PIC12F1822 乾電池チェッカー

完全に消耗した電池

　消耗した電池は、起電力の低下だけでなく、内部抵抗も増えますので負荷抵抗を通したときに大きく電圧が低下します。電圧と内部抵抗で消耗の度合いが判断できます。

　プログラムです。

/*
 * File:   main.c
 * Author: JH7UBC Keiji Hata
 * PIC12F1822 Battery Checker
 * Created on 2019/02/16
 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <xc.h>

// CONFIG1
#pragma config FOSC     = INTOSC
#pragma config WDTE     = OFF
#pragma config PWRTE    = ON
#pragma config MCLRE    = OFF
#pragma config CP       = OFF
#pragma config CPD      = OFF
#pragma config BOREN    = ON
#pragma config CLKOUTEN = OFF
#pragma config IESO     = OFF
#pragma config FCMEN    = OFF

// CONFIG2
#pragma config WRT    = OFF
#pragma config PLLEN  = ON
#pragma config STVREN = ON
#pragma config BORV   = HI
#pragma config LVP    = OFF

/* RA1 SCL
 * RA2 SDA
 * RA3 SW
 * 乾電池の内部抵抗を計算する
 * E=電池の起電力
 * r=電池の内部抵抗
 * R=負荷抵抗
 * V=負荷抵抗の両端の電圧（測定値）
 * V=E*R/R+r
 * VR+Vr=ER
 * Vr=ER-VR=R(E-V)
 * r=R(E-V)/V
 * Ead=EのAD変換値
 * Vad=VにAD変換値
 * FVR=2.048VとするとE=(Ead+1)/500  V=(Vad+1)/500
 * r=R*((Ead+1)/500 - (Vad+1)/500)/(Vad+1)=R*(Ead+1-Vad-1)/(Vad+1)=R*(Ead-Vad)/(Vad+1)
 */

#define _XTAL_FREQ 32000000
#define LCD_addr 0x7C   //3E+0
#define SW RA0
unsigned int val=0;     //電圧測定値
unsigned int old_val=1; //電圧の前の値
#define R 100           //負荷抵抗（Ω）

/* I2C 初期化*/
void I2C_init(){
    SSP1CON1 = 0x28;        //SSPEN = 1,I2C Master Mode
    SSP1STATbits.SMP = 1;   //標準速度モード(100KHz)
    SSP1ADD = 0x4F;         //Fosc/(4*Clock)-1  Clock=100kHz,Fosc=32MHz
}

/* スタートコンディション */
void I2C_start(){
    SEN = 1;
    while(SEN);
}

/* ストップコンディション */
void I2C_stop(){
    SSP1IF = 0;
    PEN = 1;
    while(PEN);
    SSP1IF = 0;
}

/* I2Cに1byte送信 */
void I2C_write(unsigned char dat){
    SSP1IF = 0;
    SSP1BUF = dat;
    while(!SSP1IF);
}

/* write command */
void LCD_cmd(unsigned char cmd){
    I2C_start();          //start condition
    I2C_write(LCD_addr);  //send slave address
    I2C_write(0x00);      //send control byte
    I2C_write(cmd);       //send command
    I2C_stop();           //stop condition
}

/* write charactor */
void LCD_char(unsigned char dat){
    I2C_start();          //start condition
    I2C_write(LCD_addr);  //send slave address
    I2C_write(0x40);      //send control byte
    I2C_write(dat);       //send data
    I2C_stop();           //stop condition
}

/* LCD initialize */
void LCD_init(){
    __delay_ms(40); //40ms wait
    LCD_cmd(0x38);  //8bit,2line
    LCD_cmd(0x39);  //IS=1 : extention mode set
    LCD_cmd(0x14);  //Internal OSC Frequency
    LCD_cmd(0x70);  //Contrast set
    LCD_cmd(0x56);  //Power/ICON/Contrast Control
    LCD_cmd(0x6C);  //Follower control
    __delay_ms(200);//200ms wait
    LCD_cmd(0x38);  //IS=0 : extention mode cancel
    LCD_cmd(0x0C);  //Display ON
    LCD_cmd(0x01);  //Clear Display
    __delay_ms(2);  //wait more than 1.08ms
}

/* Clear Display */
void LCD_clear(){
    LCD_cmd(0x01);
    __delay_ms(1);
    __delay_us(80);
}

/* Return Home */
void LCD_home(){
    LCD_cmd(0x02);
    __delay_ms(1);
    __delay_us(80);
}

/* Cursor x,y */
void LCD_cursor(unsigned char x,unsigned char y){
    if(y==0){
        LCD_cmd(0x80+x);
    }
    if(y==1){
        LCD_cmd(0xC0+x);
    }
}

/* write 1 charactor to LCD  */
void putch(unsigned char ch){
    LCD_char(ch);
}

/* 電圧表示*/
void Volt_disp(unsigned int voltage){
    voltage = (voltage + 1)*2;
    unsigned int VH=voltage/1000;
    unsigned int VL=((voltage%1000)+5)/10;
    LCD_cursor(2,0);
    printf("%d",VH);
    printf(".");
    printf("%02d",VL);
}

/* 内部抵抗表示*/
void R_disp(unsigned int E,unsigned int V){
   unsigned long R_int =(E - V)*R*10L;
   R_int = R_int/(V+1);
   unsigned int RiH = R_int/10;
   unsigned int RiL = R_int%10;

    LCD_cursor(2,1);
    printf("%2d",RiH);
    printf(".");
    printf("%1d",RiL);
}

void main() {
    OSCCON = 0b01110000 ;     // 内部クロック8MHz
    ANSELA = 0b00000001 ;     // RA0をアナログPORTに設定
    TRISA  = 0b00001111 ;     // RA0,RA1,RA2,RA3は入力、RA4RA5は出力
    PORTA  = 0b00000000 ;     // PORTの初期化
    LATA = 0b00000000;

    I2C_init(); //I2C初期化
    LCD_init(); //LCD初期化
       
    /* A/Dコンバータ関係の設定 */
    ADCON0 = 0b00000001;    //AN0をselect,ADCイネーブル
    ADCON1 = 0b10100011;    //ADFM=1(右詰め),クロックFosc/32,VREF=FVR
    FVRCON = 0b10000010;    //FVR ON ,FVR×2 VREF=2.048V
   
    /* タイトル表示 */
    printf("Battery");
    LCD_cursor(1,1);
    printf("Checker");
    __delay_ms(1000);   //2秒待つ
    __delay_ms(1000);
   
    LCD_clear();
    printf("E      V");
    LCD_cursor(0,1);
    printf("R");
    LCD_cursor(7,1);
    putch(0x1E);     //Ω
   
    while(1){
        __delay_us(20);
        GO = 1;             //ADCスタート
        while(GO);          //ADC完了まで待つ
        val = ADRESH;
        val = (val<<8) | ADRESL;
        if(val < old_val-1){
            R_disp(old_val,val);
        }
        Volt_disp(val);
        __delay_ms(100);
        old_val = val;
       
     }
}