Tester obciążeniowy AKU-DOK

Każdy, kto pracuje z akumulatorami – czy to w warsztacie, instalacji PV czy motoryzacji – zna ten problem:

Akumulator „na oko” jest dobry…
a w praktyce zawodzi dokładnie wtedy, kiedy nie powinien.

Standardowe metody często zawodzą. Popularne testery Rw/CCA to jedna z wielu metod diagnostyki akumulatora i niestety obarczona dużym błędem, tym bardziej jak pomiary nie są wykonywane w sposób prawidłowy. Pomiar pojemnosci jest czasochłonny a i tak wyniki często nie przekładają się na ocenę zdolnosci rozruchowej. Każdy doświadczony uzytkownik wie że najbardziej miarodajne wyniki dają testy obciążeniowe – np. opornicą – jednak jest to bardzo prymitywne urządzenie i wynik nie zawsze jest poprawnie interpretowany.

AKU-DOK powstał dokładnie po to, żeby:

• mierzyć, a nie zgadywać
• logować, a nie tylko pokazywać
• pozwolić analizować dane, a nie ufać algorytmowi producenta

AKU-DOK nie jest „laboratoryjnym kombajnem”, to świadomie zaprojektowane urządzenie warsztatowe.

Główne komponenty:

🔹 Mikrokontroler (Arduino Mega)
Steruje całym procesem testu, logowaniem i interfejsem.

🔹 Czujnik INA226
Precyzyjny pomiar:

• napięcia
• prądu
• mocy
• możliwość kalibracji pod rzeczywisty układ

🔹 Elektroniczne obciążenia (KP184)

• sterowanie cyfrowe (Modbus RTU)
• możliwość dynamicznego rozkładu prądu

🔹 Wyświetlacz LCD 16×2 (I2C)
Minimalistyczny, ale maksymalnie informacyjny.

🔹 Karta SD
Każdy test zapisany jako:

• pełny log CSV
• dane do analizy w Excelu

🔹 Interfejs użytkownika

• 4 przyciski
• sygnały dźwiękowe (buzzer)
• zero zbędnej komplikacji

Jak działa AKU-DOK

Trzy tryby pracy – trzy różne spojrzenia na akumulator

---

1. Test obciążeniowy (SEL1) – diagnostyka w praktyce

To najważniejszy tryb – i główny powód powstania urządzenia. Analizując sposób działania testerów Rw i ich niskiej skuteczności, zacząłem analizować odpowiedź akumulatora na różne obciążenia obliczając w ten sposób rezystancję dynamiczą a ponieważ ta zmienia się w czasie, wyznaczyłem czas trwania oraz wielkośc obciążenia poszczególnych etapów.

Jak wygląda test:

1. Spoczynek (WAIT)
   Pomiar napięcia początkowego (U0)
2. Obciążenie 0.5C (LOAD1)
   Stabilizacja i pierwsza reakcja akumulatora
3. Obciążenie 1C (LOAD2)
   Realny test wydajności
4. Regeneracja (RECOVERY)
   Obserwacja powrotu napięcia

Całość powtarzana 3 razy – dla eliminacji przypadkowych błędów oraz ściągnięcia napięcia powierzchniowego

Co mierzy urządzenie

AKU-DOK nie pokazuje „wyniku” – tylko dane, które mają sens:

• napięcie spoczynkowe (U0)
• minimalne napięcie pod obciążeniem (Umin)
• napięcie po zaniku obciążenia (Ureg)
• spadki napięcia (dV_drop, dV_reg)
• rezystancję dynamiczną (Rd)
• estymację prądu rozruchowego (CCA)

Własny algorytm SOH – zamiast zgadywania

Największa różnica względem gotowych testerów to fakt że AKU-DOK nie używa „magicznych” algorytmów – tylko jawny model oparty na ogromnej bazie referencyjnej – setek testów na akumulatorach o różnych pojemnosciach, wykonanych w różnych technologiach oraz różnym stopniu zużycia:

🔹 SOH_START

Ocena zdolności rozruchowej

🔹 SOH_CHEM

Stan chemiczny akumulatora

🔹 SOH_TOTAL

Finalny wynik:

SOH = 0.6 × START + 0.4 × CHEM + bonus za napięcie

Dzięki temu:

• akumulator może mieć dobrą pojemność
• ale słabą zdolność rozruchową
• i wynik to pokaże

2. Test pojemności (SEL2)

Tryb dla dokładnego pomiaru:

• rozładowanie kontrolowanym prądem (~0.5C)
• integracja prądu → rzeczywista pojemność (Ah)

Dodatkowo:

• przeliczenie na C20 (model Peukerta)
• wyliczenie sprawności %

Automatyczne zabezpieczenie:

• stop przy 10.5 V

Pomiar pojemności przy obciążeniu 0,5C nie tylko przyśpiesza czas trwania testu ale pozwala zaobserwować pracę akumulatora pod zdecydowanie większym obciążeniem niż C20. W szczególności akumulatory rozruchowe, rzadko mają okazję pracować przy tak niskich obciążeniach jak C20 i dlatego wynik jest bardziej miarodajny.

3. Logger energii (SEL3)

Najprostszy, ale bardzo praktyczny tryb:

• pomiar Ah
• pomiar Wh

Idealny do:

• testów instalacji
• sprawdzania realnej energii
• eksperymentów

Inteligentne sterowanie obciążeniem

Jedna z najbardziej niedocenianych funkcji to dynamiczy rozdział obciążenia w zależności od ilości podłączonych elektronicznych obciążeń. AKU-DOK może współpracować z trzema elektronicznymi obciążeniami jednocześnie, co daje moc maksymalną na poziomie 1200W oraz realny prąd obciążenia do 90A w przypadku akumulatorów 12V.

Co to daje?

• równomierne obciążenie wielu urządzeń
• brak przeciążenia jednego modułu
• maksymalne wykorzystanie sprzętu

Działa jak:

• „wyrównywanie poziomu wody”
• z uwzględnieniem limitów każdego urządzenia

Wyniki

Wyniki testu każdorazowo są wyświetlane na ekranie urządzenia po jego zakończeniu, jednak dzięki opcji logowania na kartę SD z dużą częstotliwością, cały przebieg można przeanalizować w dowolnym arkuszu kalkulacyjnym.

Dzięki temu otrzymujemy informacje nie tyle ile, ale jak szybko akumulator „przysiada” pod obciążeniem oraz jak wygląda proces jego regeneracji.