Схема индикатора заряда аккумулятора: Схемы индикаторов разряда li-ion аккумуляторов для определения уровня заряда литиевой батареи (например, 18650)

Содержание

Схемы индикаторов разряда li-ion аккумуляторов для определения уровня заряда литиевой батареи (например, 18650)

Что может быть печальнее, чем внезапно севший аккумулятор в квадрокоптере во время полета или отключившийся металлоискатель на перспективной поляне? Вот если бы можно было бы заранее узнать, насколько сильно заряжен аккумулятор! Тогда мы могли бы подключить зарядку или поставить новый комплект батарей, не дожидаясь грустных последствий.

И вот тут как раз рождается идея сделать какой-нибудь индикатор, который заранее подаст сигнал о том, что батарейка скоро сядет. Над реализацией этой задачи пыхтели радиолюбители всего мира и сегодня существует целый вагон и маленькая тележка различных схемотехнических решений — от схем на одном транзисторе до навороченных устройств на микроконтроллерах.

Далее будут представлены только те индикаторы разряда li-ion аккумуляторов, которые не только проверены временем и заслуживают вашего внимания, но и с легкостью собираются своими руками.

Внимание! Приведенные в статье схемы только лишь сигнализируют о низком напряжении на аккумуляторе. Для предупреждения глубокого разряда необходимо вручную отключить нагрузку либо использовать контроллеры разряда.

Вариант №1

Начнем, пожалуй, с простенькой схемки на стабилитроне и транзисторе:

Разберем, как она работает.

Пока напряжение выше определенного порога (2.0 Вольта), стабилитрон находится в пробое, соответственно, транзистор закрыт и весь ток течет через зеленый светодиод. Как только напряжение на аккумуляторе начинает падать и достигает значения порядка 2.0В + 1.2В (падение напряжение на переходе база-эмиттер транзистора VT1), транзистор начинает открываться и ток начинает перераспределяться между обоими светодиодами.

Если взять двухцветный светодиод, то мы получим плавный переход от зеленого к красному, включая всю промежуточную гамму цветов.

Типовое различие прямого напряжения в двухцветных светодиодах составляет 0.25 Вольта (красный зажигается при более низком напряжении). Именно этой разницей определяется область полного перехода между зеленым и красным цветом.

Таким образом, не смотря на свою простоту, схема позволяет заранее узнать, что батарейка начала подходить к концу. Пока напряжение на аккумуляторе составляет 3.25В или более, горит зеленый светодиод. В промежутке между 3.00 и 3.25V к зеленому начинает подмешиваться красный — чем ближе к 3.00 Вольтам, тем больше красного. И, наконец, при 3V горит только чисто красный цвет.

Недостаток схемы в сложности подбора стабилитронов для получения необходимого порога срабатывания, а также в постоянном потреблении тока порядка 1 мА. Ну и, не исключено, что дальтоники не оценят эту задумку с меняющимися цветами.

Кстати, если в эту схему поставить транзистор другого типа, ее можно заставить работать противоположным образом — переход от зеленого к красному будет происходить, наоборот, в случае повышения входного напряжения. Вот модифицированная схема:

Вариант №2

В следующей схеме использована микросхема TL431, представляющая собой прецизионный стабилизатор напряжения.

Порог срабатывания определяется делителем напряжения R2-R3. При указанных в схеме номиналах он составляет 3.2 Вольта. При снижении напряжения на аккумуляторе до этого значения, микросхема перестает шунтировать светодиод и он зажигается. Это будет сигналом к тому, что полный разряд батареи совсем близок (минимально допустимое напряжение на одной банке li-ion равно 3.0 В).

Если для питания устройства применяется батарея из нескольких последовательно включенных банок литий-ионного аккумулятора, то приведенную выше схему необходимо подключить к каждой банке отдельно. Вот таким образом:

Для настройки схемы подключаем вместо батарей регулируемый блок питания и подбором резистора R2 (R4) добиваемся зажигания светодиода в нужный нам момент.

Вариант №3

А вот простая схема индикатора разрядки li-ion аккумулятора на двух транзисторах:Порог срабатывания задается резисторами R2, R3. Старые советские транзисторы можно заменить на BC237, BC238, BC317 (КТ3102) и BC556, BC557 (КТ3107).

Вариант №4

Схема на двух полевых транзисторах, потребляющая в ждущем режиме буквально микротоки.

При подключении схемы к источнику питания, положительное напряжение на затворе транзистора VT1 формируется с помощью делителя R1-R2. Если напряжение выше напряжение отсечки полевого транзистора, он открывается и притягивает затвор VT2 на землю, тем самым закрывая его.

В определенный момент, по мере разряда аккумулятора, напряжение, снимаемое с делителя становится недостаточным для отпирания VT1 и он закрывается. Следовательно, на затворе второго полевика появляется напряжение, близкое к напряжению питания. Он открывается и зажигает светодиод. Свечение светодиода сигнализирует нам о необходимости подзаряда аккумулятора.

Транзисторы подойдут любые n-канальные с низким напряжением отсечки (чем меньше — тем лучше). Работоспособность 2N7000 в этой схеме не проверялась.

Вариант №5

На трех транзисторах:

Думаю, схема не нуждается в пояснениях. Благодаря большому коэфф. усиления трех транзисторных каскадов, схема срабатывает очень четко — между горящим и не горящим светодиодом достаточно разницы в 1 сотую долю вольта. Потребляемый ток при включенной индикации — 3 мА, при выключенном светодиоде — 0.3 мА.

Не смотря на громоздкий вид схемы, готовая плата имеет достаточно скромные габариты:

С коллектора VT2 можно брать сигнал, разрешающий подключение нагрузки: 1 — разрешено, 0 — запрещено.

Транзисторы BC848 и BC856 можно заменить на ВС546 и ВС556 соответственно.

Вариант №6

Эта схема мне нравится тем, что она не только включает индикацию, но и отрубает нагрузку.

Жаль только, что сама схема от аккумулятора не отключается, продолжая потреблять энергию. А жрет она, благодаря постоянно горящему светодиоду, немало.

Зеленый светодиод в данном случае выступает в роли источника опорного напряжения, потребляя ток порядка 15-20 мА. Чтобы избавиться от такого прожорливого элемента, вместо источника образцового напряжения можно применить ту же TL431, включив ее по такой схеме*:

*катод TL431 подключить ко 2-ому выводу LM393.

Вариант №7

Схема с применением так называемых мониторов напряжения. Их еще называют супервизорами и детекторами напряжения (voltdetector’ами). Это специализированные микросхемы, разработанные специально для контроля за напряжением.

Вот, например, схема, поджигающая светодиод при снижении напряжения на аккумуляторе до 3.1V. Собрана на BD4731.

Согласитесь, проще некуда! BD47xx имеет открытый коллектор на выходе, а также самостоятельно ограничивает выходной ток на уровне 12 мА. Это позволяет подключать к ней светодиод напрямую, без ограничительных резисторов.

Аналогичным образом можно применить любой другой супервизор на любое другое напряжение.

Вот еще несколько вариантов на выбор:

  • на 3.08V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
  • на 2.93V: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
  • серия MN1380 (или 1381, 1382 — они отличаются только корпусами). Для наших целей лучше всего подходит вариант с открытым стоком, о чем свидетельствует дополнительная циферка «1» в обозначении микросхемы — MN13801, MN13811, MN13821. Напряжение срабатывания определяется буквенным индексом: MN13811-L как раз на 3,0 Вольта.

Также можно взять советский аналог — КР1171СПхх:

В зависимости от цифрового обозначения, напряжение детекции будет разным:

Сетка напряжений не очень-то подходит для контроля за li-ion аккумуляторами, но совсем сбрасывать эту микросхему со счетов, думаю, не стоит.

Неоспоримые достоинства схем на мониторах напряжения — чрезвычайно низкое энергопотребление в выключенном состоянии (единицы и даже доли микроампер), а также ее крайняя простота. Зачастую вся схема умещается прямо на выводах светодиода:

Чтобы сделать индикацию разряда еще более заметной, выход детектора напряжения можно нагрузить на мигающий светодиод (например, серии L-314). Или самому собрать простейшую «моргалку» на двух биполярных транзисторах.

Пример готовой схемы, оповещающей о севшей батарейке с помощью вспыхивающего светодиода приведен ниже:

Еще одна схема с моргающим светодиодом будет рассмотрена ниже.

Вариант №8

Крутая схема, запускающая моргание светодиода, если напряжение на литиевом аккумуляторе упадет до 3.0 Вольта:

Эта схема заставляет вспыхивать сверхяркий светодиод с коэффициентом заполнения 2.5% (т.е. длительная пауза — коротка вспышка — опять пауза). Это позволяет снизить потребляемый ток до смешных значений — в выключенном состоянии схема потребляет 50 нА (нано!), а в режиме моргания светодиодом — всего 35 мкА. Сможете предложить что-нибудь более экономичное? Вряд ли.

Как можно было заметить, работа большинства схем контроля за разрядом сводится к сравнению некоего образцового напряжения с контролируемым напряжением. В дальнейшем эта разница усиливается и включает/отключает светодиод.

Обычно в качестве усилителя разницы между опорным напряжением и напряжением на литиевом аккумуляторе используют каскад на транзисторе или операционный усилитель, включенный по схеме компаратора.

Но есть и другое решение. В качестве усилителя можно применить логические элементы — инверторы. Да, это нестандартное использование логики, но это работает. Подобная схема приведена в следующем варианте.

Вариант №9

Схема на 74HC04.

Рабочее напряжение стабилитрона должно быть ниже напряжение срабатывания схемы. Например, можно взять стабилитроны на 2.0 — 2.7 Вольта. Точная подстройка порога срабатывания задается резистором R2.

Схема потребляет от батареи около 2 мА, так что ее тоже надо включать после выключателя питания.

Вариант №10

Это даже не индикатор разряда, а, скорее, целый светодиодный вольтметр! Линейная шкала из 10 светодиодов дает наглядное представление о состоянии аккумулятора. Весь функционал реализован всего на одной-единственной микросхеме LM3914:

Делитель R3-R4-R5 задает нижнее (DIV_LO) и верхнее (DIV_HI) пороговые напряжения. При указанных на схеме значениях свечению верхнего светодиода соответствует напряжение 4.2 Вольта, а при снижении напряжения ниже 3х вольт, погаснет последний (нижний) светодиод.

Подключив 9-ый вывод микросхемы на «землю», можно перевести ее в режим «точка». В этом режиме всегда светится только один светодиод, соответствующий напряжению питания. Если оставить как на схеме, то будет светиться целая шкала из светодиодов, что нерационально с точки зрения экономичности.

В качестве светодиодов нужно брать только светодиоды красного свечения, т.к. они обладают самым малым прямым напряжением при работе. Если, например, взять синие светодиоды, то при севшем до 3х вольт аккумуляторе, они, скорее всего, вообще не загорятся.

Сама микросхема потребляет около 2.5 мА, плюс 5 мА на каждый зажженный светодиод.

Недостатком схемы можно считать невозможность индивидуальной настройки порога зажигания каждого светодиода. Можно задать только начальное и конечное значение, а встроенный в микросхему делитель разобьет этот интервал на равные 9 отрезков. Но, как известно, ближе к концу разряда, напряжение на аккумуляторе начинает очень стремительно падать. Разница между аккумуляторами, разряженными на 10% и 20% может составлять десятые доли вольта, а если сравнить эти же аккумуляторы, только разряженненные на 90% и 100%, то можно увидеть разницу в целый вольт!

Типичный график разряда Li-ion аккумулятора, приведенный ниже, наглядно демонстрирует данное обстоятельство:

Таким образом, использование линейной шкалы для индикации степени разряда аккумулятора представляется не слишком целесообразным. Нужна схема, позволяющая задать точные значения напряжений, при которых будет загораться тот или иной светодиод.

Полный контроль над моментами включения светодиодов дает схема, представленная ниже.

Вариант №11

Данная схема является 4-разрядным индикатором напряжения на аккумуляторе/батарейке. Реализована на четырех ОУ, входящих в состав микросхемы LM339.

Схема работоспособна вплоть до напряжения 2 Вольта, потребляет меньше миллиампера (не считая светодиода).

Разумеется, для отражения реального значения израсходованной и оставшейся емкости аккумулятора, необходимо при настройке схемы учесть кривую разряда используемого аккумулятора (с учетом тока нагрузки). Это позволит задать точные значения напряжения, соответствующие, например, 5%-25%-50%-100% остаточной емкости.

Вариант №12

Ну и, конечно, широчайший простор открывается при использовании микроконтроллеров со встроенным источником опорного напряжения и имеющих вход АЦП. Тут функционал ограничивается только вашей фантазией и умением программировать.

Как пример приведем простейшую схему на контроллере ATMega328.

Хотя тут, для уменьшения габаритов платы, лучше было бы взять 8-миногую ATTiny13 в корпусе SOP8. Тогда было бы вообще шикарно. Но пусть это будет вашим домашним заданием.

Светодиод взят трехцветный (от светодиодной ленты), но задействованы только красный и зеленый.

Готовую программу (скетч) можно скачать по этой ссылке.

Программа работает следующим образом: каждые 10 секунд опрашивается напряжение питания. Исходя из результатов измерений МК управляет светодиодами с помощью ШИМ, что позволяет получать различные оттенки свечения смешением красного и зеленого цветов.

Свежезаряженный аккумулятор выдает порядка 4.1В — светится зеленый индикатор. Во время зарядки на АКБ присутствует напряжение 4.2В, при этом будет моргать зеленый светодиод. Как только напряжение упадет ниже 3.5В, начнет мигать красный светодиод. Это будет сигналом к тому, что аккумулятор почти сел и его пора заряжать. В остальном диапазоне напряжений индикатор будет менять цвет от зеленого к красному (в зависимости от напряжения).

Вариант №13

Ну и на закуску предлагаю вариант переделки стандартной платы защиты (их еще называют контроллерами заряда-разряда), превращающий ее в индикатор севшего аккумулятора.

Эти платы (PCB-модули) добываются из старых батарей мобильных телефонов чуть ли не в промышленных масштабах. Просто подбираете на улице выброшенный аккумулятор от мобилы, потрошите его и плата у вас в руках. Все остальное утилизируете как положено.

Внимание!!! Попадаются платы, включающие защиту от переразряда при недопустимо низком напряжении (2.5В и ниже). Поэтому из всех имеющихся у вас плат необходимо отобрать только те экземпляры, которые срабатывают при правильном напряжении (3.0-3.2V).

Чаще всего PCB-плата представляет собой вот такую схемку:

Микросборка 8205 — это два миллиомных полевика, собранных в одном корпусе.

Внеся в схему некоторые изменения (показаны красным цветом), мы получим прекрасный индикатор разряда li-ion аккумулятора, практически не потребляющий ток в выключенном состоянии.

Так как транзистор VT1.2 отвечает за отключение зарядного устройства от банки аккумулятора от при перезаряде, то он в нашей схеме лишний. Поэтому мы полностью исключили этот транзистор из работы, разорвав цепь стока.

Резистор R3 ограничивает ток через светодиод. Его сопротивление необходимо подобрать таким образом, чтобы свечение светодиода было уже заметным, но потребляемый ток еще не был слишком велик.

Кстати, можно сохранить все функции модуля защиты, а индикацию сделать с помощью отдельного транзистор, управляющий светодиодом. То есть индикатор будет загораться одновременно с отключением аккумулятора в момент разряда.

Вместо 2N3906 подойдет любой имеющийся под рукой маломощный p-n-p транзистор. Просто подпаять светодиод напрямую не получится, т.к. выходной ток микросхемы, управляющий ключами, слишком мал и требует усиления.

Пожалуйста, учитывайте тот факт, что схемы индикаторов разряда сами потребляют энергию аккумулятора! Во избежание недопустимого разряда, подключайте схемы индикаторов после выключателя питания или используйте схемы защиты, предотвращающие глубокий разряд.

Как, наверное, не сложно догадаться, схемы могут быть использованы и наоборот — в качестве индикатора заряда.

Простейший индикатор уровня заряда батареи

Самое удивительное то, что схема индикатора уровня заряда аккумуляторной батареи не содержит ни транзисторов, ни микросхем, ни стабилитронов. Только светодиоды и резисторы, включенные таким образом, что обеспечивается индикация уровня подведенного напряжения.

Схема индикатора



Работа устройства основывается на начальном напряжении включения светодиода. Любой светодиод — это полупроводниковый прибор, который имеет граничную точку напряжения, только превысив которую он начинает работать (светить). В отличии от лампы накаливания, которая имеет почти линейные вольтамперные характеристики, светодиоду очень близка характеристика стабилитрона, с резкой крутизной тока при увеличении напряжения.
Если включить светодиоды в цепь последовательно с резисторами, то каждый светодиод начнет включаться только после того, как напряжение превысит сумму светодиодов в цепи для каждого отрезка цепи в отдельности.
Порог напряжения открытия или начала загорания светодиода может колебаться от 1,8 В до 2,6 В. Все зависит от конкретной марки.
В итоге, каждый светодиод загорается только после того, как загорелся предыдущий.

Сборка индикатора уровня заряда батареи



Схему я собрал на универсальной монтажной плате, спаяв вывода элементов между собой. Для лучшего восприятия я взял светодиоды разных цветов.
Такой индикатор можно сделать не только на шесть светодиодов, а к примеру, на четыре.
Использовать индикатор можно не только для аккумулятора, но для создания индикации уровня на музыкальных колонках. Подключив устройство к выходу усилителя мощности, параллельно колонке. Тем самым можно отслеживать критические уровни для акустической системы.
Возможно найти и другие применения этой, по истине, очень простой схемы.

Смотрите видео работы и сборки индикатора уровня


10 схем индикаторов разряда Li-ion аккумуляторов

Индикатор разряда Li-ion аккумулятора отражает уровень оставшегося заряда и помогает избегать разочарований из-за внезапно разрядившихся элементов питания. Зная, что аккумулятор скоро сядет, можно заблаговременно поставить его на зарядку и избежать простоя в работе приборов. Разработкой схем индикаторов разряда Li-ion аккумуляторов занимались многие радиолюбители. Результатом их труда стало множество схемотехнических решений разной степени сложности.

В этой статье приведены 10 популярных схем, которые относительно просты в реализации. Собранные по ним индикаторы информируют о малом напряжении на ячейке, но не защищают ее от глубокого разряда. Для этой цели используются присоединенные к элементам питания платы защиты или самостоятельное отключение нагрузки пользователем.

Схема 1 – на стабилитроне и транзисторе

При величине напряжения выше 3,25 В стабилитрон пребывает в пробое, транзистор – в закрытом состоянии, и ток полностью идет через зеленый светодиод. При падении напряжения до его значений в диапазоне 3+1,2 В происходит открытие транзистора, и ток распределяется между светодиодами. Между цветами происходит плавный переход. Чем ярче горит красный индикатор, тем сильнее разрядился элемент. При 3 В цветового перехода нет – светится красная лампочка.

При реализации этой схемы могут возникнуть трудности с поиском стабилитронов, обеспечивающих нужный порог срабатывания. Еще один ее недостаток – постоянное энергопотребление около 1 мА.

Схема 2 – на микросхеме TL431 в роли стабилизатора напряжения

Порог срабатывания зависит от делителя R2-R3 и здесь равен 3,2 В. Когда вольтаж достигает этой величины, микросхема прекращает шунтировать светодиод, и он загорается. Это сигнал пользователю о скорой разрядке элемента питания.

Схема 3 – на паре транзисторов

Здесь границы срабатывания определяют транзисторы R2, R3. Вместо старых моделей уместно использовать BC237, BC238 или BC317 взамен КТ3102 и BC556 или BC557 вместо КТ3107.

Схема 4 – на паре полевых транзисторов

В режиме ожидания она потребляет минимальные токи. Транзисторы нужны n-канальные с минимальным напряжением отсечки. При питании нагрузки на затворе транзистора VT1 при участии делителя R1-R2 создается положительное напряжение. Если оно превышает напряжение отсечки транзистора, происходит его открытие, затвор VT2 притягивается на землю и закрывается. По мере снижения напряжения VT1 закрывается, а VT2 – открывается, обеспечивая сияние светодиода. Это знак о необходимости подзарядить элемент питания.

Схема 5 – на 3-х транзисторах

Схема обеспечивает высокую точность – между светящимся и несветящимся светодиодом хватает отличия в 0,01 В. При включенном индикаторе потребляется ток 3 мА, при отключенном – 0,3 мА. Вместо транзисторов BC848 и BC856 подходят ВС546 и ВС556.

Схема 6 – с отключением нагрузки


Она обеспечивает индикацию и отключение нагрузки при критическом падении напряжения, но сама продолжает потреблять ток около 15–20 мА.

 

Схема 7 – с мониторами напряжения

Мониторы, супервизоры или детекторы напряжения представляют собой микросхемы, созданные для отслеживания напряжения. По этой схеме светодиод начинает светиться при падении напряжения до 3,1 В. BD47xx с открытым выходным коллектором ограничивает выходной ток на границе 12 мА, поэтому светодиод можно подключать напрямую. Главные преимущества этого варианта – простота реализации и малое энергопотребление.

Схема 8 – на инверторе 74HC04

Используются стабилитроны с рабочим вольтажом менее напряжения срабатывания – на 2–2,7 В. Граница срабатывания подстраивается посредством резистора R2. Энергопотребление – порядка 2 мА.

Схема 9 – на контроллере ATMega328

Предусматривает использование микроконтроллера ATMega328 с интегрированным источником опорного напряжения и входом АЦП. Светодиод используется 3-цветный, но синий цвет не задействуется. Контроллер управляет светодиодами через ШИМ и выдает индикацию путем смешения цветов:

  1. мигающий зеленый – соответствует напряжению 4,2 В;
  2. зеленый – 4,1 В;
  3. оба цвета – в промежутке от 3,5 до 4,1 В;
  4. мигающий красный – ниже 3,5 В.

Схема 10 – на микросхеме LM3914

Линия из 10 светодиодов информирует пользователя о степени разряда элемента питания. Пороговые напряжения (минимальное DIV_LO и максимальное DIV_HI) определяет делитель R3-R4-R5. Для экономии энергии рекомендуется подключить 9-й вывод на землю. В результате будет светиться не линия светодиодов, а один, который соответствует текущему напряжению. Энергопотребление этой схемы – порядка 2,5 мА и еще по 5 мА на каждый светящийся светодиод.

Читайте в нашей предыдущей статье о том, почему взрываются аккумуляторные батареи самокатов.

Схема индикатора заряда аккумулятора авто. Простой индикатор заряда батареи на двухцветном светодиоде

Всем радиолюбителям привет! Сегодня хочу Вам рассказать об успешном повторении мною одной индикатора заряда аккумулятора. На том сайте её уже испытывал и выкладывал уважаемый Воробьёв Максим. Она не содержит дефицитных компонентов и может быть собрана даже начинающими радиолюбителями, потому что не нуждается в настройке. При исправных деталях и правильном монтаже начинает работать сразу. Вот собственно и схема:

Только я её немного изменил под свои детали. Так как не было стабилитрона на 5,6 вольт, поставил на 6,8 вольт, пришлось изменить R1 на 82 кОм. И параллельно HL3 поставил резистор на 1,2 кОм, потому что наблюдалось некоторое засвечивание светодиода.

Операционные усилители использовал те, что были в наличие (в моём случае кр140уд708). Резисторы были в SMD. Вот собственно, что получилось:

Единственное, что забыл — это про конденсатор С1, поэтому его припаял потом на выводы питания с обратной стороны:

Теперь данное устройство будет трудиться на самодельном тракторе моего отца. Плата в формате Lay6 прилагается . Всем удачи в повторении сего не хитрого девайса.

От качества зарядки аккумулятора зависит, насколько успешно пройдет запуск автомобиля. Не многие водители следят за степенью зарядки АКБ. В статье рассматривается такое полезное устройство как индикатор заряда автомобильного аккумулятора: как устроен, работает, дается инструкция и видео, как его самостоятельно изготовить.

[ Скрыть ]

Характеристика индикатора уровня заряда батареи

На современных автомобилях с бортовым компьютером водитель имеет возможность получить информацию об уровне . Старые модели оборудованы аналоговыми вольтметрами, но они не отражают истиной картины состояния аккумулятора. Индикатор напряжения (ИН) аккумулятора — вариант иметь оперативную информацию о напряжении батареи.

Предназначение и устройство

На ИН возложены две функции – показывать, как заряжается АКБ от генератора, и информировать о величине заряда аккумулятора автомобиля. Проще всего собрать такое устройство своими руками. Схема самодельного устройства простая. Приобретя необходимые детали, легко собрать индикатор своими руками. Таким образом можно сэкономить, так как себестоимость прибора получается низкой (автор видео — AKA KASYAN).

Принцип действия

Индикатор уровня заряда имеет три светодиодные лампочки разных цветов. Обычно это: красный, зеленый и синий. Каждый из цветов имеет свою информативную нагрузку. Красный цвет означает низкую зарядку, которая является критичной. Синий цвет соответствует рабочему режиму. Зеленый цвет говорит о полной заряженности аккумулятора.

Разновидности

ИН могут быть размещены на аккумуляторных батареях в виде гидрометра или в виде отдельных устройств с информационным дисплеем. Встроенные ИН обычно размещают на . Они оснащаются поплавковым индикатором (гидрометром). Он имеет простую конструкцию.

Выпускаются заводские ИН:

  1. DC-12 В. Устройство представляет собой конструктор. С его помощью можно контролировать заряженность АКБ и работоспособность реле-регулятора.
  2. Для тех, у кого машина оборудована вторым аккумулятором, полезным устройством будет панель с индикатором от TMC. Это панель из алюминия с размещенным на ней вольтметром и переключателем с одной батареи на другую.
  3. ИН Signature Gold Style и Faria Euro Black Style – определяют уровень заряда аккумулятора. Но их стоимость слишком высокая, поэтому на них небольшой спрос.

Руководство по изготовлению устройства в домашних условиях

Самым простым и дешевым вариантом является ИН, изготовленный своими руками. Его назначение – контролировать, как работает АКБ при значении напряжения в бортовой сети в пределах 6-14В.

Чтобы прибор не работал постоянно, его следует подключать через замок зажигания. В этом случае он будет работать, когда вставлен ключ.

Для схемы понадобятся следующие детали:

  • печатная плата;
  • резисторы: 2 сопротивлением 1 кОМ, 1 сопротивлением 2 кОм и 3 сопротивлением 220 Ом;
  • транзисторы: ВС547 — 1 и ВС557 — 1;
  • стабилитроны: один на 9,1 В, один на 10 В;
  • светодиодные лампочки (RGB): красный, синий, зеленый.

У светодиодов с помощью тестера нужно определить и проверить выводы, чтобы они соответствовали цвету. Собирается прибор согласно схеме.


Компоненты примеряют на плату и вырезают ее соответствующих размеров. Желательно компоновать комплектующие так, чтобы они занимали поменьше места.

Светодиоды лучше припаивать к проводам, а не на плату, чтобы индикаторы удобнее было размещать на приборной панели.

По изготовленному устройству нельзя определить конкретные значения напряжения батареи, можно лишь ориентироваться в каких пределах оно находится:

  • красный горит, если напряжение от 6 до 11 В;
  • синий соответствует напряжению от 11 до 13 В;
  • зеленый означает полную зарядку, то есть напряжение превышает 13 В.

Индикатор напряжения аккумулятора можно устанавливать в любом месте салона. Удобнее всего размещать его в нижней части рулевой колонки: светодиоды будут хорошо видны, и не будут мешать управлению. Кроме того, прибор легко будет подключить к замку зажигания. После установки водитель сможет всегда знать, насколько заряжена батарея его автомобиля и заряжать свой аккумулятор в случае необходимости.

При разряженном аккумуляторе завести автомобиль довольно проблематично. Чтобы не было такого неприятного «сюрприза», достаточно просто время от времени пользоваться вольтметром. Однако не все автомобилисты и не всегда это делают, ведь гораздо удобнее иметь некое устройство, показывающее, на сколько еще хватит зарядки аккумулятора.

Какие бывают индикаторы

Аккумуляторная батарея (или АКБ) представляет собой шесть связанных между собой элементов, напряжение в каждом в норме должно составлять около 2,15 вольт, т. е. общее напряжение аккумулятора подходит к 13,5 вольтам. Если заряд падает ниже критических значений (примерно 9,5 вольт), это может привести к глубокой разрядке аккумулятора и, как следствие, полному выходу его из строя.

Современные технологии «идут навстречу» автомобилистам и максимально облегчают им жизнь. Например, во многих автомобилях уже имеются бортовые компьютеры, которые также следят и за уровнем заряженности аккумулятора.

Однако, пока такая опция доступна далеко не всем, приходится использовать другие виды индикаторов этого важного показателя. Так, можно встретить отдельные кристаллические дисплеи на приборной панели, бывают индикаторы-гигрометры, также можно (при наличии соответствующих навыков) изготовить индикатор заряда аккумулятора самостоятельно. Многие сигнальные устройства такого типа необходимо подключать в бортовую сеть автомобиля, чтобы они могли отслеживать уровень зарядки АКБ.

Встроенный индикатор заряда

Самый часто встречающийся вариант индикатора на необслуживаемых аккумуляторных батареях – гидрометр. Он состоит из глазка, световода, ножки и поплавка (поэтому его называют поплавковым). Ножка со световодом находятся внутри аккумулятора, на ножке закреплен поплавок, с помощью которого определяется уровень электролита в батарее. На корпусе аккумулятора находится глазок, который показывает три основных состояния АКБ:

  • зеленый шарик-поплавок просвечивает в смотровой глазок, это значит, что батарея заряжена больше, чем наполовину;
  • глазок остается черным (это просвечивает индикационная трубка), это сигнал о том, что поплавок полностью погрузился в электролитическую жидкость, следовательно, плотность ее понижена, а аккумулятор требуется заряжать;

Дополнительная информация. В некоторых моделях гидрометров имеется поплавок красного цвета, который видно в «окошке» при понижении заряда и плотности электролита.

  • если в «глазке» видна только поверхность жидкости внутри аккумулятора, значит, он «хочет пить» – уровень электролита критический, срочно необходимо долить дистиллированной воды (а сделать это довольно сложно, поскольку такие аккумуляторы необслуживаемые).

Обратите внимание! Хотя встроенный индикатор заряда батареи такого типа и позволяет мгновенно определить имеющуюся проблему (или ее отсутствие), но, судя по некоторым отзывам пользователей, показания таких приборов довольно часто бывают ложными, а сами они быстро ломаются.

Как правило, это объясняется следующими причинами:

  • данные поступают только из одного элемента батареи из шести, а ведь уровень жидкости в них может значительно разниться;
  • детали индикатора, выполненные из пластика, не выдерживают температурного режима работы аккумулятора, поэтому данные поступают неверные;
  • индикаторы-поплавки никак не определяют температуру электролитической жидкости, а ведь от нее зависит и плотность, поэтому электролит пониженной температуры покажет нормальный уровень плотности, в то время как она тоже будет низкой.

Заводские индикаторы в виде панелей

В специализированных магазинах можно найти множество разных контролирующих устройств для аккумулятора, дизайн и функции каждый автовладелец может подобрать под себя. Разнятся индикаторы и по способу подключения: к прикуривателю или в бортовую сеть машины. Однако, основная задача у всех устройств одна – определить, насколько заряжен АКБ, и просигнализировать об этом.

Существуют индикаторы, которые надо собрать самостоятельно, как конструктор. Как пример – DC-12 В. Он дает возможность контролировать заряд батареи, а также работу регулирующего реле.

Такое небольшое контрольное устройство работает в диапазоне от 2,5 до 18 вольт, электричества потребляет совсем мало – до 20 миллиампер, размеры индикаторного окошка – 4,3 на 2 см.

Если ставится второй аккумулятор в автомобиль, можно воспользоваться индикатором от ТМС, – это небольшая панель из промышленного алюминия на светодиодах со встроенным вольтметром и переключателем между смежными АКБ.

Из дорогих моделей (причем необоснованно дорогих, по цене нового аккумулятора) можно выделить контроллеры напряжения американской фирмы «Faria Euro Black Style». Цвет корпуса, как правило, черный, диаметр индикационного окошка – 5,3 см, экран подсвечивается белым цветом. Для питания необходимо 12 вольт.

Как собрать индикатор заряда самостоятельно

Если автовладелец дружит с паяльником, он может собрать анализатор своими руками, схем сборки можно найти множество. С помощью одной, самой простой, можно собрать индикатор заряда, напоминающий вышеописанный DC-12 В. Действует он по тем же принципам: включается в бортовую сеть и определяет напряжение АКБ в пределах 6-14 вольт.

Для сборки устройства будут нужны транзисторы, резисторы, стабилитроны, печатная плата и по одному красному, синему и зеленому светодиоду. После сборки, согласно схеме, плата вставляется на приборную панель, а концы светодиодов проводятся в удобное для обзора место. При этом полностью заряженный аккумулятор будет индицироваться зеленым цветом, синий – при нормальном заряде (от 11 до 13 вольт), а если батарея близка к разрядке, загорится красный светодиод.

Неприятно, когда автомобиль не может завестись просто от того, что аккумулятор разрядился в самый неподходящий момент. Индикатор напряжения, купленный в магазине или спаянный самостоятельно, поможет избежать неприятных «сюрпризов» и заранее предупредит о том, что АКБ требует подзарядки.

Видео

Относительно простая конструкция простого и малогабаритного индикатора, который питается непосредственно от автомобильного аккумулятора и показывает наличие заряда в аккумуляторе. Схема содержит три светодиода разных цветов.

Первый светодиод — красный, он светит только тогда, когда напряжение на клеммах аккумулятора ниже 11.4-11.6 Вольт, это будет означать, что аккумулятор разряжен. Красный индикатор вероятно будет часто гореть у владельцев старых отечественных автомобилей с дохлым аккумулятором, особенно зимой электролит часто мерзнет, аккумулятор теряет часть емкости и номинального напряжения. Я соединил два светодиода параллельно, для лучшей видимости.

По крайней мере датчик покажет, что ваш автомобиль не заряжается именно по причине низкого заряда на аккумуляторе, в то время промышленный датчик не всегда работает точно.

Второй по счету светодиод — желтый (или оранжевый). Этот светодиод загорается, если на клеммах аккумулятора напряжение порядка 11.6-13.6Вольт, при этом какое именно напряжение на аккумуляторе, можно узнать по свечению светодиода. Если этот индикатор светит ярко, к тому времени машина не заведена, значит на клеммах аккумулятора нормальное напряжение, если же он светит тускло, значит напряжение не более 12 Вольт и аккумулятор нуждается в легкой подзарядке.

Третий по счету индикатор — зеленый, он обычно загорается, при заведенном двигателе, когда на клеммах аккумуляторной батареи напряжение выше 13.6 Вольт. Если во время езды зеленый светодиод постоянно горит, то это вполне нормально, поскольку так и должно быть. В моём случаи, я добавил ещё 2 зелёных светодиода и подключил их параллельно.

Схему можно собрать на куске макетной платы, разместить в небольшом пластмассовом корпусе и спрятать, скажем в бардачок, чтобы свечение светодиодов не отвлекало водителя.



В схеме задействовано три транзистора отечественного производства, два из них обратной проводимости, которые при желании можно заменить на более распространенные КТ315, транзистор КТ3107 с успехом можно заменить на КТ361, Выбор транзисторов не критичен, подойдут буквально любые транзисторы (даже средней и большой мощности) определенной структуры, очень много импортных аналогов, например КТ3107 можно заменить на ВС556/557, КТ3102 на С9012/9014/9018 и т.п

Простейший вариант показан на Рисунке 1. Если напряжение на клемме B+ равно 9 В, будет светиться только зеленый светодиод, поскольку напряжение на базе Q1 равно 1.58 В, в то время, как напряжение на эмиттере, равное падению напряжения на светодиоде D1, в типичном случае составляет 1.8 В, и Q1 удерживается в закрытом состоянии. По мере уменьшения заряда батареи напряжение на светодиоде D2 остается практически неизменным, а напряжение на базе уменьшается, и в какой-то момент времени Q1 начнет проводить ток. В результате часть тока станет ответвляться в красный светодиод D1, и эта доля будет увеличиваться до тех пор, пока в красный светодиод не потечет весь ток.

Рисунок 1. Базовая схема монитора напряжения батареи.

Для типичных элементов двухцветного светодиода различие в прямых напряжениях составляет 0.25 В. Именно этим значением определяется область перехода от зеленого цвета свечения к красному. Полная смена цвета свечения, задаваемая соотношением сопротивлений резисторов делителя R1 и R2, происходит в диапазоне напряжений

Середина области перехода от одного цвета к другому определяется разностью напряжений на светодиоде и на переходе база-эмиттер транзистора и равна приблизительно 1.2 В. Таким образом, изменение B+ от 7.1 В до 5. 8 В приведет к смене зеленого свечения на красное.

Различия в напряжениях будут зависеть от конкретных комбинаций светодиодов и, возможно, их будет недостаточно для полного переключения цветов. Тем не менее, предлагаемую схему все равно можно использовать, включив диод последовательно с D2.

На Рисунке 2 резистор R1 заменен стабилитроном, в результате чего область перехода становится намного более узкой. Делитель больше не оказывает влияния на схему, и полная смена цвета свечения происходит при изменении напряжения B+ всего на 0.25 В. Напряжение точки перехода будет равно 1.2 В + V Z . (Здесь V Z — напряжение на стабилитроне, в нашем случае равное примерно 7.2 В).

Недостатком такой схемы является ее привязка к ограниченной шкале напряжений стабилитронов. Еще больше усложняет ситуацию тот факт, что низковольтные стабилитроны имеют слишком плавный излом характеристики, не позволяющий точно определить, каким будет напряжение V Z при малых токах в схеме. Одним из вариантов решения этой проблемы может быть использование резистора, включенного последовательно со стабилитроном, чтобы иметь возможность небольшой подстройки за счет некоторого увеличения напряжения перехода.

При показанных сопротивлениях резисторов схема потребляет ток порядка 1 мА. Со светодиодами повышенной яркости этого достаточно для использования прибора внутри помещения. Но даже такой небольшой ток весьма значителен для 9-вольтовой батареи, поэтому вам придется выбирать между дополнительным потреблением тока и риском оставить питание включенным, когда необходимости в нем нет. Скорее всего, после первой внеплановой замены батареи вы почувствуете пользу от этого монитора.

Схему можно преобразовать таким образом, чтобы переход от зеленого к красному свечению происходил в случае повышения входного напряжения. Для этого транзистор Q1 надо заменить на NPN и поменять местами эмиттер и коллектор. А с помощью пары NPN и PNP транзисторов можно сделать оконный компаратор.

С учетом довольно большой ширины переходной области, схема на Рисунке 1 лучше всего подходит для 9-вольтовых батарей, в то время как схема на Рисунке 2 может быть адаптирована для других напряжений.

Индикатор уровня заряда батареи на 24 вольт

Это индикатор уровня батареи  предложения (5) светодиодов, которые загораются постепенно, по мере увеличения напряжения.  Это вариант из следующих индикаторов уровня заряда аккумулятора 12В.

Цвет светодиода Уровень заряда
Красный Мощность Connected (0%)
Оранжевый Больше, чем 21В (25%)
Желтый Более 23V (50%)
Зеленый Больше, чем 25В (75%)
Синий Более 27V (100%)
Синий Полный заряд приблизительно от 28 до 29В

Конечно, вы можете выбрать свой цвет по желанию.

Аккумулятор Схема индикатора уровня

 

Необходимые компоненты для этого проекта — индикатор уровня LM339 — четырехместные компаратор напряжения IC 14-контактный DIPСветодиоды — различные типы светодиодов

Ведомость материалов

24 Индикатор уровня заряда батареи спецификации

DESIG QTY  P/N ea TOT  DESCRIPTION
R9-13 5 Resistor, 22K, 5%, 0. 25W
R1 1 Resistor, 4.7K, 5%, 0.25W
R3-5,8 4 MCMF0W4FF1001A50 0,035 0,14 Resistor, 1K, 1%, 0.25W
R7 1 Resistor, 49.9K, 1%, 0.25W
R6 1 CMF1/41052FLFTR 0,009 0,009 Resistor, 10.5K, 1%
R2 1 36FR10KLF 0,145 0,145 Potentiometer, 10K, 10%, 0.5W

C1

1 0,046 0,046 Capacitor, 0.1, 10%, 50V, X7R
D2 1 TLUR4400 0,071 0,071 LED, T1, Red
D3 1 LED, T1, Orange
D4 1 TLHY4205 0,008 0,008 LED, T1, Yellow
D5 1 TLHG4205 0,065 0,065 LED, T1, Green
D6 1 LED, T1, Blue
D7 1 Diode, 1N4148
D1 1 1N4735A Zener, 6. 2V, 1W
U1 1 LM339N 0,206 0,206 Quad Comparator, DIP

Индикатор уровня заряда батареи работу схемы

D1 это напряжение стабилитрона ссылки. Привязанный к этому является строкой из делителя резистора (R2-6), которые устанавливают различные фиксированные уровни напряжения. R7 и 8 образуют делитель напряжения на который делит напряжения на клеммах аккумулятора в 6 раз. U1 является LM339 компаратор, который сравнивает четырехъядерных различных напряжений с двумя разделителями. Компаратор секции имеют выходы с открытым коллектором, которые просто работают как переключатели для управления светодиодами. D7 защищает от обратной связи аккумулятора.

ОУ LM324 должна работать нормально, но вывод выезда отличается и (4) ОУ LM741 также должны работать.

Он работал, как ожидалось, и когда R2 откалиброван правильно, напряжение пороги в течение примерно 0,1 заявленных значений.  Существует не так гистерезиса светодиодов, как правило, слегка мерцает на пороговое напряжение-это не проблема.

Светодиоды являются предвзятыми работать около 1мА, которая достаточно ярким, если светодиодов высокой эффективностью используются минами были не из высоких типу эффективности. Этот ток может быть скорректирована просто путем изменения резисторы (R9 через R13). Общий ток потребления, как показано около 12мА со всеми светодиодов горит. Чтобы уменьшить мощность, Push-To-тест кнопка рекомендуется.

Аккумулятор Фото индикатор уровня

 

 

 

<<< Схемы электрические

Индикатор низкого заряда батареи

Таймер 555

В статье представлена простая схема индикатора низкого заряда батареи, основой которой является 555 микросхема.

Многим электронным схемам, такие как системы аварийного освещения, зарядные устройства, системы бесперебойного питания и т. д., желательно иметь в своем составе индикацию низкого заряда батареи, чтобы избежать чрезмерной разрядки аккумуляторной батареи, т. к. глубокий разряд значительно сокращает срок службы батареи.

Схема индикатора низкого заряда батареи, которая описана в данной статье, включает в себя только один таймер 555 и несколько резисторов, этого будет достаточно, чтобы продлить срок эксплуатации дорогого источника питания.

Работу схемы можно понять из следующего описания:

В состав микросхемы 555 входит два компаратора, которые и используются для работы в данной схеме. Когда на вход 2 подведен потенциал величиной ниже чем 1/3 от Vcc ( Uпит. ), на выходном контакте 3 присутствует высокий потенциал, т.е. логическая 1.

Вышеуказанный факт указывает также на то, что напряжение переключения на контакте 2 зависит от величины напряжения, подводимого на вывод 8 микросхемы. Это означает это напряжение на выводе 8 должно находиться на каком-то постоянном уровне.

Поэтому в предлагаемой конструкции напряжение питания микросхемы фиксируется использованием опорного стабилитрона.

Настройка схемы сводится к тому, чтобы уровень напряжения на входе 2 микросхемы достиг значения, равного 1/3 U стабилитрона, что будет соответствовать предельно допустимому уровню разряда контролируемой АКБ.

Приведенные выше настройки можно выполнить, применив блок питания с регулируемым выходным напрядением, установив Uвых равное предельно допустимому напряжению разряда АКБ.

Допустимый порог напряжения для 12-ти вольтового кислотного аккумулятора -10,8 В (1,8 В на банку). Подаем на схему сигнализатора это напряжение, регулировкой подстроечного резистора P1 добиваемся включения светодиода. Все, схема настроена. Теперь положение движка подстроечника фиксируем клеем, чтобы не сбить настройку.

Дополнив эту схему выходным каскадок, как здесь, можно добавть звуковое оповещение или отключить разряженную АКБ.

Рис. 1 Схема индикатора разряда батареи

Список деталей

R1, R3 = 10K
R2 = 100K
IC1 = 555
Р1 = 100K предустановка
Z1 = стабилитрон, имеющий напряжение ниже , чем напряжение батареи.

PS: проверка схемы моделированием в программе LTspice IV
D1- стабилитрон на 5 В, взят из библиотеки программы, светодиод D2 также из библиотеки. Резистор R4,R5-это подстроечник P1(рис. 1).

Рис. 2 Моделирование индикатора разряда в программе LTspice IV

Как видно из диаграммы (Рис. 2), при падении напряжения питания (синяя линия) до 10,74 В, появляется скачкообразный рост напряжения на светодиоде D2 (зеленый график).

Данная схема также может быть индикатором заряда батареи, для этого потенциометром P1, нужно добиться отключения светодиода при напряжении 14,2- 14,5 В ( для 12-ти вольтовой батареи).

Смотрите также: Приставка автомат к зарядному устройству

 


Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах. Индикатор разряда схема

Индикатор разряда аккумулятора предназначен для получения оперативного предупреждения о разряде аккумуляторной батареи, что поможет защитить вас от многих проблем. Предлагаемая схема достаточно проста, а вся регулировка заключается в выставление порога срабатывания переменным резистором для включения светодиодной индикации.

Чтобы максимально упростить самодельную конструкцию, информация о степени разряда батареи поступает по принципу светодиодного столбика, то есть чем выше напряжение на батареи, тем больше светодиодов загорается. Нижний уровень отмечается красным светодиодом (верхний по схеме), на максимальное напряжение указывает нижний зеленый светодиод. Полное отсутствие свечения говорит о сильной критическом разряде аккумулятора.

В основе конструкции лежат четыре компаратора операционного усилителя LM324, каждый из них контролирует определенный уровень напряжения.

Опорное напряжение в 5 вольт для всех четырех компараторов идет со стабилитрона и сопротивления R6.

Если на прямом входе ОУ потенциал будет меньше потенциала на его инверсном входе, на выходе компаратора присутствует низкий логический уровень и светодиод не горит. Если опорное напряжение превысит потенциал на противоположном входе компаратор переключается, и светодиод загорится. Для каждого компаратора установлен свой персональный уровень, который настраивается сопротивлением делителя на резисторах R1-R5.

Вариант этой конструкции, но уже на операционном усилителе LM 339 подойдет для аккумуляторов с выходным напряжением 6 или 12 вольт.

В арсенале отечественных микросхем имеется серия КР1171, которые специально разработаны для контроля снижения напряжения питания. Вот и используем ее для контроля напряжения в аккумуляторной батареи.


Малый потребляемый ток в режиме «Вык.» позволяет встраивать данную конструкцию в устройства с непрерывным контролем напряжения аккумуляторной батареи. При этом индикатор можно подключить до выключателя питания устройства, напрямую к клеммам аккумуляторной батареи. Для переделки данной схемы индикатора на другое напряжение достаточно использовать соответствующую микросхему серии КР1171 и подобрать резистор R1 для нового напряжения. Исключение составляет только микросхема КР1171СП20, т. к. ее пороговый уровень 2В, а генератор на микросхеме К561ЛА7 не работает.

Для достижения минимальных размеров можно вместо динамика использовать миниатюрный излучатель. C помощью сопротивления R6 можно регулировать громкость звука.


Данная конструкция рассчитана на напряжение аккумуляторной батареи от 6 до 24 вольт.

Схема состоит из делителя напряжения на резисторах R1 R2, первый транзистор реагирует на уменьшение напряжения ниже заданного значения, а электронный ключ на втором транзисторе, через стоковую цепь запускает свepxъяркий светодиод.

При подключении схемы к аккумуляторной батареи, напряжение котopoгo необходимо контролировать, на затворе первого транзистора появляется напряжение положительной полярности, регулируемое резистором R2. Если оно выше порогового — транзистор открыт, сопротивление его канала не выше десятка Ом, поэтому напряжение на стоке второго транзистора VТ2 стремится к нулю и он закрыт, светодиод соответственно не горит, сигнализируя о том, что напряжение аккумуляторной батареи в норме. При снижении напряжения до порогового уровня, при котором напряжение на затворе первого транзистора становится ниже порогового, он закрывается, сопротивление его канала резко возрастает и напряжение на стоке стремится к значению напряжения питания. При этом открывается транзисторный ключ и светодиод загорается, говоря о недопустимой степени разряда аккумуляторной батареи.

На транзисторах VT2, VT3 построен триггер Шмитта, на VT1 — модуль запрета его срабатывания. В коллекторную цепь VT3 включен индикатор HL1, размещенный на приборной панели. В горячем состоянии нить накала индикатора обладает сопротивление в районе 50 Ом. Сопротивление холодной нити индикатора в несколько раз ниже. Поэтому транзистор VT3 выдерживает бросок тока в коллекторной цепи до уровня 2,5 А.

Напряжение бортовой сети за минусом напряжения на стабилитроне VD2 через делитель R5-R6 поступает на базу VT2. Если оно выше 13,5 В, триггер Шмитта переключается и транзистор VT3 закрыт, а HL1 не светится.


nik34 прислал:


Индикатор заряда на основе старой платы защиты от Li-Ion аккумулятора.

Легкое решение для индикации окончания заряда LiIon или LiPo аккумулятора от солнечной батареи можно сделать из… любой дохлой LiIon или LiPo батареи:)

В них используется шестиногий контроллер заряда на специальзированной микрухе DW01 (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8261, NE57600 и пр. аналоги). Задачей этого контроллера является отключение батареи от нагрузки при полном разряде батареи и отключение аккумулятора от зарядки при достижении 4,25В.

Вот последний эффект и можно использовать. Для моих целей вполне подойдет светодиод, который будет загораться при окончании заряда.

Вот типовая схема включения этой микрухи и схема, в которую надо ее переделать. Вся переделка заключается в отпаивании мосфетов и подпайке светодиода.

Светодиод возьмите красный, у него напряжение зажигания меньше, чем у других цветов.

Теперь надо подключить эту схему после традиционного диода, который так же традиционно крадет от 0,2В (шоттки) до 0,6В от солнечной батареи, но зато он не дает аккумулятору разряжаться на солнечную панель после наступления темноты. Так вот, если подключить схему до диода, то получим индикацию недозаряда аккумулятора на 0,6В, что достаточно много.

Таким образом алгоритм работы будет следующий: наша СБ при освещении дает напругу на липольку и до тех пор, пока не сработает родной контроллер заряда на аккумуляторе при напряжении около 4,3В. Как только срабатывает отсечка и аккумулятор отключается, на диоде подскакивает напряжение выше 4,3В и наша схема в свою очередь пытается защитить свою батарею, которой уже нет и отдавая команду так же несуществующему мосфету зажигает светодиод.

Убрав со света СБ напряжение на ней упадет и светодиод отключится, прекратив кушать драгоценные миллиамперы. Это же решение можно использовать и с другими зарядниками, не обязательно зацикливаться на солнечной батарее:)
Оформить можно как угодно, благо платка контролера миниатюрна, не более 3-4 мм шириной, вот пример:




Наша волшебная микруха слева, два мосфета в одном корпусе справа, их надо убрать и запаять на плату в соответствии со схемой светодиод.

Вот и все, пользуйтесь, благо это просто.

В современной практике еще встречаются автомобили, на которых нет ни бортового компьютера, ни табло с индикатором заряда аккумуляторной батареи. Передвижение без индикатора чревато полной остановкой двигателя и невозможностью в дальнейшем запустить его.

Индикатор заряда аккумулятора выполняет две функции: показывает зарядку тока аккумулятора от генератора и информативно величину заряда АКБ. Существует несколько способов устранить эту недоработку у автомобиля. Один из них самый простой, сделать своими руками устройство показывающее зарядку батареи.

В доступных источниках есть много предложений изготовления цифровой цепи тока такого устройства. Оно имеет достаточно простой вид. Для этого нужны навыки по пайке радиодеталей и желание собрать устройство своими руками. Выбрать светодиод, стабилитрон, макетную плату и резисторы. Схема индикатора заряда АКБ приведена на рисунке ниже.

Принцип работы

Светодиодный индикатор благодаря наличию трех цветов светодиодов может показывать различные фазы зарядки тока. Начало зарядки. Рабочую середину. Предупреждение окончания процесса. Это схема дает нам возможность контролировать весь рабочий цикл батареи.

Спаять детали своими руками несложно, но для начала сделай проверку тестером. Если все детали исправны можно сделать сборку по схеме. Прозванием тестером светодиодный выход. Определяем выход низкого напряжения тока от шести до одиннадцати вольт.

Это светодиод красного цвета. От одиннадцати до тринадцати вольт – желтый. Более тринадцати — будет светодиод зеленого цвета. Схема имеет простой набор деталей и работает надежно.

Интересно! АКБ выдает на светодиод определенное напряжение тока. Он загорается. Так мы определяем начало и окончания заряда АКБ.

Если у вас нет каких, либо комплектующих, то нужно посмотреть в интернете аналогичные схемы и своими руками доработать устройство. Схема будет также показывать надежно индикацию заряда тока батареи.

Для автомобиля важно, чтобы схема работала не постоянно, а только когда водитель находился за рулем. Рекомендуется после окончания работы своими руками полученное устройство смонтировать под рулевым колесом и соединить с замком зажигания. В этом случае индикатор будет работать только при включенном зажигании автомобиля.

Мы видим, что после окончания работ, своими руками можно создать удобный и необходимый для надежной эксплуатации автомобиля индикатор заряда батареи. Себестоимость такого изделия будет не высокой.

Важно! Надежность индикатора и удобность его размещения позволяет эффективно устранить не доработку конструкторов – производителей автомобилей.

С одной стороны любое устройство, будь то транспортное средство или простая кухонная утварь, кажется совершенной и доработанной с технической точки зрения. Не требующей вмешательства человеческой мысли и грамотных рук.

С другой, всегда найдутся грамотные «Кулибины», для которых это устройство кажется не совершенным и требует усовершенствования и технической доработки.

На этом и строится прогрессивный технический прогресс. Вроде простая, но при этом жизненно необходимая наглядная индикация процесса зарядки аккумуляторной батареи автомобиля, не спроектированная конструкторами нашла свою простую разработку простыми почитателями мира науки и техники.

Успешный пуск автомобильного двигателя во многом зависит от состояния заряда аккумулятора. Регулярно проверять напряжение на клеммах с помощью мультиметра – неудобно. Гораздо практичнее воспользоваться цифровым или аналоговым индикатором, расположенным рядом с приборной панелью. Простейший индикатор заряда аккумулятора можно сделать своими руками, в котором пять светодиодов помогают отслеживать постепенный разряд (заряд) батареи.

Схема

Рассматриваемая принципиальная схема представляет собой простейшее устройство, отображающее уровень заряда аккумулятора на 12 вольт. Её ключевым элементом является микросхема LM339, в корпусе которой собрано 4 однотипных операционных усилителя (компаратора). Общий вид LM339 и назначение выводов показан на рисунке.

Прямые и инверсные входы компараторов подключены через резистивные делители. В качестве нагрузки используются индикаторные светодиоды 5 мм.

Диод VD1 служит защитой микросхемы от случайной смены полярности. Стабилитрон VD2 задаёт опорное напряжение, которое является эталоном для будущих измерений. Резисторы R1-R4 ограничивают ток через светодиоды.

Принцип работы

Работает схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах следующим образом. Застабилизированное с помощью резистора R7 и стабилитрона VD2 напряжение 6,2 вольт поступает на резистивный делитель, собранный из R8-R12. Как видно из схемы между каждой парой этих резисторов формируются опорные напряжения разного уровня, которые поступают на прямые входы компараторов. В свою очередь инверсные входы объединены между собой и через резисторы R5 и R6 подключены к клеммам аккумуляторной батарее (АКБ).

В процессе заряда (разряда) аккумулятора постепенно изменяется напряжение на инверсных входах, что приводит к поочередному переключению компараторов. Рассмотрим работу операционного усилителя OP1, который отвечает за индикацию максимального уровня заряда. Зададим условие, если заряженный аккумулятор имеет напряжение 13,5В, то последний светодиод начинает гореть. Пороговое напряжение на его прямом входе, при котором засветится этот светодиод, рассчитаем по формуле:

U OP1+ =U СТ VD2 – U R8 ,

U СТ VD2 =U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 =I*(R8+R9+R10+R11+R12)

I= U СТ VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12)=6,2/(5100+1000+1000+1000+10000)=0,34 мА,

U R8 =I*R8=0,34 мА*5,1 кОм=1,7В

U OP1+ =6,2-1,7=4,5В

Это означает, что при достижении на инверсном входе потенциала величиной более 4,5 вольт компаратор OP1 переключится и на его выходе появится низкий уровень напряжения, а светодиод засветится. По указанным формулам можно рассчитать потенциал на прямых входах каждого операционного усилителя. Потенциал на инверсных входах находят из равенства: U OP1- = I*R5= U БАТ – I*R6.

Печатная плата и детали сборки

Печатная плата изготавливается из одностороннего фольгированного текстолита размером 40 на 37 мм, которую можно скачать . Она предназначена для монтажа DIP элементов следующего типа:

  • резисторы МЛТ-0,125Вт с точностью не менее 5% (ряд Е24)
    R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 кОм,
    R5, R8 – 5,1 кОм,
    R6, R12 – 10 кОм;
  • диод VD1 любой маломощный с обратным напряжением не ниже 30В, например 1N4148;
  • стабилитрон VD2 маломощный с напряжением стабилизации 6,2В. Например, КС162А, BZX55C6V2;
  • светодиоды LED1-LED5 – индикаторные типа АЛ307 любого цвета свечения.

Данную схему можно использовать не только для контроля напряжения на 12 вольтовых аккумуляторах. Пересчитав номиналы резисторов, расположенных во входных цепях, получаем светодиодный индикатор на любое желаемое напряжение. Для этого следует задаться пороговыми напряжениями, при которых будут включаться светодиоды, а затем воспользоваться формулами для пересчёта сопротивлений, приведенные выше.

Читайте так же

Цепь индикатора полного заряда батареи

с использованием двух транзисторов

Эта небольшая схема будет предупреждать пользователя о достижении аккумулятором уровня полного заряда (перезарядки) во время зарядки путем включения светодиода. В схеме используется всего пара транзисторов в качестве основных активных компонентов.

Основная характеристика

Главной особенностью этой конструкции является не только ее миниатюрный дизайн, но и характеристики напряжения питания, которые могут составлять всего 2 В, что означает, что ее можно использовать для всех батарей в диапазоне от 2 В до 60 В с небольшими изменениями

Я уже обсуждал аналогичную концепцию, которая предназначена для прямо противоположной функции, то есть для указания нижнего порога разряда батареи.

Теперь давайте посмотрим, как данная схема предназначена для работы и как ее можно настроить для выполнения требуемой индикации предупреждения о разряде батареи.

Мы рассмотрим две простые конструкции: первая включает светодиод при полном уровне заряда батареи, а вторая может использоваться для обратного, то есть выключать его при установленном заданном значении.

Светодиодный индикатор включается, когда аккумулятор полностью заряжен

Схема, показанная ниже, предназначена для включения светодиодного индикатора, как только подключенный аккумулятор достигает своего полного уровня заряда.

Как исправить предустановки

Чтобы настроить схему, пользователь должен подать в схему желаемый верхний уровень заряда и отрегулировать предустановку так, чтобы светодиодный индикатор только начинал ярко светиться на этом уровне.

Видеоклип:

Выключение светодиода при полной батарее

Следующая схема настроена на принудительное или выключение светодиода, когда батарея достигает максимального уровня заряда.

Для пользователей, которые хотят видеть выключение светодиода на верхнем пороге, можно использовать показанный выше дизайн, работу можно понять по следующим пунктам:

Согласно требованию, светодиодное освещение должно начать уменьшаться, как только батарея приближается к установленному порогу полной зарядки.

Процедура настройки пресета на самом деле очень проста.

Пользователь должен подать напряжение питания, которое может быть равным желаемому высокому уровню заряда батареи, а затем осторожно отрегулировать предустановку с помощью отвертки, чтобы светодиод просто выключился на желаемом уровне..

Например, предположим, что цепь индикатора установлена ​​для контроля уровня заряда 12 В аккумулятора при перезарядке при 14,3 В, затем предустановку можно изменить, чтобы убедиться, что светодиод только начинает выключаться при напряжении около 14 В.

Дизайн печатной платы

Цепь 10-уровневого индикатора заряда аккумулятора

Мы уже указываем состояние батареи, используя схему индикатора состояния батареи, и индикатор состояния напряжения батареи, используя микросхему 741 IC, на этот раз мы показываем состояние батареи на 10 различных уровнях. Проект «10-уровневая схема индикатора заряда аккумулятора» разработан с использованием компаратора IC LM3914, который используется для индикации заряда аккумулятора на 10 различных уровнях. В проекте используются 10 светодиодов для индикации заряда аккумулятора на 10 уровнях, т.е. каждый светящийся светодиод указывает на 10% заряда аккумулятора. Допустим, если горят семь светодиодов, доступный заряд аккумулятора составляет 70%. Также он имеет функцию автоматического отключения цепи зарядки при 100% заряде аккумулятора.

Как работает 10-уровневая цепь индикатора заряда аккумулятора?

Основными компонентами 10-уровневой цепи индикатора заряда аккумулятора является LM3914, он содержит 10 компараторов внутри и расположен в сети делителя напряжения, которая в основном работает по правилу деления цепи.Напряжение батареи разделено на 10 частей, и его выход отображается с помощью 10 светодиодов, расположенных в точечном режиме. Для лучшей обычной индикации предпочтительны светодиоды разных цветов, например 3 красных светодиода, 3 желтых светодиода и 4 красных светодиода. Когда светится светодиод 10 th , транзистор Q1 переходит в состояние насыщения и реле находится под напряжением, схема зарядного устройства отключается и аккумулятор отсоединяется от зарядного устройства.

Если вы хотите разработать свою собственную схему зарядного устройства 12 В, то вот несколько ссылок.

  1. Интеллектуальное зарядное устройство 12 В, 7 Ач с печатной платой
  2. Зарядное устройство 12 В с защитой от перезарядки и глубокой разрядки.

Описание цепи 10-уровневого индикатора заряда батареи

Схема 10-уровневой цепи индикатора заряда батареи показана на рисунке 1. Вся схема представляет собой 10-уровневую цепь индикатора заряда батареи, построенную на компараторе IC LM3914, 10 светодиодах и нескольких других электронных компонентах, таких как резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и т. Д. для безупречной работы схемы.

Батарея, заряд которой будет отслеживаться, подключена к B1, где диод D2 блокирует обратный ток от цепи к батарее, где конденсатор C 1 представляет собой не что иное, как конденсатор фильтра. Переменный резистор VR 1 используется для калибровки схемы для свечения светодиодов при разном напряжении, а переменный резистор VR 2 используется для регулировки яркости светодиодов.

Транзистор Q1 — это переключающая схема, которая изначально находится в выключенном состоянии, но когда батарея полностью заряжена, то есть светодиод 10 светится, транзистор Q1 включается, в результате чего реле срабатывает и отключает цепь зарядки. В приведенной ниже таблице показан процент заряда батареи для соответствующего светящегося светодиода.

Таблица 1

С.Н. Светящийся светодиод Аккумулятор заряжен
1. Светодиод 1 10%
2. Светодиод 2 20%
3. Светодиод 3 30%
4. Светодиод 4 40%
5. Светодиод 5 50%
6. Светодиод 6 60%
7. Светодиод 7 70%
8. Светодиод 8 80%
9. Светодиод 9 90%
10. Светодиод 10 100%

Калибровка 10-уровневой цепи индикатора заряда аккумулятора

  1. Подключить переменный источник питания 15 В к точке B1 (на месте батареи)
  2. Установите 3В на переменный источник питания.
  3. Отрегулируйте переменную VR 1 до светодиода 1
  4. Повышение напряжения переменного источника питания с интервалом 1В на шаг.
  5. Схема готова к использованию.

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ ЦЕПИ ИНДИКАТОРА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА 10 УРОВНЯ

Резисторы (все ¼ Вт, ± 5% углерода)
R 1 = 33 кОм

R 2 = 1,2 кОм

R 3 = 56 кОм

VR 1 = 10 Ом

VR 2 = 200 кОм

Конденсаторы
C 1 = 100 нФ (керамический диск)

C 2 = 33 мкФ / 30 В (электролитический конденсатор)

Полупроводники
IC 1 = LM3914 (компаратор IC)

Q 1 = BC558 (транзистор PNP)

D 1 , D 2 = 1N4001 (кремниевый выпрямительный диод общего назначения)

Светодиод 1 — Светодиод 3 = 5 мм Светодиоды красного цвета

Светодиод 4 — Светодиод 6 = 5 мм Светодиоды желтого цвета

Светодиод 7 — Светодиод 10 = 5 мм Светодиоды зеленого цвета

Разное
RL 1 = реле 12 В

Нравится:

Нравится Загрузка. ..

Цепь аварийного сигнала полного заряда аккумулятора

Это цепь аварийного сигнала полного заряда аккумулятора для обычного зарядного устройства. Схема упрощенная и дешевая, используется один транзистор BC557 и дисплей с двумя светодиодами.

Аккумулятор, который используется с автомобилями, мотоциклами или фонарями рыбаков. Они всегда свинцово-кислотные. Каждая ячейка в батарее будет иметь напряжение около 2,3 В.

Сколько токов для зарядки

Продолжительность зарядки зависит от тока зарядки.Если ток высокий, он завершится быстро. Но батарея слишком горячая. Обычно ток ниже примерно на 10% от тока батареи в час.

Емкость аккумулятора для скорости зарядки

Например, у меня аккумулятор на 6В. Емкость аккумулятора около 5Ач. Поэтому я использую источник постоянного тока около 0,5 А. А для полной зарядки требуется около 12 часов.

ЗДЕСЬ много схем зарядного устройства 6В.

Примечание: во время зарядки ток будет непрерывно уменьшаться до минимального значения около 10 мА. Какая батарея почти полностью заряжена. Но мы не можем знать, полная батарея или нет. Потому что нет индикатора, который бы нас тревожил.

Итак, эта схема может нам помочь.

Два светодиодных индикатора
Он имеет 2 светодиодных индикатора для отображения двух состояний, как показано ниже.

  • Зеленый светодиод — отображается во время зарядки аккумулятора. Затем он погаснет, если аккумулятор полностью заряжен.
  • Красный светодиод — Загорается, если вы вставите батарею задом наперед. Важный! аккумулятор должен заряжаться только с соблюдением полярности.

Как это работает

В приведенной ниже схеме показана цепь аварийного сигнала полного зарядного устройства. Пока заряжает аккумулятор. Через батарею и цепь нормально течет ток.

Также загорается зеленый светодиод. И он погаснет при полной зарядке. Потому что на транзисторах-Q1 работает. И оба резистора R1 и R2 устанавливают ток смещения транзистора.

Диод-D1 ограничивает напряжение, превышающее 0,7 В.

Светодиодная сигнальная цепь зарядного устройства

Когда аккумулятор полностью заряжен, зеленый светодиод 1 гаснет.Потому что токи перестают течь или могут течь менее 10 мА.

Но зеленый LED1 может погаснуть. Потому что у батареи неправильная полярность. На выходе — короткое замыкание. Красный LED2 загорится при неправильной полярности батареи.

Максимальный ток , который может проверить эта схема, в диапазоне от 1А до 3А. Если зарядный ток меньше 1А. Диод D1 должен быть 1N4001. Если ток больше 1 А, но меньше 3 А, D1 должен быть 1N5401.

Выберите напряжение батареи 6 В или 12 В. — Резистор R3 на 470 Ом будет использоваться с аккумуляторной батареей 6 В.Если изменить R3 на 680 Ом, чтобы использовать аккумулятор 12 В.

Как построить

Этот проект состоит из нескольких компонентов. Таким образом, его можно собрать на универсальной печатной плате как Рисунок

В схеме сборки сначала начните с самых нижних частей, таких как диод, а затем резисторы, и вроде бы постоянно с высокого уровня.

Для устройств различной полярности следует соблюдать осторожность при сборке схемы. Перед размещением этих компонентов следует установить полярность на плате и правильно совместить.Потому что, если вы положите назад, это может привести к повреждению деталей или цепи. Как проверить полярность и устройство ввода.

Компонентная схема цепи аварийной сигнализации полного зарядного устройства

Паяльник мощностью менее 40 Вт. И использование свинцового припоя, содержащего свинец и олово в соотношении 60/40. В том числе необходимость иметь флюс внутри свинца.

После этого ставим комплектующие и полностью припаиваем. Чтобы еще раз проверить правильность. Но если вы войдете не в ту позицию. Следует использовать демонтажный насос или демонтажный съемник.Чтобы предотвратить повреждение печатной платы.

Список компонентов
Размер резисторов ¼ Вт + 5%
R1: 56 Ом
R2: 100 Ом
R3: 470 Ом (680 Ом)
Полупроводники
D1: 1N4001 (1N5401)
D1: 1N4001 (1N5401)
D3: 1N4148, 75 В, диоды 150 мА
LED1: 5 мм зеленый светодиод
LED2: 5 мм красный светодиод
Q1: BC557B, 45 В 100 мА транзистор PNP
Другие компоненты.
Универсальная печатная плата.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Индикатор разряда батареи 3,7 В Ciruit

В этом проекте индикатор разряда батареи 3,7 вольт, мы собираемся сделать очень простой индикатор уровня заряда батареи. Эта схема индикатора предназначена для индикатора 3,7 В. Мы спроектировали эту схему из нескольких компонентов дома с легкодоступными компонентами. Эти компоненты можно либо собрать из старой схемы, либо легко купить в магазине электроники.

В этом проекте Схема индикатора разряда батареи 3,7 В , мы собираемся сделать очень простой индикатор уровня заряда батареи.Эта схема индикатора предназначена для индикатора 3,7 вольт . Мы спроектировали эту схему из нескольких компонентов дома с легкодоступными компонентами. Эти компоненты можно либо собрать из старой схемы, либо легко купить в магазине электроники.

Схема подключения

Компоненты, необходимые для индикатора уровня заряда батареи 3,7 В
  • Транзистор — BC547 x1
  • Резистор — 1К x2
  • Резистор — 220 Ом x3
  • PN-переходной диод — 1N4007 x1
  • Светодиод — 3 В x2 (красный для индикации низкого заряда и зеленый для индикации полного заряда)
  • Аккумулятор — 3.7В и 3В

Шаг 1.

Сначала подключите резистор 1 кОм к выводу базы и эмиттера транзистора, как показано на рисунке ниже.

Шаг 2.

Во втором упоре припаяйте резистор 220 Ом к коллекторному выводу транзистора, как показано на рисунке.

Шаг 3.

На этом этапе подключите резистор 1 кОм ко второй точке резистора 220 Ом.

Шаг 4.

На шаге 4 соедините диод IN4007 с базовой точкой транзистора, как мы соединили на рисунке ниже. Соедините катодную точку диода с базой транзистора.

Шаг 5.

Точка подключения зеленого светодиода с точкой диода и положительная точка зеленого светодиода с резистором 1 кОм, как показано ниже.

Шаг 6.

Припой — точка красного светодиода к -ve точке диода и точка + красного светодиода с точкой коллектора транзистора, как показано на схеме, приведенной ниже.

Тестирование

Наша схема завершена Теперь проверяем, подключив аккум. Подключите + ve батареи 3,7 В к точке + ve зеленого светодиода, а точку батареи 3,7 В к точке эмиттера транзистора, как мы подключили в схеме, приведенной ниже.

Когда вы подключите батарею 3 В, красный светодиод загорится полностью, если батарея разряжена. Зеленый светодиод светится, когда аккумулятор заряжается выше 3,2 В.

Протестированная схема и все точки сборки можно увидеть на видео, приведенном ниже.

Как разработать схему индикатора уровня заряда батареи?

В последнее столетие все, что используется в повседневной жизни, является электронным. Большинство небольших электронных компонентов используют батарею для питания себя. Иногда эти электронные устройства, такие как игрушки, бритвы, музыкальные плееры, автомобильные аккумуляторы и т. Д., Не имеют дисплея, показывающего уровень заряда батареи. Поэтому, чтобы проверить уровень заряда батареи, нам нужно устройство, которое будет указывать уровень заряда батареи и сообщать нам, нужно ли менять батарею сразу или через некоторое время.На рынке доступны различные индикаторы уровня заряда батареи. Но если мы хотим, чтобы это устройство было недорогим, мы можем сделать его дома таким же эффективным, как и устройства, доступные на рынке.

В этом проекте я расскажу вам, как лучше всего спланировать простую схему индикатора уровня заряда батареи с использованием доступных на рынке сегментов. Индикатор уровня заряда аккумулятора показывает состояние аккумулятора, просто включая светодиоды. Например, горение пяти светодиодов означает, что заряд батареи составляет 50%.Эта схема будет полностью основана на микросхеме LM914.

Как указать уровень заряда батареи с помощью LM3914 IC?

В этой статье объясняется, как спланировать индикатор уровня заряда батареи. Вы можете использовать эту схему для проверки аккумуляторной батареи автомобиля или инвертора. Таким образом, используя эту схему, мы можем продлить срок службы батареи. Давайте соберем еще немного информации и начнем работать над этим проектом.

Шаг 1: Сбор компонентов

Лучший способ начать любой проект — это составить список компонентов и провести их краткое изучение, потому что никто не захочет оставаться в середине проекта только из-за недостающий компонент.Список компонентов, которые мы собираемся использовать в этом проекте, приведен ниже:

Шаг 2: Изучение компонентов

Теперь, когда мы знаем аннотацию нашего проекта и у нас также есть полный список всех компонентов, позвольте нам сделайте шаг вперед и проведите краткое изучение компонентов, которые мы собираемся использовать.

LM3914 — интегральная схема. Его задача — управлять дисплеями, которые визуально показывают изменение аналогового сигнала. К его выходу мы можем подключить до 10 светодиодов, ЖК-дисплеев или любой другой компонент флуоресцентного дисплея.Эту интегральную схему можно использовать только потому, что порог линейного масштабирования линейно масштабируется. В базовой конфигурации он дает десятиступенчатую шкалу, которая может быть расширена до более чем 100 частей с помощью других последовательных микросхем LM3914. В 1980 году эта ИС была разработана компанией National Semiconductors. Но теперь, в 2019 году, он по-прежнему доступен как Texas Instruments. Есть два основных варианта этой ИС. один — LM3915, который имеет шаг логарифмической шкалы 3 дБ, а другой — LM3916, который управляет шкалой стандартного индикатора объема (SVI).Диапазон рабочего напряжения варьируется от 5 В до 35 В, и он может управлять светодиодными дисплеями на своем выходе, обеспечивая регулируемый выходной ток в диапазоне 2-30 мА. Внутренняя сеть этой ИС состоит из десяти компараторов и цепи масштабирования резисторов. Каждый компаратор включается один за другим при повышении уровня входного напряжения. Эту ИС можно настроить для работы в двух разных режимах: в режиме гистограммы и в режиме с точками . В режиме гистограммы все клеммы нижнего выхода включаются, а в точечном режиме одновременно включается только один выход.Всего в устройстве 18 контактов.

Veroboard — отличный выбор для создания схемы, потому что единственная головная боль — это разместить компоненты на плате Vero, припаять их и проверить целостность с помощью цифрового мультиметра. Как только схема будет известна, отрежьте плату до нужного размера. Для этого поместите доску на коврик для резки и, используя острое лезвие (надежно) и соблюдая все меры безопасности, несколько раз надрежьте груз сверху и снизу по прямой кромке (5 или несколько раз), переезжая проемы.После этого поместите компоненты на плату вплотную, чтобы сформировать компактную схему, и припаяйте контакты в соответствии с подключениями схемы. В случае ошибки попробуйте распаять соединения и снова припаять их. Наконец, проверьте целостность. Выполните следующие шаги, чтобы создать хорошую схему на Veroboard.

Veroboard

Шаг 3. Проектирование схемы

Ядром этой схемы маркера уровня заряда батареи является микросхема LM3914. Эта ИС принимает аналоговое напряжение в качестве входа и напрямую управляет 10 светодиодами в соответствии с уровнем переменного напряжения.В этой схеме нет необходимости в резисторах в сочетании со светодиодами, потому что ток направляется самой ИС.

В этой цепи светодиоды (D1-D10) показывают предел заряда батареи в точечном режиме или режиме отображения. Этот режим выбирается внешним переключателем sw1, который связан с девятым выводом IC. Шестой и седьмой контакты IC связаны с землей через резистор. Яркость светодиодов регулируется этим резистором. Здесь резистор R3 и POT RV1 составляют схему делителя потенциала.Здесь, в этой схеме, калибровка выполняется путем установки ручки потенциометра. Для этой схемы нет необходимости в каком-либо внешнем источнике питания.

Схема предназначена для контроля от 10 В до 15 В постоянного тока. Схема будет работать независимо от того, составляет ли напряжение аккумулятора 3 В. Lm3914 управляет светодиодами, ЖК-дисплеями и вакуумными люминесцентными лампами. Микросхема содержит гибкую ссылку и точный делитель на 10 шагов. Эта ИС также может работать как секвенсор.

Для индикации состояния выхода мы можем подключить светодиоды разных цветов.Подключите красные светодиоды от D1 к D3, которые демонстрируют фазу выключения вашей батареи, и используйте D8-D10 с зелеными светодиодами, которые показывают уровень заряда батареи от 80 до 100, и используйте желтые светодиоды для оставшегося заряда.

С небольшой настройкой мы можем использовать эту схему для количественного определения диапазонов напряжения. Для этого отключения резистор R2 и верхний уровень напряжения сопрягаются со входом. Теперь переместите оппозицию Pot RV1 на свечение светодиода D10. В настоящий момент снимите верхний уровень напряжения на входе и свяжите с ним более низкий уровень напряжения.Подключите высокоомный переменный резистор к точке резистора R2 и колеблете его, пока не загорится светодиод D1. Теперь отключите потенциометр и измерьте сопротивление на нем. Теперь подключите резистор того же номинала вместо R2. Схема теперь будет измерять различные диапазоны напряжения.

Эта схема наиболее подходит для индикации 12В уровня заряда батареи. В этой схеме каждый светодиод показывает 10 процентов заряда батареи.

Шаг 4: Моделирование схемы

Перед созданием схемы лучше смоделировать и проверить все показания с помощью программного обеспечения.Программное обеспечение, которое мы собираемся использовать, — это Proteus Design Suite . Proteus — это программа, на которой моделируются электронные схемы.

Proteus 8 Professional можно загрузить отсюда.

  1. После загрузки и установки программного обеспечения Proteus откройте его. Откройте новую схему, щелкнув значок ISIS в меню. Новая схема.
  2. Когда появится новая схема, щелкните значок P в боковом меню. Это откроет окно, в котором вы можете выбрать все компоненты, которые будут использоваться.Новая схема
  3. Теперь введите имя компонентов, которые будут использоваться для создания схемы. Компонент появится в списке справа. Выбор компонентов
  4. Таким же образом, как описано выше, выполните поиск по всем компонентам. Они появятся в списке Devices List. Список компонентов

Шаг 5: Сборка схемы

Теперь, когда мы знаем основные соединения, а также полную схему нашего проекта, давайте продвинемся вперед и приступим к созданию аппаратного обеспечения. наш проект.Следует помнить об одном: схема должна быть компактной, а компоненты должны располагаться так близко.

  1. Возьмите Veroboard и протрите его сторону с медным покрытием скребком.
  2. Теперь аккуратно разместите компоненты и достаточно близко, чтобы размер схемы не стал очень большим.
  3. Осторожно выполните соединения, используя паяльник. Если при соединении допущена какая-либо ошибка, попробуйте распаять соединение и снова припаять соединение должным образом, но в конце концов соединение должно быть плотным.
  4. После того, как все подключения выполнены, выполните проверку целостности. В электронике проверка целостности цепи — это проверка электрической цепи, чтобы проверить, течет ли ток по желаемому пути (что, несомненно, это полная цепь). Проверка целостности выполняется путем установки небольшого напряжения (соединенного вместе со светодиодом или элементом, создающим волнение, например, пьезоэлектрическим динамиком) по выбранному пути.
  5. Если проверка на непрерывность прошла успешно, это означает, что схема выполнена надлежащим образом.Теперь он готов к тестированию.
  6. Подключить аккумулятор к цепи.
  7. Отрегулируйте потенциометр так, чтобы светодиод D1 начал светиться.
  8. Теперь начните увеличивать входное напряжение. Вы увидите, что каждый светодиод загорится с шагом 1 В.

Схема будет выглядеть, как на изображении ниже:

Схема цепи

Ограничения этой схемы

У этой схемы есть некоторые ограничения. Некоторые из них приведены ниже:

  1. Этот индикатор уровня заряда батареи работает только при малых напряжениях.
  2. Значения компонентов являются теоретическими, они могут нуждаться в практической модификации.

Приложения

Широкий спектр этой схемы индикатора уровня заряда батареи включает:

  1. С помощью этой схемы мы можем измерить уровень заряда батареи автомобиля.
  2. Состояние инвертора можно откалибровать с помощью этой схемы.

Схема индикатора уровня заряда батареи с LM3915

Описание

В этом электронном проекте я объяснил, как сделать схему индикатора уровня заряда батареи с LM3915 IC для контроля уровня напряжения любых батарей.

Вы можете отрегулировать максимальный уровень напряжения в соответствии с батареей (12 В или 9 В), вращая триммер.

Цепь индикатора уровня заряда батареи

Схема очень проста, я использовал LM3915 IC, чтобы показать уровень напряжения батареи.

Здесь LM3915 будет управлять током через светодиод, поэтому я не использовал резисторы последовательно со светодиодами.

Компоновка печатной платы для индикатора уровня напряжения аккумулятора

Загрузите компоновку печатной платы, затем распечатайте ее на странице A4.

Пожалуйста, проверьте размер печатной платы во время печати, он должен быть таким же, как указано

Требуемые компоненты:

  1. LM3915 IC
  2. 3.3k 0,25-ваттный резистор (R1)
  3. 18k 0.25-watt Resistor (R2)
  4. Резистор 56 кОм 0,25 Вт (R3)
  5. 5-мм светодиоды 1,5 В (10 шт.)
  6. Переключатель (S1)
  7. Потенциометр 10 кОм (VR4)
  8. Разъемы и основание ИС
  9. Печатная плата нулевого уровня или картон

Учебное пособие Видео об индикаторе уровня напряжения батареи

В этом обучающем видео я показал все шаги по созданию схемы индикатора уровня напряжения на самодельной печатной плате.

Но вы также можете загрузить файл PCB Gerber для этого проекта LM3915 и заказать печатную плату индивидуального дизайна на сайте PCBWay.com

О PCBWay и их услугах

  1. Прототипирование и производство печатных плат
    PCBWay не только производит FR -4 и алюминиевые платы, а также усовершенствованные печатные платы, такие как платы Rogers, HDI, Flexible и Rigid-Flex , по очень разумной цене.
    Чтобы перейти на страницу мгновенного предложения онлайн, посетите — pcbway.com / orderonline
    Проверьте свой файл Gerber перед размещением заказа — OnlineGerberViewer
  2. Сборка печатной платы
    Сборка SMT и THT начинается всего с 30 долларов США с бесплатным трафаретом и бесплатной доставкой по всему миру.
    Компоненты могут быть закуплены и предоставлены нами или самими клиентами.
    Предварительное предложение онлайн — pcbway.com/pcb-assembly

С PCBWay вы также можете получить следующие преимущества

  • Нет минимальных требований
  • Справедливая цена
  • Бесплатно DFM
  • Своевременная доставка
  • Возврат и возврат
  • Круглосуточная служба поддержки клиентов

Для получения более подробной информации посетите Почему PCBway .

Вы также можете изучить различные проекты печатных плат в их сообществе разработчиков ПО с открытым исходным кодом pcbway.com/project/ .

Шаги для заказа печатной платы на PCBWay

Чтобы заказать печатную плату, сначала посетите PCBWay.com .

Затем введите следующие данные:

  1. PCB Размер (длина и ширина) в мм и количество PCB
  2. Выберите цвет маскировки для печатной платы
  3. Выберите страну и способ доставки
  4. Нажмите кнопку « Сохранить в корзину »

Теперь нажмите « Добавить файлы Gerber », чтобы загрузить файл Gerber печатной платы.

Затем нажмите « Отправить заказ сейчас », чтобы разместить заказ.

После этого они рассмотрят файл Gerber и, соответственно, подтвердят заказ.

Я пользовался их услугами для своих различных проектов в области электроники, я всегда получал печатную плату вовремя, а качество очень хорошее в этом ценовом диапазоне.

Как сделать печатную плату индикатора уровня заряда батареи

Шаги по созданию схемы индикатора уровня напряжения на печатной плате:

  1. Распечатайте макет печатной платы и приклейте его на картон или Акриловый лист

    Во время печати учитывайте размер печатной платы, указанный в компоновке печатной платы

  2. Просверлите отверстия для компонентов как компоновку печатной платы

  3. Соедините все компоненты согласно компоновке печатной платы

    Поместите все компоненты на печатной плате, как показано, затем припаяйте все компоненты в соответствии со схемой.

Теперь печатная плата для цепи индикатора уровня готова.

Установите МАКСИМАЛЬНЫЙ уровень напряжения

Теперь, чтобы установить индикатор для батареи 12 В, сначала подключите источник питания 12 В.

Затем вращайте потенциометр, пока не загорятся все светодиоды.

После этого отключите питание.

Подключите аккумулятор 12 В

Подключите аккумулятор 12 В к цепи индикатора.

Теперь светодиоды будут светиться в соответствии с уровнем выходного напряжения батареи.И вы можете следить за уровнем напряжения аккумулятора.

Таким образом, вы можете установить любой уровень напряжения и использовать эту же схему для различных батарей, таких как батарея 6 В, батарея 9 В, батарея 12 В и т. Д.

DOT & Graph Mode

Вы можете контролировать уровень напряжения как в режиме DOT, так и в режиме Graph, используя переключатель S1.

Пожалуйста, поделитесь своими отзывами об этом мини-проекте, а также дайте мне знать, если у вас возникнут какие-либо вопросы.

Вы также можете подписаться на нашу новостную рассылку , чтобы получать больше таких полезных проектов электроники по электронной почте.

Надеюсь, вам понравился этот проект электроники. Спасибо за ваше время.

Индикатор заряда аккумулятора — Базовые проекты

В электронных устройствах с батарейным питанием часто необходимо знать состояние заряда батареи. В этом проекте мы создадим такую ​​схему, которая может отображать процент оставшейся энергии в батарее. Для индикации процента заряда будем использовать светодиоды. Чтобы управлять светодиодами в соответствии с напряжением батареи, мы можем использовать драйвер отображения точек / полос LM3914.LM3914 — это монолитная ИС, которая определяет уровень аналогового напряжения на одном из своих входных контактов и управляет 10 светодиодами. Мы должны сообщить этой ИС, каково напряжение, когда батарея заряжена на 100%, и каково напряжение батареи, когда она полностью разряжена. Мы можем сделать это, используя входы высокого и низкого опорного напряжения, присутствующие на его входе. Токоограничивающий резистор нам не нужен, потому что IC использует программируемый выход постоянного тока. Давайте посмотрим на схему приложения, указанную в таблице данных.

LM3914 цепь индикатора батареи

На этом рисунке изображена электрическая схема IC LM3914. Прежде всего, мы должны запитать ИС, подключив V к земле и V + к положительному напряжению. R LO , SIG и R HI определяют, как светодиоды должны реагировать на уровень напряжения. Где напряжение на выводе R HI определяет напряжение батареи, когда оно составляет 100%. А вывод R LO определяет напряжение, при котором батарея полностью разряжена.В соответствии с этими данными и напряжением SIG IC определяет, какие светодиоды должны светиться, а какие нет. Чтобы лучше понять это, давайте посмотрим на внутреннюю схему LM3914 в соответствии с его таблицей данных.

Внутренняя схема LM3914

Как видите, LM3914 имеет 10 компараторов, которые сравнивают напряжение SIG IN с напряжением между R HI и R LO при 10 различных значениях с одинаковым интервалом. Эти 10 напряжений с одинаковым интервалом создаются этими 10 резисторами 1 кОм.Эти резисторы действуют как делители напряжения и делят напряжение между R HI и R LO на 10 различных значений. Каждый уровень напряжения подается на каждый из 10 неинвертирующих выводов компараторов. Теперь напряжение SIG сравнивается с этими 10 значениями. Предположим, что приложенное нами напряжение SIG превышает 5 из этих 10 значений, тогда будут гореть 5 светодиодов снизу.

Вы можете заменить R HI и R LO в соответствии с нашим графиком разряда батареи.

Недостатки схемы

Эта схема не является идеальной схемой индикатора батареи. У этой схемы есть некоторые недостатки, например, мы не можем установить эталонные напряжения R HI и R LO , когда мы используем только одну батарею. И во-вторых, основная проблема заключается в том, что он показывает процент заряда батареи линейно, но батарея не разряжается линейно.

Этот график предназначен для лучшего понимания и не содержит фактических данных.

Для небольших проектов может использоваться для индикации уровня заряда батареи.Чтобы улучшить его, увеличьте напряжение R LO , чтобы получить более точное процентное значение.

Для использования индикатора уровня заряда батареи в продвинутом электронном проекте мы должны разработать другую схему для более точных данных.

Другие применения LM3914 IC

  1. Как аналого-цифровой преобразователь (АЦП)
  2. Музыкальный индикатор VU
  3. Индикатор уровня заряда батареи

Принципиальная схема индикатора уровня заряда батареи

Проблема в цепи LM3914 заключалась в том, что она показывала линейное уменьшение напряжения батареи, и это происходило из-за внутренней лестничной схемы резисторов 1 кОм.Итак, мы разработаем нашу собственную схему в соответствии с LM3914, и мы изменим номинал резистора в соответствии с нашими потребностями. Итак, давайте посмотрим на схему.

Итак, как видите, эта схема почти такая же, как мы видели на внутренней схеме LM3914. Разница в том, что мы заменили лестницы постоянного резистора потенциометром и использовали только шесть светодиодов для индикации уровня заряда. С помощью этого потенциометра мы можем регулировать триггерные напряжения операционных усилителей LM324 в соответствии с графиком заряда нашей батареи.Для постоянных 20 вольт мы должны использовать модуль повышающего преобразователя.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *