步驟1：操作原理

這整個步驟都是理論上的，因此，如果您只是想使其運行，請跳到電路上。

電池的容量通常為以毫安小時（mAh）給出。毫安是電流的單位，小時是時間的單位，當我們乘以它們時，我們會得到電荷。我* T = Q。實際上，電池的容量在Q中給出，它們具有的“可用電荷”量，或者實際上，電池在單個放電循環中可以通過自身的電子數量。

如果我們有一個恒定的電流，我們可以運行該電流直到電池電壓低于最小電壓，然后乘以電流乘以時間，這樣就可以得到近似的容量（Q = I * T）。這是一種簡單明了的技術，但它只能提供粗略值，但不能提供可靠準確的值。當我們意識到電流不太可能保持恒定，而是從高位開始，然后隨著電池電壓下降而急劇下降時，就會出現此問題。

這個難題的解決方案是使用微積分。如果我們對時間上的電流進行積分，則可以找到確切的容量（Q =∫I dt），因為如果繪制電流與時間的關系圖，曲線下的面積將代表容量（毫安乘小時表示毫安小時）。問題是，我真的不想做“適當的”集成，所以我想走一條捷徑。我使用了一個稱為Riemann Sum的東西來進行集成的簡單表示。

簡而言之，我們可以查看一個圖并將其分解成一堆細長矩形，計算每個矩形的面積（寬度乘以高度），然后將所有小區域加在一起。在容量方面，我們使用較短的時間間隔（矩形寬度），然后將每個乘以當前時間（矩形高度），以得出在該時間間隔內消耗的少量容量。我們可以總結所有小容量以找到大容量。

在黎曼和圖中（所有垂直線），有時q有點大，有時它有點小。黎曼和的想法是，正誤差抵消負誤差，并且所有這些都被沖洗得非常接近。

該黎曼求和一直執行到電池電壓低于閾值為止，然后停止，這是電池具有的所有可用電荷（不會耗盡電池，超過建議的安全限值）。

現在附帶說明一下，如果我們對電池中包含的總能量感興趣，則需要查看測試中消耗的電功率（這與消耗的電量不同） 。我們肯定可以使用相同的設備對此進行測量，方法是將電壓乘以較小的q，然后將所得的較小的e（間隔能量消耗）與運行中的總E（總電池功率）相加。我決定不在此項目的代碼中執行此操作，但是如果您感興趣的話，實現起來并不困難。否則，您可以通過采用mAh額定值并將其乘以標稱電池電壓3.7來大致估算電池的能量。 （例如，如果我們有一個1000mAh的電池，將其乘以3.7v得到3700mWh）

步驟2：電池電阻

兩個負載的主要原因是能夠測量電池電阻。

假設電池是線性電壓源，我需要測量的電池電阻是兩個數據點：給定負載的電壓和電流，然后是不同負載的電壓和電流（或多或少電流）。然后我可以看一下電流如何隨著電流的變化而變化，這兩個變化的商給出了電阻。 （記住，一歐姆是每安培一伏）。

歐姆= -ΔV/ΔI

用于測量電池電阻的方法是收集在將單元置于四種可能狀態中的隨機負載狀態之后（開/關關/開/關開）之后的許多數據點。

在收集了許多電壓和電流數據點之后，該程序使用每個數據點相對于電壓或電流都不匹配的其他每個數據點來計算并記錄電阻。有點像數學上的握手問題。

基于我的簡短測試，得出的電阻值在同一塊電池中可能相差約10％。所以它不是很好，但它會給你一個粗略的想法。

第3步：電路

此步驟中的圖片顯示了如何組裝單元測試器。本文討論了電路設計中的理論。您可以在此頁面的底部找到一個fritzing文件。

如果您以前閱讀過此說明，則會回想起以前需要將arduino連接到計算機才能讀取數據。從測試。這絕對不是理想的，所以當我重建該測試儀時，我添加了一個LCD并詢問為什么我第一次沒有這樣做。您可以在ebay上購買16x2字符LCD，價格約為5美元，包含運費。

實際測試電路包含兩個負載和兩個mosfet開關，以便于測量電池電阻。如果你對單元電阻不感興趣，你當然可以用一個mosfet和負載構建電路（代碼不會介意）。

這個測試電路使用N溝道mosfet來切換當前。我發現大功率mosfet的最佳來源是計算機電源（不難發現：它們位于大散熱器上）。在運行此測試之前，請閱讀mosfet的數據表，并確保它們能夠處理的最小電流約為1A，除非您使用較低的電流負載。另外，請確保“柵極-源極閾值電壓”小于5v。這是mosfet打開所需的電壓，我們只能使用arduino給它5v。最后，您可能需要將mosfets放在散熱器上。

我們用于測量電流的方法是使用分流電阻器。我們測量電阻兩側的電壓以計算電流。歐姆定律表示V = I * R或I = V/R（流經電阻的電流為電阻兩端的電壓差除以電阻值）。

并聯電阻的值應為4左右的任意值。歐姆下降，但對于~1A負載，一個好的經驗法則是分流電阻的額定功率應約為電流的四倍，或者最小的《4》電阻。這是為了保持電阻冷卻。正如Domints在評論中指出的那樣，如果電阻變得非常熱，電阻值會改變，并且您的電容讀數不再準確。

我在此電路中使用的負載是汽車剎車燈泡（我使用兩根燈絲作為兩個負載）。在它與分流電阻之間，在測試期間大約有一個放大器被拉動，這恰好適合我想做的事情。 Peukert效應討論了不同電流負載對電池容量的影響。

請注意：連接A和B需要連接到模擬輸入。如果將它們連接到數字引腳，則會通過arduino直接短路當前的鋰離子電池。糟糕的時間。

可以在fritzing文件（fzz）中找到原理圖和面包板布局。

步驟4：代碼

在此處下載代碼。

此項目中的代碼會經歷10種可能的狀態，總是在狀態0復位后開始，在其中測量電池電壓，并且根據電壓，程序進入三個可能的下一個狀態之一。

狀態1 在電壓低于1v時發生，程序假定電池座為空。它提示輸入新電池，然后重設。一旦電池電壓超過1v，程序進入狀態2.

狀態2 當測試儀沒有電池啟動但現在安裝了電池時發生。程序顯示電池電壓并提示復位。

狀態3 當程序啟動時，電池電壓在1和最小電壓之間開始測試，在其他情況下話說，一個弱小的細胞。顯示電池電壓以及電池電量不足的建議。

狀態4 在程序開始且電池電壓足夠高以開始測試時發生。在此狀態下，負載開啟直到電壓低于閾值以檢查電阻。

狀態5 是檢查電阻的狀態。測量電流和電壓，然后在記錄兩個電壓/電流值后關閉一個 負載，然后重新打開。電阻是根據不同負載電流的兩個值計算的。

狀態6 在狀態5完成電阻檢測后立即發生，并繼續運行容量檢查直到電池電壓下降低于最小電池電壓。

狀態7 在容量檢查完成且電池仍在原位時發生。它顯示測試結果和測試時間。

狀態8 是在測試運行后從測試儀中取出電池時發生的。容量和阻力仍會顯示，但不會顯示時間。

狀態9 在插入新單元格時出現。容量仍會顯示，直到重置。

那么，您應該如何編輯此代碼以使其適用于您的特定電路？您需要更改的唯一內容是引腳編號和電阻值。它們具有以下常數：

#define SHUNTRES 0.62

#define VIN A1

#define SHUNT A0

#define GATE1 0

#define GATE2 1

有些人評論過的是一個不準確的參考電壓。如果您的5v引腳測量4.6伏怎么辦？還有一個常數要注意。用萬用表測量5v參考引腳，然后將該值放在下面的常量中：

#define VOLTREF 4.6

如果您正在通電來自計算機USB端口的arduino，電壓應該在5v（并且不需要檢查它，除非你是可疑類型）。如果您在Arduino的電壓調節器（桶形插頭）中使用電源，您可能需要檢查它，但它應該是一致的。如果您使用USB充電器為其供電，則應檢查您將使用的每個不同電壓，因為它們可能會有很大差異。

步驟5：分享您的結果！

所以，這個項目很好，但是，假設您只是想知道單元的容量而無需構建它。好了，我已經啟動了一個電池列表，可以通過顏色和型號進行識別，您可以在這里查看。

如果你已經構建了一個容量表，并希望對此列表做出貢獻，請給我發消息，我會將你添加為編輯。

第6步：把它放在一起并測量

好的，所以一旦你建立了你的電路，把你的代碼拋到了arduino上應該是好的！

在開始測試之前，電池應該充滿電，這樣你才能知道它們的全部容量。連接一個單元，并開始測試，按下你的arduino重置按鈕，或重新啟動arduino。

一旦測試完成，屏幕將顯示“完成”以及時間，電池電阻和容量。

我為測試周期制作了電壓與時間的關系圖，它有一些非常有趣的功能。剛開始時電壓急劇下降，但直到線性電壓下降到3300 mV左右才趨于平穩。那時，它開始陡然下降。這表明為什么放電低于2.9v的鋰離子電池真的不會給你帶來更多的可用功率。電池開始變強，然后保持變強……然后就完成了。當然，您需要調整電壓常數，并且需要確保不向模擬引腳饋送超過5v的電壓，因為這是它可以讀取的最大值。分壓器是測量高壓應用電壓的一種可能方法（例如，12v鉛酸電池）。到目前為止，我已觀察到有關我的電池的一些信息：它們似乎大部分被制造成大約1000個電池。或2000毫安。我有一個高達3400 mAH，相當一點18650非常令人印象深刻。此外，大多數配備真正便宜的LED手電筒的電池往往具有可怕的容量。但這并不奇怪。