Medidor casero de carga de baterias con un Arduino

Publicado por Loli Diéguez en

En este artículo voy a explicar cómo podemos diseñar y montar un medidor de carga de batería mediante un circuito con Arduino.

Es muy común tener dispositivos eléctricos en casa que usan baterías y en muchas ocasiones no sabemos si están rotas o son las baterías que están agotadas.

Medidor de carga de batería con placa Arduino.

Usaremos Arduino para leer el voltaje suministrado por una batería a través de una entrada analógica. Dependiendo de este voltaje, encenderemos un LED de un color.

Si la batería es nueva, se encenderá un LED verde.Si la batería no es nueva y se ha consumido parte de su energía, encenderemos un LED amarillo. Y finalmente, si la batería está muerta o no suministra suficiente voltaje, encenderemos un LED rojo.

Debemos tener mucho cuidado con el tipo de batería que vamos a medir. Es muy peligroso suministrar más de 5 V a los pines analógicos de Arduino. Si lo que queremos es medir pilas, solo podemos hacerlo con pilas AA, AAA, C y D.

Son las que se utilizan en mandos de televisión, juguetes e incluso para alimentar Arduino.

Cuidado con una batería de 9 V, las cuadradas y de todas las baterías dependiendo del voltaje que suministre.

Como ya he dicho antes, las baterías no deben supera el límite de 5 V. Compruébalo antes de conectar cualquier batería.

Componentes que vamos a utilizar

Los componentes necesarios para realizar este circuito, son los siguientes:

1. Arduino UNO o cualquier placa Arduino

2. Protoboard donde conectaremos los componentes

3. Cables para la conexión entre los componentes y la placa

4. Tres resistencias de 220 Ω

5. Una resistencia de 10 kΩ

6. Un LED rojo de 5 mm

7. Un LED amarillo de 5 mm

8. Un LED verde de 5 mm

Como veis es un circuito muy sencillo. Solo con 3 LED y 4 resistencias, es suficiente para poder construir un medidor de carga de batería con Arduino.

Construir el circuito con Arduino

Ahora procederemos al montaje.En la siguiente imagen podrás observar cómo debes conectar los diferentes componentes.Presta especial atención a las resistencias.

Croquis montaje

Ahora vamos a conectar los componentes: 

Los primeros elementos donde nos centraremos serán los LED.Cada uno está conectado en serie con una resistencia de 220 Ω para alargar su vida útil.

El LED verde está conectado al pin 2, el LED amarillo está conectado al pin 3 y el LED rojo está conectado al pin 4. Es importante recordar esto para la parte de programación. 

Para medir la batería he colocado una resistencia desplegable. Lo que hace este tipo de resistencia es mantener un estado lógico bajo, es decir, a 0 V.

Es importante utilizar este tipo de resistencia, ya que, cuando no tenemos la batería conectada al medidor, tenemos un estado indeterminado en la entrada del pin analógico, lo que hace que oscile y tal vez hasta que se enciendan algunos leds.Puedes intentar eliminar esta resistencia y verás el resultado.

El polo positivo de la batería está conectado a la resistencia de pull-down y a la entrada analógica A0.

Finalmente, el polo negativo de la batería debe estar conectado a la tierra de Arduino.

Colocación de la placa base con los led

Programar el medidor de carga de la batería con Arduino

Ahora es el momento de la parte de programación.

Lo primero que debemos hacer es plantear el problema o el algoritmo que queremos lograr. Una vez lo tengamos claro podemos empezar a programar.

Recuerda que un algoritmo es una secuencia de pasos ordenados que debemos seguir para lograr un objetivo.

En este caso, nuestro objetivo es medir la carga de una batería con Arduino.

Algoritmo

En este apartado te comento los pasos que debes seguir sin escribir una sola línea de código, eso lo haremos más adelante cuando tengamos claro lo que tenemos que hacer.

1. Leer el pin analógico donde hemos conectado la batería

2. Calcula el voltaje por el valor que nos ha dado.

3.Evaluar el voltaje

   3.1 Si es mayor o igual al umbral máximo   

    3.1.1 Encendemos el LED verde   

 3.2 Si es menor que el umbral máximo y mayor que el umbral medio    

    3.2.1 Encendemos el LED amarillo    

 3.3 Si es menor que el umbral medio y mayor que el umbral mínimo      

  3.3.1 Encendemos el LED rojo    

 3.4 En cualquier otro escenario de caso       

  3.4.1 No encendemos ningún LED

 4. Apagamos todos los LED

Ahora analizaremos el algoritmo que vamos a implementar para concluir que el uso de 3 umbrales:

  • Umbral máximo: Indicará que la batería está completamente cargada.
  • Umbral medio: desde este umbral hasta el umbral máximo, la batería se ha usado pero aún tiene energía.
  • Umbral mínimo: Desde este umbral hasta el umbral medio, la batería no suministra suficiente energía.Por debajo de este umbral, interpretamos que no hay batería conectada.

Código final

Código finalCódigo final, ultima parte

 

Como ves es un código sencillo y te permitirá saber el nivel de carga de tus pilas


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