Indicator de nivel al bateriei. Indicatorul de tensiune al bateriei îl realizăm singuri: calitate înaltă la costuri minime. Tipuri de indicatori de încărcare a bateriei

Cel mai uimitor lucru este că circuitul indicator al nivelului de încărcare baterie nu conține tranzistori, microcircuite, diode zener. Doar LED-uri și rezistențe conectate în așa fel încât să fie indicat nivelul tensiunii furnizate.

Circuit indicator

Funcționarea dispozitivului se bazează pe tensiunea inițială de pornire a LED-ului. Orice LED este un dispozitiv semiconductor care are un punct limită de tensiune, doar depășind care începe să funcționeze (strălucească). Spre deosebire de o lampă incandescentă, care are caracteristici curent-tensiune aproape liniare, LED-ul este foarte aproape de caracteristicile unei diode zener, cu o pantă accentuată a curentului pe măsură ce tensiunea crește.
Dacă conectați LED-uri într-un circuit în serie cu rezistențe, atunci fiecare LED va începe să se aprindă numai după ce tensiunea depășește suma LED-urilor din circuit pentru fiecare secțiune a circuitului separat.
Pragul de tensiune pentru deschiderea sau începerea aprinderii unui LED poate varia de la 1,8 V la 2,6 V. Totul depinde de marca specifică.
Ca urmare, fiecare LED se aprinde numai după ce se aprinde cel precedent.

Am asamblat circuitul pe o placă de circuit universal, lipind ieșirile elementelor împreună. Pentru o percepție mai bună, am luat LED-uri de diferite culori.
Un astfel de indicator poate fi realizat nu numai cu șase LED-uri, ci, de exemplu, cu patru.
Indicatorul poate fi folosit nu numai pentru baterie, ci și pentru a crea o indicație de nivel pe difuzoarele muzicale. Prin conectarea dispozitivului la ieșirea amplificatorului de putere, paralel cu difuzorul. În acest fel, puteți monitoriza nivelurile critice pentru sistemul de difuzoare.
Este posibil să găsiți și alte aplicații ale acestui circuit cu adevărat foarte simplu.

Pornirea cu succes a motorului unei mașini depinde în mare măsură de starea de încărcare a bateriei. Verificarea regulată a tensiunii la bornele cu un multimetru este incomod. Este mult mai practic sa folosesti un indicator digital sau analogic situat langa tabloul de bord. Puteți realiza singur cel mai simplu indicator de încărcare a bateriei, în care cinci LED-uri vă ajută să urmăriți descărcarea sau încărcarea treptată a bateriei.

Diagramă schematică

Considerat schema circuitului Indicatorul nivelului de încărcare este un dispozitiv simplu care afișează nivelul de încărcare al unei baterii de 12 volți. Elementul său cheie este microcircuitul LM339, în carcasa căruia sunt asamblate 4 amplificatoare operaționale (comparatoare) de același tip. Vederea generală a LM339 și alocarea pinurilor sunt prezentate în figură. Intrările directe și inverse ale comparatoarelor sunt conectate prin divizoare rezistive. LED-urile indicatoare de 5 mm sunt folosite ca sarcină.

Dioda VD1 servește la protejarea microcircuitului de modificări accidentale de polaritate. Dioda Zener VD2 stabilește tensiunea de referință, care este standardul pentru măsurătorile viitoare. Rezistoarele R1-R4 limitează curentul prin LED-uri.

Principiul de funcționare

Circuitul LED indicator de încărcare a bateriei funcționează după cum urmează. O tensiune de 6,2 volți stabilizată folosind rezistența R7 și dioda zener VD2 este furnizată unui divizor rezistiv asamblat din R8-R12. După cum se poate observa din diagramă, între fiecare pereche a acestor rezistențe se formează tensiuni de referință de diferite niveluri, care sunt alimentate la intrările directe ale comparatoarelor. La rândul lor, intrările inverse sunt interconectate și conectate la bornele bateriei prin rezistențele R5 și R6.

În timpul procesului de încărcare (descărcare) a bateriei, tensiunea la intrările inverse se modifică treptat, ceea ce duce la comutarea alternativă a comparatoarelor. Să luăm în considerare funcționarea amplificatorului operațional OP1, care este responsabil pentru indicație nivel maximîncărcare baterie. Să setăm condiția: dacă bateria încărcată are o tensiune de 13,5 V, atunci ultimul LED începe să se aprindă. Tensiunea de prag la intrarea sa directă la care se va aprinde acest LED este calculată folosind formula:
U OP1+ = U ST VD2 – U R8,
U ST VD2 =U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)
I= U ST VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 mA,
U R8 = I*R8=0,34 mA*5,1 kOhm=1,7 V
U OP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 V

Aceasta înseamnă că atunci când este atins un potențial de peste 4,5 volți la intrarea inversă, comparatorul OP1 va comuta și nivel scăzut tensiune și LED-ul se va aprinde. Folosind aceste formule, puteți calcula potențialul la intrările directe ale fiecărui amplificator operațional. Potențialul la intrările inverse se găsește din egalitatea: U OP1- = I*R5 = U BAT – I*R6.

Placă de circuit imprimat și piese de asamblare

Placa de circuit imprimat este realizată din folie PCB cu o singură față, care măsoară 40 pe 37 mm, care poate fi descărcată. Este proiectat pentru montarea elementelor DIP de următorul tip:

Rezistoare MLT-0,125 W cu o precizie de cel puțin 5% (seria E24)
R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 kOhm,
R5, R8 – 5,1 kOhm,
R6, R12 – 10 kOhm;
orice diodă de putere mică VD1 cu o tensiune inversă de cel puțin 30 V, de exemplu, 1N4148;
Dioda Zener VD2 este de putere redusă, cu o tensiune de stabilizare de 6,2 V. De exemplu, KS162A, BZX55C6V2;
LED-uri LED1-LED5 – tip indicator

Un indicator LED al nivelului de încărcare al unei baterii convenționale sau reîncărcabile, unde toate pragurile sunt setate cu ajutorul potențiometrelor, poate fi asamblat conform diagramei din acest material. Un mare plus este că funcționează cu baterii de la 3 la 28 V.

Circuit indicator de baterie descărcată

Indicatorii cu diode emițătoare de lumină în sine sunt tipuri variate iar culorile recomandate sunt prezentate pe diagramă în sine. Datorită diferențelor în căderea tensiunii directe, rezistențele de limitare a curentului trebuie ajustate pentru a atinge cea mai buna performantași uniformitatea luminiscenței. Conform circuitului, se propune ca R18-R22 să fie aceeași rezistență - rețineți că aceste rezistențe nu trebuie să fie egale în final. Cu toate acestea, dacă toate sunt de aceeași culoare, o valoare a rezistenței va fi suficientă.

Culoare LED - nivel de încărcare

roșu: de la 0 la 25%
Portocale : 25 - 50%
Galben : 50 - 75%
Verde : 75 - 100%
Albastru: >100% tensiune

Aici LM317 acționează ca o simplă referință de 1,25 V. Tensiunea minimă de intrare trebuie să fie cu câțiva volți mai mare decât tensiunea de ieșire. Tensiune minimă de intrare = 1,25 V + 1,75 V = 3 V. Deși LM317 are o sarcină minimă a foii de date de 5 mA, nu a fost găsită nicio instanță care să nu funcționeze la 3,8 mA. Rezistorul R5 (330 Ohmi) asigură sarcina minimă.

În timpul testelor, a fost evaluat nivelul de încărcare al bateriei de 4,5 V și pentru aceasta sunt date tensiunile din diagramă. Configurația decurge astfel: mai întâi, tensiunea de răspuns a fiecărui comparator trebuie determinată în conformitate cu nivelul de descărcare a bateriei, apoi tensiunea trebuie împărțită la coeficientul de divizare al divizorului de tensiune. Deci, pentru o baterie de 4,5 V, arată astfel:

Tensiune de prag

4,8 V 1,12 V
4,5 V 1,05 V
4,2 0,98 V
3,9 V 0,91 V

Funcționarea indicatorului de stare a bateriei

Cipul LM317 U3 este o sursă de tensiune de referință de 1,25 volți. Rezistoarele R5 și R6 formează un divizor de tensiune, care reduce tensiunea bateriei la un nivel apropiat de tensiunea de referință. Elementul U2A este un amplificator, așa că indiferent de cât de mult curent consumă acest nod, tensiunea rămâne stabilă. Rezistoarele R8 - R11 oferă o rezistență ridicată la intrările comparatorului. U1 este format din patru comparatoare care compară tensiunea de referință a potențiometrelor cu tensiunea bateriei. Op-amp LM358 U2B funcționează și ca un fel de comparator care controlează un LED de ordin scăzut.

La valorile tensiunii de limită, este posibil ca LED-urile să nu strălucească clar; de regulă, pâlpâirea are loc între două LED-uri adiacente. Pentru a preveni acest lucru, o cantitate mică de tensiune este pozitivă părere adăugat prin R14 - R17.

Testarea indicatorului

Dacă testarea este efectuată direct de la baterie, vă rugăm să rețineți că protecția împotriva polarității inverse nu este furnizată. Este mai bine să conectați inițial circuitele de alimentare printr-un rezistor de 100 ohmi pentru a limita posibilele defecțiuni. Și după ce s-a stabilit că polaritatea este corectă, acest rezistor poate fi îndepărtat.

Versiune simplificată a indicatorului

Pentru cei care doresc să construiască un dispozitiv mai simplu, cipul U2, toate diodele și unele rezistențe pot fi eliminate. Vă sfătuim să începeți cu această versiune și apoi, după ce vă asigurați că funcționează corect, să colectați versiunea completa indicator de baterie descărcată. Succes la lansare tuturor!

20.09.2014
Un declanșator este un dispozitiv cu două stări stabile de echilibru, conceput pentru înregistrarea și stocarea informațiilor. Un flip-flop este capabil să stocheze 1 bit de date. Simbolul declanșatorului arată ca un dreptunghi cu litera T scrisă în interiorul său. Semnalele de intrare sunt conectate la stânga dreptunghiului. Denumirile intrărilor de semnal sunt scrise într-un câmp suplimentar în partea stângă a dreptunghiului. ...
23.11.2017
Termocuplul (convertorul termoelectric) este un dispozitiv utilizat în industrie, cercetare științifică, medicină și în sistemele de automatizare. Folosit în principal pentru măsurarea temperaturii. Principiul de funcționare se bazează pe efectul Seebeck sau, cu alte cuvinte, pe efectul termoelectric. Există o diferență de potențial de contact între conductorii conectați; dacă îmbinările conductoarelor conectate într-un inel sunt la aceeași temperatură, suma acestor diferențe ...
17.01.2019
IC-ul TEA5767 produs de NXP este folosit pentru a proiecta tunere radio FM de joasă tensiune. TEA5767 are circuite interne pentru selectarea frecvenței intermediare și demodularea semnalului primit, ceea ce vă permite să vă descurcați cu un set minim de componente externe. Specificatii tehnice TEA5767: Tensiune de alimentare de la 2,5 la 5 V Consum de curent la Upit = 5 V 12,8 mA Sensibilitate 2...
20.09.2014
Marca materialului feromagnetic, tipul și tipul de circuit magnetic sunt selectate în funcție de scopul componentei, frecvența de funcționare, cerințele pentru interferența electromagnetică și așa mai departe. În conformitate cu GOST 20249-80, miezurile magnetice ale transformatoarelor și bobinelor care funcționează la o frecvență de 50 Hz sunt fabricate din oțel electric de clase 1511, 1521, 3411, 3412 cu o grosime de 0,2...0,5 mm. Aplicarea miezurilor magnetice din...

Menținerea sănătății bateriei vehiculului dvs. este o parte importantă pentru a vă asigura că toate componentele electronice funcționează fără probleme. Bateria nu numai că asigură pornirea motorului, ci îndeplinește și o serie de alte funcții: stabilizează tensiunea din rețeaua mașinii, menține funcționarea echipamentelor electrice atunci când motorul este oprit, asigură siguranța setărilor pornit. computer de bord, sistem multimedia, ceas, sistem de climatizare și alte dispozitive de înaltă tehnologie.

Evident, pentru a finaliza toate sarcinile, este necesar să mențineți încărcarea bateriei și să o reîncărcați în timp util până când se epuizează. Diferiți indicatori ajută la monitorizarea constantă a parametrului.

Indicator încorporat

Bateriile moderne care folosesc electrolit lichid sunt de obicei echipate cu un indicator flotant încorporat al încărcării bateriei. Este capabil să indice relativ exact nivelul electrolitului și starea de încărcare a bateriei.

La încărcarea sursei de alimentare, densitatea electrolitului din aceasta crește, plutitorul (de obicei verde) se ridică deasupra nivelului lichidului și este vizibil prin fereastră (încărcarea este mai mare de 65%). Dacă se scufundă în lichid, atunci nivelul de încărcare este insuficient și densitatea plutitorului este mai mică decât cea a amestecului lichid. A treia opțiune este reducerea cantității de electrolit din baterie. În acest caz, indicatorul (plutitorul) nu este vizibil deloc în fereastră, ca lichidul, dar tubul negru este vizibil. Deci, în funcție de culoarea indicatorului (verde, negru sau galben/incolor), puteți determina destul de fiabil gradul de încărcare și cantitatea de electrolit lichid.

Acest indicator al bateriei încorporat nu este foarte precis, cu toate acestea, este convenabil și ajută la stabilire Puncte importante performanta sursei de alimentare. Ele pot fi clarificate daca este necesar folosind dispozitive speciale. Apropo, înainte de a vă uita la indicatorul încorporat, se recomandă să îl atingeți ușor. Deci, atunci când mașina se mișcă, în tubul cu flotorul se pot forma bule, care pot susține plutitorul la suprafață, iar prin atingere, baloanele se ridică și nu interferează cu vederea indicatorului real.

Indicator de cabină

Mașinile moderne conțin un număr mare de aparate electrice care sunt conectate la rețeaua mașinii. Bateria nu numai că asigură funcționarea acestora în timp ce motorul este oprit, dar acceptă și toate setările și setările dispozitivelor. Evident, o astfel de încărcare a bateriei își „mâncă” treptat nivelul de încărcare. Este paradoxal că multe modele de mașini nu sunt echipate cu un indicator de nivel de încărcare a bateriei de bază în cabină. Prin urmare, trebuie să-l verificați manual, ceea ce nu este foarte convenabil, mai ales iarna.

Un indicator simplu pe care îl puteți asambla pur și simplu cu propriile mâini va ajuta la rezolvarea problemei într-un fel. Un alt avantaj incontestabil al acestui design este prețul scăzut. În comparație cu copiile chinezești ieftine, calitatea ansamblului va depinde doar de priceperea și acuratețea meșterului. În general, dacă aveți abilități de bază minime, nu este dificil să puneți împreună un indicator excelent pentru verificarea încărcării bateriei cu propriile mâini.

Diagrama dispozitivului este destul de simplă.

Nivelul de încărcare a bateriei va fi afișat prin LED-uri colorate. Puteți alege orice combinație de culori. În diagrama prezentată, diodele corespund următoarei sarcini:

verde – 13 V și mai sus;
albastru – 11–13 V;
roșu - 6-11 V.

Pentru a asambla indicatorul, veți avea nevoie de următoarele elemente:

Rezistoare (2 buc. 1KOhm, 3 – 220 Ohm, 1 – 2Kohm);
Tranzistoare (ВС547 și ВС557);
Trei LED-uri RGB de culori diferite;
Două diode zener (la 9,1 și 10 v).

După ce ați încercat toate elementele de pe placă, trebuie să decupați fragmentul corespunzător. Este mai bine să scoateți LED-uri pe fire, mai degrabă decât să le lipiți direct pe placă, astfel încât apoi să le puteți instala convenabil sub tabloul de bord. Evident, este mai bine să oferiți imediat un loc în mașină pentru aceasta și să continuați din această locație pentru a determina lungimea firelor decât după finalizarea asamblarii.

Circuitul prezentat, care vă permite să asamblați un indicator LED al bateriei cu propriile mâini, va elimina necesitatea de a verifica și monitoriza manual starea sursei de alimentare. Citirile fiabile și precise vor fi afișate direct în locația selectată de pe panou și vor informa proprietarul mașinii despre necesitatea reîncărcării bateriei.