In acest articol public acces gratuit testerul si contorul meu pentru 8 buc baterii de ceas CR2032 factor de forma. Sper să fie de folos celor care fac electronice portabile și diverse IoT. În articol, voi descrie circuitul testerului meu și vă voi spune cum funcționează. Voi da rezultatele măsurării bateriilor LIR2032. Și voi verifica opt CR2032 de la diferiți producători. De asemenea, voi împărtăși bogatia mea de experiență: care baterii este mai bine să nu luați și care sunt bune. Ca bonus, voi descrie momentele periculoase: și cum să nu te rănești și să nu incendiezi casa, așa cum îi place să facă lui Kreosan.

Pentru ce?

În scopul exercitării pe cont propriu și ca hobby, prietenul meu și designerul de circuite și cu mine realizăm dispozitive de încheietură care funcționează în două moduri: modul activ și modul de așteptare. În modul activ, este necesară o interfață frumoasă, netedă și receptivă, astfel încât consumul este între 10-15 mA. In modul standby functioneaza doar ceasul, consumul este de cativa microamperi. Dispozitivul are sincronizare de date prin USB, prin urmare, trebuie să se poată încărca. Prin urmare, folosim baterii reîncărcabile pentru tablete în factorul de formă CR2032, ele se numesc LIR2032.

Dispozitivele sunt vândute în Europa. Acești clienți sunt mai pretențioși în ceea ce privește calitatea decât consumatorii casnici și, prin urmare, este important ca toate dispozitivele să funcționeze o perioadă lungă de timp și aproximativ în același timp. Și cea mai mare problemă este controlul calității bateriei. Nu există o modalitate rapidă de a le verifica, iar volumul a crescut atât de mult încât a trebuit să facem acest tester. Despre care voi vorbi în continuare.

Parametrii de bază

1. Alimentare USB 5V, 400mA.
2. Tip de baterii și baterii LIR2032, CR2032 (cu restricții)
3. Număr de baterii testate simultan: 8 buc.
4. Indicație individuală de stare în două culori pentru fiecare baterie
5. LED de stare generală într-o singură culoare.
6. Jurnal text al doilea cu secund pentru fiecare baterie.
7. Contoare: tensiune și viteza de schimbare, timp, capacitate în μA/h.
8. Curent de încărcare: 30mA
9. Durata ciclului de testare: 4-6 ore.

Algoritm de verificare

Diferența dintre LIR2032 și CR2032 este că CR2032 funcționează cu baterii și LIR este reîncărcabil. Și au o gamă de tensiune de funcționare mai mare, dar o capacitate de aproape 10 ori mai mică.

CR2032: domeniu de tensiune 2000-3300 mV, capacitate 200+ mAh.
LIR2032: domeniu de tensiune 3300-4200 mV, capacitate 35 - 45 mAh.

1. Reîncărcare primară
2. Descărcare, până la 3300 mV, timp: minim 2 ore, maxim 5 ore.
3. Încărcare completă finală, se încheie - încărcător #STAT semnal în Z. Maxim 3 ore.

Bateria este considerată bună dacă sunt respectate toate aceste limite de timp.
Tensiunea nu trebuie să scadă sub 3000 mV sau să depășească 4300 mV - adică. acele limite la care bateriile se deteriorează rapid sau sunt considerate inutilizabile.

Indicaţie

Individual pentru fiecare suport de baterie:

• luminează rapid verde- Reîncărcare primară
• clipește în roșu frecvent- Descarcare
• verde clipește încet- Taxa finala
• verde aprins constant- Testul s-a terminat, bateria este bună
• constant roșie- Testul s-a terminat, bateria este proasta

Comun pentru portul USB:

• Strălucește- verifica in timpul functionarii, cel putin unul este testat.
• a ieșit- testul este finalizat, toate cele 8 baterii sunt verificate.

Jurnal de lucru

Ieșire către UART. Dacă lipiți CP2103, atunci acesta poate fi citit, altfel va trebui să conectați un convertor UART la USB terță parte.
Dispozitivul reține în memoria flash liberă (aproximativ 50kb) parametrii tuturor bateriilor măsurate anterior și îi afișează de fiecare dată când este repornit.

După repornire și inițializare, în fiecare secundă începe să apară următoarele:

1. Timp în secunde
2. Stare de depanare a încărcătorului etc., trei grupuri de simboluri de 8 buc.
3. Tensiunea bateriei în milivolți, precizie 30mV, 8 buc.
4. Timpul trecut în căpușe (~8 milioane)
5. Tensiune de alimentare analogică (convenient pentru testarea și depanarea sursei de alimentare)
6. Rata de schimbare a puterii în microvolți pe secundă, 8 buc. precizie 5 µV/sec.

După ce toate bateriile au fost verificate, sunt afișate valorile măsurate pentru toate bateriile.

1. Capacitate în μA/h (norma 25 și mai sus)
2. Timp în secunde, tensiune în mV la început și tensiune în mV la sfârșitul perioadei.
3. Există trei perioade: încărcare primară, descărcare, încărcare finală.

Microcontroler și cum să-l flash

Pentru testerul bateriei am ales microcontrolerul STM32F100R8, care este un ARM Cortex M3.
A fost ales un pachet mare cu 64 de pini deoarece... Nu erau suficienți pini pentru toate cele 8 canale și nu am vrut să fac cârje cu GPIO și registre extensibile. MK funcționează de la un oscilator intern fără utilizarea PLL-urilor și divizoarelor, de exemplu. la 8 MHz.

Firmware-ul a fost realizat în gcc și makefile în mediul Eclipse Kepler și plugin-ul CDT.
Nu este necesară configurarea. Doar flash-o și îl poți folosi.

Puteți să-l flash cu un programator UART extern, RX TX BOOT0 RST și semnalele de masă sunt transmise la un PLS separat.
Îl puteți flash cu programatorul meu USB-UART încorporat, dar pentru aceasta va trebui să instalați CP2103 pe fiecare instanță.

Întreaga schemă

nivel functional:

Schema electrica (click pentru a mari):

Schema de putere

Două ramuri de putere pe doi stabilizatori liniari LM1117 de la 5 la 3.3V.
Sursă de alimentare separată pentru părțile digitale și analogice.
Cu protecție împotriva interferențelor reciproce prin bobine - inductori la intrarea fiecărui stabilizator.

ATENTIE exista o eroare in placa: ați uitat să instalați și să distribuiți electrolitul comun la sursa de alimentare USB, lipiți în paralel USB-ul cel puțin 4000 μF x 6V. În caz contrar, atunci când porniți un încărcător, celelalte sunt resetate din cauza unei reduceri puternice de putere.

Diagrama unuia dintre cele opt canale LIR2032/CR2032

nivel functional:


schema electrica:

De la stânga la dreapta:

• Comutator de alimentare al controlerului de încărcare (circuit ON1)
• Controler de încărcare (cip MCP73831T)
• Ieșire stare de încărcare: încărcare în curs = GND sau finalizată = Z (circuit STAT1)
• Suport baterie vertical
• Divizor de tensiune cu 2 și senzor de tensiune pe amplificator operațional (circuit ADC1)
• Sarcină de 250 ohmi, care este pornită de un tranzistor cu efect de câmp (LOAD1)

Despre încărcare și controler de încărcare

Bateriile Li-ion trebuie încărcate în două moduri:

1. încărcare rapidă în modul curent constant;
2. reîncărcare suplimentară în modul de tensiune constantă.
   Pentru aceasta, se folosește un controler de încărcare gata făcut care poate face toate acestea - MCP73831T. Este utilizat atât în ​​testerul de putere, cât și în dispozitivul țintă.

Caracteristicile sale de încărcare în timp:

Există, de asemenea, două ieșiri suplimentare:

1. Ieșirea #STAT este o indicație că încărcarea este în desfășurare, în timpul încărcării există GND, la sfârșit intră în impedanță ridicată. De obicei, catodul LED-ului este conectat la acesta.
2. Ieșire #Prog - setează limita de curent, pentru versatilitate și depinde de o formulă simplă:
   Ireg = 1000V / Rprog;

Plată

Patru straturi, straturi mijlocii: pământ și putere, exterior superior și inferior - semnal.
Golurile și grosimea șinelor sunt de 0,2 mm. Recomand să setați toate rezistențele 0805 cu o precizie de 1%.
Click pentru a mari

Rezultate baterie LIR2032

Iată un grafic al încărcării și descărcării, construit conform jurnalelor de testare

Pe parcursul a 64 de cicluri, am descărcat și încărcat 8 baterii și am construit un grafic al modului în care capacitatea medie a 8 baterii se modifică pe măsură ce ciclurile și „uzura” se acumulează.

S-a dovedit că da, există o dependență, dar numai în ceea ce privește timpul de descărcare la sarcină.
Timpul de încărcare este prea indirect. Și cu capacități mici în intervalul 25-30mA, se poate observa o expirare a timpului minim de încărcare al microcircuitului încărcător - s-a format un munte. raft.

Se remarcă și două grupuri de baterii: unul este un EEMB nou de marcă cu o capacitate de 34-40 mAh, celălalt este tot un EEMB, dar din al 13-lea an de producție cu o capacitate de 25-30 mAh. Am găsit din greșeală al doilea grup printre rechizitele mele în timp ce scriam un articol și am decis să le alung și să le dau pe cele care erau potrivite pentru asamblare.

Am realizat o animație a primelor 65 de măsurători ale diferitelor baterii:

grafic de sus - tensiune în mV, scară orizontală de timp 16000 sec lățime
graficul inferior este rata de schimbare a graficului superior în μV/sec.

Rezultatele testelor pentru 8 baterii CR2032 diferite

Vă avertizez imediat că testerul de baterie nu este destinat CR2032. Sunt proiectate pentru descărcare în microamperi și unități de miliamperi și nu este recomandat să conectați o sarcină mai mică de 1 kOhm. Dar am produse chinezești ieftine unde acest lucru este încălcat, de exemplu, jucării pentru copii și pisici cu LED-uri. Și îmi amintesc că în acest caz bateriile de marcă s-au comportat cel mai rău dintre toate, în timp ce bunurile de larg consum ieftine au avut rezultate bune.

Dacă doriți, puteți elimina trei dintre cele patru rezistențe de un kilo-ohm - în acest scop, sarcina se face în placă. Sau lipiți un alt rezistor mai mare, de exemplu 10k. Dacă comunitatea este interesată, o pot face, dar rezultatele nu vor veni foarte curând.

Rezultatele au fost prezentate sub forma unui tabel în funcție de prag, începând de la 2000 mV la 2900 mV în trepte de 100 mV.
Aceste. Capacitatea în miliamperi-oră este măsurată ca și cum ar fi descărcate la 2000 mV, sau 2100 mV etc. până la 2,9 V. Cu cât pragul este mai mare, cu atât capacitatea este mai mică.
Unitatea de măsură este mAh.

Gradientul verde-roșu este individual pentru fiecare coloană și independent de coloanele învecinate.

Da, într-adevăr, bateriile simple și ieftine precum ERA, megamag și Trophy sunt mai bune în această situație. Ceea ce a confirmat experiența mea anterioară de a le folosi.
Dar repet încă o dată - bateriile nu sunt necesare pentru a produce un astfel de curent!

Bateriile CR2032 sunt adesea atașate folosind magneți miniaturali, de exemplu, în brățara de fitness Misfit Shine și, prin urmare, trebuie să poată magnetiza bine. Și da, într-adevăr, toate cele 8 baterii sunt atrase perfect de magnet.

Rezultate și despre calitatea bateriilor

Personal mi-a plăcut testerul, este foarte comod de utilizat. Și un ciclu de 4 ore merge bine cu viața personală - l-am setat dimineața, l-am schimbat pe următorul la prânz, am schimbat toate cele 8 piese din nou după muncă și alte 8 bucăți noaptea. Nu necesită mult timp, mai ales dacă nu vă conectați prin terminal și nu păstrați un jurnal.

Problema bateriei a fost rezolvată.
Am cumpărat anterior baterii chinezești „fără nume”, dar s-au dovedit a fi aproape 100% defecte.
Cele de marcă de la EEMB s-au comportat mai bine la cap și la umeri - au parametri stabili și o rată a defectelor de 2-3%. Și la niște paleți de 50-40 de bucăți, nici unul nu este defect. De asemenea, supraviețuiesc bine depozitării pe termen lung timp de 3-4 ani, dar rata defectelor crește la 10%.

Spre comparație, o captură de ecran a primelor 100 de piese, unde este EEMB și unde sunt cele comandate pe Aliexpress, cred că se va vedea clar imediat.

Există trei loturi: primele 40 de bucăți sunt EEMB-uri noi, al doilea este un „noname” proaspăt din China, ultimele 15 bucăți sunt EEMB-uri care au stat neutilizate de trei ani. Se observă că până și cele 15 bucăți de EEMB ușor degradate sunt mai bune decât cele chinezești.

Despre măsuri de siguranță

1. Amintiți-vă că în timpul unui scurtcircuit, atât bateriile, cât și acumulatorii se încinge vizibil. Da, chiar și așa mici, de putere redusă și de capacitate redusă. Mai ales dacă lucrați cu un număr mare, atunci nu este cea mai bună idee să le aruncați chiar și pe cele defecte într-o singură grămadă. Doar dacă, desigur, tu Kreosan.
2. Bateriile sunt descărcate, vrei doar să le iei în stivă, dar și într-o baterie descărcată tensiunea este de 3-4V, iar într-o stivă poate ajunge la periculoase 50-70V. Nu le puteți stivui, chiar și pe cele defecte. Dacă, desigur, nu vrei să devii o altă dovadă a teoriei lui Darwin.
3. Bateriile chinezești se umflă adesea și curg un lichid cu miros neplăcut care provoacă dureri de cap și mâncărimi ale degetelor. Dacă aveți de-a face cu bunuri de consum chinezești, atunci mănușile și o zonă nerezidențială bine ventilată sunt o necesitate.

Concluzie și link către proiectul meu pe Github

Nu am vrut să scriu un articol, pentru că... M-am gândit că, din moment ce subiectul IoT este popular pe Habré, cu siguranță există recenzii despre astfel de baterii, dar nu le-am putut găsi.

Apropo, sunt în căutare de muncă și în momentul de față accept și comenzi unice pentru dezvoltare sau producție.

Link către proiectul GitHub:
https://github.com/Mirn/LIR2032_tester/
Licență MIT, folosește-te pentru sănătatea ta!
De asemenea, nu mă deranjează să vorbesc despre experiența utilizatorului. Si ajuta cu sfaturi.

În cele mai multe cazuri, nu are sens să comandați baterii din China. Deci de ce au mai fost comandate? Totul este foarte simplu - nu aveai nevoie urgentă de baterii, dar în rezervă, trebuia să mergi la cel mai apropiat supermarket unde erau cu siguranță disponibile, dar să le cauți în chioșcuri din apropiere a fost doar o pierdere de timp. S-a dovedit a fi mai ușor să mergi la oficiul poștal și să ridici comanda.

Litiu CR2016 și CR2032 comandat câte 5 buc
Bateriile au venit de la diferite companii și au fost sigilate într-un blister de carton ca standard.
Livrare prin China Post, în ciuda litiului. Bateriile cu litiu sunt trimise în mod regulat din Olanda.




Revizuirea bateriilor este o sarcină ingrată, deoarece este dificil să spun ceva nou sau interesant, dar voi încerca oricum cu propriile mele cuvinte, nu mă împinge prea tare.
Dimensiunile totale ale bateriilor în format CR sunt indicate în denumirea în sine: primele 2 cifre sunt diametrul în milimetri, a doua 2 cifre sunt grosimea în zecimi de milimetru.
Nu l-am demontat - litiului nu-i place și nu este nimic interesant acolo (verificat mai devreme).
Conform tradiției - diagrame schematice ale unui element galvanic ideal și real. Acesta este un circuit echivalent echivalent (model matematic) și în mod firesc nu există rezistențe reale în interior, îl puteți căuta :) Cu toate acestea, din moment ce se manifestă, este obișnuit să le afișați și să le luați în considerare pe astfel de circuite.


Ruth - rezistență la scurgeri de auto-descărcare. Determină să curgă un curent de auto-descărcare, care aspiră încet toată încărcarea din acesta și nu permite stocarea bateriilor pentru totdeauna. Curentul de autodescărcare scade pe măsură ce temperatura scade, așa că bateriile se păstrează mai mult timp în frigider :) Este imposibil să-l măsori, dar îl poți estima foarte aproximativ pe baza duratei de valabilitate a bateriei, ținând cont de capacitatea acesteia.

Rin este rezistența internă, care limitează curentul maxim de ieșire. Pe măsură ce temperatura scade, aceasta crește brusc, ceea ce limitează puterea de ieșire atunci când se lucrează pe vreme rece. De asemenea, rezistența internă crește treptat în timpul procesului de descărcare din cauza scăderii conductivității electrolitului.

Parametrii de bază ale bateriei:
- Tip: ser fiziologic (clorură de zinc), alcalin (mangan alcalin), litiu (de obicei dioxid de litiu mangan). Alte tipuri sunt rareori folosite.
- Format: AA, AAA, 6F22, A27, CR2032, CR123A și multe altele.
- Tensiune nominală în Volți: 1.5V 3V 4.5V 9V 12V. Tensiuni peste 3V pot fi obținute numai prin conectarea elementelor individuale în serie într-un ansamblu (de exemplu 6F22, A27).
- Capacitate de încărcare în Amperi-oră la curentul nominal.
- Curentul nominal de descărcare în Amperi la care se atinge capacitatea de încărcare declarată. Uneori, rezistența la sarcină este indicată în loc de curent.
- Curentul maxim de descărcare în amperi la care bateria poate fi descărcată în siguranță pentru o perioadă lungă de timp, fără distrugerea, supraîncălzirea sau scurgerea acesteia. Uneori, în loc de curent, este indicată rezistența de sarcină minimă admisă.
- Curent de descărcare a impulsului în Amperi, la care bateria poate fi descărcată pentru scurt timp (nu mai mult de câteva secunde).
- Rezistenta interna in Ohmi. Bateriile sunt indicate destul de rar. Vă permite să calculați eficiența utilizării unei baterii la un curent dat - aceasta se dovedește a fi ceva de genul eficienței. Cu cât rezistența internă a bateriei este mai mică, cu atât funcționează mai bine și mai eficient pentru sarcini puternice și pulsate.

Din păcate, nu am putut verifica capacitatea bateriei din următoarele motive:
- nu există echipamente speciale pentru măsurarea precisă a capacităților mici de încărcare la curenți mici
- testarea durează mult, de exemplu, CR2032 ar trebui testat timp de 22 de zile: (Acestea nu sunt baterii pentru tine...
Nu are prea mult sens să verificați dimensiunile geometrice - sunt standardizate.

Vă voi spune puțin mai multe despre rezistența internă.
Rezistența internă a bateriilor și acumulatorilor poate fi măsurată în diferite moduri, dar acestea sunt fie calculate, fie indirecte

Măsurarea rezistenței pe curent alternativ cu o frecvență de 1 kHz.
În acest caz, valoarea măsurată a rezistenței în serie echivalentă (ESR) este egală cu rezistența internă a bateriei. Este necesar un condensator auxiliar pentru decuplarea DC, astfel încât tensiunea DC de la baterie să nu fie furnizată dispozitivului de măsurare.
Am desenat aproximativ tehnica de măsurare


Această metodă este cea mai blândă pentru bateria testată, are o precizie destul de ridicată, dar necesită folosirea unui contor de imitență.

Calculul rezistenței pe baza căderii de tensiune pe baterie sub sarcină.
Rbat = (Un1 - Un2) * Rn / Un2
Rн - rezistența la sarcină Rн1 și Rн2
Un1 - tensiunea bateriei încărcate Rн1
Un2 - tensiunea bateriei încărcată Rн1 + Rн2
Pentru a simplifica calculele, ambele rezistențe de sarcină sunt alese să aibă aceeași valoare, astfel încât mai întâi este conectată o sarcină, apoi o sarcină dublă.

Valoarea rezistenței trebuie aleasă astfel încât curentul să nu depășească maximul admisibil pe termen lung pentru o anumită baterie.
Această metodă este mai complexă și consumatoare de timp, necesită un voltmetru, rezistențe de valoare adecvată și un calculator.
Este necesar să se măsoare tensiunile la exact două sarcini diferite pentru a evita neliniaritatea puternică a caracteristicii sarcinii la curenți mici.
Metoda are o precizie acceptabilă pentru măsurători amatori.

Calcul pe baza curentului de scurtcircuit (SC)
Puțin barbară, dar cea mai simplă metodă, necesită doar un ampermetru, este uneori folosită pentru a evalua în general caracterul adecvat al bateriilor, nu este potrivită pentru bateriile puternice cu litiu și bateriile reîncărcabile, deoarece poate duce la eșecul lor.
Rbat = Ubat / Ikz
Ubat - tensiunea nominală a bateriei
Is - curent de scurtcircuit
Această metodă este inexactă, deoarece curentul de scurtcircuit scade rapid în timp din cauza încetinirii proceselor chimice.

Este de remarcat faptul că toate cele 3 metode de măsurare dau rezultate diferite.
Deci, de dragul experimentului, voi încerca să îmi dau seama ce este, rezultatele sunt în ultimele trei rânduri de testare a fiecărei baterii.
Am efectuat măsurătorile fără niciun scop anume, doar de dragul curiozității.

Dispozitive și componente utilizate
Multimetru Mastech MS8217

Imitanmetrul E7-22

Condensator LowESR 3300uF/6.3V cu ESR 0.024Ohm


+ O grămadă de rezistențe

Am aici date de referință pentru bateriile cu disc CR

Deci hai sa incepem...

CR2016






Capacitate nominală de aproximativ 0,075 Ah cu un curent de descărcare de 0,4 mA
Curent maxim de descărcare 2mA
Curent de descărcare în impuls 10mA
ESR = 9,79 ohmi
La Rn = 3,9 kOhm, Rin = 12,9 Ohm
Curentul de scurtcircuit este de aproximativ 0,40 A. R estimat = 7,5 Ohm

CR2032
Tip: Disc Litiu Mangan Dioxid 3B




Tensiune inițială măsurată 3.41V
Capacitate nominală de aproximativ 0,21 Ah cu un curent de descărcare de 0,4 mA
Curent maxim de descărcare 3mA
Curent de descărcare în impuls 15mA
ESR = 6,28 ohmi
La Rn = 3,9 kOhm, Rin = 8,7 Ohm
Ic = 0,55A Rin = 5,45 Ohm

Pentru a extinde gama, am adăugat la teste și alte baterii achiziționate dintr-un magazin obișnuit.
CR1216
Tip: Disc Litiu Mangan Dioxid 3B




Tensiune inițială măsurată 3.35V
Capacitate nominală de aproximativ 0,025 Ah cu un curent de descărcare de 0,2 mA
Curent maxim de descărcare 1mA
Curent de descărcare în impuls 5mA
ESR = 57 Ohm
La Rn = 8,2 kOhm, Rin = 65 Ohm
Ic = 0,040A Rin = 75 Ohm

AG13





Tensiune inițială măsurată 1.60V
Capacitate nominală aproximativ 0,11 Ah
ESR = 1,48 Ohm
La Rn = 1 kOhm, Rin = 2,4 Ohm
Ic = 0,75A Rin = 2 Ohm
Valoare surprinzător de scăzută a rezistenței interne pentru această tabletă.

AG3
Tip: disc alcalin-mangan 1.5V






O pacoste neașteptată - bateria s-a scurs și s-a defectat.
Nu era nicio dată de expirare scrisă nicăieri, cel mai probabil a durat foarte mult până la vânzare.
Tensiune inițială măsurată 1.46V
Capacitate nominală de aproximativ 24 mAh
ESR = 23 ohmi
Nu am avut timp să măsoare folosind a doua metodă - bateria era complet descărcată
Ic = 0,04A Rin = 37 Ohm

AAA



Tensiune inițială măsurată 1.61V
Capacitate nominală de aproximativ 1000 mAh la un curent de 200 mA
ESR = 0,145 Ohm
La Rn = 10 Ohm, R in = 0,19 Ohm
Ic = 6,2A Rin = 0,24 Ohm

A.A.
Tip: alcalin-mangan cilindric 1,5V


Tensiune inițială măsurată 1,63V
Capacitate nominală de aproximativ 2200mAh la un curent de 200mA

Funcționarea multor gadget-uri în miniatură depinde de curentul electric, dar nu puteți instala baterii AA obișnuite în astfel de dispozitive. Pentru a oferi ceasurilor de mână, brelocurilor cu alarmă sau jucăriilor pentru copii cu electricitate constantă de joasă tensiune, în acest caz, „tabletele” de litiu cu cabluri situate pe o suprafață rotunjită sunt cele mai potrivite.

Dacă este necesar să înlocuiți bateria, atunci trebuie să cumpărați același model de baterie sau să selectați un analog care va fi potrivit nu numai ca curent și tensiune, ci și ca dimensiune. Acest articol va descrie principalele caracteristici tehnice ale bateriei CR2032, va discuta diferențele dintre elementele celor mai cunoscute companii și va oferi analogi completi ai acestui produs.

Cuprins

Specificații CR2032

Forma rotunjită este principala diferență între această celulă galvanică și bateriile AA.

Analogii bateriei CR2032

Dacă din anumite motive nu a fost posibil să achiziționați o baterie originală, atunci aceasta poate fi înlocuită cu următorii analogi:

1. DL2032.
2. BR2032.
3. EBR2032.
4. DL2032.
5. 5004LC.
6. SB-T15.
7. Două baterii.

Oricare dintre elementele enumerate vă va permite să înlocuiți CR2032 atât din punct de vedere al tensiunii și, în mod ideal, se va „încadra” în scaunul dispozitivului.

Este posibil să încărcați o baterie CR2032?

Nu este o baterie, așa că utilizarea unui încărcător nu va restabili capacitatea bateriei. În plus, astfel de acțiuni pot duce la un incendiu sau la depresurizarea bateriei ca urmare a unei explozii.

Puteți încerca să restabiliți încărcarea pentru o perioadă folosind diverse metode „folk”, dar nu va dura mult. Având în vedere costul scăzut al produsului, este recomandat să achiziționați un nou CR2032 sau unul dintre analogii acestuia, mai degrabă decât să vă angajați într-o acțiune atât de riscantă.

Producători populari și caracteristicile acestora

Bateria cu litiu CR2032 este produsă de multe companii. Cele mai populare dintre ele sunt:

1. Camelion. Un producător binecunoscut de produse electrice are o rezistență bună la autodescărcare, ceea ce permite mulți ani fără schimbarea bateriei în dispozitivele care sunt rar utilizate.
2. Duracell. Bateriile acestei companii au o rezistență foarte mare și chiar și la dispozitivele care consumă relativ multă energie electrică, sunt semnificativ superioare analogilor lor.
3. Energizant. Particularitatea acestui producător este că tensiunea noii baterii de 3 volți durează mult timp, chiar și în condiții de utilizare zilnică. Datorită acestor calități, bateria este recomandată a fi folosită ca sursă de energie electrică pentru BIOS-ul computerului.
4. Panasonic. Bateria de la o marcă cunoscută este destinată în primul rând utilizării în dispozitive cu consum redus de energie. Ideal pentru ceasuri, încuietori și alarme.
5. Sony. Unul dintre liderii mondiali în rândul producătorilor de tablete. Se caracterizează prin capacitate crescută și rezistență la condiții nefavorabile de funcționare.

Pe lângă mărcile enumerate, puteți cumpăra o baterie bună sub următoarele mărci: GP, Maxell, Renata, Varta, Philips. Ce baterie este mai bună poate fi determinată doar experimental prin instalarea bateriei în dispozitiv.

La ce să cauți la cumpărare

Atunci când alegeți o baterie de tip disc, trebuie să acordați atenție următorilor parametri:

• Dimensiune standard - 20 pe 3,2 mm.
• Tensiune - 3 volți.
• Capacitate - ~210 mAh.
• Ultima dată de lansare.
• Ambalaj sigilat.
• Cel mai mic curent de descărcare.

În primul rând, acordați atenție dimensiunii, altfel elementul nu se va potrivi corect în suportul bateriei. Valoarea tensiunii este, de asemenea, foarte importantă, deoarece dacă această valoare este depășită, dispozitivul electric se poate defecta.

Cu cât capacitatea bateriei este mai mare, cu atât va funcționa mai mult timp, așa că, în ciuda costului ridicat al produselor cu o valoare mare a acestui parametru, merită să cumpărați o astfel de baterie o dată pentru a uita de necesitatea înlocuirii ei pentru o lungă perioadă de timp.

Mai sunt întrebări despre baterie CR2032 sau ai ceva de adaugat? Apoi scrieți-ne despre asta în comentarii, acest lucru va face materialul mai complet și mai precis.

Bateria CR2032 este adesea numită baterie de computer. A primit acest nume datorită utilizării sale frecvente în plăcile de bază. Acest articol va prezenta caracteristici, fotografii, analogi și alte fapte interesante despre această sursă de energie.

Bateriecr2032

În acest moment, această baterie este destul de populară și este folosită în diverse dispozitive. De exemplu, la cântare de podea și multe altele. Radioamatorii îl folosesc în experimentele lor.

Caracteristicile bateriei CR2032

Parametrii acestei surse de alimentare vor fi prezentați mai jos. Dar înainte de a ajunge la ele, în primul rând, să ne dăm seama ce tip de sursă de alimentare este cr2032?

Explicaţie:

C – conform standardului IEC, această literă indică faptul că tableta energetică este turnată prin injecție.

R (Rotund) - acest simbol indică faptul că dispozitivul de stocare curent are o formă rotundă.

Numerele 2032 înseamnă dimensiunea. Acesta va fi discutat mai jos.

Unii oameni se gândesc la subiectul baterie sau baterie cr2032? Ei bine, nu este o baterie și nu poate fi reîncărcată.

Tip electrolit mangan și litiu.

Greutate: 0,006 kg.

Dimensiuni cr2032

Dimensiunile bateriei pot fi văzute din marcajele acesteia. 20 este diametrul în milimetri, iar 32 este înălțimea. Numărul 32 înseamnă 3,2 mm.

Tensiune baterie 2032

Tensiunea bateriei noi este de 3 volți. Astfel, în tensiune se deosebește de multe altele.

Capacitate cr2032

Poza bateriei cr2032

Mai jos este o imagine a cum arată această sursă de energie.

Astfel, parametrii bateriei CR 2032 sunt destul de buni!

baterii analogice cr2032

Nu există multe elemente similare, dar ele există. Mărcile pot prefix numele bateriei cu prima literă a companiei lor.

Lista analogilor:

• BR 2032
• EBR 2032
• DL 2032
• 5004LB,LC
• E-CR2032
• 1420-0356
• 166161600
• EA-2032CEA-2032C
• 418-0088-00
• 234008-001
• 418-0088
• 33F8354
• EA-2032C
• EL2032
• KCR2032
• DL2032B2
• AWI L14
• CR2032-C5
• (EEMB)
• BAT CR2016 BL1 ()

Dacă nu știați cum să înlocuiți bateria cr2032, atunci pur și simplu selectați un analog din lista de mai sus. Dacă vă întrebați dacă este posibil să înlocuiți o baterie 2032 cu o baterie 2025, atunci teoretic da. Dar rețineți că capacitatea și înălțimea acestuia sunt mai mici. Prin urmare, se va așeza mai repede și, în general, se poate slăbi în dispozitivul dvs.

Bateria 2025 și 2032 care este diferența?

Aceste două elemente diferă unul de celălalt în acest fel:

• Grosime.
• Nume.

Bateria 2025 este fabricată cu o înălțime mică de 2,5 mm. În principiu, aceasta este diferența. Uneori ați putea crede că cr2032 și dl2032 sunt dispozitive diferite de stocare a energiei. Dar, de fapt, toată diferența constă doar în producători. Mulți oameni își pun inițialele companiei în față.

Cum se verifică o baterie 2032 cu un multimetru?

Testarea bateriilor 2032 cu acest dispozitiv este destul de ușoară.

Iată ce trebuie să faceți:

1. Porniți multimetrul. Un tester pentru baterii cr2032 poate fi luat DT 830 B sau oricare similar.
2. Mutați comanda în poziția 20 din partea stângă. Sau pentru a măsura tensiunea DC.
3. Luați sondele în mâini și puneți-o pe cea roșie pe polul pozitiv și pe cea neagră pe polul negativ.
4. Dacă după măsurare tensiunea este de 3,0 V, atunci totul este în regulă cu sursa de alimentare.
5. Le puteți verifica și cu LED-uri verzi, galbene și albe. Dacă ard puternic, atunci totul este bine.

Multimetru Multimetru in pozitia 20

Dacă o baterie descărcată de 3v cr2032 are o tensiune mai mică de trei volți, de exemplu, 2,8 sau 2,7, plus LED-ul său se aprinde slab, atunci este mai bine să înlocuiți astfel de surse de energie.

Astfel, acest test va arăta dacă poate fi folosit în viitor sau nu.

Cum se încarcă o baterie cr2032?

După cum am menționat mai sus, această sursă de energie nu este o baterie și, prin urmare, nu este recomandat să o încărcați. Dar meșterii încă încearcă să facă acest lucru și adesea reușesc. Dar poate fi încărcat cr2032?

Cel mai simplu mod de a crește tensiunea este să o încălziți. Modalități prin care se poate face acest lucru:

1. Conectați-vă la încărcătorul telefonului. Principalul lucru este să nu încurci.
2. Folosește o brichetă.
3. Frecați polul negativ pe covor timp de 30 de secunde.
4. Utilizați o sobă electrică ca încălzitor.

Încărcarea bateriilor cr2032 se poate face și folosind un încărcător special. Nu îl poți încărca, dar totuși au lansat un dispozitiv de încărcare! Deși celulele bateriei de acest fel vor fi încărcate complet.

Cr2032 3v se va încărca, dar după ce scoateți bateria, tensiunea va scădea cu o zi înainte de tensiunea la care a fost. Prin urmare, este mai bine să cumpărați unul nou și să nu suferiți.

Circuit de încărcarecr2032

Curentul de încărcare pentru această substanță energetică este de aproximativ 30 de miliamperi.

Cât costă o baterie cr2032?

Prețurile pentru această sursă actuală sunt diferite peste tot. În magazinele online obișnuite, costă între 50 și 100 de ruble per bucată.

Suport baterie CR2032

Priza de fixare arată ca în imaginea de mai jos. Poate fi achiziționat online sau la un magazin de radio din orașul tău.

A face așa ceva cu propriile mâini este destul de problematic.

Cr2032 cu cabluri si fire

O astfel de baterie este de obicei distribuită goală, fără accesorii suplimentare. Dar după cum sa dovedit, kts cr2032w poate fi echipat cu fire, cabluri și conectori.

In acest articol public acces gratuit testerul si contorul meu pentru 8 buc baterii de ceas CR2032 factor de forma. Sper să fie de folos celor care fac electronice portabile și diverse IoT. În articol, voi descrie circuitul testerului meu și vă voi spune cum funcționează. Voi da rezultatele măsurării bateriilor LIR2032. Și voi verifica opt CR2032 de la diferiți producători. De asemenea, voi împărtăși bogatia mea de experiență: care baterii este mai bine să nu luați și care sunt bune. Ca bonus, voi descrie momentele periculoase: și cum să nu te rănești și să nu incendiezi casa, așa cum îi place să facă lui Kreosan.

Pentru ce?

În scopul exercitării pe cont propriu și ca hobby, prietenul meu și designerul de circuite și cu mine realizăm dispozitive de încheietură care funcționează în două moduri: modul activ și modul de așteptare. În modul activ, este necesară o interfață frumoasă, netedă și receptivă, astfel încât consumul este între 10-15 mA. In modul standby functioneaza doar ceasul, consumul este de cativa microamperi. Dispozitivul are sincronizare de date prin USB, prin urmare, trebuie să se poată încărca. Prin urmare, folosim baterii reîncărcabile pentru tablete în factorul de formă CR2032, ele se numesc LIR2032.

Dispozitivele sunt vândute în Europa. Acești clienți sunt mai pretențioși în ceea ce privește calitatea decât consumatorii casnici și, prin urmare, este important ca toate dispozitivele să funcționeze o perioadă lungă de timp și aproximativ în același timp. Și cea mai mare problemă este controlul calității bateriei. Nu există o modalitate rapidă de a le verifica, iar volumul a crescut atât de mult încât a trebuit să facem acest tester. Despre care voi vorbi în continuare.

Parametrii de bază

1. Alimentare USB 5V, 400mA.
2. Tip de baterii și baterii LIR2032, CR2032 (cu restricții)
3. Număr de baterii testate simultan: 8 buc.
4. Indicație individuală de stare în două culori pentru fiecare baterie
5. LED de stare generală într-o singură culoare.
6. Jurnal text al doilea cu secund pentru fiecare baterie.
7. Contoare: tensiune și viteza de schimbare, timp, capacitate în μA/h.
8. Curent de încărcare: 30mA
9. Durata ciclului de testare: 4-6 ore.

Algoritm de verificare

Diferența dintre LIR2032 și CR2032 este că CR2032 funcționează cu baterii și LIR este reîncărcabil. Și au o gamă de tensiune de funcționare mai mare, dar o capacitate de aproape 10 ori mai mică.

CR2032: domeniu de tensiune 2000-3300 mV, capacitate 200+ mAh.
LIR2032: domeniu de tensiune 3300-4200 mV, capacitate 35 - 45 mAh.

1. Reîncărcare primară
2. Descărcare, până la 3300 mV, timp: minim 2 ore, maxim 5 ore.
3. Încărcare completă finală, se încheie - încărcător #STAT semnal în Z. Maxim 3 ore.

Bateria este considerată bună dacă sunt respectate toate aceste limite de timp.
Tensiunea nu trebuie să scadă sub 3000 mV sau să depășească 4300 mV - adică. acele limite la care bateriile se deteriorează rapid sau sunt considerate inutilizabile.

Indicaţie

Individual pentru fiecare suport de baterie:

• luminează rapid verde- Reîncărcare primară
• clipește în roșu frecvent- Descarcare
• verde clipește încet- Taxa finala
• verde aprins constant- Testul s-a terminat, bateria este bună
• constant roșie- Testul s-a terminat, bateria este proasta

Comun pentru portul USB:

• Strălucește- verifica in timpul functionarii, cel putin unul este testat.
• a ieșit- testul este finalizat, toate cele 8 baterii sunt verificate.

Jurnal de lucru

Ieșire către UART. Dacă lipiți CP2103, atunci acesta poate fi citit, altfel va trebui să conectați un convertor UART la USB terță parte.
Dispozitivul reține în memoria flash liberă (aproximativ 50kb) parametrii tuturor bateriilor măsurate anterior și îi afișează de fiecare dată când este repornit.

După repornire și inițializare, în fiecare secundă începe să apară următoarele:

1. Timp în secunde
2. Stare de depanare a încărcătorului etc., trei grupuri de simboluri de 8 buc.
3. Tensiunea bateriei în milivolți, precizie 30mV, 8 buc.
4. Timpul trecut în căpușe (~8 milioane)
5. Tensiune de alimentare analogică (convenient pentru testarea și depanarea sursei de alimentare)
6. Rata de schimbare a puterii în microvolți pe secundă, 8 buc. precizie 5 µV/sec.

După ce toate bateriile au fost verificate, sunt afișate valorile măsurate pentru toate bateriile.

1. Capacitate în μA/h (norma 25 și mai sus)
2. Timp în secunde, tensiune în mV la început și tensiune în mV la sfârșitul perioadei.
3. Există trei perioade: încărcare primară, descărcare, încărcare finală.

Microcontroler și cum să-l flash

Pentru testerul bateriei am ales microcontrolerul STM32F100R8, care este un ARM Cortex M3.
A fost ales un pachet mare cu 64 de pini deoarece... Nu erau suficienți pini pentru toate cele 8 canale și nu am vrut să fac cârje cu GPIO și registre extensibile. MK funcționează de la un oscilator intern fără utilizarea PLL-urilor și divizoarelor, de exemplu. la 8 MHz.

Firmware-ul a fost realizat în gcc și makefile în mediul Eclipse Kepler și plugin-ul CDT.
Nu este necesară configurarea. Doar flash-o și îl poți folosi.

Puteți să-l flash cu un programator UART extern, RX TX BOOT0 RST și semnalele de masă sunt transmise la un PLS separat.
Îl puteți flash cu programatorul meu USB-UART încorporat, despre care am vorbit mai devreme, dar pentru aceasta va trebui să instalați CP2103 pe fiecare instanță.

Întreaga schemă

nivel functional:

Schema electrica (click pentru a mari):

Schema de putere

Două ramuri de putere pe doi stabilizatori liniari LM1117 de la 5 la 3.3V.
Sursă de alimentare separată pentru părțile digitale și analogice.
Cu protecție împotriva interferențelor reciproce prin bobine - inductori la intrarea fiecărui stabilizator.

ATENTIE exista o eroare in placa: ați uitat să instalați și să distribuiți electrolitul comun la sursa de alimentare USB, lipiți în paralel USB-ul cel puțin 4000 μF x 6V. În caz contrar, atunci când porniți un încărcător, celelalte sunt resetate din cauza unei reduceri puternice de putere.

Diagrama unuia dintre cele opt canale LIR2032/CR2032

nivel functional:


schema electrica:

De la stânga la dreapta:

• Comutator de alimentare al controlerului de încărcare (circuit ON1)
• Controler de încărcare (cip MCP73831T)
• Ieșire stare de încărcare: încărcare în curs = GND sau finalizată = Z (circuit STAT1)
• Suport baterie vertical
• Divizor de tensiune cu 2 și senzor de tensiune pe amplificator operațional (circuit ADC1)
• Sarcină de 250 ohmi, care este pornită de un tranzistor cu efect de câmp (LOAD1)

Despre încărcare și controler de încărcare

Bateriile Li-ion trebuie încărcate în două moduri:

1. încărcare rapidă în modul curent constant;
2. reîncărcare suplimentară în modul de tensiune constantă.
   Pentru aceasta, se folosește un controler de încărcare gata făcut care poate face toate acestea - MCP73831T. Este utilizat atât în ​​testerul de putere, cât și în dispozitivul țintă.

Caracteristicile sale de încărcare în timp:

Există, de asemenea, două ieșiri suplimentare:

1. Ieșirea #STAT este o indicație că încărcarea este în desfășurare, în timpul încărcării există GND, la sfârșit intră în impedanță ridicată. De obicei, catodul LED-ului este conectat la acesta.
2. Ieșire #Prog - setează limita de curent, pentru versatilitate și depinde de o formulă simplă:
   Ireg = 1000V / Rprog;

Plată

Patru straturi, straturi mijlocii: pământ și putere, exterior superior și inferior - semnal.
Golurile și grosimea șinelor sunt de 0,2 mm. Recomand să setați toate rezistențele 0805 cu o precizie de 1%.
Click pentru a mari

Rezultate baterie LIR2032

Iată un grafic al încărcării și descărcării, construit conform jurnalelor de testare

Pe parcursul a 64 de cicluri, am descărcat și încărcat 8 baterii și am construit un grafic al modului în care capacitatea medie a 8 baterii se modifică pe măsură ce ciclurile și „uzura” se acumulează.

S-a dovedit că da, există o dependență, dar numai în ceea ce privește timpul de descărcare la sarcină.
Timpul de încărcare este prea indirect. Și cu capacități mici în intervalul 25-30mA, se poate observa o expirare a timpului minim de încărcare al microcircuitului încărcător - s-a format un munte. raft.

Se remarcă și două grupuri de baterii: unul este un EEMB nou de marcă cu o capacitate de 34-40 mAh, celălalt este tot un EEMB, dar din al 13-lea an de producție cu o capacitate de 25-30 mAh. Am găsit din greșeală al doilea grup printre rechizitele mele în timp ce scriam un articol și am decis să le alung și să le dau pe cele care erau potrivite pentru asamblare.

Am realizat o animație a primelor 65 de măsurători ale diferitelor baterii:

grafic de sus - tensiune în mV, scară orizontală de timp 16000 sec lățime
graficul inferior este rata de schimbare a graficului superior în μV/sec.

Rezultatele testelor pentru 8 baterii CR2032 diferite

Vă avertizez imediat că testerul de baterie nu este destinat CR2032. Sunt proiectate pentru descărcare în microamperi și unități de miliamperi și nu este recomandat să conectați o sarcină mai mică de 1 kOhm. Dar am produse chinezești ieftine unde acest lucru este încălcat, de exemplu, jucării pentru copii și pisici cu LED-uri. Și îmi amintesc că în acest caz bateriile de marcă s-au comportat cel mai rău dintre toate, în timp ce bunurile de larg consum ieftine au avut rezultate bune.

Dacă doriți, puteți elimina trei dintre cele patru rezistențe de un kilo-ohm - în acest scop, sarcina se face în placă. Sau lipiți un alt rezistor mai mare, de exemplu 10k. Dacă comunitatea este interesată, o pot face, dar rezultatele nu vor veni foarte curând.

Rezultatele au fost prezentate sub forma unui tabel în funcție de prag, începând de la 2000 mV la 2900 mV în trepte de 100 mV.
Aceste. Capacitatea în miliamperi-oră este măsurată ca și cum ar fi descărcate la 2000 mV, sau 2100 mV etc. până la 2,9 V. Cu cât pragul este mai mare, cu atât capacitatea este mai mică.
Unitatea de măsură este mAh.

Gradientul verde-roșu este individual pentru fiecare coloană și independent de coloanele învecinate.

Da, într-adevăr, bateriile simple și ieftine precum ERA, megamag și Trophy sunt mai bune în această situație. Ceea ce a confirmat experiența mea anterioară de a le folosi.
Dar repet încă o dată - bateriile nu sunt necesare pentru a produce un astfel de curent!

Bateriile CR2032 sunt adesea atașate folosind magneți miniaturali, de exemplu, în brățara de fitness Misfit Shine și, prin urmare, trebuie să poată magnetiza bine. Și da, într-adevăr, toate cele 8 baterii sunt atrase perfect de magnet.

Rezultate și despre calitatea bateriilor

Personal mi-a plăcut testerul, este foarte comod de utilizat. Și un ciclu de 4 ore merge bine cu viața personală - l-am setat dimineața, l-am schimbat pe următorul la prânz, am schimbat toate cele 8 piese din nou după muncă și alte 8 bucăți noaptea. Nu necesită mult timp, mai ales dacă nu vă conectați prin terminal și nu păstrați un jurnal.

Problema bateriei a fost rezolvată.
Am cumpărat anterior baterii chinezești „fără nume”, dar s-au dovedit a fi aproape 100% defecte.
Cele de marcă de la EEMB s-au comportat mai bine la cap și la umeri - au parametri stabili și o rată a defectelor de 2-3%. Și la niște paleți de 50-40 de bucăți, nici unul nu este defect. De asemenea, supraviețuiesc bine depozitării pe termen lung timp de 3-4 ani, dar rata defectelor crește la 10%.

Spre comparație, o captură de ecran a primelor 100 de piese, unde este EEMB și unde sunt cele comandate pe Aliexpress, cred că se va vedea clar imediat.

Există trei loturi: primele 40 de bucăți sunt EEMB-uri noi, al doilea este un „noname” proaspăt din China, ultimele 15 bucăți sunt EEMB-uri care au stat neutilizate de trei ani. Se observă că până și cele 15 bucăți de EEMB ușor degradate sunt mai bune decât cele chinezești.

Despre măsuri de siguranță

1. Amintiți-vă că în timpul unui scurtcircuit, atât bateriile, cât și acumulatorii se încinge vizibil. Da, chiar și așa mici, de putere redusă și de capacitate redusă. Mai ales dacă lucrați cu un număr mare, atunci nu este cea mai bună idee să le aruncați chiar și pe cele defecte într-o singură grămadă. Doar dacă, desigur, tu Kreosan.
2. Bateriile sunt descărcate, vrei doar să le iei în stivă, dar și într-o baterie descărcată tensiunea este de 3-4V, iar într-o stivă poate ajunge la periculoase 50-70V. Nu le puteți stivui, chiar și pe cele defecte. Dacă, desigur, nu vrei să devii o altă dovadă a teoriei lui Darwin.
3. Bateriile chinezești se umflă adesea și curg un lichid cu miros neplăcut care provoacă dureri de cap și mâncărimi ale degetelor. Dacă aveți de-a face cu bunuri de consum chinezești, atunci mănușile și o zonă nerezidențială bine ventilată sunt o necesitate.

Concluzie și link către proiectul meu pe Github

Nu am vrut să scriu un articol, pentru că... M-am gândit că, din moment ce subiectul IoT este popular pe Habré, cu siguranță există recenzii despre astfel de baterii, dar nu le-am putut găsi.

Apropo, sunt în căutare de muncă și în momentul de față accept și comenzi unice pentru dezvoltare sau producție.

Link către proiectul GitHub:
https://github.com/Mirn/LIR2032_tester/
Licență MIT, folosește-te pentru sănătatea ta!
De asemenea, nu mă deranjează să vorbesc despre experiența utilizatorului. Si ajuta cu sfaturi.