#第五届立创电子设计大赛#电池充放电容量测试仪

*  1、自己独立设计，会公布最新的原理图、PCB原文件、软件代码、STM32CubeMX配置工程，方面各位直接Copy参考设计。

*  2、工作快10年了每天加班加点的做硬件、软件、WIFI-IOT，大家都说最苦就是工程师尤其是作为研发人员每天操心的事情太多了，大家心里都懂。设计不好导致批量问题最是担惊受怕时候，产线一出现批量的问题担心的要死，睡觉都睡不好，生怕是自己硬件的问题。

3、这就说明设计阶段很重要，曾经包括有时候现在每次有新的项目时候总是网上、qq群、论坛里等等疯狂的找方案，总想有人能带带自己帮忙看看自己的原理图有没有问题，但是实际上呢？有师傅的能有几个人，大都是靠自己一点一点的努力做起来的，这次设计里面我贴出来很多很实用的设计，大多数已经用在实际项目中了，我也会给你们讲解下我的设计思路，当然这只是借助这个立创电子大赛临时设计的1个多月时间吧，毕竟不是量产的产品有缺陷是很正常的，我也尽量会避面的，希望那些大佬们手下留情哈。

4、自己想做个东西很久了，但是总是没时间搞自己的东西，正好借助这次大赛搞个电池容量检测，因为手头有很多的锂电池，然而有的电池容量放久了损失很大，有的容量却是没什么损失的，为了挑出这些好的电池所有设计了这个电池容量测试仪器。

5、测试下电池容量、充电时间等各个参数所有自己设计一套电路板用来测量：已充电电池容量、已放电电池容量、充电时间、放电时间、实时充电电流、实时放电电流、实时电压。

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【请在竞赛阶段填写 ↓】
*  1、描述项目详情
本项目的可以测试1S锂电池已充电电池容量、已放电电池容量、充电时间、放电时间、实时充电电流、实时放电电流、实时电压。
然后就是不可充电电池的放电各个数据
*  2、描述项目所面临的挑战及所解决的问题
这个项目刚开始遇到很多问题，当然都是小问题并一一解决了：
（1）第一个问题就是TP4056的显示问题：TP4056指示灯的问题：

经过测试发现只有最后一个状态不对，此板的现象是绿灯亮，红灯微亮，后来发现是因为后面的电路的问题导致的，

未接电池相当于电池那段并联了几十K的电阻，所以会有这个状况，这个可以无视，我们知道问题就可以了。

（2）遇到的第二个问题就是无法检测放电电流：第一版设计的时候只在充电那个地方放了一个检测电阻，结果导致只能检测充电电流不能检测放电电流，这是一个低级的错误当时没发现见下图：

R6这个电阻只能检测充电时候的电流，我们能发现在充电时候R6左侧是正电压，然而放电时候R6左侧是负电压（这个单片机肯定检测不出来），这个明显的低级错误当时无视了，后来我在放电端穿了一个检测电阻拉线过去才解决这个问题。如下图

对于PCB画图来说我是这么认为的，第一版修修补补能正常工作就可以了，然后第二版本能正常工作不能再有什么飞线之类的了，这是最基本的要求，要不然有些领导会另眼相看的，嘿嘿。
看看下图第二版改的修改的就不会存在飞线了。

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（3）还有就是画图的时候马虎大意结果网络标号搞错了，唉，导致又多了一根飞线，当然第二版肯定要改正的，第二版就不会存在这些问题。

（4）还有个问题就是上面的数码管竟然放反了，焊接的时候才发现，第二版本才改过来下面贴出第二部PCB图片

这3D封装都是自带都，对于我工作这么多年来说，3D封装完全没用，机构给你CAD图后你跟他要了限高什么的字节搞定就好了。

（5）遇到一个很郁闷的问题就是TM1637读取不到按键数值，这很奇怪，然后我用stm8l051写了个程序一下就能读到按键数值，但是换成stm32f030就不行了，很郁闷，搞了1天没搞出来，就不搞了，第二板直接单片机直接读按键了。
关于这个问题在我编写第二版的程序突然发现了原来是我的程序问题：

竟然是这个简单的问题，唉！导致我找了一天没找到问题，但是第二版我已经用单片机读取了，下次注意就好了。

*  3、描述项目硬件、软件部分涉及到的关键点

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硬件方面：
1.涉及的重点就是充放电电流的检测、电压的检测、数码管的显示。第二版增加了电池的升压和电池系统供电功能，看那个KK4开关，往左拨动就是给电池充电，往右拨动就是电池升压给系统供电。

ME2159AM6G提供12V2A的放电还是可以的，已经用在量产产品上面了。
2.另外一个比较关键的就是单片机ADC的VDDA用了REF3030  精度超牛逼0.2%，就是有点贵（批量2.1块这样），嘿嘿

3.还有一个经典的mos驱动电路已经用在我很多的产品中，我感觉是最靠谱的，也分享给大家，大家直接上手就用，见下图：

这个绝对稳定经典，是我从一位老师傅那里学到的，网上也找不到很好的驱动，有的网友搞了光耦隔离+三极管+mos，我觉得对于一般产品来说完全用不到，我这个电路完全胜任，量产十几万的产品中都没见过这个电路出问题过的。
4.接着就是TM1637驱动电路：

这个TM1637可以说用在我3个量产的产品中还算是稳定的，驱动程序也比较简单，我代码里单独列出.C/.H文件，大家直接拷贝过去就能用了，简单明了没有负载的构架，对于初学者来说比较好理解的，当然我是主搞硬件的软件只是兼职，大佬勿喷哈。。

5.单片机也是考虑了很久，发现这款是性价比最好的 STM32F030K6批量才3.6，性能还是很强的。
硬件设计还用了STM32CubeMX，这款软件还是很方面的，对于引脚的排布很是方面，而且还是自动生成软件的初始化，简直是神器。
这是单片机引脚的分配：

软件方面：
1.软件设计还是比较复杂的浪费了好多时间，初始化当然是STM32CubeMX，省下自己n多时间。STM32CubeMX的软件工程也会提供出来，方便大家修改。

2.软件生成后，添加了tm1637驱动的程序，然后开始编程，编了好几天，最好完成一套系统的充电检测，目前只是用了一边的检测。
3.还有的就是AD的检测必须得设置好不然会出现偶然的尖波什么的。
另外整个系统说起来还是挺复杂的，得考虑中间拔掉电池、重新循环开始如何搞。
首先一开始初始化先充满电---》放电---》再充满电---》循环展示。
初始化过程中先把电池充满电然后才正式开始起步测试（期间显示充电电压和充电电流），第二步放电到2.8V（显示已放电时间、放电电流、计算放电maH），第三步再冲电（显示已放的时间、已放电maH、充电电流、已充电maH、已充电时间），第四部循环展示各个阶段的指标（已放电时间、已放电maH、已充电maH、已充电时间）。
在前三部中加入了中途移除电池的检测。
下图是我几星期做的测试数据，说明一致性还是挺好的，勉强能使用。

*  4、项目材料清单展示

项目的材料都是嘉立创能够买得到的，PCB也是嘉立创打样的，bom也上传了，可自由下载。

*  5、项目图片上传

5.1、PCB正反面图片（特地搞个大大的标识）

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下面是焊接好的实物图：

5.2、项目其它图片
上传的文件有


*   6、演示您的项目并录制成视频上传

6.1、视频上传大赛官网
已上传
6.2、B站视频标题和链接
因为力创网站上传大小有限制，所以时间不是很长介绍的不是很完善，我在下面的视频链接里介绍的很详细，有兴趣的小伙伴可以看看哦
第五届立创电子设计大赛：《电池充放电容量测试仪》项目-明明哦

https://www.bilibili.com/video/BV1xy4y1k78f?share_medium=android&share_plat=android&share_source=QQ&share_tag=s_i&timestamp=1600441586&unique_k=V90q3m
第五届立创电子设计大赛：《电池充放电容量测试仪》项目-明明啊

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*  7、是否首次公开发布

是首次借着嘉立创大赛的机会公开发布。

7.1、项目之前是否发表过或获奖，请说明

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首次设计，并未在网上发不过。

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7.2、若项目是在原有基础上优化，请说明优化部分

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首次设计，并发布。

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*  8、开源文档

芯片我的附件BOM都能找到，芯片手册嘉立创都能找到。

*  9、参考文献

没有参考什么文献，都是自己凭借这经验来设计的，要说有的话就是我之前上学学习的模拟电子、数字电子了（简称模电数电）。