+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Самый простой индикатор заряда батарейки. Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах? Какие существуют индикаторы заряда автомобильного аккумулятора

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.

Делаем схему контроля зарядки аккумулятора для авто

В этой статье хочу рассказать, как сделать автоматический контроль за зарядным устройством, то есть, чтобы ЗУ само отключалось по завершению зарядки, а при снижении напряжения на АКБ опять включалось зарядное устройство.

Меня попросил мой отец сделать данный девайс, так как гараж находится далековато от дома и бегать проверять, как там себя чувствует зарядка, поставленная заряжать аккумулятор, не очень удобно. Конечно можно было купить данный девайс на Али, но после введения оплаты за доставку, плата подорожала и поэтому было решено сделать самоделку своими руками. Если кто хочет купить готовую плату, то вот ссылка..http://ali.pub/1pdfut

Поискал плату по инету в формате.lay, так и не нашёл. Решил делать всё сам. А программой Sprint Layout’ познакомился впервые. поэтому о многих функциях просто не знал (например шаблон), рисовал всё вручную. Хорошо, что плата не такая уж и большая, получилось всё нормально.Дальше перекись водорода с лимонной кислотой и травление.Все дорожки пролудил и просверлил отверстия.Дальше пайка деталей, Ну вот и готовый модуль

Схема для повторения;

Плата в формате.lay скачать…

Всего вам доброго…

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Простой индикатор заряда и разряда аккумулятора

Данный индикатор заряда аккумулятора основан на регулируемом стабилитроне TL431. С помощью двух резисторов можно установить напряжение пробоя в диапазоне от 2,5 В до 36 В.

Приведу две схемы применения TL431 в качестве индикатора заряда/разряда аккумулятора. Первая схема предназначена для индикатора разрядки, а вторая для индикатора уровня заряда.

Единственная разница — это добавление n-p-n транзистора, который будет включать какой-либо сигнализатор, например, светодиод или зуммер. Ниже приведу способ вычисления сопротивления R1 и примеры на некоторые напряжения.

Схема индикатора разряда аккумулятора

Стабилитрон работает таким образом, что начинает проводить ток при превышении на нем определенного напряжения, порог которого мы можем установить с помощью делителя напряжения на резисторах R1 и R2. В случае индикатора разряда, светодиодный индикатор должен гореть, когда напряжение батареи меньше, чем необходимо. Поэтому в схему добавлен n-p-n транзистор.

Как можно видеть регулируемый стабилитрон регулирует отрицательный потенциал, поэтому в схему добавлен резистор R3, задачей которого является включение транзистора, когда TL431 выключен. Резистор этот на 11k, подобранный методом проб и ошибок. Резистор R4 служит для ограничения тока на светодиоде, его можно вычислить с помощью закона Ома.

Конечно, можно обойтись и без транзистора, но тогда светодиод будет гаснуть, когда напряжение упадет ниже выставленного уровня — схема ниже. Безусловно, такая схема не будет работать при низких напряжениях из-за отсутствия достаточного напряжения и/или тока для питания светодиода. Данная схема имеет один минус, который заключается в постоянном потреблении тока, в районе 10 мА.

Схема индикатора заряда аккумулятора

В данном случае индикатор заряда будет гореть постоянно, когда напряжение больше, чем то, которые мы определили с помощью R1 и R2. Резистор R3 служит для ограничения тока на диод.

Пришло время для того, что всем нравится больше всего — математики

Я уже говорил в начале, что напряжение пробоя может изменяться от 2,5В до 36В посредством входа «Ref». И поэтому, давайте попытаемся кое-что подсчитать. Предположим, что индикатор должен загореться при снижении напряжении аккумулятора ниже 12 вольт.

Сопротивление резистора R2 может быть любого номинала. Однако лучше всего использовать круглые числа (для облегчения подсчета), например 1к (1000 Ом), 10к (10 000 Ом).

Резистор R1 рассчитаем по следующей формуле:

R1=R2*(Vo/2,5В — 1)

Предположим, что наш резистор R2 имеет сопротивление 1к (1000 Ом).

Vo — напряжение, при котором должен произойти пробой (в нашем случае 12В).

R1=1000*((12/2,5) — 1)= 1000(4,8 — 1)= 1000*3,8=3,8к (3800 Ом).

Т. е. сопротивление резисторов для 12В выглядят следующим образом:

А здесь небольшой список для ленивых. Для резистора R2=1к, сопротивление R1 составит:

  • 5В – 1к
  • 7,2В – 1,88к
  • 9В – 2,6к
  • 12В – 3,8к
  • 15В — 5к
  • 18В – 6,2к
  • 20В – 7к
  • 24В – 8,6к

Для низкого напряжения, например, 3,6В резистор R2 должен иметь бОльшее сопротивление, например, 10к поскольку ток потребления схемы при этом будет меньше.

Источник

www.joyta.ru

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.

sdelaysam-svoimirukami.ru

Индикатор окончания заряда аккумулятора на светодиодах

Индикатор заряда аккумулятора – нужная штука в хозяйстве любого автомобилиста. Актуальность такого устройства возрастает многократно, когда холодным зимним утром автомобиль, почему-то, отказывается заводиться. В этой ситуации стоит определиться, то ли звонить другу, что бы тот приехал и помог завестись от своей батареи, либо аккумулятор приказал долго жить, разрядившись ниже критического уровня.

Зачем следить за состоянием аккумулятора?

Автомобильный аккумулятор состоит из шести последовательно соединённых аккумуляторных батарей с напряжением питания 2,1 — 2,16В. В норме АКБ должен выдавать 13 — 13,5В. Нельзя допускать значительного разряда аккумуляторной батареи, поскольку при этом падает плотность и, соответственно, повышается температура промерзания электролита.

Чем выше износ аккумулятора, тем меньшее время он удерживает заряд. В тёплое время года это не критично, а вот зимой забытые во включённом состоянии габаритные огни к моменту возвращения способны полностью «убить» аккумулятор, превратив содержимое в кусок льда.

В таблице можно увидеть температуру промерзания электролита, в зависимости от степени заряженности агрегата.

Зависимость температуры промерзания электролита от степени заряда аккумулятора
Плотность электролита, мг/см. куб. Напряжение, В (без нагрузки) Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) Степень заряда АКБ, % Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1110 11,7 8,4 0,0 -7
1130 11,8 8,7 10,0 -9
1140 11,9 8,8 20,0 -11
1150 11,9 9,0 25,0 -13
1160 12,0 9,1 30,0 -14
1180 12,1 9,5 45,0 -18
1190 12,2 9,6 50,0 -24
1210 12,3 9,9 60,0 -32
1220 12,4 10,1 70,0 -37
1230 12,4 10,2 75,0 -42
1240 12,5 10,3 80,0 -46
1270 12,7 10,8 100,0 -60

Критическим считается падение уровня заряда ниже 70%. Все автомобильные электроприборы потребляют не напряжение, а ток. Без нагрузки даже сильно разряженный аккумулятор может показывать нормальное напряжение. Но при низком уровне, во время запуска двигателя, будет отмечаться сильная «просадка» напряжения, что является тревожным сигналом.

Своевременно заметить приближающуюся катастрофу возможно лишь в том случае, когда непосредственно в салоне установлен индикатор. Если во время работы автомобиля он постоянно сигнализирует о разрядке – пора ехать на СТО.

Какие существуют индикаторы

Многие АКБ, особенно необслуживаемые, имеют встроенный датчик (гигрометр), принцип работы которого основан на измерении плотности электролита.

Этот датчик контролирует состояние электролит и ценность его показателей относительна. Не очень удобно по несколько раз залазить под капот автомобиля, что бы проконтролировать состояние электролита в разных режимах работы.

Для контроля состояния АКБ значительно удобнее электронные приборы.

Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

В автомагазинах продаётся множество таких устройств, различающихся дизайном и функционалом. Фабричные приборы условно делятся на нескольких типов.

По способу подключения:

  • к разъёму прикуривателя;
  • к бортовой сети.

По способу отображения сигнала:

  • аналоговые;
  • цифровые.

Принцип работы у них одинаков, определение уровня заряда АКБ и отображение информации в наглядном виде.

Принципиальная схема индикатора

Существуют десятки разнообразных схем контроля, но результат они выдают идентичный. Подобное устройство возможно собрать самостоятельно из подручных материалов. Выбор схемы и комплектующих зависит исключительно от ваших возможностей, фантазии и ассортимента ближайшего магазина радиотоваров.

Вот схема для понимания как работает индикатор заряда аккумулятора на светодиодах. Такую портативную модель можно собрать «на коленке» за несколько минут.

Д809 – стабилитрон на 9В ограничивает напряжение на светодиодах, а на трёх резисторах собран сам дифференциатор. Такой светодиодный индикатор срабатывает на силу тока в цепи. При напряжении 14В и выше сила тока достаточно для свечения всех светодиодов, при напряжении 12-13,5В светятся VD2 и VD3, ниже 12В — VD1.

Более продвинутый вариант при минимуме деталей можно собрать на бюджетном индикаторе напряжения — микросхеме AN6884 (KA2284).

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

Схема работает по принципу компаратора. VD1 – стабилитрон на 7,6В, он служит в качестве эталонного источника напряжения. R1 – делитель напряжения. При первоначальной настройке он выставляется в такое положение, чтобы при напряжении 14В светились все светодиоды. Напряжение, поступающее на входы 8 и 9, сравнивается через компаратор, а результат дешифруется на 5 уровней, зажигая соответствующие светодиоды.

Контроллер зарядки АКБ

Что бы отслеживать состояние аккума во время работы зарядного устройства, делаем контроллер заряда АКБ. Схема устройства и используемые компоненты максимально доступны, в то же время обеспечивают полный контроль над процессом подзарядки батарей.

Принцип работы контроллера следующий: пока напряжение на аккумуляторе ниже напряжения заряда – горит зелёный светодиод. Как только напряжение сравняется, открывается транзистор, зажигая красный светодиод. Изменение резистора перед базой транзистора меняет уровень напряжения, необходимого для открытия транзистора.

Это универсальная схема контроля, которую можно использовать как для мощных автомобильных аккумуляторов, так и для миниатюрных литиевых батареек-аккумуляторов.

svetodiodinfo.ru

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

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 либо заряд батареи.

Принципиальная схема

Рассматриваемая принципиальная схема индикатора уровня заряда представляет собой простейшее устройство, отображающее уровень заряда аккумулятора (АКБ) 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 АКБ. Зададим условие, если заряженный аккумулятор имеет напряжение 13,5 В, то последний светодиод начинает гореть. Пороговое напряжение на его прямом входе, при котором засветится этот светодиод, рассчитаем по формуле:UOP1+ = UСТ VD2 – UR8,UСТ VD2 =UR8+ UR9+ UR10+ UR11+ UR12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)I= UСТ VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 мА,UR8 = I*R8=0,34 мА*5,1 кОм=1,7 ВUOP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 В

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: UOP1- = I*R5 = UБАТ – I*R6.

Печатная плата и детали сборки

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

  • резисторы МЛТ-0,125 Вт 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 30 В, например, 1N4148;
  • стабилитрон VD2 маломощный с напряжением стабилизации 6,2 В. 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

ledjournal.info

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.

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.

electro-shema.ru

Индикатор для проверки и контроля уровня зарядки АКБ

Каким образом можно сделать не сложный индикатор напряжения для АКБ на 12V, который эксплуатируют в автомобилях, скутерах, а также прочей технике. Поняв принцип действия схемы индикатора и назначение его деталей, схему можно будет подстроить практически под любой вид заряжаемых батарей, меняя номиналы у соответствующих электронных компонентов.

Не секрет что необходимо контролировать разряд аккумуляторов, поскольку у них существует пороговое напряжение. При разрядке ниже порогового напряжения в аккумуляторе произойдет потеря значительной части его емкости, в результате он не сможет выдать заявленный ток, а покупка нового — удовольствие не из дешевых.

Принципиальная схема с номиналами, что в ней указаны, даст приблизительную информацию о напряжении на выводах АКБ с помощью трех светодиодов. Светодиоды могут быть любых цветов, но рекомендовано использовать такие, как показаны на фото, они дадут более четкое ассоциированное представление о состоянии аккумулятора (фото 3).

Если горит светодиод зеленого цвета — напряжение аккумулятора в приделах нормы (от 11,6 до 13 Вольт). Горит белый – напряжение 13 Вольт и более. Когда горит красный светодиод – необходимо отключать нагрузку, АКБ нуждается в подзарядке током в 0,1А., поскольку напряжение аккумулятора ниже 11,5 В., батарея разряжена более чем на 80%.

Внимание, указаны приблизительные значения, могут быть отличия, все зависит от характеристик компонентов используемых в схеме.

У светодиодов, используемых в схеме, потребляемый ток очень мал, менее15(mA). Те, кого это не устраивает, могут поставить в разрыв тактовую кнопку, в этом случае проверка АКБ будет произведена путем включения кнопки, и аналитики цвета загоревшегося светодиода.Плату необходимо защитить от воды и укрепить на аккумуляторной батарее. Получился примитивный вольтметр с постоянным источником энергии, состояние АКБ можно проверить в любой момент.

Плата очень маленьких размеров — 2,2 см. Использована микросхема Im358 в DIP-8 корпусе, точность прецизионных резисторов 1 %, за исключением ограничителей силы тока. Можно устанавливать любые светодиоды (3 mm, 5 mm) с силой тока 20 mA.

Контроль был произведен при помощи блока питания лабораторного на стабилизаторе линейном LM 317, срабатывание устройства четкое, возможно свечение двух светодиодов одновременно. Для точной настройки рекомендовано применять резисторы для подстройки (фото 2), с их помощью максимально точно можно отрегулировать напряжения, при которых загорятся светодиоды.Работа индикаторной схемы уровня зарядки аккумуляторной батареи. Главная деталь микросхема LM393 либо LM358 (аналоги КР1401СА3 / КФ1401СА3), в которой два компаратора (фото 5).

Как видим из (фото 5) есть восемь ножек, четыре и восемь – питание, остальные – входы и выходы компаратора. Разберем принцип работы одного из них, выводов три, входов два (прямой (не инвертирующий) «+» и инвертирующий «-») выход один. Напряжение опорное поступает на инвертирующий «+» (с ним сравнивается подаваемое на инвертирующий «-» вход).Если на прямом больше напряжение, чем на входе инвертирующем, (-) питания будет на выходе, в том случае когда наоборот (напряжения на инвертирующем большее, чем на прямом) на выходе (+) питания.

В цепь стабилитрон включен наоборот (анод к (-) катод к (+)), у него есть как говорят ток рабочий, при нем он будет хорошо стабилизировать, смотрим на графике (фото 7).

В зависимости от напряжения и мощности стабилитронов отличается ток, в документации указан ток минимума (Iz) и ток максимума (Izm) стабилизации. Необходимо выбрать нужный в указанном промежутке, хотя будет достаточно и минимального, резистор дает возможность достичь необходимого значения тока.

Ознакомимся с расчетом: полное напряжение равно 10 В., стабилитрон рассчитан на 5,6 В. , имеем 10-5,6=4,4 В. Согласно документации min Iст=5 mA. В результате имеем R= 4,4 В. / 0,005 А. = 880 Ом. Возможны не большие отклонения в сопротивлении резистора, это не существенно, основным условием является ток не менее Iz.

Разделитель напряжения включает в себя три резистора 100 кОм, 10 кОм,82 кОм. Определенное напряжение «оседает» на данных пассивных компонентах, далее оно подается на вход инвертирующий.

От уровня зарядки АКБ зависит напряжение. Схема работает следующим образом, ZD1 5V6 стабилитрон который подает напряжение в 5,6 В. к прямым входам (напряжение опорное сравнивается с напряжением на входах не прямых).

В случае сильного разряда батареи, к не прямому входу первого компаратора будет подано напряжение меньше, чем на вход прямой. К входу компаратора второго тоже будет подаваться напряжение большее.

В итоге первый даст «-» на выходе, второй же «+», загорится светодиод красного цвета.

Светодиод зеленый будет светить, в случае если первый компаратор выдаст «+», а второй «-». Белый светодиод зажжется, если два компаратора подадут на выходе «+», по этой же причине возможно одновременное свечение зеленого и белого светодиодов.

Индикатор заряда аккумулятора своими руками на двух светодиодах — правильно обслуживаемые аккумуляторы будут работать у вас хорошо и долю. Обслуживание подразумевает, в частности, регулярный контроль напряжения аккумулятора. Изображенная на Рисунке 1 схема подходит для большинства типов аккумуляторов. Она содержит опорный светодиод LED REF , работающий при постоянном токе 1 мА и обеспечивающий эталонный световой поток постоянной интенсивности, не зависящей от напряжения аккумулятора.

Это постоянство обеспечивается резистором R1 включенным последовательно со светодиодом. Поэтому, даже если напряжение полностью заряженного аккумулятора упадет до полного разряда, ток через него изменится всего на 10%. Таким образом, можно считать, что интенсивность излучения остается постоянной в диапазоне напряжений аккумулятора, соответствующем переходу от состояния полного заряда до полного разряда.

Световой поток измерительного светодиода LED VAR меняется в соответствии с изменениями напряжения аккумулятора. Расположив светодиоды поблизости друг от друга, вы получите возможность легко сравнивать яркость их свечения, и, таким образом, определять статус аккумулятора. Используйте светодиоды с диффузно-рассеивающей линзой, поскольку приборы с прозрачной линзой раздражают ваши глаза. Обеспечьте достаточную оптическую изоляцию светодиодов, чтобы свет одного светодиода не попадал на линзу другого.

Работа измерительного светодиода

Измерительный светодиод работает при токе, меняющемся от 10 мА при полностью заряженном аккумуляторе до значений менее 1 мА при полном разряде. Стабилитрон D z с последовательным резистором R 2 необходимы для того, чтобы ток имел резкую зависимость от напряжения батареи. Сумма напряжения стабилитрона и падения напряжения на светодиоде должна быть чуть меньше, чем самое низкое напряжение аккумулятора. Это напряжение падает на резисторе R 2 . Изменения напряжения батареи вызывают большие изменения тока резистора R 2 . Если напряжение равно примерно 1 В, через светодиод LED VAR течет ток 10 мА, и он светится намного ярче, чем LED REF . Если напряжение ниже 0.1 В, интенсивность свечения LED VAR var будет меньше, чем у LED REF . показывая, что аккумулятор разряжен.

Индикатор заряда аккумулятора своими руками — непосредственно после окончания зарядки аккумулятора напряжение на нем превышает 13 В. Для схемы это безопасно, поскольку ток ограничен значением 10 мА. Если светодиоды горят ярко, быстро отпустите кнопку S 1 1(чтобы не допустить их повреждения (Рисунок 2). Хотя в примере на Рисунке 2 индикатор заряда подключен к 12-вольтовой свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, вы без труда можете адаптировать эту схему к другим типам аккумуляторов. Кроме того, вы можете использовать ее для контроля напряжения.

Два зеленых светодиода индуцируют состояние, когда заряд батареи превышает 60%. Набор красных светодиодов показывает, что заряд аккумулятора упал ниже 20%. Светодиоды LED REFG и LED REFR подключены через резисторы R 1 и R 2 сопротивлением 10 кОм. Последовательное измерительными светодиодами, яркость свечения которых изменяется, включены стабилитроны и резисторы R 3 и R 4 сопротивлением 100 Ом. Диоды D 1 , D 2 и D 3 задают требуемое напряжение ограничения. Зависимость яркости свечения светодиодов от состояния аккумулятора показана в Табпице1.

Для расчета интенсивности свечения зеленого измерительного светодиода можно использовать следующее выражение:

V BATT = 10 G x 100 +V D1 +V D2 +V LEDG +V DZ1

V BATT =10 3 x 100+0.6+0.6+1.85+9.1=1225B.

Падение напряжения на используемых светодиодах при прямом токе 1 мА равно 1.85 В. Если характеристики светодиодов отличаются, сопротивления резисторов необходимо пересчитать. При этом напряжении светодиоды светятся одинаково, что соответствует заряду аккумулятора на 60%. Описание свинцово-кислотных аккумуляторов можно найти в. Для расчета интенсивности свечения красного измерительного светодиода можно использовать следующее выражение:

V BATT = I R x IOO+V D3 +V LEDR +V ZD2

При токе зеленого светодиода 1 мА

V BATT =10 -3 x 100 +0. 6 + 1.85 + 9.1 =11.65 В.

Поскольку при таком напряжении оба красных светодиода светятся одинаково, это означает, что аккумулятор заряжен на 20%. Светодиод LED VARG varg не горит. Рисунок 3 показывает, что оба измерительных светодиода светятся ярче опорных, сообщая о том, что аккумулятор заряжен на 100%

С помощью двух резисторов можно установить напряжение пробоя в диапазоне от 2,5 В до 36 В.

Приведу две схемы применения TL431 в качестве индикатора заряда/разряда аккумулятора. Первая схема предназначена для индикатора разрядки, а вторая для индикатора уровня заряда.

Единственная разница — это добавление n-p-n транзистора, который будет включать какой-либо сигнализатор, например, светодиод или зуммер. Ниже приведу способ вычисления сопротивления R1 и примеры на некоторые напряжения.

Стабилитрон работает таким образом, что начинает проводить ток при превышении на нем определенного напряжения, порог которого мы можем установить с помощью R1 и R2. В случае индикатора разряда, светодиодный индикатор должен гореть, когда напряжение батареи меньше, чем необходимо. Поэтому в схему добавлен n-p-n транзистор.

Как можно видеть регулируемый стабилитрон регулирует отрицательный потенциал, поэтому в схему добавлен резистор R3, задачей которого является включение транзистора, когда TL431 выключен. Резистор этот на 11k, подобранный методом проб и ошибок. Резистор R4 служит для ограничения тока на светодиоде, его можно вычислить с помощью .

Конечно, можно обойтись и без транзистора, но тогда светодиод будет гаснуть, когда напряжение упадет ниже выставленного уровня — схема ниже. Безусловно, такая схема не будет работать при низких напряжениях из-за отсутствия достаточного напряжения и/или тока для питания светодиода. Данная схема имеет один минус, который заключается в постоянном потреблении тока, в районе 10 мА.

В данном случае индикатор заряда будет гореть постоянно, когда напряжение больше, чем то, которые мы определили с помощью R1 и R2. Резистор R3 служит для ограничения тока на диод.

Пришло время для того, что всем нравится больше всего — математики

Я уже говорил в начале, что напряжение пробоя может изменяться от 2,5В до 36В посредством входа «Ref». И поэтому, давайте попытаемся кое-что подсчитать. Предположим, что индикатор должен загореться при снижении напряжении аккумулятора ниже 12 вольт.

Сопротивление резистора R2 может быть любого номинала. Однако лучше всего использовать круглые числа (для облегчения подсчета), например 1к (1000 Ом), 10к (10 000 Ом).

Резистор R1 рассчитаем по следующей формуле:

R1=R2*(Vo/2,5В — 1)

Предположим, что наш резистор R2 имеет сопротивление 1к (1000 Ом).

Vo — напряжение, при котором должен произойти пробой (в нашем случае 12В).

R1=1000*((12/2,5) — 1)= 1000(4,8 — 1)= 1000*3,8=3,8к (3800 Ом).

Т. е. сопротивление резисторов для 12В выглядят следующим образом:

А здесь небольшой список для ленивых. Для резистора R2=1к, сопротивление R1 составит:

  • 5В – 1к
  • 7,2В – 1,88к
  • 9В – 2,6к
  • 12В – 3,8к
  • 15В — 5к
  • 18В – 6,2к
  • 20В – 7к
  • 24В – 8,6к

Для низкого напряжения, например, 3,6В резистор R2 должен иметь бОльшее сопротивление, например, 10к поскольку ток потребления схемы при этом будет меньше.

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 либо заряд батареи.

Принципиальная схема

Рассматриваемая принципиальная схема индикатора уровня заряда представляет собой простейшее устройство, отображающее уровень заряда аккумулятора (АКБ) 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 АКБ. Зададим условие, если заряженный аккумулятор имеет напряжение 13,5 В, 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=1,7 В
U OP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 В

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-0,125 Вт 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 30 В, например, 1N4148;
  • стабилитрон VD2 маломощный с напряжением стабилизации 6,2 В. Например, КС162А, BZX55C6V2;
  • светодиоды LED1-LED5 – индикаторные типа

Поделись статьей:

Похожие статьи

Простой индикатор заряда и разряда аккумулятора

Данный индикатор заряда аккумулятора основан на регулируемом стабилитроне TL431. С помощью двух резисторов можно установить напряжение пробоя в диапазоне от 2,5 В до 36 В.

Приведу две схемы применения TL431 в качестве индикатора заряда/разряда аккумулятора. Первая схема предназначена для индикатора разрядки, а вторая для индикатора уровня заряда.

Единственная разница — это добавление n-p-n транзистора, который будет включать какой-либо сигнализатор, например, светодиод или зуммер. Ниже приведу способ вычисления сопротивления R1 и примеры на некоторые напряжения.

Схема индикатора разряда аккумулятора

Стабилитрон работает таким образом, что начинает проводить ток при превышении на нем определенного напряжения, порог которого мы можем установить с помощью делителя напряжения на резисторах R1 и R2. В случае индикатора разряда, светодиодный индикатор должен гореть, когда напряжение батареи меньше, чем необходимо. Поэтому в схему добавлен n-p-n транзистор.

Как можно видеть регулируемый стабилитрон регулирует отрицательный потенциал, поэтому в схему добавлен резистор R3, задачей которого является включение транзистора, когда TL431 выключен. Резистор этот на 11k, подобранный методом проб и ошибок. Резистор R4 служит для ограничения тока на светодиоде, его можно вычислить с помощью закона Ома.

Конечно, можно обойтись и без транзистора, но тогда светодиод будет гаснуть, когда напряжение упадет ниже выставленного уровня — схема ниже. Безусловно, такая схема не будет работать при низких напряжениях из-за отсутствия достаточного напряжения и/или тока для питания светодиода. Данная схема имеет один минус, который заключается в постоянном потреблении тока, в районе 10 мА.

Схема индикатора заряда аккумулятора

В данном случае индикатор заряда будет гореть постоянно, когда напряжение больше, чем то, которые мы определили с помощью R1 и R2. Резистор R3 служит для ограничения тока на диод.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Пришло время для того, что всем нравится больше всего — математики 🙂

Я уже говорил в начале, что напряжение пробоя может изменяться от 2,5В до 36В посредством входа «Ref». И поэтому, давайте попытаемся кое-что подсчитать. Предположим, что индикатор должен загореться при снижении напряжении аккумулятора ниже 12 вольт.

Сопротивление резистора R2 может быть любого номинала. Однако лучше всего использовать круглые числа (для облегчения подсчета), например 1к (1000 Ом), 10к (10 000 Ом).

Резистор R1 рассчитаем по следующей формуле:

R1=R2*(Vo/2,5В — 1)

Предположим, что наш резистор R2 имеет сопротивление 1к (1000 Ом).

Vo — напряжение, при котором должен произойти пробой (в нашем случае 12В).

R1=1000*((12/2,5) — 1)= 1000(4,8 — 1)= 1000*3,8=3,8к (3800 Ом).

Т. е. сопротивление резисторов для 12В выглядят следующим образом:

R1= 3,8к

R2=1к

А здесь небольшой список для ленивых. Для резистора R2=1к, сопротивление R1 составит:

  • 5В – 1к
  • 7,2В – 1,88к
  • 9В – 2,6к
  • 12В – 3,8к
  • 15В — 5к
  • 18В – 6,2к
  • 20В – 7к
  • 24В – 8,6к

Для низкого напряжения, например, 3,6В резистор R2 должен иметь бОльшее сопротивление, например, 10к поскольку ток потребления схемы при этом будет меньше.

Обновление (29/10/21)

Резистор R3 для схемы с транзистором можно рассчитать по следующей формуле :

R3 = (Umin — VREF) / Imin

  • Umin — минимальное напряжение
  • VREF — 2,5 В
  • Imin — минимальный ток

Однако значение Umin следует принимать ниже предполагаемого. Для 12В возьмем 11,8 В. Необходимо также добавить 2 мА для правильной работы схемы — чтобы при минимальном напряжении (в нашем случае менее 12 В) через резистор протекал ток более 1 мА.

R3 = (11,8 В — 2,5 В) / 0,002 A = 4650 Ом

Резистор R4 можно рассчитать по следующей формуле:

R4 = (Uon — Imin * R3  -Uled) / Iled

  • Uon — напряжение в рабочем состоянии — включено
  • Imin — минимальное значение тока, протекающего через TL431 — возьмем 1 мА
  • R3 – рассчитан ранее
  • Uled — напряжение на светодиоде
  • Iled — ток, протекающий через светодиод

Предположим: Uon = 12 В, Imin_off = 1 мА, R3 = 4,7 кОм , Uled = 2,4 В, Iled = 10 мА.

R4 = (12 В-0,001 А * 4700 Ом-2,4 В) / 0,010 А = 9,6 В-4,7 / 0,010 А = 4,9 / 0,010 А = 490 Ом

Таким образом, у нас будет полностью функциональная схема. Помните, что эта схема может быть нагружена током максимумом 100 мА (один светодиод примерно 25 мА). По схеме индикатора разряда нужно проверить максимальную нагрузку транзистора (для BC547 она составляет 100 мА).  Потребление тока самого TL431 составляет всего 1,5 мкА — практически незаметно.

Минимальный порог напряжения — тот, который еще не повредит аккумулятор, составляет 0,9 В на ячейку. Однако все зависит от того, где вы хотите использовать схему, например, в случае летающих радиомоделей, напряжение на ячейку 0,9 В не является правильным, поскольку сигнализация включится только тогда, когда вертолет уже будет лежать на земле. Поэтому с летающими моделями лучше поставить 1,2 В на ячейку и конечно вместо светодиода лучше использовать зуммер.

Индикатор заряда на светодиодах. Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах

Индикатор заряда аккумулятора своими руками на двух светодиодах — правильно обслуживаемые аккумуляторы будут работать у вас хорошо и долю. Обслуживание подразумевает, в частности, регулярный контроль напряжения аккумулятора. Изображенная на Рисунке 1 схема подходит для большинства типов аккумуляторов. Она содержит опорный светодиод LED REF , работающий при постоянном токе 1 мА и обеспечивающий эталонный световой поток постоянной интенсивности, не зависящей от напряжения аккумулятора.

Это постоянство обеспечивается резистором R1 включенным последовательно со светодиодом. Поэтому, даже если напряжение полностью заряженного аккумулятора упадет до полного разряда, ток через него изменится всего на 10%. Таким образом, можно считать, что интенсивность излучения остается постоянной в диапазоне напряжений аккумулятора, соответствующем переходу от состояния полного заряда до полного разряда.

Световой поток измерительного светодиода LED VAR меняется в соответствии с изменениями напряжения аккумулятора. Расположив светодиоды поблизости друг от друга, вы получите возможность легко сравнивать яркость их свечения, и, таким образом, определять статус аккумулятора. Используйте светодиоды с диффузно-рассеивающей линзой, поскольку приборы с прозрачной линзой раздражают ваши глаза. Обеспечьте достаточную оптическую изоляцию светодиодов, чтобы свет одного светодиода не попадал на линзу другого.

Работа измерительного светодиода

Измерительный светодиод работает при токе, меняющемся от 10 мА при полностью заряженном аккумуляторе до значений менее 1 мА при полном разряде. Стабилитрон D z с последовательным резистором R 2 необходимы для того, чтобы ток имел резкую зависимость от напряжения батареи. Сумма напряжения стабилитрона и падения напряжения на светодиоде должна быть чуть меньше, чем самое низкое напряжение аккумулятора. Это напряжение падает на резисторе R 2 . Изменения напряжения батареи вызывают большие изменения тока резистора R 2 . Если напряжение равно примерно 1 В, через светодиод LED VAR течет ток 10 мА, и он светится намного ярче, чем LED REF . Если напряжение ниже 0.1 В, интенсивность свечения LED VAR var будет меньше, чем у LED REF . показывая, что аккумулятор разряжен.

Индикатор заряда аккумулятора своими руками — непосредственно после окончания зарядки аккумулятора напряжение на нем превышает 13 В. Для схемы это безопасно, поскольку ток ограничен значением 10 мА. Если светодиоды горят ярко, быстро отпустите кнопку S 1 1(чтобы не допустить их повреждения (Рисунок 2). Хотя в примере на Рисунке 2 индикатор заряда подключен к 12-вольтовой свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, вы без труда можете адаптировать эту схему к другим типам аккумуляторов. Кроме того, вы можете использовать ее для контроля напряжения.

Два зеленых светодиода индуцируют состояние, когда заряд батареи превышает 60%. Набор красных светодиодов показывает, что заряд аккумулятора упал ниже 20%. Светодиоды LED REFG и LED REFR подключены через резисторы R 1 и R 2 сопротивлением 10 кОм. Последовательное измерительными светодиодами, яркость свечения которых изменяется, включены стабилитроны и резисторы R 3 и R 4 сопротивлением 100 Ом. Диоды D 1 , D 2 и D 3 задают требуемое напряжение ограничения. Зависимость яркости свечения светодиодов от состояния аккумулятора показана в Табпице1.

Для расчета интенсивности свечения зеленого измерительного светодиода можно использовать следующее выражение:

V BATT = 10 G x 100 +V D1 +V D2 +V LEDG +V DZ1

V BATT =10 3 x 100+0.6+0.6+1.85+9.1=1225B.

Падение напряжения на используемых светодиодах при прямом токе 1 мА равно 1.85 В. Если характеристики светодиодов отличаются, сопротивления резисторов необходимо пересчитать. При этом напряжении светодиоды светятся одинаково, что соответствует заряду аккумулятора на 60%. Описание свинцово-кислотных аккумуляторов можно найти в. Для расчета интенсивности свечения красного измерительного светодиода можно использовать следующее выражение:

V BATT = I R x IOO+V D3 +V LEDR +V ZD2

При токе зеленого светодиода 1 мА

V BATT =10 -3 x 100 +0.6 + 1.85 + 9.1 =11.65 В.

Поскольку при таком напряжении оба красных светодиода светятся одинаково, это означает, что аккумулятор заряжен на 20%. Светодиод LED VARG varg не горит. Рисунок 3 показывает, что оба измерительных светодиода светятся ярче опорных, сообщая о том, что аккумулятор заряжен на 100%

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.


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.

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.

Далеко не во всех автомобилях есть индикатор, отображающий уровень зарядки аккумулятора. Автолюбитель должен самостоятельно отслеживать этот показатель, периодически проверяя его с помощью вольтметра, предварительно отключив батарею от электросети машины. Однако простой электронный прибор позволит получить примерные показатели, не выходя из салона.

Выбор схемы и комплектующих

Готовая конструкция

Конструктивно самодельный индикатор контроля заряда аккумулятора состоит из электронного блока, на корпусе которого располагается три светодиода: красный, синий и зеленый. Выбор цвета может быть другой – важно, чтобы при активации одного из них полученная информация была правильно истолкована.

Из-за небольших размеров устройства можно использовать обыкновенную макетную плату. Предварительно выбирается оптимальная схема устройства. Можно найти несколько моделей, но самый распространенный и, следовательно, работоспособный вариант индикатора заряда аккумулятора показан на рисунке.

Схема платы и ее компонентов

Перед установкой комплектующих необходимо согласно схеме расположить их на печатной плате. Только после этого можно обрезать ее до нужных размеров. Важно, чтобы индикатор имел минимальные габариты. Если планируется его монтаж в корпус – следует учитывать его внутренние размеры.

Данная схема рассчитана для контроля работы аккумулятора автомобиля с напряжением сети от 6 до 14 В. Для других значений этого параметра следует изменить характеристики комплектующих. Их перечень указан в таблице.

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.

Индикатор разряда аккумуляторной батареи на двух транзисторах

Известно, что аккумуляторные батареи всех типов «не любят» глубокого разряда. реч идет о практически любых типах аккумуляторов, никель метал гидридных, свинцово-кислотных, литий-ионных и т.д. Конечно, используемые в современных гаджетах литий-ионные (Li-ion) или литий-полимерные (LiPo) батареи так или иначе используются с контроллерами заряда и наш телефон всегда предупредит нас о том, что батарею уже пора бы и зарядить. Но если мы, радиолюбители, используем литий ионный аккумулятор в какой-то своей, не очень «интеллектуальной» (по сравнению со смартфоном) конструкции, то в этом случае тоже нужно использовать индикатор разряда.

Предлагаемая схема сигнализатора разряда очень проста. Содержит всего несколько деталей, которые можно найти в любой куче электронного хлама. В схеме всего два кремниевых транзистора, четыре резистора, светодиод и один подстроечный резистор, которым устанавливается порог срабатывания устройства. Порог срабатывания мы устанавливаем в зависимости от типа аккумулятора и количества аккумуляторов в батарее.

Схема индикатора разряда аккумуляторной батареи

При использовании сигнализатор просто подключается к цепи питания устройства, которое работает от нашего аккумулятора. Когда аккумулятор разрядится и напряжение на нем уменьшится до определенного уровня, установленного подстроечником R2, начнет светиться светодиод HL1.

С точки зрения схемотехники устройство представляет собой разновидность триггера Шмидта на двух транзисторах. Триггер Шмидта изобрел американский инженер Отто Герберт Шмитт. Это — пороговая схема или двухуровневый триггер с гистерезисом. Это означает, что напряжение включения этого триггера отличается от напряжения его выключения.

Для повышения точности натройки порогового напряжения в качестве подстроечника R2 желательно использовать многооборотный подстроечный резистор.

Купить многооборотники в Китае…

Также для улучшения точности работы схемы лучше использовать транзисторы с высоким коэффициентом усиления. Кроме указанных на схеме КТ3107 можно использовать yfghbvth транзисторы BC559. В данной схеме использованы транзисторы структуры PNP, но вы можете легко использовать и более распространенные транзисторы NPN, например КТ3102 или BC547 — BC549. Схема на транзисторах NPN приведена ниже:

Схема индикатора разряда аккумуляторной батареи на транзисторах NPN

Как видите, схема отличается только полярностью подключения светодиода и полярностью подключения схемы к источнику питания. Гистерезис схемы (разницу между напряжением включения и отключения светодиода) можно изменить, подбирая номинал резистора R4. Не следует слишком занижать сопротивление этого резистора, так как ухудшится пороговость работы триггера, светодиод будет загораться постепенно, а не скачком. С другой стороны, при номинале резистора в районе нескольких десятков Ом, у схемы будет слишком большой гистерезис. При светящемся светодиоде схема потребляет от аккмулятора около 3 миллиампер, а с погашенным светодиодом — меньше миллиампера. Ток измерялся при напряжении питания 5V.

Творчески настроенные радиолюбители могут попробовать доработать схему, включив вместо светодиода звуковую сигнализацию или пойти дальше — добавить автоматическое включение какой-либо цепи заряда аккумулятора.

тэги: переразряд, защита от переразряда, защита аккумулятора

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

 


Индикатор заряда 12в на одном светодиоде. Простейший индикатор уровня заряда батареи. Определение полярности светодиода

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.


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. Содержание:

Светодиоды уже давно используются в различных сферах жизни и деятельности людей. Благодаря своим качествам и техническим характеристикам, они приобрели широкую популярность. На основе этих источников света создаются оригинальные светотехнические конструкции. Поэтому у многих потребителей до воль но часто возникает вопрос, как подключить светодиод к 12 воль там. Данная тема очень актуальна, поскольку такое подключение имеет принципиальные отличия от других типов ламп. Следует учитывать, что для работы светодиодов используется только постоянный ток. Большое значение имеет соблюдение полярности при подключении, в противном случае, светодиоды просто не будут работать.

Особенности подключения светодиодов

В большинстве случаев для подключаемых светодиодов требуется ограничение тока с помощью резисторов. Но, иногда вполне возможно обойтись и без них. Например, фонарики, брелоки и другие сувениры со светодиодными лампочками питаются от батареек, подключенных напрямую. В этих случаях ограничение тока происходит за счет внутреннего сопротивления батареи. Ее мощность настолько мала, что ее попросту не хватит, чтобы сжечь осветительные элементы.

Однако при некорректном подключении эти источники света очень быстро перегорают. Наблюдается стремительное падение , когда на них начинает действовать нормальный ток. Светодиод продолжает светиться, но в полном объеме выполнять свои функции он уже не может. Такие ситуации возникают, когда отсутствует ограничивающий резистор. При подаче питания светильник выходит из строя буквально за несколько минут.

Одним из вариантов некорректного подключения в сеть на 12 воль т является увеличение количества светодиодов в схемах более мощных и сложных устройств. В этом случае они соединяются последовательно, в расчете на сопротивление батарейки. Однако при перегорании одной или нескольких лампочек, все устройство выходит из строя.

Существует несколько способов, как подключить светодиоды на 12 воль т схема которых позволяет избежать поломок. Можно подключить один резистор, хотя это и не гарантирует стабильную работу устройства. Это связано с существенными различиями полупроводниковых приборов, несмотря на то, что они могут быть из одной партии. Они обладают собственными техническими характеристиками, отличаются по току и напряжению. При превышении током номинального значения один из светодиодов может перегореть, после этого остальные лампочки также очень быстро выйдут из строя.

В другом случае предлагается соединить каждый светодиод с отдельным резистором. Получается своеобразный стабилитрон, обеспечивающий корректную работу, поскольку токи приобретают независимость. Однако данная схема получается слишком громоздкой и чрезмерно загруженной дополнительными элементами. В большинстве случаев ничего не остается, как подключить светодиоды к 12 воль там последовательно. При таком подключении схема становится максимально компактной и очень эффективной. Для ее стабильной работы следует заранее позаботиться об увеличении питающего напряжения.

Определение полярности светодиода

Чтобы решить вопрос, как подключить светодиоды в цепь 12 воль т, необходимо определить полярность каждого из них. Для определения полярности светодиодов существует несколько способов. Стандартная лампочка имеет одну длинную ножку, которая считается анодом, то есть, плюсом. Короткая ножка является катодом — отрицательным контактом со знаком минус. Пластиковое основание или головка имеет срез, указывающий на место расположения катода — минуса.

В другом способе необходимо внимательно посмотреть внутрь стеклянной колбочки светодиода. Можно легко разглядеть тонкий контакт, который является плюсом, и контакт в форме флажка, который, соответственно, будет минусом. При наличии мультиметра можно легко определить полярность. Нужно выполнить установку центрального переключателя в режим прозвонки, а щупами прикоснуться к контактам. Если красный щуп соприкоснулся с плюсом, светодиод должен загореться. Значит черный щуп будет прижат к минусу.

Тем не менее, при кратковременном неправильном подключении лампочек с нарушением полярности, с ними не произойдет ничего плохого. Каждый светодиод способен работать только в одну сторону и выход из строя может случиться только в случае повышения напряжения. Значение номинального напряжения для отдельно взятого светодиода составляет от 2,2 до 3 воль т, в зависимости от цвета. При подключении светодиодных лент и модулей, работающих от 12 воль т и выше, в схему обязательно добавляются резисторы.

Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 воль т

Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит. Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад — питающее и падающее напряжения, I — ток, проходящий по цепи, 0,75 — коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.

В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 воль т в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:

  • Uпит = 12В — напряжение в автомобильном аккумуляторе;
  • Uпад = 2,2В — питающее напряжение светодиода;
  • I = 10 мА или 0,01А — ток отдельного светодиода.

В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 — 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора. Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 воль там. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт). Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 воль т. Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.

Расчет осуществляется по такой же схеме, что и для 12В. В качестве примера берется такой же светодиод с током 10 мА и напряжением 2,2В. Поскольку в сети используется переменный ток напряжением 220В, расчет резистора будет выглядеть следующим образом: R = (Uпит.-Uпад.) / (I х 0,75). Вставив в формулу все необходимые данные, получаем реальное значение сопротивления: R = (220 — 2.2) / (0,01 х 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм. Ближайший стандартный номинал резистора — 30 кОм.

Далее выполняется расчет мощности. Вначале определяется значение фактического тока потребления: I = U / (Rрез.+ Rсвет). Сопротивление светодиода рассчитывается по формуле: Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в электрической цепи будет составлять: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007А. В результате, реальное падение напряжение на светодиоде будет следующим: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54В.

Для определения используется формула: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59Вт. Значение мощности следует увеличить до стандартного, составляющего 2Вт. Таким образом, чтобы подключить один светодиод к сети с напряжением 220В понадобится резистор на 30 кОм с мощностью 2Вт.

Однако в сети протекает переменный ток и горение лампочки будет происходить лишь в одной полуфазе. Светильник будет выдавать быстрый мигающий свет, с частотой 25 вспышек в секунду. Для человеческого глаза это совершенно незаметно и воспринимается как постоянное свечение. В такой ситуации возможны обратные пробои, которые могут привести к преждевременному выходу из строя источника света. Чтобы избежать этого, выполняется установка обратно направленного диода, обеспечивающего баланс во всей сети.

Ошибки при подключении

Устройство представляет собой светодиодный вольтметр (индикатор напряжения) 12В аккумулятора, с применением широко известной микросхемы LM3914 (даташит).

Данное устройство мне было необходимо для того, чтобы я знал когда автомобильный аккумулятор полностью зарядится от зарядного устройства. Т.к. зарядка была старого типа и на ней не было никаких стрелочных или цифровых индикаторов для измерения напряжения.

В качестве светодиодного столбикового индикатора (бара) я выбрал HDSP-4832 с 10 светодиодами трех разных цветов: три красных, четыре желтых и три зеленых.

Для правильной индикации напряжения, нужно определиться с нижним и верхним уровнем измеряемых напряжений, чтобы на индикаторе соответственно при данных уровнях загорались первый и последние светодиоды (полоски).

Для 12В автомобильного аккумулятора, были выбраны следующие диапазоны: первый светодиод загорался при напряжении 10В, а последний при напряжении 13.5В, т.о. шаг индикации напряжения получился 0.35В на один светодиод. Естественно, вы можете установить и другие напряжения, при помощи двух подстроечных резисторов. Это дает возможность использовать данный индикатор для измерения напряжения, например NiCd или NiMH аккумуляторов. Границы напряжения в данном случае устанавливаются в V min = 0.9 * N cells and V max = 1.45 * N cells , где N cells — количество «банок» аккумулятора. Плюс между + и — аккумуляторов должен быть помещен мощный резистор рассчитанный на ток не менее 0.5А для имитации реальной нагрузки.

Микросхема LM3914 может работать в двух режимах: режим «точка» — при котором загорается только один светодиод, и «столбиковый» режим, при котором загорается несколько светодиодов по нарастающей. Данная схема работает в «столбиковом» (bar) режиме, для этого 9 вывод микросхемы подключен к плюсу источника питания.

При работе в режиме bar, соответственно и увеличивается энергопотребление LM3914. Когда все 10 сегментов индикатора горят, то LM3914 потребляет почти в 10 раз больше, чем если бы горел только один светодиод (сегмент). Для предотвращения выгорания м/с LM3914 необходимо следить, чтобы ток светодиодов не превысил максимально допустимый.

Максимальная рассеиваемая мощность микросхемы не должна превышать 1365 мВт. И если предположить, что подводимое максимальное напряжение составит 14.4В, то максимально возможный ток составит I = P/V = 1.365/14.4 = 94.8мА. Т.о. ток, каждого сегмента индикатора не должен превышать 94.8/10=9.5мА. В схеме, сопротивление резистора R3 (4.7 кОм) задает максимальный ток светодиодов. Ток светодиода примерно в 10 раз больше тока, который проходит через данный резистор I R3 = 1.25 / 4700 = 266 мкА. Т.о. ток на каждый светодиод ограничен значением 2.6 мА, что намного меньше допустимого.

Входной каскад: для снятия показаний входного напряжения (и им же питается схема) в схеме применен делитель напряжения 1:2, подсоединенный к выводу 5 микросхемы. Делитель состоит из двух резисторов номиналом 10 кОм и т.о. напряжение, снимаемое с делителя находится в диапазоне от 5В до 6.75В, в то время как входное напряжение будет от 10В до 13.5В. Эти же значения будут использоваться для калибровки LM3914.

Принципиальная схема индикатора

Схема состоит из двух элементов: отдельно схемы контроля и отдельно плата индикатора. Между собой они соединяются при помощи 11-ти контактного разъема.

Основные задающие элементы схемы:
R1 и R2 — делитель напряжения
R3 и R4 — ограничение тока светодиодов и установка верхней границы напряжения
R5 — установка нижней границы напряжения

Про R1, R2 и R3 я рассказывал выше. Теперь разберем R4, который устанавливает верхний порог (вывод 6 м/с):
На выводах микросхемы 6 и 7 необходимо установить напряжение на уровне 6.75В (что является входным напряжением 13.5В после делителя, в том случае, если аккумулятор заряжен полностью). Зная значение тока проходящего через R3, а также прибавив сюда ток «error current» с 8 вывода микросхемы (120мкА), мы можем рассчитать сопротивление R4:
6.75В = 1.25В + R4(120мкА+266мкА)
R4 = (6.75 — 1.25)/(386мкА)
R4 = 14.2кОм и больше (мы выбираем подстроечный резистор 22кОм)
С подстроечным резистором 22 кОм мы можем регулировать напряжение на выводе 7 в диапазоне от 1.25В до 9.74В, что дает возможность задавать верхнюю границу напряжения от 2.5В до 19.5В.

Сопротивлением R5 устанавливается нижняя граница напряжения:
Подставив в формулу V O = V I * R B /(R A + R B) следующие значения:
R A = 10 * 1К внутренние резисторы LM3914
R B = R5
V I = верхняя граница напряжения 6.75В
V O = нижняя граница напряжения 5В
получим:
5 = 6.75 * R5/(R5 + 10K)
R5 = 28.5K и больше (мы выбираем подстроечный резистор 100кОм)

Печатная плата

Как уже было сказано выше, устройство состоит из двух компонентов, соответственно используется 2 разных печатных платы. Это дает возможность использовать выносную индикацию, например на панели авто.

В печатной плате получилась только одна перемычка (отмечена красным цветом).

Скачать проект в и печатные платы вы можете ниже

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
IC1 LED драйвер

LM3914

1 В блокнот
С1 Электролитический конденсатор 2.2 мкФ 25 В 1 В блокнот
R1, R2 Резистор

10 кОм

2 В блокнот
R3 Резистор

4.7 кОм

1 В блокнот
R4 Переменный резистор 22 кОм 1 В блокнот
R5 Переменный резистор 100 кОм 1 В блокнот
BAR1 Индикатор HDSP-4832 10

Очень важно контролировать разряд любого аккумулятора, ведь у каждого из них есть некое пороговое напряжение, ниже которого его нельзя разряжать, иначе аккумулятор потеряет значительную часть свой ёмкости, быстрее деградирует и не сможет выдавать заявленный ток, придётся покупать новый, а он не дешевый.

В этой статье я расскажу и покажу как сделать очень простой индикатор напряжение для кислотно-свинцовых аккумуляторов 12V, широко использующихся в автомобилях, а также скутерах, мотоциклах и прочем транспорте. Если вы поймете принцип работы схемы-индикатора и назначение каждой детали, то сможете подстроить её практически для любого вида перезаряжаемых батарей, изменяя номиналы определенных электронных компонентов.

Принципиальная схему с указанными номиналами может давать вам примерную информацию о значении напряжения на выводах батареи тремя светодиодами. Цвет светодиода, в принципе можно выбирать любой понравившейся, но рекомендую использовать именно такие, как у меня, они дают четкое представление о положении батареи благодаря ассоциациям.

Итак, когда горит зеленый, то напряжение АКБ в норме (от 11,6 до 13 Вольт), если же светит белый – это значит U=13 и более, а когда же яркий красный работает, то необходимо срочно отключать нагрузку и ставить аккумулятор на подзарядку током 0,1C, напряжение 11,5 Вольт и ниже, АКБ разрядился более чем на 80 процентов. Напомню, что эти значения примерные и у вас будут немного отличаться из-за разброса характеристик используемыъ компонентов.

Ток потребление такого светодиодного оповещателя небольшой, до 15 mA. Кого это напрягает – не беда, в разрыв ставим тактовую кнопочку и радуемся. С этого момента проверка батареи ведется нажатием кнопки и анализом цвета свечения.

Защищаем плату от воды и крепим на аккумулятор, теперь очень удобно – примитивный вольтметр всегда с источником тока, в любую секунду можно протестировать его.

Печатная плата сделана миниатюрная, всего 2,2 сантиметров. В моем случае используется микросхема lm358 в DIP-8 корпусе. Резисторы желательно брать с точностью 1% (прецизионные), кроме токоогрничительных. СветxXодиоды используются практически любые (3mm, 5mm) с током 20 mA.

Проверка производиться с помощью лабораторного блока питания на линейном стабилизаторе LM317, как видно из фото срабатывание четкое, могут светиться два светодиода, правильным будет последний. Для более точной настройки я крайне рекомендую использовать подстрочные резисторы, как на плате номер два, с помощью них вы очень точно отрегулируете те напряжение, при которых будут загораться светодиоды.

Разберем работу схемы светодиодного индикатора уровня напряжения АКБ. Самой главной деталью является конечно же микросхема LM393 или LM358 (аналог КР1401СА3 / КФ1401СА3), в середине её есть два компаратора (треугольники).

Как видно из рисунка ниже всего восемь ножек, восьмая и четвертая питание, а остальные – это входы и выходы компараторов. Возьмем сначала один для объяснение его работы, три вывода, два входа (прямой (неинвертирующий) “+” и инвертирующий “–“) и один выход. На неинвертирующий (+) подается опорное напряжение (то, с котором будет сравнено напряжение, подаваемое на инвертирующий (-) вход).

Если U на прямом больше, чем на инвертирующем входе, то на выходе имеем минус питания, а если же наоборот (на инвертирующем большее значение напряжения, чем на прямом) на выходе плюс питания.

Стабилитрон включается в цепь наоборот (то есть анод к минусу, а катод к плюсу), у него есть так называемый рабочий ток, при котором он и будет хорошо стабилизировать, посмотрите на график ниже и всё поймете.

Этот ток разный для разных по мощности и напряжении стабилитронов, в документации стабилитрона указывается минимальный (Iz) и максимальный ток (Izrm) стабилизации. Выбирайте нужный в этих промежутках, нам хватит и минимального – это значение тока достигается благодаря резистору.

А вот и простенькие расчеты: полное U=10 Вольт, стабилитрон у нас на 5,6 Вольт, значится 10-5,6=4,4 Вольт. По документации (даташиту) min Iст=5 mA. Считаем R=4,4 V / 0,005 A = 880 Ом. Значение сопротивления резистора немного могут отклоняться, как у меня, ничего страшного, главное чтобы ток был не менее Iz.

Тройной делитель напряжение состоящий из резисторов 100 кОм, 10 кОм и 82 кОм. На каждом из этих пассивных компонентов “осаживается” определенной напряжение. Оно у нас подается на инвертирующий входа.

В зависимости от степени разряженности/заряженности АКБ на них падает разное напряжение. Схема, построенная таким образом, что стабилитрон ZD1 5V6 подает на прямые входа собственно 5,6 Вольт (опорное U, то с чем будет сравнено напряжение на непрямых входах). И если, например, аккумулятор разряжен сильно, то на непрямой вход первого компаратора подается меньшее напряжение, чем на прямой, а на вход второго большее.

Таким образом первый дает минус на выходе, а второй плюс – светит только красный. Зеленый светиться тогда, когда компаратор I выдает плюс, а II минус. Белый, когда оба дают на выходе плюс, из-за этого могут светиться сразу два последних светоизлучающих диода.

Чуть ниже смотрите фото готового индикатора напряжения.


И ещё хочу отметить один момент,если у вас автомобиль Опель, и вы хотите что-либо с ним сделать, например тюнинг или просто подремонтировать, то есть отличная компания, которая как раз этим и занимается.

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. Таким образом, чтобы проверить уровень заряда батареи, нам нужно устройство, которое будет указывать уровень заряда батареи и сообщать нам, следует ли заменить батарею немедленно 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, используя эффективно доступные сегменты рынка. Индикатор уровня заряда батареи показывает состояние батареи, 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 микросхемы LM3914?

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 от 2 до 30 мА. Внутренняя сеть этой ИС состоит из десяти компараторов и цепи масштабирования резисторов. Каждый компаратор включается один за другим, когда уровень входного напряжения увеличивается. Эту ИС можно настроить для работы в двух различных 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 вдоль прямой кромки (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 настоящее время 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 тем, как создавать схему, 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 устройств 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 разместите компоненты осторожно и достаточно близко, чтобы размер схемы не стал очень большим.
  3. Осторожно выполните соединения, используя паяльник. Если при выполнении соединений допущена какая-либо ошибка, попробуйте отпаять 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 наверняка является всей цепью). 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.

Цепь индикатора уровня заряда батареи

Простая схема индикатора уровня заряда батареи, разработанная с использованием IC LM3914 — драйвера отображения точек / столбцов от Texas Instruments.Эта схема определяет уровень заряда аккумулятора и показывает процент заряда через 5-миллиметровые светодиоды. Первые три красных светодиода указывают на уровень заряда от 0 до 30 процентов, оранжевые светодиоды указывают на уровень заряда от 40 до 60 процентов, а зеленые светодиоды указывают на уровень заряда от 70 до 100 процентов.

Эта схема индикатора уровня заряда батареи предназначена для работы с батареями 12 В. IC LM3914 — это монолитная интегральная схема, которая определяет уровни аналогового напряжения и управляет 10 светодиодами, а также светодиодами гистограммы.Эта микросхема LM 3914 содержит собственное регулируемое опорное напряжение и точный 10-ступенчатый делитель напряжения.

Схема подключения

Необходимые компоненты

C_2 1
1 C1 33 мкФ / 35 В CP_Radial_D10.0mm_P5.00mm 1
2 C_2
3 R1 56 кОм R_Axial_DIN0204_L3.6mm_D1.6mm_P5.08mm_Horizontal 1
4 R2 1.2KΩ R_Axial_DIN0204_L3.6mm_D1.6mm_P5.0812mm_DIN0204_L3.6mm_D1.6mm_P5.0812mm_Horizontal -41_SOD81_P7.62mm_Горизонтально 1
6 U1-LM3914 LM3914 GIP-18_W7.62mm 1 светодиод -LED9, G-LED10, O-LED4, O-LED5, O-LED6, R-LED1, R-LED2, R-LED3 LED LED_D5.0mm_Clear 10
8 RV1 200KΩ Potentiometer_Bourns_3266W_Vertical 1
9 RV2 10 кОм Potentiometer_Bourns_3266W_Vertical 1
10 J1 Аккумулятор 12 В TerminalBlock_Altech_AK300-2_P5.00mm 1

Особенности LM3914

  • Может управлять светодиодами, ЖК-дисплеями или вакуумными люминесцентными лампами.
  • Режим отображения полос и точек выбирается извне.
  • Может работать с питанием 3 В.
  • Выходной ток программируется от 2 мА до 30 мА.
  • Выход LM3914 может взаимодействовать с логикой TTL или CMOS.

Строительство и работа

Светодиодные индикаторы

подключены к соответствующему выходному выводу микросхемы LM3914. В этой схеме мы использовали 18-контактную микросхему PDIP-корпуса. Смещение к этой ИС напрямую от входной батареи. RV1 — переменный резистор контролирует чувствительность входного сигнала, а RV2 — переменный резистор управляет делителем и настройкой опорного сигнала.

В этой схеме индикатора уровня заряда батареи используется точечный дисплей с одиночной конфигурацией драйвера LM3914, поэтому контакт выбора режима (9) оставлен как разомкнутая цепь. Если вы хотите подключить 20 светодиодов, вы можете использовать две микросхемы LM3914 вместе (см. Техническое описание)

Печатная плата

Печатная плата индикатора уровня заряда батареи Gerber Files.

Интерактивная программа для просмотра досок

Цепь индикатора уровня заряда батареи

с LM3915

Описание

В этом проекте электроники я объяснил, как создать цепь индикатора уровня заряда батареи с микросхемой LM3915 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

Необходимые компоненты:

  1. LM3915 IC
  2. 3.3k 0,25-ваттный резистор (R1)
  3. 18k 0.25-watt Resistor (R2)
  4. 56 кОм Резистор 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 получены 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
  • Круглосуточное обслуживание 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 электроники, я всегда получал печатную плату вовремя, и качество очень хорошее в этом ценовом диапазоне.

Как сделать печатную плату индикатора уровня заряда батареи

Шаги по созданию цепи 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 одну и ту же схему для разных 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 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. Простой дизайн 5 — блог Мохана по электронике

Это одна простая, но очень полезная схема для вас. Большинство из нас использует различные типы аккумуляторных батарей в портативных устройствах, инверторах, аварийных лампах и т. Д. Если батарея сильно разряжена, иногда она не может быть полностью заряжена позже. Это наиболее частая причина выхода из строя аварийной лампы.Так что нам нужен индикатор, показывающий безопасный уровень напряжения батареи. Сделать это слишком просто, и для этого нужно всего три компонента. Просто подключите его к аккумулятору, и он напомнит вам, когда ему понадобится зарядка.

Каждый тип аккумуляторной батареи имеет безопасный предел напряжения. Свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В достигает полного заряда при 13,8 В, а трубчатый аккумулятор при 14,8 В. Аккумулятор на 9 В показывает полный заряд как 9,6 В, а аккумулятор на 6 В — как 6,8 В. Так сколько может разрядить. Некоторые батареи могут разряжаться до 50%, но идеально подходят для сохранения 80% заряда.Это означает, что зарядка требуется при 20% разряде. Но состояние NimH и литий-ионных аккумуляторов, используемых в мобильных телефонах, цифровых камерах и т. Д., Отличается. Эти батареи полностью заряжены, даже если они полностью разряжены.

Как работает схема?

Это простой индикатор, управляемый напряжением. Стабилитрон (ZD) используется в качестве переключателя, управляемого напряжением. В схеме катод стабилитрона подключен к положительной клемме батареи.К его аноду подключен красный светодиод с резистором серии 100 Ом . Другой конец резистора подключается к отрицательной клемме батареи.

Теперь посмотрим, что происходит с этой схемой. Как вы знаете, стабилитрон проводит только тогда, когда он получает более высокое напряжение, чем его значение. Например, стабилитрон на 5 вольт проводит, когда он получает 6 вольт и ниже 5 вольт, он остается выключенным. Итак, здесь в качестве индикатора выбран красный светодиод. Он имеет прямое падение напряжения 1,7 В.Это позволяет исправить «точку напоминания о зарядке». Это означает

Стабилитрон + 1,7 В — это напоминание. Когда напряжение в батарее выше этого значения, стабилитрон проводит ток, а светодиод продолжает гореть. Когда напряжение аккумулятора падает ниже этого значения, светодиод гаснет, указывая на необходимость зарядки. Например, возьмем свинцово-кислотную батарею на 12 вольт. Он достигает полной зарядки при 13,8 вольт. Так что возьмем стабилитрон на 10 В.

10 В (напряжение стабилитрона) + 1,7 (прямое напряжение светодиода) = 11.7 В

Таким образом, пока напряжение аккумулятора не превышает 11,7 вольт, светодиод остается включенным. Когда он выключается, это означает, что напряжение упало ниже 11,7 В и требует зарядки.


Вы можете выбрать стабилитрон другим способом. Минус 1,7 В от напряжения полной зарядки. Это даст значение Зенера. Но здесь есть одна проблема. Напряжение аккумулятора может варьироваться от 12 В до 13,8 В. Если мы возьмем значение стабилитрона таким образом, это может изменить точку напоминания о заряде. Поэтому лучше всего зафиксировать «точку напоминания» в соответствии с объясненным методом.Обратите внимание, что 1,7 В предназначен только для красного светодиода. Если вы используете зеленый светодиод, это будет 2 вольта.

Этот простой метод используется в инверторах для автоматической зарядки и автоматического отключения. Когда напряжение аккумулятора падает ниже 11,5 или 11 В, включается реле для зарядки аккумулятора.

Единственным недостатком схемы является то, что светодиод потребляет ток даже при выключенной нагрузке. Без проблем. Аккумулятор требует как зарядки, так и разрядки, чтобы поддерживать его работоспособность.

Так что попробуйте это. Значение стабилитрона для разных аккумуляторов приведено ниже.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Индикатор уровня литиевой батареи 3,7 В (полный и низкий)

В этом DIY мы разрабатываем проект «Индикатор уровня литиевой батареи 3,7 В». Индикатор уровня заряда батареи — это устройство, которое предоставляет «информацию о батарее». Индикатор уровня заряда батареи состоит из двух основных компонентов: транзистора BC548 и диода 1N4007.

Транзистор BC548 — это NPN-транзистор с биполярным переходом общего назначения, а диод 1N4007 — выпрямительный диод с PN переходом.Такие диоды пропускают электрический ток только в одном направлении.

Компоненты оборудования

Компоненты, необходимые для изготовления индикатора уровня литиевой батареи 3,7 В, перечислены ниже:

Строительство схемы

Шаг # 01

Подключите резистор 1 кОм между базой и эмиттером транзистора BC548.

Шаг № 02

Подключите резистор 220 Ом к коллектору транзистора BC548.

Шаг №03

Затем подключите резистор 1 кОм к резистору 220 Ом.

Шаг № 04

Возьмите диод 1N4007 и подключите катод диода к базе транзистора BC548 и резистору 1K.

Шаг № 05

Подключите красный светодиод между коллектором транзистора и катодом диода и зеленый светодиод между концом резистора 1K и анодом диода. Обратите внимание, что плюс обоих светодиодов должен быть на коллекторе.

Шаг № 06

Возьмите красный и черный провода и соедините красный провод с плюсовой клеммой зеленого светодиода, а черный провод подключите к эмиттеру транзистора.

Шаг № 07

Это полная схема.

Шаг № 08

Если подключить полностью заряженный литий-ионный аккумулятор, в цепи загорится зеленый светодиод.

Шаг № 09

Если подключить полностью разряженный литий-ионный аккумулятор, в цепи загорится красный светодиод.

Работа контура

В этой части мы обсуждаем работу схемы «индикатора уровня литиевой батареи 3,7 В». Эта схема требует некоторых недорогих компонентов, таких как транзистор, диод, резисторы и светодиоды. Индикатор уровня заряда батареи используется для обозначения литий-ионной батареи. Когда литий-ионная батарея полностью заряжена, цепь будет светиться зеленым светом, а когда литий-ионная батарея полностью разряжена, цепь будет светиться красным светом.

Приложения и способы использования

Индикатор уровня литиевой батареи используется для индикации литиево-ионной батареи, полностью ли она заряжена или разряжена.

Сделайте свой индикатор заряда батареи

Обычно в мобильных телефонах уровень заряда батареи отображается в виде точек или полосок. Это позволяет легко определить уровень заряда батареи. Здесь мы представляем схему индикатора уровня заряда батареи, которая позволяет узнать уровень заряда батареи устройства по количеству горящих светодиодов.Всего используется десять светодиодов. Таким образом, если горят три светодиода, это означает, что емкость аккумулятора составляет 30 процентов.

В отличие от мобильных телефонов, где функция индикатора уровня заряда батареи интегрирована с другими функциями, здесь все это делает только одна микросхема компаратора (LM3914). LM3914 использует десять компараторов, которые встроены в сеть делителей напряжения на основе правила деления тока. Таким образом, он делит уровень заряда батареи на десять частей.

Цепь индикатора уровня заряда батареи

Схема получает питание для своей работы от батареи самого устройства.Он использует десять светодиодов, подключенных в 10-точечном режиме. Использование светодиодов разного цвета упрощает определение уровня напряжения на основе выполненной калибровки. Красные светодиоды (от LED1 до LED3) указывают на то, что заряд батареи менее 40%.

Оранжевые светодиоды (от LED4 до LED6) показывают емкость аккумулятора от 40 до менее 70 процентов, а зеленые светодиоды (от LED7 до LED10) указывают на емкость аккумулятора от 70 до менее 100 процентов. Яркость светодиодов можно регулировать, изменяя значение предустановки VR2 между контактами 6 и 7.

Цепь индикатора уровня заряда батареи

Диод D1 предотвращает подключение батареи с обратной полярностью. Десятый светодиод светится только тогда, когда аккумулятор полностью заряжен, т. Е. Аккумулятор полностью заряжен. Когда аккумулятор полностью заряжен, транзистор T1 драйвера реле активирует реле RL1. Это останавливает зарядку аккумулятора через нормально разомкнутые (замыкающие) контакты реле RL1.

Для калибровки подключите переменный регулируемый источник питания 15 В и сначала установите его на 3 В. Медленно регулируйте VR1, пока не загорится LED1.Теперь увеличьте входное напряжение до 15 В с шагом 1.

2 В, пока не загорится соответствующий светодиод (от LED2 до LED10).

Теперь схема готова показать любое значение напряжения батареи относительно максимального напряжения. Поскольку количество светодиодов равно десяти, мы можем легко рассмотреть один светодиод на 10% максимального напряжения.

Строительство

Подключите напряжение от любой проверяемой батареи к входным датчикам цепи. По количеству горящих светодиодов можно легко узнать состояние батареи.Допустим, горят пять светодиодов. В этом случае емкость аккумулятора составляет от 50 до 59 процентов от максимального значения.

Соберите схему на печатной плате общего назначения. Откалибруйте его и положите в коробку.


Заинтересованы? ознакомьтесь с другими проектами электроники.

проектирование и изготовление индикатора уровня заряда батареи — для тем и материалов проектов B.Sc, HND и OND

КОНСТРУКЦИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ИНДИКАТОРА УРОВНЯ АККУМУЛЯТОРА

РЕФЕРАТ

Индикатор уровня заряда батареи показывает состояние батареи просто горящими светодиодами.Например, горят шесть светодиодов, значит, осталось 60% заряда батареи. В этой статье объясняется, как проектировать индикатор уровня заряда батареи. Вы можете использовать эту схему для проверки автомобильного аккумулятора или инвертора. Таким образом, используя эту схему, мы можем увеличить срок службы батареи.
Сердцем схемы индикатора уровня заряда батареи является микросхема LM3914. Эта ИС принимает входное аналоговое напряжение и управляет 10 светодиодами линейно в соответствии с входным аналоговым напряжением. В этой схеме нет необходимости в резисторах, соединенных последовательно со светодиодами, потому что ток регулируется микросхемой.
Это устройство предназначено для контроля от 1,5 В до 24 В постоянного тока. Схема будет работать даже при напряжении аккумулятора 3 В. Рабочее напряжение этой ИС составляет от 3 до 25 В постоянного тока. Lm3914 управляет светодиодами, ЖК-дисплеями и вакуумными люминесцентными лампами. Микросхема содержит регулируемый эталон и точный 10-ступенчатый делитель. Эта ИС также может действовать как секвенсор.

ГЛАВА ПЕРВАЯ
1.0 ВВЕДЕНИЕ
Знание количества энергии, оставшейся в батарее, по сравнению с энергией, которая была у нее, когда она была полностью заряжена, дает пользователю представление о том, сколько времени батарея будет продолжать работать до того, как ей потребуется подзарядка.
Это было бы легко, если бы аккумулятор мог разряжаться с постоянной скоростью. Заряд в батарее равен току, умноженному на время, в течение которого он протекал. К сожалению, здесь есть две проблемы. Во всех практических батареях ток разряда непостоянен, но уменьшается по мере разряда батареи, обычно нелинейным образом. Следовательно, любое измерительное устройство должно иметь возможность интегрировать ток с течением времени. Во-вторых, этот метод зависит от разрядки аккумулятора, чтобы узнать, сколько в нем заряда.В большинстве приложений, за исключением, возможно, квалификационных испытаний, пользователю (или системе) необходимо знать, сколько заряда находится в элементе, не разряжая его.
Невозможно также напрямую измерить эффективный заряд аккумулятора, отслеживая фактический заряд, вложенный в него во время зарядки. Это связано с кулоновской эффективностью батареи. Потери в батарее во время цикла заряда-разряда означают, что батарея будет заряжать меньше во время разряда, чем было заложено в нее во время зарядки.
Кулоновский КПД или прием заряда — это мера того, сколько полезной энергии доступно во время разряда по сравнению с энергией, используемой для заряда элемента.
В настоящее время используются электронные индикаторы, которые обеспечивают или дают непрерывное считывание состояния батареи. Этот метод, конечно же, требует индикаторов для предоставления данных измерения текущего состояния батареи, памяти для хранения батареи.

1.1 ЦЕЛЬ ПРОЕКТА
Низкое напряжение или чрезмерная зарядка в батареях может привести к разбуханию пластин и вызвать внутреннее короткое замыкание.Это сокращает срок службы батареек, даже если у вас нет коротких замыканий. Это также приводит к тому, что пластины изнашиваются быстрее, чем при обычной зарядке. Плавающий заряд для баланса — это не плохая перезарядка, вызывающая выкипание большого количества воды.
Целью данной работы является создание устройства, которое будет указывать и сообщать пользователю о состоянии батареи устройства, просто подсвечивая количество светодиодов.

1.2 ЗНАЧЕНИЕ ПРОЕКТА

Индикатор уровня заряда батареи сообщит вам о состоянии батареи устройства, просто подсвечивая количество светодиодов.Например, горят четыре светодиода, это означает, что емкость аккумулятора составляет 40 процентов.

1.3 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЕКТА
Вы можете использовать эту схему монитора напряжения с инвертором или с автомобильным аккумулятором; он покажет вам состояние вашей батареи. Так что, прежде чем батарея разрядится, вы можете ее перезарядить.

в автомобилях

Некоторые автомобили оснащены измерителем состояния аккумуляторной батареи для контроля заряда стартерной батареи.Этот измеритель, по сути, является вольтметром, но он также может быть отмечен цветными зонами для облегчения визуализации.
Многие новые автомобили больше не предлагают вольтметры и амперметры; вместо этого на этих автомобилях обычно есть фонарь с изображением автомобильного аккумулятора. Это может вводить в заблуждение, так как его можно спутать с индикатором неисправной батареи, когда на самом деле он указывает на проблему с системой зарядки автомобиля.
В качестве альтернативы можно установить амперметр. Это указывает на то, заряжается или разряжается аккумулятор.На рисунке справа амперметр обозначен как «Генератор переменного тока», а символы — «C» (заряд) и «D» (разряд). Нажмите на картинку, чтобы увеличить ее.
Амперметры и вольтметры по отдельности или вместе могут использоваться для оценки рабочего состояния автомобильного аккумулятора и системы зарядки.

В электронных устройствах

Монитор напряжения — это функция многих электронных устройств. В мобильных телефонах индикатор заряда батареи обычно имеет форму гистограммы — чем больше полосок отображается, тем лучше уровень заряда батареи.

в компьютерах

Компьютеры могут сигнализировать пользователям о необходимости замены внутренней резервной батареи. Портативные компьютеры, в которых используются аккумуляторные батареи, обычно дают пользователю информацию об оставшемся времени работы от аккумулятора. Это устройство также можно использовать в следующих местах:

  • Телекоммуникации
  • Кабельное / широкополосное телевидение
  • Критически важные объекты
  • Системы ИБП
  • Финансовые учреждения
  • Горное дело
  • Транспортные операции
  • Больницы
  • Аварийное освещение
  • Колл-центры
  • Поставщики и производители аккумуляторов.
  • Группы обслуживания аккумуляторов
  • Медицина / Биотехнологии. Все для того, чтобы узнать напряжения своих устройств.

1.4 ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА СВЕТОДИОДНОГО СВЕТА В ПРОЕКТЕ

  • Энергоэффективность — светодиоды теперь способны выдавать 135 люмен / ватт
  • Длительный срок службы — 50 000 часов или более при правильной конструкции
  • Rugged — светодиоды также называются «твердотельным освещением (SSL), поскольку они сделаны из твердого материала без нити накала, трубки или лампы, которые могли бы сломаться».
  • Без периода прогрева — светодиод загорается мгновенно — в наносекундах
  • Не подвержен воздействию низких температур — светодиоды «любят» низкие температуры и включаются даже при минусовой погоде
  • Направленный — С помощью светодиодов вы можете направить свет туда, куда хотите, таким образом, свет не будет потрачен зря
  • Превосходная цветопередача — светодиоды не размывают цвета, как другие источники света, такие как флуоресцентные, что делает их идеальными для дисплеев и розничной торговли.
  • Экологичность — светодиоды не содержат ртути и других опасных веществ
  • Управляемый — светодиоды можно регулировать по яркости и цвету

1.5 ОГРАНИЧЕНИЕ ПРОЕКТА
1. Данное устройство может показывать только напряжение от 1,5В до 24В.
2. Индикация уровня напряжения с помощью светодиодов.
3. Рабочее напряжение этой ИС составляет от 3 до 25 В постоянного тока.

1.6 ОБЪЕМ ПРОЕКТА
Монитор напряжения — это простая и недорогая система мониторинга аккумуляторной батареи, предназначенная для контроля напряжения в цепочке аккумуляторных батарей на предмет повышенного и пониженного напряжения.Этот монитор напряжения батареи используется в приложениях 1,5–24 В — и считывает состояние шины батареи, обнаруживает различные напряжения постоянного тока с помощью контактных щупов. Мониторинг напряжения аккумуляторной батареи обеспечит критическую защиту аккумуляторных элементов и продлит срок службы аккумуляторной системы. Перенапряжение может привести к перезарядке и перегреву батарей, что может вызвать необратимое разрушение элементов. Пониженное напряжение также приведет к необратимому повреждению аккумулятора, если его не устранить. Измерение напряжения батареи с помощью этого устройства позволит пользователю определить, насколько заряжены его батареи, и при необходимости предпринять немедленные корректирующие действия.

1,7 ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОЕКТА

  • Переносной
  • Имеет измерительный зонд, помеченный черным (–ve) и красным (+ ve).
  • Высокая надежность и долговечность
  • Простая установка
  • Контролирует напряжение в батареях 1,5 — 24 В.

1.8 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ПРОЕКТА
Различные этапы разработки этого проекта были должным образом разделены на пять глав, чтобы облегчить всестороннее и краткое чтение.В этой дипломной работе проект организован последовательно следующим образом:
Первая глава этой работы посвящена введению в индикатор уровня заряда батареи. В этой главе обсуждались предыстория, значение, объективные ограничения и проблема индикатора уровня заряда батареи.
Вторая глава посвящена обзору литературы по индикатору уровня заряда батареи. В этой главе была рассмотрена вся литература, относящаяся к этой работе.
Глава третья посвящена методологии проектирования. В этой главе обсуждались все методы, задействованные во время проектирования и строительства.
Глава четвертая посвящена анализу тестирования. Были проанализированы все тесты, которые привели к точной функциональности.
Глава пятая содержит заключение, рекомендации и ссылки.


Этот материал представляет собой полный и хорошо проработанный проектный материал строго для академических целей, который был одобрен разными преподавателями из разных высших учебных заведений. Мы делаем аннотацию и первую главу видимыми для всех.

Все темы проекта на этом сайте состоят из 5 (пяти) глав.Каждый Материал проекта включает: Аннотация + Введение + и т. Д. + Обзор литературы + методология + и т. Д. + Заключение + Рекомендация + Ссылки / Библиография.

На « СКАЧАТЬ » полный материал по данной теме выше нажмите «ЗДЕСЬ»

Хотите наши Банковские счета ? пожалуйста, нажмите ЗДЕСЬ

Для просмотра других связанных тем щелкните ЗДЕСЬ

К « САММИТ » новых тем, разработайте новую тему ИЛИ вы не видели свою тему на нашем сайте, но хотите подтвердить ее доступность нажмите ЗДЕСЬ

Хотите, чтобы мы провели исследование по вашей новой теме? если да, нажмите « ЗДЕСЬ »

У вас есть вопросы по поводу нашей почты / услуг? Нажмите ЗДЕСЬ , чтобы получить ответы на свои вопросы


Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами любым из следующих способов:

Мобильный номер: +2348146561114 или +2347015391124 [Mr.

Схем

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.