毫安乘小時表示毫安小時）。問題是，我真的不想做“適當?shù)摹奔桑晕蚁胱咭粭l捷徑。我使用了一個稱為Riemann Sum的東西來進行集成的簡單表示。

簡而言之，我們可以查看一個圖并將其分解成一堆細長矩形，計算每個矩形的面積（寬度乘以高度），然后將所有小區(qū)域加在一起。在容量方面，我們使用較短的時間間隔（矩形寬度），然后將每個乘以當前時間（矩形高度），以得出在該時間間隔內(nèi)消耗的少量容量。我們可以總結(jié)所有小容量以找到大容量。

在黎曼和圖中（所有垂直線），有時q有點大，有時它有點小。黎曼和的想法是，正誤差抵消負誤差，并且所有這些都被沖洗得非常接近。

該黎曼求和一直執(zhí)行到電池電壓低于閾值為止，然后停止，這是電池具有的所有可用電荷（不會耗盡電池，超過建議的安全限值）。

現(xiàn)在附帶說明一下，如果我們對電池中包含的總能量感興趣，則需要查看測試中消耗的電功率（這與消耗的電量不同） 。我們肯定可以使用相同的設備對此進行測量，方法是將電壓乘以較小的q，然后將所得的較小的e（間隔能量消耗）與運行中的總E（總電池功率）相加。我決定不在此項目的代碼中執(zhí)行此操作，但是如果您感興趣的話，實現(xiàn)起來并不困難。否則，您可以通過采用mAh額定值并將其乘以標稱電池電壓3.7來大致估算電池的能量。 （例如，如果我們有一個1000mAh的電池，將其乘以3.7v得到3700mWh）

步驟2：電池電阻

兩個負載的主要原因是能夠測量電池電阻。

假設電池是線性電壓源，我需要測量的電池電阻是兩個數(shù)據(jù)點：給定負載的電壓和電流，然后是不同負載的電壓和電流（或多或少電流）。然后我可以看一下電流如何隨著電流的變化而變化，這兩個變化的商給出了電阻。 （記住，一歐姆是每安培一伏）。

歐姆= -ΔV/ΔI

用于測量電池電阻的方法是收集在將單元置于四種可能狀態(tài)中的隨機負載狀態(tài)之后（開/關關/開/關開）之后的許多數(shù)據(jù)點。

在收集了許多電壓和電流數(shù)據(jù)點之后，該程序使用每個數(shù)據(jù)點相對于電壓或電流都不匹配的其他每個數(shù)據(jù)點來計算并記錄電阻。有點像數(shù)學上的握手問題。

基于我的簡短測試，得出的電阻值在同一塊電池中可能相差約10％。所以它不是很好，但它會給你一個粗略的想法。

第3步：電路

此步驟中的圖片顯示了如何組裝單元測試器。本文討論了電路設計中的理論。您可以在此頁面的底部找到一個fritzing文件。

如果您以前閱讀過此說明，則會回想起以前需要將arduino連接到計算機才能讀取數(shù)據(jù)。從測試。這絕對不是理想的，所以當我重建該測試儀時，我添加了一個LCD并詢問為什么我第一次沒有這樣做。您可以在ebay上購買16x2字符LCD，價格約為5美元，包含運費。

實際測試電路包含兩個負載和兩個mosfet開關，以便于測量電池電阻。如果你對單元電阻不感興趣，你當然可以用一個mosfet和負載構建電路（代碼不會介意）。

這個測試電路使用N溝道m(xù)osfet來切換當前。我發(fā)現(xiàn)大功率mosfet的最佳來源是計算機電源（不難發(fā)現(xiàn)：它們位于大散熱器上）。在運行此測試之前，請閱讀mosfet的數(shù)據(jù)表，并確保它們能夠處理的最小電流約為1A，除非您使用較低的電流負載。另外，請確保“柵極-源極閾值電壓”小于5v。這是mosfet打開所需的電壓，我們只能使用arduino給它5v。最后，您可能需要將mosfets放在散熱器上。

我們用于測量電流的方法是使用分流電阻器。我們測量電阻兩側(cè)的電壓以計算電流。歐姆定律表示V = I * R或I = V/R（流經(jīng)電阻的電流為電阻兩端的電壓差除以電阻值）。

并聯(lián)電阻的值應為4左右的任意值。歐姆下降，但對于~1A負載，一個好的經(jīng)驗法則是分流電阻的額定功率應約為電流的四倍，或者最小的《4》電阻。這是為了保持電阻冷卻。正如Domints在評論中指出的那樣，如果電阻變得非常熱，電阻值會改變，并且您的電容讀數(shù)不再準確。

我在此電路中使用的負載是汽車剎車燈泡（我使用兩根燈絲作為兩個負載）。在它與分流電阻之間，在測試期間大約有一個放大器被拉動，這恰好適合我想做的事情。 Peukert效應討論了不同電流負載對電池容量的影響。

請注意：連接A和B需要連接到模擬輸入。如果將它們連接到數(shù)字引腳，則會通過arduino直接短路當前的鋰離子電池。糟糕的時間。

可以在fritzing文件（fzz）中找到原理圖和面包板布局。

步驟4：代碼

在此處下載代碼。

此項目中的代碼會經(jīng)歷10種可能的狀態(tài)，總是在狀態(tài)0復位后開始，在其中測量電池電壓，并且根據(jù)電壓，程序進入三個可能的下一個狀態(tài)之一。

狀態(tài)1 在電壓低于1v時發(fā)生，程序假定電池座為空。它提示輸入新電池，然后重設。一旦電池電壓超過1v，程序進入狀態(tài)2.

狀態(tài)2 當測試儀沒有電池啟動但現(xiàn)在安裝了電池時發(fā)生。程序顯示電池電壓并提示復位。

狀態(tài)3 當程序啟動時，電池電壓在1和最小電壓之間開始測試，在其他情況下話說，一個弱小的細胞。顯示電池電壓以及電池電量不足的建議。

狀態(tài)4 在程序開始且電池電壓足夠高以開始測試時發(fā)生。在此狀態(tài)下，負載開啟直到電壓低于閾值以檢查電阻。

狀態(tài)5 是檢查電阻的狀態(tài)。測量電流和電壓，然后在記錄兩個電壓/電流值后關閉一個 負載，然后重新打開。電阻是根據(jù)不同負載電流的兩個值計算的。

狀態(tài)6 在狀態(tài)5完成電阻檢測后立即發(fā)生，并繼續(xù)運行容量檢查直到電池電壓下降低于最小電池電壓。

狀態(tài)7 在容量檢查完成且電池仍在原位時發(fā)生。它顯示測試結(jié)果和測試時間。

狀態(tài)8 是在測試運行后從測試儀中取出電池時發(fā)生的。容量和阻力仍會顯示，但不會顯示時間。

狀態(tài)9 在插入新單元格時出現(xiàn)。容量仍會顯示，直到重置。

那么，您應該如何編輯此代碼以使其適用于您的特定電路？您需要更改的唯一內(nèi)容是引腳編號和電阻值。它們具有以下常數(shù)：

#define SHUNTRES 0.62

#define VIN A1

#define SHUNT A0

#define GATE1 0

#define GATE2 1

有些人評論過的是一個不準確的參考電壓。如果您的5v引腳測量4.6伏怎么辦？還有一個常數(shù)要注意。用萬用表測量5v參考引腳，然后將該值放在下面的常量中：

#define VOLTREF 4.6

如果您正在通電來自計算機USB端口的arduino，電壓應該在5v（并且不需要檢查它，除非你是可疑類型）。如果您在Arduino的電壓調(diào)節(jié)器（桶形插頭）中使用電源，您可能需要檢查它，但它應該是一致的。如果您使用USB充電器為其供電，則應檢查您將使用的每個不同電壓，因為它們可能會有很大差異。

步驟5：分享您的結(jié)果！

所以，這個項目很好，但是，假設您只是想知道單元的容量而無需構建它。好了，我已經(jīng)啟動了一個電池列表，可以通過顏色和型號進行識別，您可以在這里查看。

如果你已經(jīng)構建了一個容量表，并希望對此列表做出貢獻，請給我發(fā)消息，我會將你添加為編輯。

第6步：把它放在一起并測量

好的，所以一旦你建立了你的電路，把你的代碼拋到了arduino上應該是好的！

在開始測試之前，電池應該充滿電，這樣你才能知道它們的全部容量。連接一個單元，并開始測試，按下你的arduino重置按鈕，或重新啟動arduino。

一旦測試完成，屏幕將顯示“完成”以及時間，電池電阻和容量。

我為測試周期制作了電壓與時間的關系圖，它有一些非常有趣的功能。剛開始時電壓急劇下降，但直到線性電壓下降到3300 mV左右才趨于平穩(wěn)。那時，它開始陡然下降。這表明為什么放電低于2.9v的鋰離子電池真的不會給你帶來更多的可用功率。電池開始變強，然后保持變強……然后就完成了。當然，您需要調(diào)整電壓常數(shù)，并且需要確保不向模擬引腳饋送超過5v的電壓，因為這是它可以讀取的最大值。分壓器是測量高壓應用電壓的一種可能方法（例如，12v鉛酸電池）。到目前為止，我已觀察到有關我的電池的一些信息：它們似乎大部分被制造成大約1000個電池。或2000毫安。我有一個高達3400 mAH，相當一點18650非常令人印象深刻。此外，大多數(shù)配備真正便宜的LED手電筒的電池往往具有可怕的容量。但這并不奇怪。