Carregador Inteligente Avançado de Baterias com Multiplexação e Display Digital

Componentes e Materiais

• Arduino UNO – 1 unidade
• Shield Proto para Arduino – 1 unidade
• MCP3008 (ADC 8 canais, 10-bit, SPI) – 1 unidade
• Módulo Relé 5V (2 canais, optoacoplado) – 3 unidades (total 6 canais)
• Módulo Buck LM2596 (3A, ajustável) – 1 unidade (alimentação do carregador)
• Sensor Ultrassónico HC-SR04 – 1 unidade (detecção de presença para ligar display)
• Display LCD 16x2 I2C (YWRobot LCM1602 IIC V1) – 1 unidade
• Resistores 1 kΩ (12 un.) – divisores de tensão para MCP3008
• Bloco de terminais 6 posições – conexão das baterias
• Fonte de alimentação 12V/5A (para o buck e relés)

Ferramentas

• Ferro de soldar, estanho, multímetro

Sobre o Projeto

Sistema para manter até 6 baterias de 12V (carro, barco, gerador, etc.) em carga de manutenção durante o inverno, usando um único carregador inteligente comutado automaticamente entre baterias. O Arduino monitoriza tensões, controla relés e gere ciclos de carga.

Funcionamento

1. Bateria 1 (obrigatória): Ligação fixa ao pino 1 do bloco de terminais. Alimenta o Arduino (via buck LM2596 → 5V) e serve de referência.
2. Baterias 2–6: Ligadas em qualquer ordem nos terminais 2–6. Detetadas automaticamente por tensão > 8V.
3. Ciclo de carga: Cada bateria ativa recebe 1 hora de carga (configurável) antes de comutar para a seguinte.
4. Monitorização: MCP3008 lê 6 divisores de tensão (2×1kΩ = 1/11 da tensão da bateria). Arduino calcula tensão real.
5. Display LCD: Mostra tensões das baterias 1–4 (linha 1: bat 1,2 | linha 2: bat 3,4). Alterna para baterias 5,6 + tensões internas (5V, 3.3V) a cada poucos segundos.
6. Economia de display: HC-SR04 desliga backlight após 100s sem movimento. Passar a mão (<80 cm) reativa por 100s.
7. Modo teste rápido: Manter mão sobre HC-SR04 por alguns segundos → pisca backlight → relés comutam a cada poucos segundos para verificação. Repetir para voltar ao normal.

Funções Principais do Código

• read_show_volts() – Lê ADC, atualiza LCD, deteta baterias conectadas (> min_volts), atualiza array de relés ativos.
• checkRelays() – Timer: quando charge_time_counter >= charge_time_max, avança para próximo relé ativo.
• update_display() – Alterna vistas no LCD.
• read_distance() – HC-SR04: liga/desliga backlight por proximidade.

Parâmetros Ajustáveis (no código)

• chargeTime – Tempo por bateria (default 1h = 3.600.000 ms).
• min_volts – Limiar de deteção (default 1V no ADC ≈ 11V real).
• time_on_count – Segundos de backlight ligado (default 100).
• volts_update – Intervalo de leitura ADC (default 500 ms).

Código Completo

Disponível no projeto original (arquivo BatteryMultiplexer.ino). Usa bibliotecas Wire, LiquidCrystal_I2C, timer, HCSR04.

Esquema Elétrico

Ver secção Schematics: divisor de tensão 1k/1k por canal → MCP3008 (SPI: pinos 10,11,12,13) → Arduino. Relés nos pinos 3,4,5,6 (ativos em LOW). HC-SR04 nos pinos 11 (trig), 12 (echo). LCD I2C no endereço 0x27 (pinos A4/A5).