Intelligenter Multi-Batterielader mit Multiplexing & Digitalanzeige

Komponenten und Materialien

Benötigte Werkzeuge

• Lötkolben

Projektbeschreibung

Im Nordosten der USA hat man oft mehrere Fahrzeuge (Oldtimer, Boot, Rasenmäher, Generator), die im Winter nicht genutzt werden. Für jede Batterie ein Erhaltungsladegerät zu kaufen wird teuer (5× 30$ = 150$).

Die Idee: Ein einziges Smart-Ladegerät, das automatisch zwischen bis zu 6 Batterien wechselt und jede einige Stunden am Tag lädt.

Funktionsweise

• Batterie 1 muss an Anschluss 1 (versorgt auch Arduino über Spannungsregler)
• Batterien 2–6 beliebig anschließen – Erkennung automatisch über Spannung (>8V)
• read_show_volts: Prüft alle Anschlüsse, fügt verbundene Batterien in Ladezyklus ein
• check_relays: Schaltet nach Timer (Standard 1h pro Batterie) zum nächsten Relais
• update_display: Zeigt Spannungen auf LCD (2×16). Zeile 1: Batt 1&2, Zeile 2: Batt 3&4. Wechselnd: Batt 5&6, Systemspannung (5V), Referenz (3,3V)
• read_distance_update: HC-SR04 schaltet LCD-Hintergrundlicht aus nach Inaktivität. Hand davor → Licht an für X Sekunden. Hält man Hand länger davor → Testmodus (kurze Zyklen, Relais-Klicken hörbar)

Variablen für Ladezeit, Anzeigedauer, Entfernungs-Schwellen etc. anpassbar.

Arduino-Code

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // v1.2.1
#include <timer.h>
#include <HCSR04.h>

auto timer = timer_create_default();
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);

int chargeTime = 10 * 1000;        // Ladezeit pro Batterie (ms)
int charge_time_counter = 59;
int charge_time_max = 60;          // Anzahl Zyklen pro Stunde

int relay1 = 3, relay2 = 4, relay3 = 5;
int current_relay = 0;
int max_relays = 3;

float volts1, volts2, volts3;
int min_volts = 1;
int volts_update_count = 5;
int volts_update_counter = 0;
int volts_update = 500;
int read_distance_update = 500;
int time_on_counter = 0;
int time_on_count = 100;
int heart_beat = 0;

UltraSonicDistanceSensor distanceSensor(11, 12);
int distance;
int relays[] = { relay1, relay2, relay3 };
int is_live[] = { 0, 0, 0 };
int debug = 5;

void all_change_to(int which) {
  digitalWrite(relay1, which);
  digitalWrite(relay2, which);
  digitalWrite(relay3, which);
}

void toggle_relays(int whichOne) {
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Relay on:"); lcd.print(current_relay + 1);
  all_change_to(HIGH);
  digitalWrite(relays[current_relay], LOW);
  lcd.print(" "); lcd.print(++acnt);
}

void checkRelays() {
  charge_time_counter++;
  if (charge_time_counter >= charge_time_max) {
    current_relay++;
    if (current_relay >= max_relays) current_relay = 0;
    toggle_relays(current_relay);
    charge_time_counter = 0;
  }
}

void read_distance() {
  distance = distanceSensor.measureDistanceCm();
  if (distance < 80) {
    lcd.backlight(); time_on_counter = 0;
  } else {
    time_on_counter++;
    if (time_on_counter > time_on_count) {
      time_on_counter = 0; lcd.noBacklight();
    }
  }
}

void read_show_volts() {
  volts1 = analogRead(0) * 0.016;
  lcd.setCursor(11, 0); lcd.print(volts1);
  volts2 = analogRead(1) * 0.0164;
  lcd.setCursor(4, 1); lcd.print(volts2);
  volts3 = analogRead(2) * 0.0166;
  lcd.setCursor(11, 1); lcd.print(volts3);

  int temp_cnt = 0;
  relays[0] = relays[1] = relays[2] = 0;
  if (volts1 > min_volts) { relays[temp_cnt++] = relay1; }
  if (volts2 > min_volts) { relays[temp_cnt++] = relay2; }
  if (volts3 > min_volts) { relays[temp_cnt++] = relay3; }
  max_relays = temp_cnt;

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(heart_beat ? "<>" : "><");
  heart_beat = !heart_beat;
  lcd.print(charge_time_counter);
  read_distance();
}

void setup() {
  Serial.begin(19200);
  lcd.begin(16, 2); lcd.backlight();
  pinMode(relay1, OUTPUT); pinMode(relay2, OUTPUT); pinMode(relay3, OUTPUT);
  all_change_to(HIGH);
  read_show_volts(); checkRelays();
  timer.every(chargeTime, checkRelays);
  timer.every(volts_update, read_show_volts);
}

void loop() { timer.tick(); }

Schaltplan