Индикатор заряда акб схема: Полезная схема индикатора заряда АКБ на 12 Вольт своими руками

Схема индикатора уровня заряда батареи на транзисторах. Индикатор разряда аккумулятора. Как собрать индикатор заряда самостоятельно

• 20.09.2014

  Триггер — это уст-во с двумя устойчивыми состояниями равновесия, предназначенные для записи и хранения информации. Триггер способен хранить 1 бит данных. Условное обозначение триггера имеет вид прямоугольника, внутри которого пишется буква Т. Слева к изображению прямоугольника подводятся входные сигналы. Обозначения входов сигнала пишутся на дополнительном поле в левой части прямоугольника. …

• 23.11.2017

  Термопара (термоэлектрический преобразователь) — устройство, применяемое в промышленности, научных исследованиях, медицине, в системах автоматики.

  Применяется в основном для измерения температуры. Принцип действия основан на эффекте Зеебека или, иначе, термоэлектрическом эффекте. Между соединёнными проводниками имеется контактная разность потенциалов; если стыки связанных в кольцо проводников находятся при одинаковой температуре, сумма таких разностей …

• 17.01.2019

  ИМС TEA5767 производимая компанией NXP применяется для конструирования низковольтных FM-радио тюнеров. В составеTEA5767 имеются внутренние цепи выделения промежуточной частоты и демодуляции принимаемого сигнала, что позволяет обходиться минимальным набором внешних компонентов. Технические параметры TEA5767: Напряжение питания от 2,5 до 5 В Потребляемый ток при Uпит = 5 В 12,8 мА Чувствительность 2 …

• 20.09.2014

  Марка ферромагнитного материала, вид и тип магнитопровода выбирается в зависимости от назначения компонента, рабочей частоты, требованиям к электромагнитным помехам и так далее. В соответствии с ГОСТом 20249-80 магнитопроводы трансформаторов и дросселей работающих на частоте 50Гц выполняются из электротехнической стали марок 1511, 1521, 3411, 3412 толщиной 0,2…0,5 мм. Применение магнитопроводов из …

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вот и все, пользуйтесь, благо это просто.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Резистор R1 рассчитаем по следующей формуле:

R1=R2*(Vo/2,5В — 1)

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

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

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

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

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

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

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

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

[ Скрыть ]

Характеристика индикатора уровня заряда батареи

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

Предназначение и устройство

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

Принцип действия

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

Разновидности

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

Выпускаются заводские ИН:

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

Руководство по изготовлению устройства в домашних условиях

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

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

Для схемы понадобятся следующие детали:

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

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

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

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

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

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

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

Некоторые аккумуляторы (обычно выше среднего уровня по качеству) имеют сверху (на лицевой панели), справа или слева зеленый индикатор (некоторые называют лампочкой). Этот «глазок» дает вам представление о заряде или разряде вашей батареи. Всего у него три основных положения, и не всегда оно светится зеленым светом. Сегодня я подробно расскажу, что это такое, и для чего вообще создано. А также разберем, почему может не гореть вообще …

Если честно, то этот индикатор создан лишь для того чтобы сигнализировать вам о вашей батарее, ведь как правило конструкция у них не разборная, а поэтому вы не можете залезть внутрь и посмотреть что у них с электролитом – элементарно посмотреть его уровень или замерить его плотность. Поэтому такая «лампочка» дает вам полное представление, по которому вы можете принять то или иное решение. Однако индикатор, не всегда может гореть зеленым цветом, как правило, здесь применяется три режима.

Очень часто распространено такое сочетание: — зеленый, белый, черный. Однако некоторые производители, применяют сочетание: — зеленый, белый, красный. Но по сути это одно и тоже. Давайте пробежимся по этим показаниям.

Зеленый режим – полностью заряженная батарея, можно использовать в обычном штатном режиме. То есть зарядка не нужна.

Белый индикатор – он нам говорит о низком уровне электролита. В необслуживаемых такое тоже бывает, скорее всего, АКБ часто перезаряжали, и произошел выброс газообразного электролита через специальный клапан. Нужно разбирать и добавлять дистиллированной воды.

Черный или красный индикатор – это говорит нам о разряде нашего АКБ, причем показатель критичный, требуется обязательная подзарядка! Это важно! Если оставить батарею долго не подзаряженной она может выйти из строя.

Как видите эти цвета, дают определенные сигналы владельцу, заглядывайте изредка и тогда ваша батарея прослужит долго. Также хочу отметить — что этот индикатор, вообще не имеет никаких лампочек в своем строении, следующий пункт перевернет ваше представление …

Хотел написать эту информацию сверху, однако так получается больше интриги. В строении этого датчика, не применяется вообще никаких лампочек — ни обычных накаливания (слаботочных) – как многие думают, ни светодиодных, ни еще каких-либо.

Здесь строение другое . По сути это обычный ареометр, только встроенный в корпус аккумулятора. Он автоматически измеряет плотность электролита, и при различных значениях всплывает – тот или иной шарик, который через увеличительную стеклянную трубку и лупу проецируется в специальное окошко. Нужно отметить, что шарики всплывают как бы по специальным канавкам, которые сделаны в форме пирамидки – это важно! ЗАПОМНИТЕ!

Если батарея заряжена, то всплывает зеленый шарик, и вы его видите в окошке. Если разряжена, то вплывает либо красный, либо вообще – никакой, поэтому вы видите черноту. А вот если нет электролита, то конец пирамидки как бы оголяется – вы видите ее конец в окошке, многие путают с белым цветом.

Применение бы, электрики в аккумуляторе, было бы не оправдано – даже если лампочка была бы низковольтной, она все равно бы высасывала часть энергии из батареи (а зимой это ой, как не нужно). ДА и если она перегорит, то владелец начнет нервничать.

Сейчас подробное видео, может кто-то не понял про пирамидку …

Очень частый вопрос, многие все же думают — что это лампочка и после зарядки она должна загораться! Как мы уже с вами разобрали, что это совсем не так. И вполне возможно, что при полном заряде зеленый индикатор не выйдет! ПОЧЕМУ?

ДА все просто:

• Зеленый шарик может просто «заедать» на этих «маленьких полозьях». Стоит батарею потрясти, и он займет свое место. Очень часто так бывает.
• Попала грязь от пластин, со временем пластины начинают осыпаться, электролит становится мутным, он имеет частички свинца, поэтому он препятствует индикатору нормально передавать информацию.
• Батарея действительно вышла из строя, такое тоже исключать нельзя, даже при длительных зарядках она не берет плотность.

На большинстве батарей да, это окошко выкручивается схоже пробке – но его придется с силой крутить, даже можно сломать, мои знакомые выкручивали при помощи плоскогубцев с тонкими концами, причем в окошечке были сделаны маленькие «лунки» для зацепления. В общем – «колхоз», но теоритически снять можно! Также стоит помнить, что если вы его выкрутили — то безвоздушное пространство внутри, было нарушено, вполне возможно — что выйдет газообразный состав – «гремучий газ» или «HHO». Затем нужно будет добавлять дистиллированной воды. Так что всегда думайте, а нужно вам разбирать АКБ!

Собственно заканчиваю статью, информация четкая и по существу, думаю была вам полезна, читайте наш АВТОБЛОГ.

10 схем индикаторов разряда Li-ion аккумуляторов

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

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

Схема 1 – на стабилитроне и транзисторе

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

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

Схема 2 – на микросхеме TL431 в роли стабилизатора напряжения

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

Схема 3 – на паре транзисторов

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

Схема 4 – на паре полевых транзисторов

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

Схема 5 – на 3-х транзисторах

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

Схема 6 – с отключением нагрузки

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

Схема 7 – с мониторами напряжения

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

Схема 8 – на инверторе 74HC04

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

Схема 9 – на контроллере ATMega328

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

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

Схема 10 – на микросхеме LM3914

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

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

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.

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.

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.

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 напряжения аккумулятора своими руками. Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

Делаем схему контроля зарядки аккумулятора для авто

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

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

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

Схема для повторения;

Плата в формате.lay скачать…

Всего вам доброго…

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

Простой индикатор заряда и разряда аккумулятора

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

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

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

Схема индикатора разряда аккумулятора

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

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

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

Схема индикатора заряда аккумулятора

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

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

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

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

Резистор R1 рассчитаем по следующей формуле:

R1=R2*(Vo/2,5В — 1)

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

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

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

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

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

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

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

Источник

www.joyta.ru

Простейший индикатор уровня заряда батареи

Схема индикатора

Сборка индикатора уровня заряда батареи

sdelaysam-svoimirukami.ru

Индикатор окончания заряда аккумулятора на светодиодах

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

Зачем следить за состоянием аккумулятора?

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

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

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

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

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

Какие существуют индикаторы

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

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

Для контроля состояния АКБ значительно удобнее электронные приборы.

Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

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

По способу подключения:

• к разъёму прикуривателя;
• к бортовой сети.

По способу отображения сигнала:

• аналоговые;
• цифровые.

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

Принципиальная схема индикатора

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

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

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

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

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

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

Контроллер зарядки АКБ

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

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

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

svetodiodinfo.ru

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

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

Принципиальная схема

Рассматриваемая принципиальная схема индикатора уровня заряда представляет собой простейшее устройство, отображающее уровень заряда аккумулятора (АКБ) на 12 вольт.
Её ключевым элементом является микросхема LM339, в корпусе которой собрано 4 однотипных операционных усилителя (компаратора). Общий вид LM339 и назначение выводов показан на рисунке.
Прямые и инверсные входы компараторов подключены через резистивные делители. В качестве нагрузки используются индикаторные светодиоды 5 мм.

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

Принцип работы

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

В процессе заряда (разряда) аккумулятора постепенно изменяется напряжение на инверсных входах, что приводит к поочередному переключению компараторов. Рассмотрим работу операционного усилителя OP1, который отвечает за индикацию максимального уровня заряда АКБ. Зададим условие, если заряженный аккумулятор имеет напряжение 13,5 В, то последний светодиод начинает гореть. Пороговое напряжение на его прямом входе, при котором засветится этот светодиод, рассчитаем по формуле:UOP1+ = UСТ VD2 – UR8,UСТ VD2 =UR8+ UR9+ UR10+ UR11+ UR12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)I= UСТ VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 мА,UR8 = I*R8=0,34 мА*5,1 кОм=1,7 ВUOP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 В

Это означает, что при достижении на инверсном входе потенциала величиной более 4,5 вольт компаратор OP1 переключится и на его выходе появится низкий уровень напряжения, а светодиод засветится. По указанным формулам можно рассчитать потенциал на прямых входах каждого операционного усилителя. Потенциал на инверсных входах находят из равенства: UOP1- = I*R5 = UБАТ – I*R6.

Печатная плата и детали сборки

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

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

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

Читайте так же

ledjournal.info

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

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

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

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

Вариант №1

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

Разберем, как она работает.

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

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

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

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

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

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

Вариант №2

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

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

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

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

Вариант №3

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

Вариант №4

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

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

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

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

Вариант №5

На трех транзисторах:

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

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

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

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

Вариант №6

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

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

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

*катод TL431 подключить ко 2-ому выводу LM393.

Вариант №7

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

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

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

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

Вот еще несколько вариантов на выбор:

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

Также можно взять советский аналог — КР1171СПхх:

В зависимости от цифрового обозначения, напряжение детекции будет разным:

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

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

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

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

Еще одна схема с моргающим светодиодом будет рассмотрена ниже.

Вариант №8

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

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

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

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

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

Вариант №9

Схема на 74HC04.

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

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

Вариант №10

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Вариант №11

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

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

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

Вариант №12

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

Как пример приведем простейшую схему на контроллере ATMega328.

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

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

Готовую программу (скетч) можно скачать по этой ссылке.

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

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

Вариант №13

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

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

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

Чаще всего PCB-плата представляет собой вот такую схемку:

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

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

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

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

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

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

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

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

electro-shema.ru

Индикатор для проверки и контроля уровня зарядки АКБ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Резистор R1 рассчитаем по следующей формуле:

R1=R2*(Vo/2,5В — 1)

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

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

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

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

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

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

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

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.

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.

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.

Светодиодный индикатор уровня заряда обычной или аккумуляторной батареи, где все пороги устанавливаются с помощью потенциометров, можно собрать по приведённой в данном материале схеме. Огромным плюсом является то, что он работает с батареями от 3 до 28 В.

Схема индикатора разряда аккумулятора

Сами светоизлучающие диодные индикаторы бывают различных типов и цветов, рекомендуемые показаны на самой схеме. Из-за различий в прямом падении напряжения, токоограничивающие резисторы должны быть скорректированы для достижения наилучшей производительности и однородности свечения. По схеме R18-R22 предлагаются одинакового сопротивления — обратите внимание, что эти резисторы в итоге не должны быть равны. Однако, если все они одного цвета, одного номинала резистора будет достаточно.

Цвет светодиода — уровень заряда

• Красный : от 0 до 25%
• Оранжевый : 25 — 50%
• Желтый : 50 — 75%
• Зеленый : 75 — 100%
• Синий : >100% напряжения

Здесь LM317 работает как простой источник опорного напряжения 1.25 В. Минимальное входное напряжение должно превышать выходное напряжение на значение в пару вольт. Минимальное входное напряжение = 1,25 В + 1,75 В = 3 В. Хотя LM317 имеет минимальную нагрузку по даташиту 5 мА, не обнаружен ни один экземпляр, который не функционировал бы при 3,8 мА. Именно резистор R5 (330 Ом) обеспечивает минимальную нагрузку.

При испытаниях оценивался уровень заряда 4,5 В батареи, именно для неё и приводятся напряжения на схеме. Настройка происходит так: сначала должны быть определены напряжения срабатывания каждого компаратора в соответствии с уровнем разряда батареи, потом напряжение должно быть разделено по коэффициенту деления делителя напряжения. Так, для 4,5 В АКБ, оно выглядит следующим образом:

Пороговое значение напряжений

• 4.8V 1.12V
• 4.5V 1.05V
• 4,2 0.98V
• 3.9V 0.91V

Работа индикатора состояния АКБ

Микросхема LM317 U3 — это 1.25 вольтовый источник опорного напряжения. Резисторы R5 и R6 образуют делитель напряжения, что снижает напряжение батареи до уровня, который находится недалеко от значения опорного напряжения. Элемент U2A является усилителем, так что независимо от того, сколько ток потребления этого узла, напряжение остается стабильным. Резисторы R8 — R11 обеспечивают высокое сопротивление на входы компаратора. U1 состоит из четырёх компараторов, которые сравнивают опорное напряжение потенциометров с напряжением батареи. ОУ LM358 U2B — тоже работает как своеобразный компаратор, который контролирует светодиод низшего порядка.

На граничных значениях напряжения светодиоды могут светить не чётко, как правило происходит мерцание между двумя соседними светодиодами. Чтобы предотвратить это, небольшое количество напряжения положительной обратной связи добавляется через R14 — R17.

Тестирование индикатора

Если тестирование проводится непосредственно с аккумулятора, обратите внимание, что защита от обратной полярности не предусмотрена. Лучше изначально цепи питания подключать через резистор 100 Ом, чтобы ограничить возможные неисправности. А после определения того, что полярность правильная, этот резистор может быть удален.

Упрощённая версия индикатора

Для тех, кто хочет собрать устройство попроще, микросхема U2, все диоды и некоторые резисторы могут быть устранены. Советуем начать с этой версии, а затем, убедившись в нормальной работе, собирать полную версию индикатора разряда аккумулятора. Всем удачи в запуске!

с использованием двух транзисторов

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

Основная характеристика

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

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

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

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

Светодиодный индикатор включается, когда аккумулятор полностью заряжен

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

Как исправить предустановки

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

Видеоклип:

Выключение светодиода при полной батарее

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

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

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

Процедура настройки пресета на самом деле очень проста.

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

Для Например, предположим, что схема индикатора была установлена ​​для контроля уровня заряда 12 В аккумулятора при 14,3 В, тогда предустановка может быть изменена, чтобы убедиться, что светодиод просто начинает выключаться при напряжении около 14 В.

Дизайн печатных плат

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

Цепь сигнализации полного заряда аккумулятора

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

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

Сколько токов для зарядки

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

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

ЗДЕСЬ много схем зарядного устройства 6В.

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

Итак, эта схема может нам помочь.

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

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

Как это работает

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

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

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

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

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

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

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

Как построить

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

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

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

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

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

Список компонентов
Размер резисторов ¼ Вт + 5%
R1: 56 Ом
R2: 100 Ом
R3: 470 Ом (680 Ом)
Полупроводники
D1: 1N4001 (1N5401)
D2, D3: 1N4148, 75 В, 150 мА, диоды
LED1: 5 мм зеленый светодиод
LED2: 5 мм красный светодиод
Q1: BC557B, 45 В, 100 мА PNP транзистор
Другие компоненты.
Универсальная печатная плата.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

10-уровневая схема индикатора заряда батареи

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

Как работает 10-уровневая цепь индикатора заряда аккумулятора?

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

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

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

Описание цепи 10-уровневой цепи индикатора заряда батареи

Схема 10-уровневой цепи индикатора заряда батареи показана на рисунке 1. Вся цепь представляет собой 10-уровневую цепь индикатора заряда батареи, построенную на компараторе IC LM3914, 10 светодиодов и нескольких другие компоненты электроники, такие как резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и т. д. для безупречной работы схемы.

Аккумулятор, заряд которого будет отслеживаться, подключен к B1, где диод D2 блокирует обратный ток от цепи к аккумулятору, где конденсатор C ₁ является не чем иным, как конденсатором фильтра.Переменный резистор VR ₁ используется для калибровки схемы для свечения светодиодов при разном напряжении, а переменный резистор VR ₂ используется для регулировки яркости светодиодов.

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

Калибровка цепи индикатора заряда батареи 10 уровней

1. Подключите переменный источник питания 15 В точка (на месте батареи)
2. Установите 3В на переменный источник питания.
3. Отрегулируйте переменную VR ₁ до LED ₁
4. Увеличьте напряжение регулируемого источника питания с интервалом 1 В на шаг.
5. Схема готова к использованию.

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ ЦЕПИ ИНДИКАТОРА ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРА 10 УРОВНЕЙ

Вот так:

Как это загружается…

Цепь индикатора уровня заряда батареи с сигнализацией низкого заряда | Цепь аккумуляторной батареи инвертора

Это настораживает, когда вы не знаете, сколько заряда осталось в батарее и когда это сработает. Индикатор уровня заряда батареи необходим для любой батареи, связанной с приложением. Схема контроля низкого уровня заряда батареи измеряет уровень вашей батареи. Это может быть инверторный аккумулятор или автомобильный аккумулятор. Этот проект касается низкого уровня заряда батареи. Цепь сигнализации .Всякий раз, когда батарея разряжается, срабатывает сигнал тревоги для подзарядки. Это очень полезно во многих приложениях. Наиболее подходит для цепей батареи инвертора постоянного тока . Схема используется для индикатора заряда батареи 12 В и использует IC LM358 .

В комплекте:

1. Мониторинг уровня заряда батареи Цель проекта
2. Необходимые компоненты
3. Конфигурация распиновки
Принципиальная схема
5. Работа цепи уровня заряда аккумулятора на основе LM358
6. Результаты

Цель проекта:

Для контроля уровня заряда батареи и подачи сигнала тревоги при низком уровне заряда батареи.Схема основана на микросхеме Lm358 и тревожном зуммере для индикации уровня заряда батареи. Это полезно только с батареей постоянного тока на 12 Вольт.

Требуемые компоненты:

Конфигурация распиновки:

:

Работа над проектом:

• Lm358 — самая распространенная и популярная ИС Ом-усилителя.Используется во многих приложениях и проектах. LM358 — сдвоенный операционный усилитель. Здесь мы используем LM358 с BC547 для включения аварийной сигнализации, когда напряжение падает ниже порогового значения.
• Нам нужно откалибровать схему. Установить пороговое значение для включения зуммера и светодиода.
• Установите напряжение около 10 вольт, используя источник постоянного тока. И отрегулируйте потенциометр, перемещая по часовой стрелке или против часовой стрелки, пока не загорятся зуммер и светодиод.
• Теперь напряжение установлено, при увеличении напряжения зуммер и светодиод погаснут.
• Вы можете установить желаемый пороговый уровень низкого напряжения, переместив значение POT на 10K. Теперь подключите цепь к батарее постоянного тока.

Результат:

Цепь зарядки низковольтной батареи подает сигнал тревоги всякий раз, когда напряжение падает ниже порогового значения. Этот проект можно использовать с аккумулятором CAR для контроля уровня напряжения батареи. Эту схему лучше всего использовать с инверторной батареей, а также с другими проектами, в которых используются источники батареи постоянного тока.

В следующих постах мы увидим более сложные схемы, связанные с энергетикой и электротехникой.Оставайтесь на связи и подпишитесь на наш канал YouTube, чтобы увидеть больше проектов Учебники и идеи. Оставайтесь мотивированными и верьте в себя.

Uh-Oh Индикатор уровня заряда батареи Руководство по подключению

Введение

Любой, кто запускает проект с батарейным питанием, знает, насколько неприятным может быть ситуация, когда батарея разряжается или разряжается, чтобы предотвратить отключение. TL431 в комплекте индикатора уровня заряда батареи Uh-Oh может помочь предотвратить эти разочарования.

Это руководство покажет вам, как использовать ваш индикатор после того, как вы спаяете все вместе.

Рекомендуемая литература

Это довольно простой комплект, но если вам нужно освежить в памяти мультиметр, пайку или электрические характеристики, ознакомьтесь с инструкциями ниже.

Аккумуляторные технологии

Основы батарей, используемых в портативных электронных устройствах: LiPo, NiMH, плоские и щелочные батареи.

Делители напряжения

Превратите большое напряжение в меньшее с помощью делителей напряжения.В этом руководстве рассказывается, как выглядит схема делителя напряжения и как она используется в реальном мире.

Резисторы

Учебник по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно / последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применения резисторов.

Диоды

Праймер диодный! Свойства диодов, типы диодов и их применение.

Светодиоды (светодиоды)

Изучите основы светодиодов, а также некоторые более сложные темы, которые помогут вам рассчитать требования для проектов, содержащих большое количество светодиодов.

Электроэнергия

Обзор электроэнергии, скорости передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальной мощности. 1,21 гигаватта обучающего удовольствия!

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Пример подключения

После того, как вы спаяли свой комплект, пора начать контролировать уровень заряда батареи. В этом примере мы будем подключать индикатор к липо-батарее 3,7 В, которая питает Arduino Uno. Мы также включим в схему зарядное устройство / бустер Power Cell — LiPo, чтобы обеспечить возможность перезарядки аккумулятора при достижении нижнего предела напряжения.

Подключений:

Uno → Зарядное устройство PowerCell

Зарядное устройство PowerCell → Индикатор Uh-Oh

• PowerCell + → Системный +
• PowerCell — → Системный —

Индикатор Uh-Oh → Аккумулятор

• Разъем JST на аккумуляторе имеет выемку и соответствует выемке на индикаторе Uh-Oh.

Вот диаграмма Фритзинга, показывающая фактические соединения между Uno, PowerCell, индикатором Uh-Oh и аккумулятором.

После того, как вы все подключили, вам нужно будет отрегулировать подстроечный резистор на плате индикатора Uh-Oh на напряжение, при котором вы хотите получать уведомление.

Установка порога

Когда все подключено правильно, пора настроить индикатор заряда батареи в соответствии с потребностями вашего проекта.Для этого вам понадобится мультиметр, чтобы измерить сопротивление на потенциометре и, таким образом, установить порог напряжения, при котором загорится светодиод.

Сначала, если воткнул, отсоедините батарею от индикатора . Мы можем измерить сопротивление подстроечного резистора только при отсутствии батареи.

На плате расположены две контрольные точки. На оборотной стороне этикетки: TP1 и GND .

Возьмите свой удобный мультиметр и установите его на измерение сопротивления.Поместите положительный щуп на точку TP1, а отрицательный щуп на GND.

Удерживая оба датчика в одной руке, другой рукой поверните потенциометр с надписью «Adj.» Поворачивайте его, пока мультиметр не покажет нужное сопротивление. Используйте приведенную ниже таблицу, чтобы определить, какой порог напряжения вам нужен, и, следовательно, какое сопротивление. Чтобы вычислить эти значения самостоятельно или найти значение, не указанное в этой таблице, посетите следующий раздел.

Например, если вы хотите, чтобы светодиод загорался, когда ваша LiPo батарея достигает напряжения 3,2 В, тогда вам нужно, чтобы сопротивление подстроечного резистора составляло около 7,8 кОм.

Расчет порога

Если вам нужно значение, не указанное в таблице в предыдущем разделе, или если вы хотите лучше понять, как работает индикатор батареи Uh-Oh, в этом разделе будет рассмотрено, как работает индикатор.

Чтобы рассчитать порог напряжения, мы должны свериться со схемой индикатора батареи Uh-Oh и таблицей данных для TL431. Эти диаграммы из таблицы особенно полезны. Они показывают, что происходит внутри TL431.

Обратите внимание, что R ₁ и R ₂ из этой схемы используются в уравнении делителя напряжения ниже, а НЕ R ₁ , указанные на схеме.

Индикатор заряда батареи работает как простой делитель напряжения.Первый необходимый бит информации — это прямое падение напряжения на светодиоде. Для включения светодиоду необходимо минимум 2,5 В. Это будет нашим V _{на выходе} в следующем уравнении делителя напряжения:

После того, как мы подставим эти значения, у нас останется это уравнение:

Далее нам нужно выяснить V _в . Это значение напряжения батареи, при котором вы хотите получать уведомления.Например, если вы хотите, чтобы светодиод загорелся, когда батарея достигает напряжения 3,25 В, вы должны подключить это значение для V _к , а затем решить для R ₂ .

Вы можете использовать это уравнение для расчета любого порогового напряжения аккумулятора!

Ресурсы и движение вперед

Теперь, когда вы знаете, как работать с индикатором уровня заряда батареи Uh-Oh, вы можете попробовать взломать плату для работы с разными номиналами батарей.Проверьте характеристики шунтирующего регулятора или подумайте о поиске другого.

ресурсов

Схема зарядного устройства с индикатором, защитой от перегрузки по току и перезарядки

Зарядное устройство LM317 со схемой максимальной токовой защиты

Схема представляет собой схему зарядного устройства LM317 с регулировкой напряжения и тока 6 В, которая генерирует регулируемый выходной сигнал 6 В постоянного тока.

Трансформатор T1 понижает входное напряжение 230 В / 50 Гц переменного тока до 6 В переменного тока.Затем он был преобразован в постоянный ток 6 В с помощью схемы мостового выпрямителя. Конденсатор C1 фильтрует выпрямленный выход.

В схеме используется стабилизатор LM317, который представляет собой регулируемый линейный стабилизатор положительного напряжения, который может работать в диапазоне входного напряжения 3-40 В.

Значение резисторов R1 и R2 определяет значение выходного напряжения LM317.

Уравнение для выходного напряжения LM317, Vout = 1,25 * (1+ R2 / R1)

В данной схеме комбинация резисторов (R1 и R2) получит максимальное выходное напряжение 6.125 вольт.

LM317 имеет максимальный рабочий ток 1,5 А, с внутренним ограничением тока и защитой от тепловой перегрузки. Но схема уже разработана с дополнительной защитой от перегрузки по току. Устройство ограничения тока регулирует выходное напряжение LM317, чтобы ограничить ток, превышающий фиксированное значение. Входное напряжение аккумулятора будет регулироваться автоматически в соответствии с зарядным током. Выходное напряжение схемы варьируется от 1,25 В до 6.125 В. Когда ток, протекающий через чувствительный резистор R3, увеличивается, ток базы Q1 также увеличивается. Таким образом, это уменьшит сопротивление на R2 и, следовательно, значение V _из .

Эта схема предназначена для зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов 6V 4.5AH. Но выходное напряжение и ограничение тока схемы можно изменить для использования с другими батареями. Напряжение зарядки и ток зависят от значения сопротивления R2 и R3 соответственно. Таким образом, заменив резисторы R2 и R3 потенциометром, мы всегда сможем отрегулировать выходное напряжение и ток цепи.

Но при использовании схемы с другими батареями следует учитывать скорость зарядки и другие параметры.

LM317 — регулятор напряжения IC

Резистор — R1, R4 — 1 кОм, R2 — 3,9 кОм, R3 — 2 Ом

Конденсатор — C1 — 2200 мкФ

Диод — D1-D5 -1N4007

Транзистор — Q1- BC547

Трансформатор — Т1- 230В / 6В, 1А

Автоматическое зарядное устройство со светодиодным индикатором и схемой защиты от перезарядки

Здесь представлена ​​схема автоматического зарядного устройства 6 В с защитой от перезарядки, светодиодным индикатором зарядки и функцией ограничения тока.

Схема управляет зарядкой батареи, принимая обратную связь по напряжению на клеммах батареи. Схема заряжает аккумулятор до тех пор, пока его напряжение ниже порогового значения. И если он достигает значения, равного пороговому значению, схема автоматически отключает питание от аккумулятора.

Светодиоды D1 и D2 показывают статус, заряжается аккумулятор или нет. Красный свет (светодиод D2) указывает на то, что аккумулятор заряжается, а зеленый свет (светодиод D1) указывает, что аккумулятор полностью заряжен.

Схема зарядного устройства батареи может работать с широким диапазоном входных напряжений питания постоянного тока. Схема может работать в диапазоне напряжений примерно от 6,2 В до 18 В (максимальное рабочее напряжение IC7555).

Работа схемы

Обычно микросхема 555 имеет пороговое и пусковое напряжение 2/3 и 1/3 напряжения питания соответственно.

Здесь стабилитрон 1N4735 на 6,2 В подключен к клемме управляющего напряжения (вывод 5), как показано на схеме.Триггерный вход (контакт 2) подключен через сеть делителя напряжения, а пороговый вход (контакт 6) подключен напрямую от батареи. Это регулирует пороговое напряжение и напряжение запуска до фиксированного значения 6,2 В и 3,1 В для любых значений входного напряжения выше 6,2 В.

Выход (контакт 3) 7555 подключен к базе транзистора Q1, который контролирует ток зарядки аккумулятора. Когда напряжение батареи опускается ниже 6,2 В, вход триггера на контакте 2 становится равным 3.1В. Затем выход переключается в состояние высокого уровня и включается транзистор Q1. Точно так же, когда напряжение достигает порогового значения 6,2 В, выход переходит в низкое состояние и отключает Q1.

Схема с транзисторами Q1 и Q2 работает как схема ограничения тока. Когда ток, протекающий к батарее, увеличивается, это также пропорционально увеличивает падение напряжения на резисторе R6 считывания тока. Таким образом, базовый ток транзистора Q1 снижается транзистором Q2 и уменьшает ток коллектора через Q1.Таким образом, схема может ограничить любую возможность перегрузки по току.

Необходимые компоненты

Микросхема -IC1 — 7555

Резистор — R1, R2, R3, R7, R8 — 1K, R4, R5 — 100K

Диод — D1 — зеленый светодиод, D2 — красный светодиод, D3 — стабилитрон 1N4735

Транзистор — Q1 — 2N2222, Q2 — BC547

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

Эта эра — эра портативных устройств. Подобно тому, как смартфоны и планшеты — это маленькие 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.Состояние заряда 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. при номинальном напряжении 12 В этот аккумулятор 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. Таким образом, микросхема предназначена для обозначения четырех уровней напряжения соответствующих к 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.

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

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 предотвращает падение входного синфазного напряжения ниже -0,3 В.

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

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

LM339 — это 14-контактная 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, которое 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

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 он высокий. Эту концепцию компаратора можно использовать для определения желаемого уровня напряжения. Когда к стабилитрону подключена батарея 12 В, стабилитрон будет обеспечивать постоянное напряжение 6.2В. 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 = 6,2 В

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

Фиг.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 = 4.12В

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 остальных случаях светодиод будет выключен.

Рис. 5: Схема соединений контактов LM339 для индикатора батареи

Тестирование цепи

Имеется четыре уровня напряжения, для которых светодиоды должны показывать напряжение аккумулятора, равное 10.5 В, 11,5 В, 12,5 В и 13,5 В. Схема может быть протестирована путем измерения напряжения на клеммах аккумулятора с помощью мультиметра и сравнения желаемой работы светодиодов с фактической работой светодиодов.

Когда напряжение аккумулятора составляет 10,5 В, напряжение на неинвертирующем выводе не изменяется в соответствии с напряжением аккумулятора, поэтому напряжение на неинвертирующем выводе рассчитывается следующим образом —

Рис. 6: Таблица, в которой перечислены напряжения на неинвертирующем выводе компаратора при напряжении батареи 10.5В

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 заряда батареи LM-339, созданный 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 аккумулятор заряжен примерно на 66,7%.

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

4.