Индикация заряда аккумулятора своими руками: Индикатор заряда аккумулятора своими руками

Содержание

Индикатор заряда аккумулятора своими руками

Был как-то на распродаже в торговом центре и прикупил там столько интересных деталей и приспособлений (в основном электрических), что даже не знаю куда их деть. Придя домой, начал мастерить, к вечеру уже сделал игрушечную машинку для внука, самодельный электрогенератор, маленький вентилятор, ветрогенератор, электрический замок на дверь и много чего другого. Но возникла одна проблема. Во всех этих самоделка никогда не знаешь, когда они разрядятся, что доставляло неудобств особенно на примере машинки. Вот и решил испытать себя как начинающего радиолюбителя и смастерить индикатор заряда аккумулятора своими руками. Конечно, его можно заказать в интернете, но ведь куда интереснее сделать самому, да и нужно с вами опытом поделиться.

Про индикатор заряда

Индикатор заряда или ещё можно встретить контролёр заряда – простая электронная схема зарядного устройства, что измеряет и показывает заряд самого устройства.

Бывает двух видов:

  • Отдельное устройство, что подключено к аккумулятору
  • Микросхема, что встроена в зарядное устройство

Сегодня мы будем изготавливать именно индикатор заряда второго вида. Приступим к изготовлению индикатора заряда для Li-on аккумуляторов своими руками.

Изготовление

Сама схема построена на базе компаратора LM-339:

Микросхема LM-339 содержит 4 отдельных компаратора, каждый компаратор имеет по два входа и один выход. Если меняется напряжение на одном из входов, то это влияет и на состояние выхода компаратора. В нашем случае на выходе LM-339 вообще может ничего не быть, или быть масса, а может и минус питания. Такой компаратор называется с открытым коллектором, поэтому светодиоды подключены к компаратору катодами.

На некоторых входах компаратора нужно формировать стабильное или опорное напряжение. Как правило для этих целей используется стабилитрон, но мы собираемся контролировать на низковольтных источниках, поэтому и сам стабилитрон должен быть низковольтным.

Также напряжение стабилизации стабилитрона должно быть меньше, чем напряжение максимально разряженного аккумулятора (в нашем случае 3 вольта). То есть нам нужен стабилитрон с напряжением стабилизации на 2-2,5 вольта.

Если у вас таких нет, то можете использовать светодиод как источник опорного напряжения. Красный, желтый и зелёный светодиоды как раз на два вольта и отлично нам подходят.

В отличие от стабилитрона, светодиод подключается в прямом направлении к компаратору.

Если есть возможность, то лучше изготовьте самостоятельно вот такую плату:

Диод VD-1 защищает микросхему в случае, если вы перепутаете полярность подключения к аккумулятору.

Далее установите четыре светодиода, которые показывают процент заряда аккумулятора.

Проверяем всё с помощью лабораторного источника питания, на который ставим напряжение 4,2 вольта, после чего постепенно снижаем напряжение.

Такой индикатор подойдёт для любых самоделок небольшого размера или может быть пробником для литиевых банок. Как его использовать решать уже вам.

Если вы всё сделали правильно, то индикатор заряда низковольтовых аккумуляторов готов.

Рекомендую следующее видео, где автор детально рассказывает и показывает, как собрать индикатор заряда аккумулятора:

Итог

Сегодня мы научились изготавливать индикаторы заряда для аккумуляторов. Конечно, автомобильный аккумулятор такой индикатор не измерит, однако принцип у них почти одинаковый, поэтому без особых трудностей можно будет сделать такой же для больших аккумуляторов. А для изготовления такого маленького индикатора нам понадобились резисторы, микросхема LM-339, провода, четыре светодиода и инструменты

Для начала мы подготовили детали для сборки, после чего припаяли на базу микросхемы LM-339 резисторы, светодиоды и провода для выходов. И, наконец, перешли к испытаниям самодельного индикатора заряда.

Напишите в комментариях, оказался ли вам полезным данный индикатор заряда и интересно ли было его собирать?

Схема зарядного устройства со светодиодной индикацией. Простой индикатор заряда LiIon аккумулятора

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.

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

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

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

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.

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%

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

Какие бывают индикаторы

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

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

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

Встроенный индикатор заряда

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

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

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

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

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

Как правило, это объясняется следующими причинами:

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

Заводские индикаторы в виде панелей

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

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

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

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

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

Как собрать индикатор заряда самостоятельно

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

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

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

Видео

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431 | Лучшие самоделки своими руками

Все мы знаем, что полная разрядка аккумулятора очень пагубно влияет на него и срок его службы от этого уменьшается. Многие схемы не содержат никакой защиты или просто индикации когда аккумулятор достиг минимального порога разряда и затем мы удивляемся, почему так мало отслужил аккумулятор. Для таких приборов я дополнительно делаю и ставлю простой индикатор заряда аккумулятора, что повышает их срок работы, когда зажигается светодиод то значит пора ставить аккумулятор на зарядку.

Эта схема индикатора заряда является универсальной и напряжение срабатывания может быть изменено в больших приделах от 2,5 В до 36 В, что позволит использовать его как в небольших игрушках, так и для более мощной техники, такие как аккумуляторные шуруповёрты, болгарки и др., не имеющие какой-либо своей индикации разряда. К тому же индикатор получается достаточно компактным, он содержит в себе всего несколько небольших деталей поэтому даже нет необходимости травить плату, всё можно компактно спаять навесным монтажом.

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Схема универсального индикатора разряда аккумулятора:

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Немного пояснений по схеме, как видим она очень простая построенная на микросхеме регулируемого стабилизатора TL431 (купить на Алиэкспресс — http://ali.pub/4b78vo), с помощью резистора R2 мы выбираем необходимый порог срабатывания схемы, то есть минимальное напряжение на входе схемы при котором аккумулятор считается разряженным, например, для Li-ion банки это – 3,2В. Выставляем это напряжение на регулируемом блоке питания и подключаем к схеме индикатора, а затем подстроечным резистором который мы впаяли заранее на место резистора R2 (можно поставить переменный резистор на 10 кОм) мы настраивая добиваемся загорания светодиода, затем начинаем изменять напряжение на БП, и проверяем чтобы при выставлении напряжения выше 3,2В светодиод гас, а при меньшем он работал. Резистор R1 в схеме стоит 100 кОм, я поставил 10 кОм.

Затем мультиметром замеряем полученное сопротивление подстроечного резистора, и подбираем близкое этому сопротивлению подходящий постоянный резистор и впаиваем его в схему вместо подстроечного.

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Вот изображение готового индикатора разряда аккумулятора:

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Сверху я усадил термоусадочную трубку.

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Таким образом можно этот простой индикатор разряда аккумулятора можно настраивать под любые аккумуляторы или сборку аккумуляторов на необходимое минимальное напряжение их разряда вплоть до 36В.

Индикатор заряда аккумулятора. – Поделки для авто

Удивительно, что абсолютное большинство автомобилей не имеет датчика зарядки аккумулятора. Как определить зимой, что АКБ стоит подзарядить за ночь, чтобы утром не идти на работу пешком? Или если машину завести не получается – как не загонять безсмысленно батарею до полного истощения?

Используя эту схему вы сможете легко собрать своими руками датчик зарядки аккумулятора. Притом себестоимость, как видите, будет ниже чем у любого китайского аналога, а качество намного лучше! Запитывать модель имеет смысл от замка зажигания, дабы диод светился только, когда ключ вставлен.

Цвет светодиода будет обозначать степень зарядки. Красный – от 6 Вольт до 11, синий от 11 до 13, зелёный боле 13

В комплект входят следующие детали:

Транзисторы
BC547 – 1шт
BC557 – 1шт
Резисторы
1 кОм – 2шт
220 Ом – 3 шт
2,2 кОм – 1 шт
Диоды (стабилитроны)
10 v – 1шт
9,1 v – 1шт
Светодиоды
RGB светодиод – 2шт

Светодиод проверяем тестером, заодно проверяем какой вывод соответствует каждому цвету:

После примеряем детали к печатной плате и вырезаем нужный нам кусок:

Затем приклеиваем светодиод к плате и начинаем монтаж элементов. Важный момент! Так как этот модуль вы будете использовать в автомобиле, то целесообразно не припаивать светодиод к плате, а вывести его на проводах. Так, чтобы вы могли установить его отдельно на приборной панели. Мы же установим его на плату – для простоты и наглядности.

Схема транзисторов(на всякий случай):

Вот что получилось:

Схема отлично работает, тестировалась полчаса, прогоном напряжения от минимального до максимального. В качестве источника питания использовался блок питания от ноутбука с выходным напряжением 19V. Регулятор напряжения – LM 317 и подстроечный резистор 10 кОм. На видео есть небольшой сбой срабатывания на переходе красный – синий и синий – зеленый, это связано со слишком быстрым падением/приростом напряжения (тестер не успевал фиксировать изменения вольтажа), на аккумуляторе все это будет срабатывать плавнее и точнее.

Как зарядить аккумулятор автомобиля в домашних условиях. Контроллер заряда аккумулятора

Описание контроллера заряда АКБ, детальное руководство по изготовлению

Аккумулятор вместе с генератором являются устройствами, обеспечивающими автомобиль электропитанием. От степени зарядки батареи зависит успешный старт машины и работа приборов, входящих в электрическую сеть при выключенном двигателе. Поэтому важно следить за ее зарядкой. Для контроля зарядки предназначен контроллер заряда автомобильной АКБ. В статье описывается принцип действия устройства, дается инструкция по изготовлению своими руками.

Если не контролировать зарядку, то недозаряд аккумулятора грозит тем, что в один прекрасный момент может не завестись двигатель, особенно в зимний период. Проверить напряжение на клеммах устройства можно с помощью мультиметра. Если говорит контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи на приборной панели, это говорит о том, что у батареи низкая зарядка. Но горение лампочки малоинформативно.

[ Раскрыть]

Встроенный контроллер

Благодаря техническому прогрессу повышается комфорт обслуживания и поездки на машине. Многие современные автомобили оснащены бортовыми компьютерами. Одна из его функций – показывать напряжение АКБ. Но такая роскошь доступна не всем водителям. На старых моделях порой установлен аналоговый вольтметр, но по его показаниям трудно судить о состоянии зарядки. Поэтому стали производить специальные индикаторы заряда аккумуляторных батарей. Они выпускаются как встроенными в аккумулятор, так и в виде отдельных устройств, которые подключаются к бортовому компьютеру.

Встроенными индикаторами обычно оснащаются необслуживаемые аккумуляторные батареи. Они представляют собой поплавковые индикаторы, которые часто называют гидрометрами. По их цвету можно определить степень заряженности АКБ и уровень электролита. Для контроля состояния аккумулятора достаточно индикации одной ячейки. Перед тем, как воспользоваться индикатором, следует слегка постучать по нему. Это необходимо для того, чтобы вышли пузырьки воздуха, которые могут помешать вести наблюдения. Таким образом, можно будет четко видеть цвет индикатора.

При анализе следует учесть то, что когда батарея начинает заряжаться, то плотность электролита увеличивается ближе к электродам. Над электродами повышение плотности происходит за счет диффузии. Индикатор находится над электродами, соответственно будет реагировать на плотность в этой части батареи. Это может стать причиной неточных результатов.

Даже при полной зарядке индикатор может оставаться черного цвета. Объясняется такая ситуация тем, что не успели перемешаться слои электролита большей плотности со слоями меньшей плотности. Процесс диффузии может длиться несколько дней.

Точную зарядку можно определить с помощью тестера.

Конструкция

Схема встроенного индикатора выглядит следующим образом:


Принцип действия

У большинства гидрометров одинаковый принцип действия, он основывается на трех положениях индикатора. Когда заряжается батарея, увеличивается плотность электролита. Благодаря этому зеленый шарик, выполняющий роль поплавка, всплывает по трубке и появляется в глазке индикатора. Обычно поплавок виден, если заряженность батареи превышает 65 %.


Если поплавок тонет в электролите, это означает, что плотность не отвечает норме и АКБ недостаточно заряжена. При этом глазок индикатора будет черного цвета. Такая ситуация говорит о том, что необходима подзарядка.


Существуют модели, в которых кроме зеленого шарика есть красный, поднимающийся по трубке при низкой плотности. В этом случае в глазке будет виден красный шарик.

Последним вариантом является низкий уровень электролита. В этом случае в глазок индикатора будет видна поверхность электролита. Это значит, что необходимо долить электролит или дистиллированную воду. Правда, в случае с необслуживаемым устройством, сделать это сложно.


Заводские контроллеры

Существуют промышленные устройства для контроля уровня зарядки АКБ. Рассмотрим некоторые из них.

Контроллер уровня зарядки DC-12 В представляет собой конструктор. Он подойдет тем, кто имеет знания по электротехнике. Устройство позволяет контролировать заряженность батареи и выполнять функцию реле-регулятора. Продается в виде набора деталей и собирается самостоятельно. Диапазон напряжений составляет от 2,5 до 18 В. Потребляемый ток – 20 мА. Размеры печатной платы: 43х20 мм (автор видео — DeXter Show).

Панель с индикатором от TMC пригодится автолюбителям, которые установили в свой автомобиль второй аккумулятор. Устройство состоит из алюминиевой панели, вольтметра и тумблера. С помощью тумблера осуществляется переключение между батареями.

Можно приобрести устройства контроля уровня заряда аккумулятора от фирмы Faria Euro Black Style, но у них очень высокая стоимость.

Инструкция по изготовлению

Если есть желание, знания по электронике и время, можно изготовить контроллер зарядки аккумулятора своими руками. Конструктивно устройство будет состоять из электронного блока, на корпусе которого будут расположены три диода красного, зеленого и синего цвета. Цвета диодов можно выбрать любые, главное, правильно оценивать полученные результаты.

Назначение данного устройства – контролировать работу автомобильного аккумулятора с напряжение электросети от 6 до 14 В. Этот прибор схож с тем, что продается в магазине. Речь идет о наборе DC-12 В, о котором упоминалось выше. Принцип действия обоих устройств одинаков.

Для изготовления контроллера понадобятся следующие детали:

  • для размещения компонент печатная плата;
  • транзисторы: ВС547 и ВС557;
  • резисторы: сопротивлением 1 кОм – 2, 220 Ом – 3, 2,2 кОм – 1;
  • диоды (стабилизаторы) на 9,1 и 10 В;
  • набор светодиодов RGB (красный, зеленый, синий).

Перед сборкой следует проверить, чтобы контакты соответствовали цвету светодиодов. Проверку можно выполнить с помощью тестера. Это можно сделать с помощью тестера. Монтируя компоненты, желательно светодиоды вывести на проводах длиной 5-20 см, а не припаивать их к плате. Такую конструкцию легче расположить на приборной панели автомобиля.

Сборка устройства осуществляется по следующей схеме:


При сборке следует размещать комплектующие на печатной плате как можно более компактно, чтобы он не занимали много места. После подключения к бортовой электросети контроллер будет показывать текущий уровень зарядки аккумулятора.

При этом он будет лишь сигнализировать об определенном уровне, не показывая конкретных значений:

  • если загорается светодиод красного цвета, это означает, что напряжение находится в пределах от 6 до 10 В — это критичный уровень;
  • если горит синий светодиод, то заряд составляет 11-13 В – это оптимальное значение, которое соответствует нормальной работе аккумуляторной батареи;
  • если аккумулятор полностью заряженный, загорается светодиод зеленого цвета.

Собранную панель рекомендуется устанавливать и подключать к бортовой сети на обратной стороне панели приборов, а на лицевую сторону вывести светодиоды на проводах. Если выполнять все работы аккуратно, то это не отразится на внешнем виде приборной доски.

Установка контроллера позволяет контролировать заряженность аккумуляторной батареи, что дает возможность вовремя подзаряжать АКБ и не даст попасть в ситуацию, когда не заводится двигатель из-за разряженной батареи.

Видео «Индикатор разряда аккумулятора»

В этом видео демонстрируется, как собрать простое устройство для проверки заряженности батареи (автор ролика — Паяльник TV).

avtozam.com

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

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

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

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

О восстановлении заряда автомобильной АКБ

Необходимость проверки АКБ после зарядки очень важное условие при эксплуатации современного автомобиля. Ведь он настолько напичкан разнообразной электроникой, что без аккумуляторной батареи невозможно не то чтобы запустить двигатель, но и просто двигаться или проникнуть в салон обычным способом.Поэтому обслуживание АКБ и регулярная проверка заряда должны производиться на наивысшем уровне.

Причины истощения аккумуляторной батареи

Заряд АКБ может значительно уменьшиться в таких случаях:

  1. Длительное пользование электроприборами автомобиля при выключенном двигателе.
  2. Пребывание автомобиля без запущенного двигателя на большом морозе длительное время (1-2 недели).
  3. Длительное или многократное использование стартера без успешного запуска двигателя.
  4. Электролит, влага, другие жидкости, грязь на поверхности аккумулятора.
  5. Использование аккумулятора с превышенным сроком эксплуатации.
  6. Хранение и эксплуатация АКБ не в горизонтальном положении.
  7. Недостаточный уровень или плотность электролита.
  8. Механическое воздействие на аккумулятор (удары, толчки и т.д.).
  9. Длительное хранение аккумулятора в бездействии.

Все эти факторы приводят либо к быстрой или неконтролированной утечке заряда, либо к механическому и химическому повреждению пластин.

Способы контроля уровня заряда аккумуляторной батареи

Видео по теме:

Проверка АКБ на уровень заряда может осуществляться различными способами. Всё зависит от модели аккумулятора и возможностей автомобиля:

1. С помощью приборов, установленных в автомобиль и передающих информацию на панель приборов.2. С помощью специальных индикаторов, которые вмонтированы в саму батарею.3. С помощью специальных переносных индикаторов.4. С помощью вольтметра. Этим прибором можно измерить напряжение всей АКБ (норма, U = 12 В) или каждой банки в отдельности (норма, U = 2 В). Это самый верный способ проверки. Ведь отдельно взятая банка может иметь или повышенный заряд, или пониженный и регулировать нужно будет не сумму всех составляющих, а только её одну.

ЭТО ВАЖНО! При подключении вольтметра напрямую к АКБ (непосредственно к клеммам аккумулятора), прибор должен указать на 5% большее напряжение (около 12,6 – 12,8 В). Если производить измерения на контактах потребителя (например, на 12-вольтовой лампочке), подключённого к клеммам, то нормальным значением будет именно 12 В. Только при таких условиях измерений и значениях напряжения, можно говорить о нормальной зарядке аккумуляторной батареи.

5. Косвенным способом с помощью ареометра. Этот прибор укажет, какую плотность имеет электролит. И отталкиваясь от этих показаний, можно прийти к некоторым выводам. Низкая плотность электролита (ρ = 1, 23 г/см³) указывает на то, что аккумулятор разряжен. Но с уверенностью об этом можно говорить только в случае, если в банки не доливалась вода или раствор кислоты неправильной концентрации.

Если после проверки оказалось, что батарея не даёт нормального напряжения, U = 12 В, то перед процессом зарядки не лишним было бы:

  1. Проверить, какой уровень имеет электролит (если это возможно, ведь конструкция не каждого аккумулятора даёт доступ к пробкам и контактам банок). Каждая банка должна иметь его столько, чтобы покрывать свинцовые пластины, но не превышать специальной отметки.
  2. Если количество раствора в норме, то надобно проверить, какую плотность имеет электролит. Норма – это ρ = 1, 23 г/см³.
  3. Если электролит имеет нормальную плотность и уровень, а напряжение низкое, то батарея нуждается зарядке.

Способы зарядки автомобильной аккумуляторной батареи

Процесс зарядки аккумулятора лучше всего осуществлять, после снятия с него клемм. Но в некоторых случаях отключение АКБ может привести к сбою в настройках электроники. Поэтому процесс зарядки приходится производить, не снимая батареи с автомобиля и выполнив некоторые меры предосторожности:

  1. Место зарядки должно иметь температуру воздуха выше нуля (желательно 20°С).
  2. Аккумулятор и автомобиль должны прогреться естественным путём, находясь в данном помещении некоторое время.
  3. Отключить или перевести в режим «сна» все электроприборы автомобиля.
  4. Процесс зарядки «неснятого» аккумулятора не будет отличаться от зарядки «снятого».

Видео по теме:

Только после выполнения всех мер предосторожности можно начинать процесс зарядки АКБ.Существует несколько способов восстановления заряда в автомобильном аккумуляторе:

  1. Постоянным током. Этот способ предусматривает подачу постоянного тока регулирующим устройством на клеммы. Необходимое время — от 3 до 8 часов. Первоначальная величина тока равняется 10% от числового значения ёмкости аккумулятора (например, батарея «6ст190», означает ёмкость в 190 Ah). Значит, на клеммы нужно подавать ток из расчёта: 190 / 10 = 19 А. Увидев, что электролит «кипит» (в банках начинается бурление жидкости), силу тока уменьшают в два раза. И так до следующего бурления. Недостатком этого способа является необходимость постоянного визуального контроля процессов («кипит» или нет раствор кислоты) и параметров зарядки (плотность электролита и напряжение). Для того, чтобы наблюдать «кипит» жидкость или нет, надобно вывинтить пробки. Если такое невозможно, то контроль уровня зарядки осуществляется по увеличению напряжения, которое способна давать одна банка.
  2. Ускоренный метод. Очень экстремальный способ, позволяющий сэкономить драгоценное время. Применяется в срочных случаях. Для его осуществления необходимо подавать силу тока, превышающую 10% числового значения ёмкости аккумулятора. Недостатком является сильный износ пластин и сокращение срока службы аккумулятора. При таком способе постоянно нужно наблюдать, не «кипит» ли электролит. Этот способ не позволит зарядить батарею на 100 %, поэтому после него нужно применять другие методы пополнения заряда.
  3. Постоянным напряжением. На клеммы подаётся постоянное напряжение. Процесс длительный. Необходимое время для заряда — около суток, но нет необходимости наблюдать, «кипит» ли электролит или нет. А также не нужно измерять плотность раствора кислоты и величину напряжения. Этим способом невозможно полностью зарядить батарею, поэтому после такой зарядки нужно применять другие методы.
  4. Импульсным током. Периодически меняется подаваемое на клеммы напряжение и сила тока. Существует два вида заряда: пульсирующий (меняется только величина тока и напряжения) и ассиметричный (меняется величина и направление тока). Большое преимущество такого способа зарядки – это восстановление засульфатированных пластин.
  5. Контрольно-тренировочный. Происходит цикл зарядов-разрядов батареи. Этот способ немного улучшает показатели аккумулятора и позволяет оценить его возможности, но уменьшает ресурс батареи.
  6. Способ Вудбриджа. Согласно ему ток зарядки не должен превышать цифрового значения недостающей ёмкости.

Какой бы способ заряда АКБ ни был выбран автолюбителем, всегда нужно придерживаться правил техники безопасности и экономить время при этом не стоит. Ведь дело приходится иметь с кислотой, входящей в состав электролита, и водородом, выделяющимся при любом способе заряда.После того, как ёмкость батареи будет восстановлена, необходимо измерить напряжение каждой банки и плотность электролита в каждом отсеке. Ведь именно они напрямую определяют срок службы аккумуляторной батареи.

Немного о маркировке автомобильных аккумуляторов

Для того, чтобы выбрать оптимальный для своего автомобиля аккумулятор, нужно уметь расшифровывать условные обозначения.Как правило, маркировка начинается на «6Ст». Здесь 6 – означает количество банок и соответственно можно узнать напряжение, умножив его на 2 (каждая банка даёт напряжение 2 В), значит батарея 12-вольтовая. Ст – это стартерная. Поэтому для обычного автолюбителя подойдёт аккумулятор только с маркировкой начинающейся на «6Ст».Следующие цифры указывают на ёмкость батареи в Ампер×часах. Чем они больше, тем лучше. Все остальные обозначения не имеют принципиального значения. Они могут обозначать конструкцию крышки, материал корпуса, сепараторов и т.д.Также на батарее должны быть и другие обозначения, по которым можно определить силу пускового тока, полярность клемм, массу аккумуляторов, даты изготовления и т.п.

pro-zamenu.ru


Зарядка автомобильного аккумулятора производится с использованием специальных зарядных устройств. Чтобы правильно осуществить данный процесс необходимо знать тип автомобильного аккумулятора, его характеристики, а так же правильно подобрать тип зарядного устройства.

Устройство автомобильного аккумулятора

В большинстве автомобилей установлены кислотно-свинцовые аккумуляторные батареи. Конструкция представляет собой шесть баночек, которые помещены в изолирующий корпус, изготовленный из материала. Для корпуса выбирается специальный пластик, устойчивый к воздействию серной кислоты. Баночки соединены последовательно. В них находятся положительные и отрицательные электроды, представляющие по конструкции свинцовые решётки, покрытые активной массой. Электроды помещены в электролит. Со временем, в процессе эксплуатации пластины выходят со строя, что приводит к уменьшению ёмкости аккумулятора. Чем меньше ёмкость, тем быстрее происходит разрядка АКБ.

Типы аккумуляторных батарей

Выделяют два типа аккумуляторов:

  1. Обслуживаемые.
  2. Необслуживаемые.

В обслуживаемых аккумуляторах на баночках есть крышки, которые можно самостоятельно открутить. В таких батареях есть возможность проверить уровень электролита, его качество и, в случае необходимости, есть возможность его долить. Но самостоятельно, не имея опыта данной процедуры, этого делать не рекомендуется. Все операции по проверке качества электролита, его уровня и доливки следует доверить специалисту. Эта работа по цене не дорогая, но в некоторых случаях способна оживить аккумулятор.

В необслуживаемых аккумуляторных батареях нет крышечек, он полностью цельный. Его ремонт и реанимация не возможны.

Так же, часто автомобилисты добавляют в АКБ дистиллированную воду, этим самым разбавляя электролит. Это делать можно, но только в случае необходимости. Если открутить крышечки на баночках, будет виден уровень электролита, если он ниже электродов, то нужна доливка. Уровень должен быть во всех шести баночках одинаковым.

Не доливайте в аккумулятор воду или же электролит самостоятельно. Прежде чем это делать, следует специальным прибором померить качество электролита. Но если вы всё же решили добавит воду, то доливайте только дистиллированную и небольшими порциями.

Типы зарядных устройств

По типу заряда устройства делятся на:

  1. Зарядное с неизменным напряжением. В этих зарядных устройствах напряжение заряда постоянное, а силу тока можно регулировать с помощью регулятора.
  2. Зарядное с неизменным током. В таких устройствах сила тока постоянная, а напряжение меняется регулятором. С помощью такой зарядки можно зарядить аккумулятор полностью, однако нужно внимательно следить за процессом. При длительном использовании электролит может закипеть, а это может стать причиной замыкания аккумулятора и даже его возгорания.
  3. Автоматические (комбинированные). Эти современные зарядные устройства сначала заряжают аккумулятор неизменным постоянным током при меняющемся напряжении, но потом, с постепенной зарядкой аккумулятора, напряжение фиксируется, а ток плавно уменьшается. При достижении полного заряда аккумулятора устройство автоматически выключается.

Проверить состояние аккумуляторной батареи можно несколькими способами:

  1. С помощью обычного тестера. Тестер ставиться в режим вольтметра и при выключенном автомобиле замеряется напряжение. Если эту процедуру сделать при включенном двигателе, вы узнаете идёт ли заряд с генератора. Напряжение при выключенном автомобиле должно быть близким к 12 В.
  2. Нагрузочной катушкой. По конструкции она представляет собой сопротивление 0,018 – 0,020 Ом с вольтметром, подсоединенным параллельно. Этот агрегат подсоединяется на 5 – 7 секунд и затем снимаются показания с вольтметра.
  3. По индикатору на батарее. На некоторых типах аккумуляторов установлен гидрометрический индикатор, который представляет собой маленький глазок. В этом глазке меняются цвета индикатора. Если цвет зелёный, то аккумулятор заряжен. Если белый, требуется зарядка аккумулятора, а если тёмный, заряд на минимуме и возможно требуется доливка электролита.

Когда необходима зарядка АКБ?

Так как автомобильный генератор не способен полностью зарядить батарею, а лишь на 60%, заряжать аккумуляторную батарею рекомендуется хотя бы раз в сезон, перед холодами. Так же следует следить за показаниями гидрометрического индикатора, если он есть.

Первым признаком того, что АКБ нуждается в зарядке, является пуск автомобиля. Если стартер крутится быстро, то всё в норме. Если же медленно и скорость вращения идёт как бы на затухание, это свидетельствует о малом заряде.

На что следует обратить внимание и меры предосторожности

Поскольку в АКБ используется серная кислота, нужно быть аккуратным и соблюдать технику безопасности. Зарядку следует производить в проветриваемом нежилом помещении при температуре окружающей среды от +10 градусов Цельсия. Часто задают вопрос, можно ли заряжать аккумулятор не снимая? Да, можно. Но при плюсовой температуре. Если заряжать при минусовой, КПД зарядки уменьшается. Кроме того, когда АКБ долгое время находится на морозе, электролит может подмерзать. Именно поэтому аккумулятор следует заносить в тёплое помещение, где он «разморозиться» и только тогда начинать зарядку.

Подготовка АКБ к зарядке, снятие с автомобиля

Перед зарядкой желательно протереть АКБ содовым раствором, это даст возможность убрать остатки кислоты с поверхности. Раствор приготовить прост: одна столовая ложка соды на стакан воды. Если при протирании раствор начнёт шипеть, значит остатки кислоты присутствуют.

После снятия с автомобиля аккумулятора, нужно открутить крышечки с баночек и положить их сверху. Это даст возможность электролиту испарятся при нагревании и не выплескиваться из баночек. Так же следует проверить уровень электролита. Его можно определить на глаз. Если все пластины полностью погружены в электролит на 0,5 см, значит уровень в норме. Так же стоит обращать внимание на уровни в соседних баночках, они должны быть везде одинаковыми. Если уровень меньше нужного, можно долить дистиллированной воды.

Если же АКБ необслуживаемый (то есть, нет крышечек), эту процедуру игнорируем.

Подключение зарядного устройства

При подключении зарядного устройства соблюдайте полярность. На плюсовую клемму («+») на АКБ нужно подсоединять плюсовую клемму зарядного устройства. К минусовой («-») подсоединяем именно минусовую зарядного устройства. Если перепутать полярность, это приведёт к короткому замыканию и выходу из строя зарядного устройства и аккумулятора. Поэтому стоит быть внимательными. Клеммы промаркированы и на АКБ, и на зарядном устройстве.

На большинстве зарядных плюсовая клемма окрашивается в красный цвет, а минусовая в чёрный.

Продолжительность зарядки, контроль за процессом

Заряжать АКБ рекомендуется малыми токами, это даст возможность всем пластинам равномерно распределить заряд, а электролиту не перегреться. Использовать силу тока следует не более 1/10 ёмкости батареи. Она указана на корпусе и обозначается «А/час».

Если зарядное устройство автоматическое и не имеет регуляторных рычагов, значит свои настройки внести невозможно. Обычно такие приборы оснащены индикаторными лампами, обозначающими на каком этапе зарядка АКБ. И при полном заряде загорается зелёная лампочка.

Если в зарядное устройство встроен амперметр, то зарядка будет считается выполненной, когда стрелка прибора установится на нуле.

Время напрямую зависит от силы тока зарядки. Если аккумулятор нужно зарядить срочно, можно осуществить процесс, используя высокие токи, но это уменьшает запас работы батареи. Если спешки нет, то заряжайте малыми токами. При такой зарядке, обычно, процесс не занимает более 8 часов.

Следите за электролитом, если он начал закипать уменьшите силу тока.

Окончание зарядки, установка АКБ на автомобиль

По окончании зарядки отсоедините зарядные провода, закрутите крышечки на баночках и протрите АКБ содовым раствором снова. При зарядке капельки электролита испаряются из баночек и оседают на корпусе. Если не убрать электролит с поверхности, может произойти утечка тока по корпусу и аккумулятор быстро разрядится. Эта проблема очень распространенная, так как 80 % автолюбителей этого попросту не знают. Электролит на корпусе особо не видно, он лежит тонкой плёнкой, но этого достаточно чтобы ток проходил по корпусу устройства.

При подключении обратите внимание на состояние клемм и их плотное прижатие к клеммам АКБ. Они не должны быть окисленными и должны плотно прилегать.

Как зарядить автомобильный АКБ при отсутствии зарядки?

Если зарядное устройство отсутствует, а зарядить срочно требуется, можно воспользоваться следующими способами:

  1. Использование переносного пуско-зарядного устройства. Оно напоминает небольшой аккумулятор, заряда которого хватает на пуск двигателя.
  2. Собрать самодельное зарядное устройство, если есть под рукой нужные элементы. Для этого требуется диодный мост, резистор, мультиметр и лампочка, а так же некоторые познания в электротехнике и навык работы с паяльником.
  3. Если на морозе АКБ не показывает признаков жизни, следует его снять и занести в тёплое помещение на 30 минут. Электролит нагреется, и вы сможете завести автомобиль.
  4. Использовать устройство для зарядки ноутбука. На выходе она выдаёт 18 В. В схему последовательно нужно вставить лампочку от фары, она будет играть роль резистора. Тогда ток не будет превышать 2 А, но для полного заряда АКБ таким способом потребуется около 20 часов.

Заключение

При зарядке АКБ используйте все те советы, которые были даны выше и не забывайте про технику безопасности. Берегите глаза от попадания туда кислоты с аккумуляторной батареи, тщательно мойте руки после контакта с крышечками и баночками на АКБ. Заряжать следует в тёплом помещении с хорошей вентиляцией, в отсутствие детей. Выбирайте зарядное устройство только проверенных брендов, исходя из характеристик вашего аккумулятора, и тогда он верно прослужит вам долгое время.

Оценка статьи:

motorsguide.ru

Способы проверки уровня заряда аккумулятора на автомобиле

Аккумулятор – устройство, без которого система пуска двигателя автомобиля не будет работать. Завести машину без аккумулятора можно, но только в экстренной ситуации, тогда как для ежедневных поездок требуется, чтобы источник питания системы пуска был исправен. Аккумулятор позволяет при старте двигателя раскрутить стартер, который приводит в работу остальные агрегаты. Заряд аккумулятора должен находиться на высоком уровне, чтобы батарея могла безукоризненно справляться с возложенными на нее задачами. Проверить состояние аккумулятора может любой автомобилист, который имеет в своем распоряжении мультиметр или нагрузочную вилку.

Принципы проверки аккумулятора нагрузочной вилкой и мультиметром

Для многих водителей нагрузочная вилка является экзотикой, и бывают автомобилисты со стажем, которые ни разу не слышали о столь простом диагностическом устройстве. По сути, нагрузочная вилка представляет собою вольтметр, который имеет диагностические выводы и содержит в себе мощный нагрузочный резистор. Более сложные модели нагрузочных вилок дополнительно оснащаются амперметрами, что позволяет диагностировать сразу несколько параметров электрической цепи автомобиля, но для определения уровня заряда аккумулятора вполне будет достаточно модели с вольтметром.

Большую распространенность получил такой прибор как мультиметр, который имеется практически у каждого автомобилиста или электрика. Он позволяет с легкостью снимать информацию о напряжении между заданными точками, что полезно при проведении ремонтных и диагностических работ. Мультиметр стоит дороже нагрузочной вилки, но и подходит он для выполнения большего количества задач. В частности, проверить заряд с помощью мультиметра можно на 12-вольтовых и 24-вольтовых аккумуляторах, тогда как нагрузочная вилка подходит только для стандартного автомобильного источника питания на 12 Вольт.

Сам уровень заряда аккумуляторной батареи, обозначенные выше приборы, показать владельцу автомобиля не могут. Они используются для определения напряжения между клеммами аккумулятора, на основании которого можно сделать вывод об уровне заряда источника питания. Если при проведенных замерах аккумулятор показывает напряжение в 12,6 Вольт, можно отметить, что он полностью заряжен. Значение в 12,2 Вольта является допустимым, но водителю рекомендуется подобный аккумулятор зарядить. Все, что ниже 12 Вольт, требует срочной зарядки. Более подробно зависимость уровня заряда аккумулятора от напряжения между клеммами представлена в таблице.

Диагностировать уровень заряда аккумулятора при помощи мультиметра довольно просто, и для этого не требуется наличие специальных знаний. Перед тем как приступить к диагностике, рекомендуется снять аккумулятор с автомобиля или, как минимум, отключить от него клеммы. Проверка аккумулятора мультиметром заключается в следующем:

  1. Первым делом настраивается мультиметр, и если на нем предусмотрена возможность выбора диапазона измерения, необходимо установить его в пределах от 0 до 24 Вольт;
  2. Далее убедитесь, что аккумулятор отключен от клемм автомобиля и прикоснитесь красным щупом диагностического прибора к положительной клемме батареи, а черным к отрицательной;
  3. Если мультиметр подключен верно, на его дисплее отобразится информация о напряжении между клеммами.

Полученные в результате измерения данные необходимо сравнить с таблицей, представленной выше, чтобы определить уровень заряда аккумулятора на автомобиле.

Нагрузочная вилка является диагностическим прибором, который можно купить практически в любом автомобильном магазине. Ее следует использовать для проверки уровня заряда аккумулятора только в том случае, если батарея не работала в течение последних 7 часов. Данный показатель является важным, и при его несоблюдении диагност рискует получить неверные значения во время измерений.

Проверка напряжения на аккумуляторе при помощи нагрузочной вилки проводится следующим образом:

  1. Необходимо убедиться, что клеммы сняты с аккумулятора;
  2. Далее положительный вывод нагрузочной вилки (красный кабель или единственный некоторых моделях) подключается к положительному выводу аккумулятора;
  3. Следом отрицательный вывод подключается к отрицательному выводу аккумулятора. Здесь следует обратить внимание, что некоторые нагрузочные вилки не имеют отрицательного (черного) вывода в виде клеммы, а вместо него на обратной стороне прибора расположен специальный штырь. В таком случае прислоняться к минусовому выводу следует штырем.

Измеренные результаты напряжения сравниваются с таблицей, приведенной выше, после чего можно сделать выводы о состоянии аккумуляторной батареи.

Проверку уровня заряда аккумулятора на автомобиле рекомендуется проводить раз в два месяца. В случае если заряд низкий, нужно скорее исправить ситуацию и зарядить батарею, к тому же, сделать это можно не снимая клеммы.

okeydrive.ru

Схема контроля заряда батареи — Меандр — занимательная электроника

В том случае, если электронные устройства питаются от гальванических источников тока, на­пример батарей, то всегда крайне желательно иметь информацию о степени их заряженности. Это позволит оперативно судить о возможности их дальнейшего использования.

Даже простейший индикатор напряжения ба­тареи под нагрузкой может оказать неоценимую услугу. В последние годы широко используются схемы контроля напряжения химических источ­ников питания, где в качестве индикатора ис­пользуется один или несколько светодиодов. При этом редкое мигание зеленого светодиода контрольного устройства свидетельствует о том, что напряжение на батарее в норме, а мигание красного светодиода свидетельствует о разряде батареи ниже допустимого напряжения.

Одна из таких схем, предназначенная для кон­троля батареи с напряжением 9 В, была опубли­кована в чешском радиолюбительском журнале PE-AR . Первоначально она вызвала интерес простотой схемы и доступностью своих радио­компонентов, но при ее повторении оказалось, что ряд номиналов требует корректировки.

В отличие от многих простейших схем контро­ля напряжения источника питания схема рис.1 обладает достаточно высокой стабильностью ра­боты. Во многом этому способствовало исполь­зование интегрального таймера серии 7555. Это КМОП-аналог импортного таймера 555 или оте­чественного КР1006ВИ1. Использование этой микросхемы, по мнению автора публикации , позволяет предельно уменьшить потребление тока схемой контроля, что осо­бенно важно для устройств, пита­емых от химических источников тока (батарей).

Микросхема IC1 в схеме рис. 1 включена как мультивибратор. Заряд конденсатора С1 происхо­дит через резистор R1 и диод D1. Разряд этого конденсатора про­исходит через резистор R2 и от­крытый разрядный транзистор микросхемы IC1 через вывод 7.


Различие номиналов резисто­ров R1 и R2 в десять раз обеспе­чивает большую скважность вы­ходных импульсов таймера IC1, что энергетически очень целесо­образно.

Схема была задумана ее авто­ром так, чтобы при уменьшении напряжения контролируемой батареи ниже опре­деленного предела потребитель получал инфор­мацию об этом. Для этого вывод 4 IC1 питается падением напряжения на резисторе R4. В свою очередь, этот резистор подключен к контролиру­емому источнику напряжения (батарее) через стабилитрон D3. Напряжение стабилизации ста­билитрона D5 для этой схемы (при работе с бата­реей, имеющей номинальное напряжение 9 В) определено автором статьи как 5.6 В. Таким образом, минимально допустимое напряжение на батарее задано 5.8 В.

Если напряжение на батарее в норме, то изред­ка (при формировании на выходе ИМС ICI корот­кого положительного импульса) будет вспыхивать оба светодиода G и R светодиодной сборки D4, и сборка будет светиться желтым цветом. По мере понижения напряжения на батарее до примерно 7 В тиристор VD1 перестанет отпираться, и будет вспыхивать только красный светодиод сборки D3. Это свидетельствует о том, что батарею надо ставить на зарядку. Когда напряжение на батарее станет ниже 5.9 В, светодиоды перестанут вспы­хивать — батарея полностью разряжена.

Для «разрешения» работы таймера IC1 в ре­жиме мультивибратора необходимо, чтобы напря­жение на выводе 4 этой микросхемы превышало примерно 0.6 В. При меньших напряжениях рабо­та таймера блокируется, и на выходе (вывод 3) присутствует низкий потенциал.

Как это часто бывает, при повторении схем не всегда удается приобрести рекомендуемые радиокомпоненты. Так, вместо стабилитрона D3 типа BZX83V005.6 (5.6 В, 0.5 Вт) был применен импортный стабилитрон с маркировкой PH C 5V6 (5.6 В, 1 Вт). При этом оказалось, что номинал резистора R4 пришлось уменьшать с 330 кОм до 33 кОм.

Во время заряда батареи с подключенным к ней контрольным устройством, при напряжении контролируемой батареи больше примерно 5.8…5,9 В зажигается и начинает мигать красный светодиод R матрицы D4.

В исходной схеме последовательно с крас­ным кристаллом матрицы D4 включался допол­нительный светодиод красного цвета свечения D5. На этом светодиоде при его свечении проис­ходит падение напряжения около 1.25…1,3 В. Однако для визуальной индикации работы схемы вполне достаточно двухцветной светодиодной матрицы D4, поэтому вместо «красного единич­ного» светодиода D5 были использованы два ма­ломощных диода D5 и D6 типа 1N4148.

Резистивный делитель напряжения R5R6 опре­деляет порог включения маломощного тиристора VD1 типа MCR100-8 (рис.1). Известно, что тирис­торы имеют достаточно большой разброс тока уп­равления, при котором они включаются. В данной схеме этот порог задается, в частности, соотноше­нием резисторов R5 и R6 при конкретном выход­ном напряжении таймера. Для того чтобы зажигал­ся зеленый светодиод G светодиодной сборки D4, при рекомендованном в статье напряжении 7 В и использованном в схеме экземпляре тиристора типа MCR100-8, пришлось уменьшить номинал ре­зистора R5 до 22 кОм, при номинале R6 22 кОм.

Для того чтобы это устройство могло работать с аккумуляторами, имеющими другое номиналь­ное напряжение (в пределах от 6 до 18 В), необхо­димо установить стабилитрон D3 с напряжением стабилизации равным минимально допустимому напряжению на данной батарее. Затем необходи­мо будет произвести подбор номиналов резисто­ров R5 и R6 для настройки порога включения ти­ристора VD1 при том напряжении, при котором данную батарею уже надо ставить на зарядку.

Литература

  1. Obvod kontroly 9 V baterie PE-AR — 2015. — №3. — S.39-40.!

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

Какие бывают индикаторы

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

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

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

Встроенный индикатор заряда

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

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

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

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

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

Как правило, это объясняется следующими причинами:

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

Заводские индикаторы в виде панелей

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

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

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

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

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

Как собрать индикатор заряда самостоятельно

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

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

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

Видео

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.

В настоящее время существует много методов заряда аккумуляторов. Есть более современные, требующие специальных зарядных устройств, а есть и простые, классические методы заряда, известные еще с момента создания аккумуляторных батарей и пользующие популярностью по сей день.

Сегодня рассмотрим два классических метода заряда аккумуляторной батареи.

1. Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного тока. I=const.

2. Заряд аккумулятор при постоянстве зарядного напряжения. U=const.

Сегодня нам потребуются следующие приборы:

1. Уровнемерная трубка (если есть)

2. Ареометр.

3. Вольтметр (мультиметр или встроенный прибор зарядного устройства).

4. Зарядное устройство.

Перед началом зарядки аккумулятора нужно убедиться в необходимости этого, то есть произвести проверку аккумулятора и подготовить его к зарядке, для этого нам необходимо:

1. Очистить корпус батареи, клеммы от окислов, вывернуть заливные пробки

2. Проверить уровень электролита с помощью уровнемерной трубки и если наблюдается пониженный уровень (менее 10-12 мм)необходимо долить дистиллированной воды.

3. Измерить плотность электролита с помощью ареометра

4. Измерить напряжение (ЭДС) аккумулятора с помощью вольтметра или мультиметра.

И желательно записать или запомнить эти значения они нам понадобятся для контроля конца заряда аккумулятора.

По измеренным значениям плотности и напряжения аккумулятора оценить нуждается ли он все-таки в зарядке или нет.

Плотность электролита в полностью заряженной батареи измеренная при температуре +25°С в зависимости от климатической зоны должна соответствовать значениям указанным в таблице.

Напряжение на полностью заряженной батареи должно быть не менее 12,6 вольта .

Не заряжайте аккумулятор если в этом нет необходимости, так как это приведет к сокращению его срока службы в результате перезаряда батареи .

Принцип заряда аккумулятора состоит в том, что к аккумулятору подключается напряжение с зарядного устройства, причем для возникновения зарядного тока, то есть начала процесса заряда аккумулятора, зарядное напряжение должно быть всегда больше напряжения на аккумуляторной батареи.

Если зарядное напряжение будет меньше напряжения на аккумуляторе, то направление тока в цепи поменяется и батарея начнет отдавать свою энергию зарядному устройству, то есть разряжаться на него.

Итак, рассмотрим первый метод заряда аккумуляторной батареи.

Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного тока.

Заряд аккумулятора постоянным значением зарядного тока является основным универсальным методом заряда. Необходимо знать, что при использовании этого метода, в отличие от некоторых других, аккумуляторная батарея заряжается до 100% своей емкости.

При данном методе величина зарядного тока на протяжении всего заряда поддерживается неизменной.

Это достигается либо применением специальных зарядных устройств с функцией установки заданного значения зарядного тока, либо включением в цепь заряда реостата, однако в последнем случае изменять значения сопротивления реостата для достижения постоянства зарядного тока в процессе заряда необходимо самостоятельно.

Смысл в том, что в процессе заряда сопротивление аккумулятора и напряжение на нем изменяются, что приводит к уменьшению зарядного тока. Для поддержания зарядного тока на постоянном уровне необходимо увеличивать значение зарядного напряжения с помощью вышеупомянутого реостата.

Еще раз скажу, что в современных зарядных устройствах значение зарядного тока может поддерживается автоматически.

Сила зарядного тока обычно выбирается равной 10% от емкости аккумулятора, той, что указана на корпусе батарей. В литературе эта емкость обозначается как С20, что является емкостью при 20 часовом режиме разряда. Просто запомните это.

Время заряда аккумулятора при этом зависит от степени его разряженности перед началом заряда. Если аккумулятор был разряжен полностью но не ниже 10 вольт, то ориентировочное время его заряда будет в пределах 10 часов.

Если вас не лимитирует время заряда, то лучше заряжать аккумулятор током 5% от емкости АКБ, при этом процесс заряда происходит более качественно и батарея заряжается на 100% от своей емкости, при этом увеличивается время заряда.

Заряд аккумуляторной батареи производится до достижения обильного газовыделения, постоянства напряжения и плотности электролита на протяжении 2 часов.

Напряжение зарядного устройства, подключенного к аккумуляторной батареи, обычно в конце заряда достигает величины 16-16,2 вольта.

Следует сказать, что в конце заряда аккумулятора методом постоянства зарядного тока происходит значительное увеличение температуры электролита в нем. Поэтому при достижении температуры 45 градусов, следует уменьшить зарядный ток в 2 раза, либо вообще прервать заряд для снижения температуры до 30-35 градусов.

Итак, берем зарядное устройство, подключаем плюсовой и минусовой зажим к клеммам аккумулятора, ручку установки зарядного тока ставим на минимум, то есть в крайнее левое положение, подключаем зарядное устройство в сеть.

Далее устанавливаем зарядный ток, равный 10% от емкости аккумулятора и через каждые 2 часа контролируем плотность электролита, напряжение на аккумуляторе, которые в процессе заряда аккумулятора будут увеличиваться и если есть возможность температуру электролита, либо хотя бы косвенно, трогая корпус АКБ рукой.

Если зарядное устройство не имеет функцию поддержания постоянства зарядного тока, то поддерживаем его в ручную, изменяя зарядное напряжение и контролируя зарядный ток через каждые полчаса по амперметру зарядного устройства, либо амперметру, включенному последовательно в зарядную цепь.

При достижении напряжения примерно 14 вольт, производим контроль плотности и напряжения через каждый час.

При наблюдении признаков заряда (кипение, постоянство плотности и напряжения), отключаем зарядное устройство от сети, отключаем зажимы от аккумулятора.

Наш аккумулятор заряжен.

Недостатки метода заряда:

1. Длительное время заряда аккумулятора (при заряде током 10% от емкости порядка 10 часов, при заряде током 5% от емкости – около 20 часов, при условии, что аккумулятор был полностью разряжен).

2. Необходимость частого контроля процесса заряда (зарядного тока, напряжения, плотности и температуры электролита).

3. Существует вероятность перезаряда аккумулятора.

Заряд аккумулятора при постоянстве зарядного напряжения.

Заряд аккумулятора при поддержании постоянного значения напряжения на нем является более ускоренным и простым методом введения батареи в строй.

Суть этого метода заряда заключается в следующем.

Зарядное устройство непосредственно подключается к аккумуляторной батареи и в процессе всего заряда поддерживается постоянное значение зарядного напряжения. При этом напряжение устанавливается в пределах 14,4-15 вольт (для 12-ти вольтового аккумулятора).

При таком методе заряда величина зарядного тока устанавливается, можно сказать, автоматически, в зависимости от степени разряда, плотности электролита, температуры и других факторов.

В начале заряда аккумулятора зарядный ток может достигать больших значений, даже 100% от емкости аккумулятора, так как ЭДС батарей имеет наименьшее значение, а разница между этой ЭДС и напряжением заряда наибольшее. Однако в процессе заряда ЭДС аккумулятора увеличивается, разность между ЭДС аккумулятора и зарядным напряжением уменьшается, тем самым уменьшается зарядный ток, который через 2-4 часа может достичь порядка 5-10% от емкости АКБ. Опять же все зависит от степени разряженности батареи.

Такие большие токи заряда и являются причиной более быстрого заряда аккумуляторной батарей.

В конце процесса заряда аккумулятора зарядный ток уменьшается почти до нуля, поэтому считается, что при заряде методом поддержания постоянного значения зарядного напряжения аккумулятор зарядится только до 90-95% от своей емкости.

Таким образом, при значении зарядного тока близкого к нулю, заряд можно прекратить, батарею привести в исходное состояние и установить на автомобиль.

Кстати заряд аккумулятора при постоянной величине зарядного напряжения реализован в автомобиле.

Если напряжение на аккумуляторе меньше 12,6-12,7 вольт (в зависимости от марки автомобиля), то реле регулятор подключает генератор к аккумулятору для его подзарядки. Причем напряжение с генератора соответствует величине 13,8-14,4 вольта (стандартное значение, в иномарках встречается напряжение генератора немного больше указанного значения).

1. Подключаем зарядное устройство к аккумулятору,

2. Устанавливаем зарядное напряжение пределах 14,4-15 вольт,

3. Контролируем зарядный ток аккумулятора

4. Снимаем аккумулятор с зарядки при значение ток близкого к нулю.

Недостатки метода:

1. Заряд аккумуляторной батареи производится не до полной ее емкости, а в среднем до 90-95% от ее значения.

2. Большая перегрузка источника зарядного напряжения в начале заряда, в следствие большого зарядного тока (актуально при заряде аккумулятора от генератора автомобиля).

По завершении заряда аккумуляторной батарей любым из методов необходимо:

1. Убедиться что напряжение на нем имеет значение не менее 12,6 вольта,

2. Плотность электролита в пределах 1.27 г/см3

3. Уровень электролита 10-12 мм над пластинами

4. Устранить возможные потеки электролита и установить аккумулятор на автомобиль.

А теперь вопрос. В некоторых видео на ютуб и в статьях на сайтах я встречал такой совет по подключению зарядного устройства к аккумулятору: сначала подключаем плюс, потом минус. Так вот я хотел бы узнать ваше мнение правильно ли это утверждение или последовательность подключения проводов зарядного устройства не имеет значения?

Пишите свои мнения в комментариях.

Предлагаю посмотреть подробное видео в котором я поясняю как зарядить аккумулятор используя два классических метода заряда:

Индикатор уровня заряда аккумуляторной батареи своими руками

Сегодня статья будет с процессом сборки простого индикатора уровня заряда аккумуляторов, но с более высокоточной схемой, которая пригодна для реального использования и может стать отличным дополнением на панели приборов вашего автомобиля.

Индикатор построен на базе микросхемы ELM339, она в свою очередь представляет из себя четыре отдельных компаратора в едином корпусе.

Компаратор имеет два входа и один выход, он просто сравнивает напряжение на входах, исходя из этого на выходе получаем либо логический 0, либо единицу.

Использованный в схеме компаратор можно найти на платах компьютерного блока питания, ориентируйтесь по цифрам 339, буквы могут отличаться в зависимости от производителя.

В качестве индикаторов задействованы 3 миллиметровые светодиоды.

Схема работает очень простым образом, имеем источник опорного напряжения в лице стабилитрона, цепочки из резисторов представляют из себя делители, которые создают на входах компараторов определенное напряжение, назовем их пороговыми.

Компаратор постоянно сравнивает эти напряжения с напряжением, которые образуют делитель на резисторах R5 и R6, этот делитель снижает напряжение тестируемой батареи в три раза, если напряжение на прямом входе компаратора больше чем на инверсном, то на выходе получаем логическую единицу или напряжение питания.

Светодиод светится, если всё наоборот, то на выходе получаем логическую 0 или массу питания, светодиод в данном случае не светится.

Входные делители подобраны в узком диапазоне, поскольку схема предназначена для работы в качестве индикатора заряда 12-вольтовых аккумуляторов.

Маломощный диод 4148 защищает микросхему компаратора от обратной полярности.

Токо-ограничивающие резисторы для светодиодов подбираются с сопротивлением от 1 до 2,2 килом, можно ограничиться всего одним резистором.

Печатная плата довольно компактна, рисовал на скорую руку, но разводка неплохая, кстати её вы можете скачать в конце статьи.

Для проверки этой платы нам нужен лабораторный источник питания на котором нужно выставить напряжение около 13,5 — 14 вольт, имитируя полностью заряженный автомобильный аккумулятор.

Загораются сразу все светодиоды, постепенно снижая напряжение на блоке питания мы можем наблюдать потухание светодиодов при определенных напряжениях.

Горение только красных светодиодов означает, что аккумулятор почти разряжен.

Можно пересчитать входные делители и использовать схему для аккумуляторов с иным напряжением, кстати эту схему можно также применить и в зарядных устройствах.

В статье предлагаются два варианта индикатора, цвет свечения которого, по мере разряда батареи, изменяется от зеленого до красного. Существует огромное количество схем, предназначенных для выполнения таких функций, но все из них, на мой взгляд, слишком сложны и дороги. Для моего индикатора требуется всего пять компонентов, один из которых – двухцветный светодиод.

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 + VZ. (Здесь VZ – напряжение на стабилитроне, в нашем случае равное примерно 7.2 В).

Рисунок 2. Схема на основе стабилитрона.

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 VZ 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.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

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

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

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

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.

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.

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

Заряд li-ion батареи шуруповерта от 220 вольт с индикацией своими руками


Недавно, по цене патрона от дрели, мне достался в неизвестном состоянии шуруповерт. Изначально, я планировал его разобрать, извлекая рабочие комплектующие для других проектов. Но после теста, оказалось, что он в исправном состоянии, за исключением батареи. От нее остался только корпус. Батарею решил сделать сразу на Li-ion аккумуляторах. Пришлось также и зарядное устройство, с индикацией окончания процесса зарядки сделать своими руками.

Источником аккумуляторов стала батарея от ноутука, которая более семи лет пролежала в гараже. На удивление, учитывая режим хранения его срок и срок службы батареи, li-ion аккумуляторы сохранили в себе неплохой запас емкости. После проверки тестером аккумуляторов, отобрал 3 пары аккумуляторов, для создания li-ion батареи для шуруповерта своими руками. Подключение производил параллельно последовательно, не распаровывая заводские сборки аккумуляторов.

В качестве зарядного устройства использовал обыкновенную китайскую зарядку от мобильного телефона, заменив в ней стабилитрон (подобранный тестером стабилитронов), отвечающий за уровень напряжения. Теперь вместо 7 вольт, на выходе получил, чуть более, 14 вольт.  Т.к. мощность выдаваемая зарядкой будет использоваться «на полную», увеличил входную и выходную емкости. Во время заряда шуруповерта имеет место нагрев трансформатора, но не более 40-45 градусов, что логично и приемлемо. Если зарядное устройство сделать присоединяемым, то диод D2 можно не ставить. Он предназначен для предотвращения разряда батареи через зарядное устройство, когда отключена сеть. Плата 3S20A контроллера заряда батареи рассчитана на 12 вольт, 20 ампер.

Li-ion аккумуляторы, зарядное устройство и индикаторы, легко размещаются в отсеке от старой батареи шуруповерта. Теперь нет необходимости носить с собой зарядное устройство для шуруповерта. Достаточно отсоединить li-ion аккумулятор от шуруповерта, вставить его в сеть 220 вольт, дождаться заряда, и можно дальше использовать.

Сделайте индикатор уровня заряда батареи, используя LM339 IC (Часть 7/9)

Эта эра — эра портативных устройств. Подобно тому, как смартфоны и планшеты — это небольшие компьютеры, которые можно брать с собой куда угодно, все больше и больше гаджетов, которые можно брать с собой куда угодно, — это новое повальное увлечение. Эти легкие и портативные устройства разрабатываются в области электронных приложений. Все такие устройства работают от батарей. Батареи — это спасательный круг для всех подобных устройств. Однако использование батареек требует определенных мер предосторожности.Наиболее частая проблема при использовании аккумуляторов — это их перезаряд и разряд. Кроме того, важно отслеживать уровень заряда батарей, подключенных к устройству, чтобы его можно было своевременно зарядить до того, как он разрядится до уровня, при котором устройство перестанет работать. Для этой же цели устройства, работающие от аккумуляторов, должны иметь индикатор заряда аккумулятора.

Во-вторых, некоторые батареи имеют высокий предел допуска к перезарядке, а некоторые могут взорваться после определенного предела зарядки.Вот почему важно отключить аккумулятор от зарядки, когда он достигнет максимального предела. Индикатор уровня заряда аккумулятора дает визуальную индикацию состояния аккумулятора и позволяет отключить его перед перезарядкой. Кроме того, индикатор уровня заряда батареи побуждает пользователя зарядить батарею до того, как она разрядится.

В зависимости от состояния аккумулятора есть два способа указать уровень заряда: один — это метод состояния заряда (SOC), а другой — метод смерти от разряда (DOD).SOC — это мера накопленного заряда в батарее, а DOD — это мера степени разряда батареи по отношению к общей емкости батареи.

В этом проекте индикатор уровня заряда батареи разработан с использованием метода состояния заряда. Метод SOC более удобен в использовании и прост в разработке. SOC батареи можно определить по уровню напряжения на клеммах батареи или путем измерения выходного тока батареи. В этом проекте SOC батареи определяется путем измерения уровня напряжения на клеммах батареи.Следовательно, для определения уровня напряжения батареи требуется интегральная схема, которая может точно определять напряжение на выводах батареи.

В этом проекте используется свинцово-кислотная батарея 12 В. с номинальным напряжением 12 В эта батарея имеет максимальное напряжение зарядки 13,5 В и напряжение конца разряда 10,5 В. Напряжение конца разряда — это напряжение, ниже которого любое устройство, подключенное к батарее, перестанет работать. Для определения уровня напряжения на клеммах аккумуляторной батареи используется LM339 IC.

LM339 — это четырехканальный компаратор с одним питанием, который имеет четыре канала для определения величины аналогового напряжения и индикации уровня напряжения путем включения до 4 светодиодов. Итак, ИС предназначена для индикации четырех уровней напряжения, соответствующих общему источнику опорного напряжения. Для индикации напряжения к ИС могут быть подключены светодиоды. Каждый светодиод потребляет ток в диапазоне от 5 мА до 6 мА. Практически видно, что светодиоды отображают уровень напряжения от 10,45В до 13,5В.

Необходимые компоненты

Фиг.1: Список компонентов, необходимых для индикатора уровня заряда батареи на базе микросхемы LM339

Схема соединений —

Для разработки этого индикатора уровня заряда батареи важно понимать схему выводов и конфигурацию выводов микросхемы LM339. Это микросхема компаратора, специально разработанная для измерения низкого уровня. Внутри LM339 состоит из четырех OPAM, которые действуют как компараторы и определяют уровень напряжения. Эта ИС имеет низкое напряжение смещения (+/- 2 мВ) и низкий ток смещения (обычно 25 нА).Напряжение питания LM339 может изменяться от 3 В до 36 В, а раздельное питание может варьироваться от +/- 1,5 В до +/- 18 В. Входное синфазное напряжение составляет от -0,3 В до Vcc. Входное синфазное напряжение является допустимым диапазоном входного напряжения для работы LM339.

В идеале нулевое напряжение на выходе OPAM должно быть нулевым. Но из-за несоответствия входного транзистора OPAM OPAM дает нулевой выходной сигнал при ненулевых входных значениях. Итак, требуется входное напряжение смещения. Это напряжение является необходимым напряжением на обоих входных клеммах OPAM, чтобы сделать выходное напряжение равным нулю.

Ток смещения или входной ток смещения — это ток утечки, который протекает на входной клемме OPAM и выходит из нее. Диапазон входного тока смещения от наноампер до пикоампер. Итак, MOSFET OPAM имеет входной ток смещения в пикоамперах, а BJT OPAM имеет входной ток смещения в наноамперах.

При использовании LM339 для проектирования схемы требуется меньшее количество компонентов. Микросхема имеет низкий ток смещения и напряжение смещения, что не позволяет входному синфазному напряжению питания опускаться ниже — 0.3В.

ИС имеет следующую схему контактов и внутреннюю схему, как показано на рисунке ниже —

Рис. 2: Внутренняя схема LM-339 (Источник — LM339 в техническом описании полупроводников)

LM339 представляет собой 14-контактную ИС с выводами, имеющими следующие функции —

Рис. 3: Таблица конфигурации выводов LM339 IC

Прежде всего, аккумулятор должен быть подключен к микросхеме.На входе подключена батарея на 12 В, и LM339 IC может определять уровень напряжения батареи и указывать его выходными светодиодами. Конденсатор C1 используется для удаления нежелательных скачков напряжения и шума из входного сигнала, которые могут вызвать повреждение ИС (как показано на принципиальной схеме).

Для регулирования напряжения используется стабилитрон. Стабилитрон D1 (6,2 В) будет обеспечивать постоянное и регулируемое напряжение 6,2 В на неинвертирующем выводе компараторов. Сопротивление R1 ограничит прохождение тока к стабилитрону, поскольку ток, превышающий номинальное значение стабилитрона, может повредить его.Максимальный номинальный ток стабилитрона можно рассчитать как —

.

Iz = Pz (мощность стабилитрона) / Vz (напряжение стабилитрона)

Внешне неинвертирующий вывод каждого компаратора установлен на фиксированный уровень напряжения, но на разные значения. Это делается с помощью стабилитрона и цепочки сопротивлений, образующих сеть делителя напряжения. Инвертирующий вывод всех компараторов имеет одинаковый потенциал и продолжает изменяться в соответствии с входным напряжением. Диод D2 подключен к отрицательному выводу питания (вывод 12) микросхемы IC на землю.Поскольку эта ИС не может работать при напряжении ниже -0,3 В, этот диод обеспечивает падение примерно 0,7 В и поднимает напряжение заземления до 0,7 В. Следовательно, он предотвращает падение микросхемы ниже -0,3 В. Этот диод также блокирует слабый шумовой сигнал, который может исходить от земли, и защищает микросхему компаратора.

Для визуальной индикации уровня напряжения на клеммах АКБ используются светодиоды на выходных контактах отсеков. Четыре выхода соответствуют четырем компараторам. На каждом выходе используется светодиод с последовательным сопротивлением.Это сопротивление ограничивает прохождение тока через светодиод, так как большой ток может повредить светодиод. Эти светодиоды будут визуально отображать уровень напряжения батареи. В этом эксперименте максимальный ток, потребляемый каждым светодиодом, составляет от 5 до 6 мА. Ток можно варьировать, меняя номинал резистора от R9 до R12

.

Как работает схема —

Принцип действия этой схемы основан на компараторе. Компаратор сравнивает два входных сигнала и выдает на выходе, какой из них больше.Если инвертирующий вывод OPAM выше, чем неинвертирующий, то выход низкий, в противном случае — высокий. Эту концепцию компаратора можно использовать для определения желаемого уровня напряжения. Когда к стабилитрону подключена батарея 12 В, стабилитрон будет обеспечивать постоянное напряжение 6,2 В. Падение напряжения между резистором R2 и резистором R6 также является постоянным. Это сопротивление будет обеспечивать фиксированное напряжение на неинвертирующем выводе компаратора. Падение на каждом сопротивлении можно рассчитать следующим образом —

.

Напряжение стабилитрона Vz = 6.2В

Поскольку резистор действует как сеть делителя напряжения (как показано на рисунке ниже), напряжение на неинвертирующем выводе может быть рассчитано путем анализа схемы.

Рис. 4: Принципиальная схема сети делителя напряжения на выводах компаратора

Напряжение на неинвертирующем выводе можно рассчитать следующим образом —

Напряжение на выводе 7, V7 = (Vz.Req) / (R2 + Req)

V7 = (6.2 * 13000) / (5000 + 13000)

V7 = 4,47 В

Аналогично, напряжение на выводах 5,9 и 11 можно рассчитать следующим образом —

V5 = (Vz.Req) / (R2 + R3 + Req)

V5 = (6,2 * 12000) / (6000 + 12000)

V5 = 4,12 В

V11 = (Vz.Req) / (R2 + R3 + R4 + Req)

V11 = (6,2 * 11000) / (7000 + 11000)

V11 = 3,78 В

V9 = (Vz.Req) / (R2 + R3 + R4 + R5 + Req)

V9 = (6,2 * 10000) / (8000 + 10000)

V9 = 3,4 В

Напряжение на инвертирующем контакте (4-й, 6-й, 8-й и 10-й контакты) всех компараторов одинаково и будет меняться в зависимости от изменения напряжения батареи (как показано на рисунке ниже).Резисторы R7 и R8 образуют цепь резисторного делителя, которая всегда подает 1/3 напряжения батареи на инвертирующий вывод компаратора. Когда инвертирующий вход компаратора находится под высоким напряжением, чем неинвертирующий вывод, тогда выходное напряжение компаратора низкое, в противном случае оно высокое. Это делает катод выходного светодиода низким напряжением, а анод светодиода уже находится на плюсе батареи. При этом загорится светодиод, который укажет уровень напряжения батареи. В других случаях светодиод будет выключен.

Рис. 5: Схема соединений контактов LM339 для индикатора батареи

Тестирование цепи

Существует четыре уровня напряжения, для которых светодиоды должны показывать напряжение батареи: 10,5 В, 11,5 В, 12,5 В и 13,5 В. Схема может быть протестирована путем измерения напряжения на клеммах батареи с помощью мультиметра и сравнения желаемой работы светодиода. при реальной работе светодиодов.

При напряжении аккумулятора 10.5 В, напряжение на неинвертирующем выводе не меняется в зависимости от напряжения батареи, поэтому напряжение на неинвертирующем выводе было рассчитано следующим образом —

Рис. 6: Таблица с перечислением напряжения на неинвертирующем выводе компаратора при напряжении батареи 10,5 В

Напряжение на всех инвертирующих выводах (4-й, 6-й, 8-й, 10-й) четырех компараторов одинаково и может быть рассчитано следующим образом —

Напряжение на инвертирующем выводе, Винверт = 1/3 * напряжение батареи

Напряжение на инвертирующем выводе, Винверт = 1/3 * 10.5

Напряжение на инвертирующем выводе, Винверт = 3,5В

О сравнении напряжения на неинвертирующем выводе и инвертирующем выводе четырех компараторов —

Рис. 7: Таблица сравнения напряжений на неинвертирующем выводе и инвертирующем выводе четырех компараторов

Путем сравнения напряжений на неинвертирующем и инвертирующем выводах можно определить, что только напряжение на неинвертирующем 9-м выводе меньше напряжения на инвертирующем входном выводе 8.Таким образом, компаратор 1 выдаст низкое значение и загорится светодиод D6.

Аналогичным образом можно рассчитать значения для других напряжений батареи: 11,5 В, 12,5 В и 13,5 В. Можно заметить, что при 11,5 В второй компаратор выдаст низкое значение и загорится светодиод D5, при 12,5 В загорится светодиод D4, а при 13,5 В загорится светодиод D3. Таким образом, при напряжении 13,5 В все светодиоды будут гореть, и это будет означать, что аккумулятор полностью заряжен.

Фиг.8: Прототип индикатора батареи LM-339, разработанный на макете

Практически для разных напряжений на клеммах АКБ были взяты следующие наблюдения —

1. Когда напряжение батареи составляет 10,45 В, загорается светодиод D6, и батарея находится на конце напряжения разряда.

Рис. 9: Таблица, в которой перечислены напряжения на инвертирующем и неинвертирующем выводах компаратора при напряжении батареи 10.45 В

2. При напряжении аккумулятора 11,4 В загораются светодиоды D6 и D5. Это означает, что аккумулятор заряжен примерно на 33,3%.

Рис. 10: Таблица, в которой перечислены напряжения на инвертирующем и неинвертирующем выводах компаратора при напряжении батареи 11,45 В

3. Когда напряжение аккумулятора составляет 12,46 В, загораются светодиоды D4, D5 и D6. Это означает, что батарея заряжена примерно на 66,7%.

Рис. 11: Таблица, в которой перечислены напряжения на инвертирующем и неинвертирующем выводах компаратора при напряжении батареи 12,46 В

4. При напряжении аккумулятора 13,5 В загораются светодиоды D3, D4, D5, D6. Это означает, что аккумулятор заряжен примерно на 100%.

Рис. 12: Таблица, в которой перечислены напряжения на инвертирующем и неинвертирующем выводах компаратора при напряжении батареи 13.5 В

Следует отметить, что, поскольку минимальное входное синфазное напряжение LM339 составляет -0,3 В, на отрицательном выводе питания (12-й вывод) микросхемы LM339 на землю используется диод, чтобы предотвратить падение напряжения ниже -0,3 В. Рекомендуется использовать конденсатор на положительном выводе аккумулятора на землю, чтобы он устранял нежелательные колебания и шум из входного сигнала.

Принципиальные схемы



Подано в: Electronic Projects


Индикатор заряда аккумулятора.Простой дизайн 5 — блог Мохана по электронике

Это одна простая, но очень полезная схема для вас. Большинство из нас используют 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 нужна 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 возьмите стабилитрон на 10 В.

10 В (напряжение стабилитрона) + 1,7 (прямое напряжение светодиода) = 11,7 В

Таким образом, пока батарея не сохранит напряжение выше 11,7 вольт, светодиод будет гореть. Когда он выключается, это означает, что напряжение упало ниже 11,7 В и требует зарядки.


Вы можете выбрать значение стабилитрона 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 воды своими руками — Часть 2: Увеличение срока службы батареи до 40 раз

Станция измерения уровня моря является хорошим примером использования Интернета вещей для мониторинга в удаленных местах, где требования к доступности Интернета и длительному времени автономной работы высоки.Это также хорошая демонстрация нескольких шагов, которые можно предпринять при разработке продукта, чтобы обеспечить низкое потребление тока и, следовательно, меньшую разрядку аккумулятора. В этом сообщении блога мы проходим два шага с подробными измерениями, показанными в соответствующем видео части 2, которое вы можете посмотреть ниже.

Устройство и установка DYI

Напомним, что индикатор уровня моря DYI основан на Arduino MKR1400 GSM, который содержит 32-битный микроконтроллер ARM с низким энергопотреблением SAMD21 Cortex-M0 + и модуль SARA-U201 HSPA от u-blox с добавленной SIM-картой. карта обеспечивает подключение 2G и 3G.Вы можете узнать больше о функциональности здесь и в видео, часть 1 ниже. Он подключен к ультразвуковому преобразователю KS103 для измерения фактического уровня воды. Вся установка питается от батареи LiPo 3,7 В, в данном случае моделируемой Otii Arc.

Рис. 1. Схема измерения индикатора уровня воды

В этой схеме без усилий по оптимизации энергии результаты показывают среднее потребление энергии 16,6 мА для простого действия: Отправить данные (SMS ), Подождите 1 час и повторите.

Снижение потребления энергии

Первым шагом оптимизации будет перевод MKR1400 в спящий режим с использованием библиотеки Arduino RTCZero и проверка того, что неиспользуемые контакты не плавают.

Неиспользуемые выводы микроконтроллера могут вызвать дополнительное потребление тока, если они настроены как вход, а напряжение на выводе находится в нулевом диапазоне между цифровыми 0 и 1. Либо настройте вывод для подтягивания вверх или вниз. , отключите вход (доступно в большинстве микроконтроллеров, то же самое, что вам нужно сделать, если вы используете контакт для аналоговых функций), или просто настройте контакт как выход, управляя его высоким или низким (поскольку он не подключен, не имеет значения, на каком уровне он настроен на).

Это доводит средний ток до 3,3 мА. Однако периферийные компоненты все еще активны, а это означает, что это состояние ожидания все еще использует много энергии, точнее 90%.

Рис. 2. Сравнение распределения энергии без оптимизации и с MKR1400 в спящем режиме

Добавление полевого МОП-транзистора для Arduino

Для дальнейшего снижения энергопотребления мы добавили Arduino Pro Mini с полевым МОП-транзистором для управления питанием всех MKR 1400 и KS103.

Рис. 3. Установка индикатора уровня воды с дополнительным Arduino Pro Mini с полевым МОП-транзистором

Подойдет любой полевой МОП-транзистор с P-каналом, если он имеет:

  • — постоянный ток стока (Id), превышающий ток нагрузки,
  • — напряжение сток-исток (Vdss) и максимальное напряжение затвора (Vgs max), превышающие напряжение питания,
  • и достаточно низкое пороговое напряжение затвора (Vgs th) для используемого уровня питания / логики.

Мы использовали небольшой образец с такими характеристиками, но одним из примеров, который будет работать для более интегрированных решений, является DMG2305UX. Всегда проверяйте, что сопротивление сток-исток в открытом состоянии (Rdson) достаточно низкое, когда напряжение затвора находится на уровне питания. Насколько низкое это сопротивление зависит от величины тока нагрузки и допустимого падения напряжения в конструкции. DMG2305UX должен иметь максимальное сопротивление Rdson 100 мОм и напряжение затвора (Vgs) -2,5 В (при комнатной температуре).В этом приложении ток нагрузки составляет менее 200 мА, поэтому сопротивление 100 мОм может вызвать (в данном случае незначительное) максимальное падение напряжения на 20 мВ.

Добавление Arduino Pro Mini в качестве переключателя питания к периферийным компонентам приводит к снижению тока до 5 мкА, что затем приводит к среднему току 0,4 мА для действий: отправка данных (SMS), ожидание 1 ч и повторение.

Рис. 4. Сравнение распределения энергии при оптимизации энергопотребления

Увеличение срока службы батареи

Соображения по конструкции оборудования, такие как добавление возможности отключения периферийных компонентов помимо перевода модема и ЦП в режим ожидания, могут привести к значительному снижению энергопотребления.Как показано здесь, время автономной работы этого индикатора уровня моря может увеличиться до 40 раз по сравнению с первоначальной неоптимизированной настройкой. Еще одна вещь, которую следует учитывать, — это тип активности, какова ее цель и может ли активная часть (отправка данных) выполняться реже, не теряя цели устройства.

Независимо от того, какие шаги предпринимаются при разработке устройства IoT, важно измерить производительность во всех случаях, чтобы лучше понять производительность системы устройства при оптимизации.

Команда Qoitech


Не хотите пропустить новый технический контент?

Подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку новостей!

Товаров, использованных в этой статье:

Отии Арк

Анализатор мощности, синхронизация журналов и источник питания в одном продукте. Otii Arc поставляется с полнофункциональным стандартным программным обеспечением Otii (бессрочная лицензия).

$ 699

Цепь индикатора уровня заряда батареи

с LM3915

Описание

В этом проекте электроники я объяснил, как сделать 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 контролировать ток через светодиод, поэтому я не использовал резисторы последовательно со светодиодами.

Компоновка печатной платы для индикатора уровня напряжения аккумулятора

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

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

Требуемые компоненты:

  1. LM3915 IC
  2. 3,3 кОм Резистор 0,25 Вт (R1)
  3. 18 кОм Резистор 0,25 Вт (R2)
  4. Резистор 56 кОм 0,25 Вт (R3)
  5. 5-мм светодиоды 1,5 В (10 шт.)
  6. Переключатель
  7. (S1)
  8. Потенциометр 10 кОм (VR4)
  9. Разъемы
  10. и основание ИС
  11. Печатная плата с нулевым значением
  12. или картон

Учебное пособие Видео об индикаторе уровня напряжения аккумулятора

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

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

О PCBWay и их услугах

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

С PCBWay вы также можете получить следующие преимущества

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

Для получения дополнительной информации посетите Почему PCBway .

Вы также можете изучить различные проекты печатных плат в их сообществе разработчиков открытого исходного кода pcbway.com/project/ .

Шаги для заказа печатной платы на PCBWay

Чтобы заказать печатную плату, сначала посетите PCBWay.com .

Затем введите следующие данные:

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

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

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

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

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

Как сделать печатную плату индикатора уровня заряда батареи

Шаги по созданию 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 эту же схему для различных батарей, таких как батарея 6 В, батарея 9 В, батарея 12 В и т. Д.

DOT & Graph Mode

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

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

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

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

Как сделать простой индикатор / индикатор зарядки аккумулятора

В сегодняшней статье я покажу вам, как можно самостоятельно сделать светодиодный индикатор уровня заряда от 3 до 4 вольт.

В этом проекте я установил 2 светодиода (красный и зеленый), красный светодиод показывает уровень разряда батареи, а зеленый светодиод показывает уровень заряда батареи. Но вы также можете использовать другой цвет светодиодной лампы в схеме в соответствии с вашим дизайном.Прежде чем мы начнем, пожалуйста, не забудьте поделиться своим вопросом и мнением в разделе комментариев ниже, если таковые имеются, а также нажмите «Нравится» и подпишитесь, чтобы узнать больше.

начнем

компонент

1. Bc547 ТРАНЗИСТОР

2. 1к РЕЗИСТОР

3. РЕЗИСТОР 220 ОМ

4. IN4007 DIOOE

5. две светодиодные лампы

6. Паяльник (добавляется как инструмент)

Примечание; Вы можете получить все товары в магазине электроники.

. процедуры

1. Припаяйте одну клемму резистора 1 кОм к клемме B (база) ТРАНЗИСТОРА, а также другую клемму резистора к клемме E (эмиттер) транзистора, как показано ниже.

2. Припаяйте клемму CATHODE диода к клемме B (база) транзистора, как показано ниже.

3. Припаяйте ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ (-) вывод красного светодиода к выводу CATHODE диода, а также ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ (+) вывод красного светодиода к выводу C (коллектор) ТРАНЗИСТОРА, как показано ниже.

4. Припаяйте одну клемму резистора 220 ОМ к клемме C (коллектор) ТРАНЗИСТОРА, как показано ниже.

5. Припаяйте ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ вывод зеленого светодиода к выводу АНОД ДИОДА, а также положительный вывод к РЕЗИСТОРУ 220, как показано ниже.

Наконец, подключите положительный (+) 3-вольтового источника питания (батареи) к положительной (+) клемме зеленого светодиода, а отрицательный (-) 3-вольтового источника питания (аккумулятор) к клемме E (эмиттер). транзистора.

Чтобы узнать, как это работает

Чтобы проверить, как он работает, я решил подключить положительный вывод мультиметра к положительному (+) полюсу батареи, а отрицательный (-) мультиметра — к отрицательному (-) полюсу батареи, и использовал напряжение регулятор, чтобы увидеть, как он работает.

А теперь посмотрим, как работает

Я увеличил напряжение с помощью регулятора напряжения, мультиметр считал напряжение, увеличив его числа,

НАБЛЮДАТЕЛЬ / КАК IT РАБОТА

Я заметил, что при напряжении батареи 3 — 1 вольт красный свет будет указывать на то, что батарея разряжена.

Когда напряжение составляет 3,24 — 3,50 вольт, загорятся оба светодиода.

А при напряжении 3,52 — 4 вольта зеленый светодиод покажет, что аккумулятор полностью заряжен.

заставит вас внимательно следовать инструкциям.

спасибо за чтение, надеюсь, вам понравится.

, пожалуйста, как я сказал ранее, не забывайте ободрять меня, делясь своим мнением и комментариями, а также ставя лайки и подписываясь на новые обновления.

До свидания …

Контент создан и предоставлен: Okon’smaking (через Opera Новости)

Opera News является платформой для бесплатного использования, и взгляды и мнения, выраженные здесь, принадлежат исключительно автору и не отражают, не отражают и не выражают точку зрения Opera News.Любой / весь отображаемый письменный контент и изображения предоставлены блоггером / автором, представлены здесь в том виде, в каком они были отправлены блоггером / автором, и не редактируются Opera News. Opera News не дает согласия и не попустительствует размещению любого контента, который нарушает права (включая авторские права) какой-либо третьей стороны, а также контента, который может порочить, среди прочего, любую религию, этническую группу, организацию, пол, компанию, или индивидуальный. Кроме того, Opera News не оправдывает использование нашей платформы в целях поощрения / поддержки языка вражды, нарушения прав человека и / или высказываний клеветнического характера.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *