Jak provést indikaci nabití baterie pomocí LED. Jednoduchý indikátor nabití a vybití baterie. Proč sledovat stav baterie?

Co může být smutnějšího než náhle vybitá baterie v kvadrokoptéře během letu nebo vypnutí detektoru kovů na slibné mýtině? Kdybyste si teď mohli předem zjistit, jak je baterie nabitá! Pak jsme mohli připojit nabíječku nebo nainstalovat novou sadu baterií, aniž bychom čekali na smutné následky.

A tady se rodí nápad vyrobit jakýsi indikátor, který dá předem signál, že se baterie brzy vybije. Na realizaci tohoto úkolu pracovali radioamatéři po celém světě a dnes existuje celé auto a malý vozík různých obvodových řešení - od obvodů na jednom tranzistoru až po sofistikovaná zařízení na mikrokontrolérech.

Pozor! Diagramy uvedené v článku ukazují pouze nízké napětí na baterii. Abyste zabránili hlubokému vybití, musíte ručně vypnout zátěž nebo používat.

Možnost #1

Začněme možná jednoduchým obvodem pomocí zenerovy diody a tranzistoru:

Pojďme zjistit, jak to funguje.

Dokud je napětí nad určitou prahovou hodnotou (2,0 V), je zenerova dioda v průrazu, tranzistor je tedy uzavřen a veškerý proud protéká zelenou LED. Jakmile napětí na baterii začne klesat a dosáhne hodnoty řádově 2,0V + 1,2V (úbytek napětí na přechodu báze-emitor tranzistoru VT1), tranzistor se začne otevírat a proud se začne přerozdělovat. mezi oběma LED.

Vezmeme-li dvoubarevnou LED, získáme plynulý přechod ze zelené do červené, včetně celé střední škály barev.

Typický rozdíl v propustném napětí u dvoubarevných LED je 0,25 V (červená svítí při nižším napětí). Právě tento rozdíl určuje oblast úplného přechodu mezi zelenou a červenou.

Obvod tedy i přes svou jednoduchost umožňuje předem vědět, že se baterie začala vybíjet. Dokud je napětí baterie 3,25 V nebo více, svítí zelená LED. V intervalu mezi 3,00 a 3,25 V se červená začne mísit se zelenou - čím blíže k 3,00 V, tím více červené. A nakonec při 3V svítí jen čistě červená.

Nevýhodou obvodu je složitost výběru zenerových diod pro získání požadovaného prahu odezvy a také stálý odběr proudu cca 1 mA. Je možné, že barvoslepí lidé tento nápad se změnou barev neocení.

Mimochodem, pokud do tohoto obvodu vložíte jiný typ tranzistoru, může to fungovat opačně - přechod ze zelené na červenou nastane, naopak v případě zvýšení vstupní napětí. Zde je upravený diagram:

Možnost č. 2

Následující obvod používá čip TL431, což je přesný regulátor napětí.

Práh odezvy je určen děličem napětí R2-R3. Při jmenovitých hodnotách uvedených v diagramu je to 3,2 V. Když napětí baterie klesne na tuto hodnotu, mikroobvod přestane posouvat LED a rozsvítí se. To bude signál, že úplné vybití baterie je velmi blízko (minimální povolené napětí na jedné li-ion bance je 3,0 V).

Pokud je k napájení zařízení použita baterie několika sériově zapojených baterií lithium-iontová baterie, pak musí být výše uvedený obvod připojen ke každé bance samostatně. Takhle:

Pro konfiguraci obvodu připojujeme místo baterií nastavitelný blok napájení a volbou rezistoru R2 (R4) zajistíme, aby se LED rozsvítila v okamžiku, kdy potřebujeme.

Možnost #3

A zde je jednoduché schéma indikátoru vybití li-ion baterie na dvou tranzistorech:
Práh odezvy je nastaven odpory R2, R3. Staré sovětské tranzistory lze nahradit BC237, BC238, BC317 (KT3102) a BC556, BC557 (KT3107).

Možnost č. 4

Obvod se dvěma tranzistory s efektem pole, který v pohotovostním režimu doslova spotřebovává mikroproudy.

Když je obvod připojen ke zdroji energie, je pomocí děliče R1-R2 generováno kladné napětí na hradle tranzistoru VT1. Pokud je napětí vyšší než vypínací napětí tranzistor s efektem pole, otevře a přitáhne závěrku VT2 k zemi, čímž ji zavře.

V určitém okamžiku, když se baterie vybíjí, napětí odstraněné z děliče nestačí k odblokování VT1 a ten se zavře. V důsledku toho se na hradle druhého přepínače pole objeví napětí blízké napájecímu napětí. Otevře se a rozsvítí LED. LED svit nám signalizuje, že je potřeba dobít baterii.

Budou stačit jakékoli n-kanálové tranzistory s nízkým vypínacím napětím (čím nižší, tím lépe). Výkon 2N7000 v tomto obvodu nebyl testován.

Možnost #5

Na třech tranzistorech:

Myslím, že schéma nepotřebuje žádné vysvětlení. Díky velkému koeficientu. zesílení tří tranzistorových stupňů, obvod funguje velmi přehledně - mezi svítící a nesvítící LED stačí rozdíl 1 setiny voltu. Odběr proudu při zapnuté indikaci je 3 mA, při zhasnuté LED - 0,3 mA.

Navzdory objemnému vzhledu obvodu má hotová deska poměrně skromné ​​rozměry:

Z kolektoru VT2 můžete odebírat signál, který umožňuje připojení zátěže: 1 - povoleno, 0 - zakázáno.

Tranzistory BC848 a BC856 lze nahradit BC546 a BC556.

Možnost #6

Tento obvod se mi líbí, protože nejen zapíná indikaci, ale také odpojuje zátěž.

Jediná škoda je, že samotný obvod se neodpojí od baterie a nadále spotřebovává energii. A díky neustále hořící LED hodně žere.

Zelená LED v tomto případě funguje jako zdroj referenčního napětí, spotřebovává proud cca 15-20 mA. Chcete-li se zbavit takového nenasytného prvku, můžete místo zdroje referenčního napětí použít stejný TL431 a připojit jej podle následujícího obvodu*:

*Připojte katodu TL431 ke 2. kolíku LM393.

Možnost č. 7

Obvod pomocí tzv. napěťových monitorů. Říká se jim také napěťové supervizory a detektory. Jedná se o specializované mikroobvody navržené speciálně pro monitorování napětí.

Zde je například obvod, který rozsvítí LED, když napětí baterie klesne na 3,1V. Sestaveno na BD4731.

Souhlas, jednodušší už to být nemůže! BD47xx má výstup s otevřeným kolektorem a také samočinně omezuje výstupní proud na 12 mA. To vám umožní připojit LED přímo k němu, bez omezujících odporů.

Podobně můžete použít jakýkoli jiný dohled na jakékoli jiné napětí.

Zde je několik dalších možností, ze kterých si můžete vybrat:

• při 3,08V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
• při 2,93V: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
• Řada MN1380 (nebo 1381, 1382 - liší se pouze pouzdrem). Pro naše účely je nejvhodnější varianta s otevřeným odtokem, o čemž svědčí dodatečné číslo „1“ v označení mikroobvodu - MN13801, MN13811, MN13821. Odezvové napětí je určeno písmenným indexem: MN13811-L je přesně 3,0 V.

Můžete si také vzít sovětský analog - KR1171SPkhkh:

V závislosti na digitální označení, detekční napětí se bude lišit:

Napěťová mřížka není příliš vhodná pro monitorování li-ion baterií, ale nemyslím si, že by stálo za to tento mikroobvod úplně slevit.

Nepopiratelnými výhodami obvodů pro sledování napětí je extrémně nízká spotřeba energie ve vypnutém stavu (jednotky a dokonce zlomky mikroampérů) a také extrémní jednoduchost. Často se celý obvod hodí přímo na svorky LED:

Aby byla indikace vybití ještě výraznější, lze výstup napěťového detektoru načíst na blikající LED (např. řada L-314). Nebo si sami sestavte jednoduchý „blinkr“ pomocí dvou bipolárních tranzistorů.

Příklad hotové schéma indikující vybitou baterii pomocí blikající LED je znázorněno níže:

Další obvod s blikající LED bude popsán níže.

Možnost č. 8

Chladný okruh, který začne blikat LED, pokud je napětí zapnuto lithiová baterie klesne na 3,0 V:

Tento obvod způsobí, že superjasná LED bliká s pracovním cyklem 2,5 % (tj. dlouhá pauza – krátké bliknutí – opět pauza). To umožňuje snížit spotřebu proudu na směšné hodnoty - ve vypnutém stavu obvod spotřebuje 50 nA (nano!) a v režimu blikání LED - pouze 35 μA. Můžete mi poradit něco ekonomičtějšího? Sotva.

Jak vidíte, činnost většiny obvodů pro řízení vybíjení spočívá v porovnání určitého referenčního napětí s řízeným napětím. Následně se tento rozdíl zesílí a rozsvítí/vypne LED.

Obvykle se jako zesilovač pro rozdíl mezi referenčním napětím a napětím na lithiové baterii používá tranzistorový stupeň nebo operační zesilovač zapojený do komparátorového obvodu.

Ale existuje i jiné řešení. Jako zesilovač lze použít logické prvky - invertory. Ano, je to netradiční využití logiky, ale funguje to. Podobné schéma je zobrazeno v následující verzi.

Možnost č. 9

Schéma zapojení pro 74HC04.

Provozní napětí zenerovy diody musí být nižší než reakční napětí obvodu. Můžete například vzít zenerovy diody 2,0 - 2,7 V. Jemné nastavení prahové hodnoty odezvy se nastavuje rezistorem R2.

Obvod odebírá z baterie cca 2 mA, proto je nutné jej zapnout i po vypínači.

Možnost č. 10

Nejedná se ani o indikátor vybití, ale spíše o celek led voltmetr! Lineární stupnice 10 LED poskytuje jasný obraz o stavu baterie. Všechny funkce jsou implementovány pouze na jediném čipu LM3914:

Dělič R3-R4-R5 nastavuje spodní (DIV_LO) a horní (DIV_HI) prahové napětí. S hodnotami uvedenými v diagramu odpovídá svit horní LED napětí 4,2 V a když napětí klesne pod 3 V, poslední (spodní) LED zhasne.

Připojením 9. pinu mikroobvodu k zemi jej můžete přepnout do bodového režimu. V tomto režimu svítí vždy pouze jedna LED odpovídající napájecímu napětí. Pokud to necháte jako na schématu, tak se rozsvítí celá škála LED, což je z ekonomického hlediska iracionální.

Jako LED diody musíte vzít pouze červené LED, protože mají za provozu nejnižší stejnosměrné napětí. Pokud například vezmeme modré LED diody, pak pokud se baterie vybije na 3 volty, s největší pravděpodobností se vůbec nerozsvítí.

Čip samotný spotřebuje cca 2,5 mA plus 5 mA na každou svítící LEDku.

Za nevýhodu schématu lze považovat nemožnost přizpůsobení práh zapalování pro každou LED. Můžete nastavit pouze počáteční a konečnou hodnotu a dělič zabudovaný v čipu rozdělí tento interval na rovných 9 segmentů. Ale jak víte, ke konci vybíjení začne napětí na baterii velmi rychle klesat. Rozdíl mezi bateriemi vybitými o 10 % a 20 % může být desetiny voltu, ale pokud porovnáte stejné baterie, vybité pouze na 90 % a 100 %, můžete vidět rozdíl celých voltů!

Typický graf vybití Li-ion baterie uvedený níže jasně ukazuje tuto okolnost:

Použití lineární stupnice pro indikaci stupně vybití baterie se tedy nezdá příliš praktické. Potřebujeme obvod, který nám umožní nastavit přesné hodnoty napětí, při kterých se rozsvítí konkrétní LED.

Plnou kontrolu nad tím, kdy se LED rozsvítí, poskytuje obvod uvedený níže.

Možnost č. 11

Tento obvod je 4místný indikátor baterie/napětí baterie. Implementováno na čtyřech operačních zesilovačích zahrnutých v čipu LM339.

Obvod je funkční až do napětí 2 V a spotřebuje méně než miliampér (nepočítáme-li LED).

Samozřejmě pro zohlednění reálné hodnoty použité a zbývající kapacity baterie je nutné při nastavování obvodu zohlednit vybíjecí křivku použité baterie (s přihlédnutím k zatěžovacímu proudu). To vám umožní nastavit přesné hodnoty napětí odpovídající například 5%-25%-50%-100% zbytkové kapacity.

Možnost č. 12

A samozřejmě nejširší záběr se otevírá při použití mikrokontrolérů s vestavěným zdrojem referenčního napětí a ADC vstupem. Zde je funkčnost omezena pouze vaší představivostí a schopností programování.

Jako příklad uvedeme nejjednodušší schéma na ovladači ATMega328.

I když tady pro zmenšení desky by bylo lepší vzít 8nohý ATTiny13 v balení SOP8. Pak by to bylo naprosto úžasné. Ale ať je to váš domácí úkol.

LED je tříbarevná (od LED pásek), ale jedná se pouze o červenou a zelenou.

Hotový program (náčrt) lze stáhnout z tohoto odkazu.

Program funguje následovně: každých 10 sekund je dotazováno napájecí napětí. Na základě výsledků měření MK řídí LED pomocí PWM, což umožňuje získat různé odstíny září směsí červené a zelené barvy.

Čerstvě nabitá baterie produkuje asi 4,1 V - rozsvítí se zelená kontrolka. Během nabíjení je na baterii přítomno napětí 4,2 V a zelená LED bude blikat. Jakmile napětí klesne pod 3,5V, červená LED začne blikat. To bude signál, že baterie je téměř vybitá a je čas ji nabít. Ve zbytku rozsahu napětí změní indikátor barvu ze zelené na červenou (v závislosti na napětí).

Možnost č. 13

Pro začátek navrhuji možnost přepracovat standardní ochrannou desku (také se jim říká) a přeměnit ji na indikátor vybité baterie.

Tyto desky (moduly PCB) jsou extrahovány ze starých baterií mobilní telefony téměř v průmyslovém měřítku. Prostě na ulici seberete vyhozenou baterii mobilu, vykucháte ji a deska je ve vašich rukou. Vše ostatní zlikvidujte podle plánu.

Pozor!!! Existují desky, které obsahují ochranu proti nadměrnému vybití při nepřijatelně nízkém napětí (2,5 V a méně). Proto ze všech desek, které máte, musíte vybrat pouze ty kopie, které fungují při správném napětí (3,0-3,2V).

Deska PCB nejčastěji vypadá takto:

Microassembly 8205 jsou dva miliohmové polní přístroje sestavené v jednom pouzdře.

Provedením některých změn v obvodu (zobrazeno červeně) získáme vynikající indikátor vybití li-ion baterie, který při vypnutí nespotřebovává prakticky žádný proud.

Protože tranzistor VT1.2 je zodpovědný za vypnutí nabíječka z bateriové banky při dobíjení, pak je v našem obvodu nadbytečný. Proto jsme tento tranzistor zcela vyřadili z provozu přerušením obvodu drain.

Rezistor R3 omezuje proud procházející LED. Její odpor je třeba volit tak, aby svit LED byl již patrný, ale odebíraný proud ještě nebyl příliš vysoký.

Mimochodem, můžete uložit všechny funkce ochranného modulu a provést indikaci pomocí samostatného tranzistoru, který ovládá LED. To znamená, že indikátor se rozsvítí současně s vypnutím baterie v okamžiku vybití.

Místo 2N3906 postačí jakýkoli nízkoenergetický po ruce. pnp tranzistor. Přímé pájení LED nebude fungovat, protože... Výstupní proud mikroobvodu, který ovládá spínače, je příliš malý a vyžaduje zesílení.

Vezměte prosím v úvahu skutečnost, že obvody indikátoru vybití samy spotřebovávají energii baterie! Abyste zabránili nepřijatelnému vybití, připojte obvody indikátoru za vypínač napájení nebo použijte ochranné obvody, .

Jak asi není těžké uhodnout, obvody lze použít i naopak – jako indikátor nabití.

Udržování stavu baterie vašeho vozidla je důležitou součástí zajištění hladkého fungování veškeré vaší elektroniky. Baterie zajišťuje nejen startování motoru, ale plní i řadu dalších funkcí: stabilizuje napětí v síti vozu, udržuje chod elektrických zařízení při vypnutém motoru, zajišťuje bezpečnost nastavení palubního počítače počítač, multimediální systém, hodiny, klimatizační systém a další high-tech zařízení.

K dokončení všech úkolů je samozřejmě nutné udržovat baterii nabitou a včas ji dobíjet, dokud se nevybije. K neustálému sledování parametru pomáhají různé indikátory.

Vestavěný indikátor

Moderní baterie, které využívají tekutý elektrolyt, jsou obvykle vybaveny vestavěným plovoucím indikátorem nabití baterie. Dokáže poměrně přesně indikovat hladinu elektrolytu a stav nabití baterie.

Při nabíjení zdroje energie se zvyšuje hustota elektrolytu v něm, plovák (obvykle zelený) stoupá nad hladinu kapaliny a je viditelný okénkem (nabití je více než 65%). Pokud se ponoří do kapaliny, pak je úroveň nabití nedostatečná a hustota plováku je menší než hustota kapalné směsi. Třetí možností je snížit množství elektrolytu v baterii. V tomto případě indikátor (plovák) není v okénku vůbec vidět, jako kapalina, ale je vidět černá trubice. Takže podle barvy indikátoru (zelená, černá nebo žlutá/bezbarvá) poměrně spolehlivě určíte stupeň nabití a množství tekutého elektrolytu.

Tento vestavěný indikátor baterie nemá vysoká přesnost, je však pohodlný a pomáhá určit důležité body výkon zdroje energie. V případě potřeby je lze objasnit pomocí speciálních zařízení. Mimochodem, než se podíváte na vestavěný indikátor, doporučuje se na něj lehce poklepat. Při pohybu auta se tedy v trubici s plovákem mohou tvořit bubliny, které plovák podepře na hladině a poklepáním balónky zvedněte se a nerušte vidění skutečného ukazatele.

Indikátor kabiny

Moderní automobily obsahují obrovské množství elektrických spotřebičů, které jsou připojeny k síti vozu. Baterie zajišťuje nejen jejich provoz při vypnutém motoru, ale podporuje i veškerá nastavení a nastavení zařízení. Je zřejmé, že takové zatížení baterie postupně „požírá“ její úroveň nabití. Paradoxní je, že řada modelů aut není vybavena základním ukazatelem stavu nabití baterie v kabině. Proto je potřeba jej kontrolovat ručně, což není zvláště v zimě příliš pohodlné.

Problém nějakým způsobem pomůže vyřešit jednoduchý indikátor, který si můžete jednoduše sestavit vlastníma rukama. Další nespornou výhodou tohoto provedení je jeho nízká cena. Ve srovnání s levnými čínskými kopiemi bude kvalita montáže záviset pouze na zručnosti a přesnosti řemeslníka. Obecně platí, že pokud máte minimální základní dovednosti, není obtížné sestavit vynikající indikátor pro kontrolu nabití baterie vlastníma rukama.

Schéma zařízení je poměrně jednoduché.

Úroveň nabití baterie bude indikována barevnými LED diodami. Můžete si vybrat libovolné barevné kombinace. V uvedeném diagramu odpovídají diody následujícímu náboji:

• zelená – 13 V a více;
• modrá – 11–13 V;
• červená – 6–11 V.

K sestavení indikátoru budete potřebovat následující prvky:

• Rezistory (2 ks 1KOhm, 3 – 220 Ohm, 1 – 2Kohm);
• Tranzistory (ВС547 a ВС557);
• Tři RGB LED různých barev;
• Dvě zenerovy diody (při 9,1 a 10 V).

Po vyzkoušení všech prvků na desce musíte vyříznout odpovídající fragment. Je lepší vyvést LED na vodiče, než je připájet přímo na desku, aby se pak daly pohodlně nainstalovat pod palubní desku. Je zřejmé, že je lepší okamžitě zajistit místo v autě a z tohoto místa určit délku vodičů než po dokončení montáže.

Prezentovaný diagram vám umožňuje sestavit LED indikátor baterie vlastníma rukama, eliminuje potřebu ruční kontroly a sledování stavu zdroje energie. Spolehlivé a přesné údaje se zobrazí přímo na zvoleném místě na panelu a informují majitele vozu o nutnosti dobití baterie.

Obvod pro sestavení indikátoru nabití baterie s vlastními rukama byl testován pomocí napájecího zdroje s možností nastavení napětí. Za jedinou pozorovanou poruchu lze považovat pomalé přepínání z modrých a červených diod. Spíše je to způsobeno tím, že tester nereagoval na rychlé změny napětí. Hladký pokles napětí na svorkách baterie současně zajistí poměrně stabilní provoz zařízení sestaveného vlastníma rukama a umožní vám dobíjet baterii až do dokončení nabíjení.

Při vybité baterii je startování auta značně problematické. Abyste se vyhnuli takovému nepříjemnému „překvapení“, stačí čas od času jednoduše použít voltmetr. Ne všichni motoristé a ne vždy to však dělají, protože je mnohem pohodlnější mít nějaké zařízení, které ukazuje, jak dlouho vydrží nabití baterie.

Jaké jsou ukazatele?

Dobíjecí baterie (nebo baterie) se skládá ze šesti vzájemně propojených prvků, napětí v každém by mělo být normálně asi 2,15 voltu, tj. celkové napětí baterie se blíží 13,5 voltu. Pokud nabití klesne pod kritické hodnoty (přibližně 9,5 V), může to vést k hlubokému vybití baterie a v důsledku toho k jejímu úplnému selhání.

Moderní technologie „potkají“ motoristy na půl cesty a maximálně jim usnadňují život. Mnoho aut už má například palubní počítače, které hlídají i úroveň nabití baterie.

I když však tato možnost není dostupná pro každého, je nutné použít jiné typy ukazatelů tohoto důležitého ukazatele. Na palubní desce tedy najdete samostatné krystalové displeje, jsou zde indikátory vlhkoměru a také si (pokud máte patřičné schopnosti) můžete sami vyrobit indikátor nabití baterie. Mnoho poplašných zařízení tohoto typu musí být připojeno k palubní síti vozidla, aby mohla sledovat úroveň nabití baterie.

Vestavěný indikátor nabití

Nejběžnějším typem ukazatele na bezúdržbových bateriích je hustoměr. Skládá se z oka, světlovodu, nohy a plováku (proto se mu říká plovák). Noha se světlovodem je umístěna uvnitř baterie, na noze je připevněn plovák, pomocí kterého se zjišťuje hladina elektrolytu v baterii. Na pouzdru baterie je kukátko, které ukazuje tři hlavní stavy baterie:

• zelená plováková koule svítí pozorovacím okem, což znamená, že baterie je více než z poloviny nabitá;
• oko zůstává černé (to je vidět přes indikační trubici), je to signál, že plovák je zcela ponořen do elektrolytické kapaliny, proto je jeho hustota snížena a baterii je třeba nabít;

Další informace. Některé modely hustoměrů mají červený plovák, který je viditelný v „okně“, když klesá náboj a hustota elektrolytu.

• pokud je „okem“ viditelný pouze povrch kapaliny uvnitř baterie, znamená to, že má „žízeň“ - hladina elektrolytu je kritická, je naléhavě nutné přidat destilovanou vodu (a to je poměrně obtížné, protože takové baterie jsou bezúdržbové).

Věnovat pozornost! Ačkoli vestavěný indikátor nabití baterie tohoto typu umožňuje okamžitě určit existující problém (nebo jeho nedostatek), soudě podle některých uživatelských recenzí jsou hodnoty takových zařízení často falešné a samy se rychle rozpadají.

Zpravidla je to z následujících důvodů:

• data pocházejí pouze z jednoho článku baterie ze šesti a hladina kapaliny v nich se může výrazně lišit;
• části indikátoru vyrobené z plastu nemohou odolat teplotní režim provoz na baterie, takže data jsou přijímána nesprávně;
• plovákové indikátory nijak neurčují teplotu elektrolytické kapaliny, ale hustota na ní také závisí, takže elektrolyt při nízké teplotě bude vykazovat normální úroveň hustoty, přičemž bude také nízká.

Tovární indikátory ve formě panelů

Ve specializovaných prodejnách najdete mnoho různých zařízení pro sledování baterie, každý majitel vozu si může vybrat design a funkce podle sebe. Indikátory se liší také způsobem připojení: k zapalovači cigaret nebo k palubní síti automobilu. Hlavní úkol všech zařízení je však stejný – zjistit, jak je baterie nabitá, a signalizovat o tom.

Existují indikátory, které si musíte sestavit sami, jako konstruktér. Například DC-12 V. Umožňuje řídit nabíjení baterie a také činnost ovládacího relé.

Tak malé ovládací zařízení pracuje v rozsahu od 2,5 do 18 voltů, spotřebovává velmi málo elektřiny - až 20 miliampérů, rozměry okénka indikátoru jsou 4,3 x 2 cm.

Pokud instalujete do auta druhou baterii, můžete použít indikátor od TMS - jedná se o malý panel z průmyslového hliníku s LED diodami se zabudovaným voltmetrem a přepínačem mezi sousedními bateriemi.

Mezi drahé modely (a nepřiměřeně drahé za cenu nové baterie) můžeme vyzdvihnout regulátory napětí americké společnosti „Faria Euro Black Style“. Barva těla je obvykle černá, průměr okénka displeje je 5,3 cm a obrazovka je podsvícena bíle. Pro napájení je potřeba 12 voltů.

Jak si sami sestavit indikátor nabití

Pokud je majitel vozu pohodlný s páječkou, může sestavit analyzátor vlastníma rukama, najdete mnoho montážních schémat. Pomocí jednoho, nejjednoduššího, můžete sestavit indikátor nabíjení připomínající výše popsaný DC-12 V Funguje na stejných principech: je připojen k palubní síti a určuje napětí baterie v rozmezí 6-14 voltů.

K sestavení zařízení budete potřebovat tranzistory, rezistory, zenerovy diody, PCB a po jedné červené, modré a zelené LED. Po sestavení podle schématu se deska vloží na palubní desku a konce LED se umístí na místo vhodné pro prohlížení. V tomto případě bude indikována plně nabitá baterie zelený, modrá - když je nabití normální (od 11 do 13 voltů) a pokud je baterie blízko vybití, rozsvítí se červená LED.

Je nepříjemné, když auto nejde nastartovat jen proto, že se baterie vybije v tu nejméně vhodnou chvíli. Indikátor napětí, zakoupený v obchodě nebo připájený sami, pomůže vyhnout se nepříjemným „překvapením“ a předem upozorní, že baterie vyžaduje dobití.

Video

Úspěšné nastartování motoru automobilu do značné míry závisí na stavu nabití baterie. Pravidelná kontrola napětí na svorkách multimetrem je nepohodlná. Mnohem praktičtější je použít digitální nebo analogový ukazatel umístěný vedle palubní desky. Nejjednodušší ukazatel Sami si můžete vyrobit nabíječku baterií, ve které pět LED diod pomáhá hlídat postupné vybíjení nebo nabíjení baterie.

Schématický diagram

Zvažováno schéma zapojení Indikátor úrovně nabití je jednoduché zařízení, které zobrazuje úroveň nabití 12voltové baterie. Jeho klíčovým prvkem je mikroobvod LM339, v jehož pouzdře jsou osazeny 4 operační zesilovače (komparátory) stejného typu. Celkový pohled LM339 a přiřazení pinů je znázorněno na obrázku. Přímé a inverzní vstupy komparátorů jsou připojeny přes odporové děliče. Jako zátěž se používají indikační LED 5 mm.

Dioda VD1 slouží k ochraně mikroobvodu před náhodnými změnami polarity. Zenerova dioda VD2 nastavuje referenční napětí, které je standardem pro budoucí měření. Rezistory R1-R4 omezují proud přes LED.

Princip fungování

Obvod LED indikátoru nabití baterie funguje následovně. Napětí 6,2 V stabilizované pomocí rezistoru R7 a zenerovy diody VD2 je přiváděno do odporového děliče sestaveného z R8-R12. Jak je vidět z diagramu, mezi každou dvojicí těchto rezistorů se tvoří referenční napětí různé úrovně, které jsou přiváděny na přímé vstupy komparátorů. Inverzní vstupy jsou zase propojeny a připojeny ke svorkám baterie přes odpory R5 a R6.

Během procesu nabíjení (vybíjení) baterie se postupně mění napětí na inverzních vstupech, což vede ke střídavému spínání komparátorů. Uvažujme činnost operačního zesilovače OP1, který je zodpovědný za indikaci maximální úrovně nabití baterie. Nastavíme podmínku: pokud má nabitá baterie napětí 13,5 V, tak začne svítit poslední LED. Prahové napětí na jeho přímém vstupu, při kterém se tato LED rozsvítí, se vypočítá podle vzorce:
U OP1+ = U ST VD2 – U R8,
U ST VD2 =U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)
I= U ST VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 mA,
U R8 = I*R8=0,34 mA*5,1 kOhm=1,7 V
U OP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 V

To znamená, že když inverzní vstup dosáhne potenciálu většího než 4,5 voltu, komparátor OP1 sepne a na jeho výstupu se objeví nízká úroveň napětí a LED se rozsvítí. Pomocí těchto vzorců můžete vypočítat potenciál na přímých vstupech každého operačního zesilovače. Potenciál na inverzních vstupech se zjistí z rovnosti: U OP1- = I*R5 = U BAT – I*R6.

Deska plošných spojů a montážní díly

Deska plošných spojů je vyrobena z jednostranné foliové DPS o rozměrech 40 x 37 mm, kterou lze stáhnout. Je určen pro montáž DIP prvků následujícího typu:

• Rezistory MLT-0,125 W s přesností alespoň 5 % (řada E24)
  R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11 – 1 kOhm,
  R5, R8 – 5,1 kOhm,
  R6, R12 – 10 kOhm;
• jakákoli nízkoenergetická dioda VD1 se zpětným napětím alespoň 30 V, například 1N4148;
• Zenerova dioda VD2 je nízkopříkonová se stabilizačním napětím 6,2 V. Například KS162A, BZX55C6V2;
• LED LED1-LED5 – typ indikátoru