Индикатор разряда батареи

Содержание

Индикатор разряда аккумулятора

Индикатор разряда батареи

В этой статье будет рассмотрена схема и пошаговая инструкция по изготовлению индикатора разряда аккумулятора. Схема индикатора разряда аккумулятора достаточно проста и повторить её не составит труда.

Если всё собрано согласно схеме, то устройство должно заработать сразу без каких либо настроек.

Индикатор разряда будет полезен для различных приборов, что бы можно было следить за состоянием аккумулятора, тем более что схема универсальная!

 
Ни одно переносное электронное устройство, будь то портативная колонка для телефона, сам телефон, плеер и т.д. не обходится без аккумулятора.

Огромной популярностью сейчас пользуются литий-ионные аккумуляторы номинальным напряжением 3,7 вольт, они компактны, относительно недороги и могут иметь большую ёмкость.

Их недостатком является то, что они бояться глубокого разряда (ниже 3 вольт), поэтому при их использовании необходимо периодически следить за напряжением на аккумуляторе, иначе он может попросту сломаться от переразряда.

При создании самодельных портативных устройств бывает не лишним устанавливать внутрь модуль, показывающий, на каком уровне находится напряжение в данный момент. Схема именно такого модуля представлена ниже.

Главное её преимущество в универсальности – границы срабатывания индикации настраиваются в широких пределах, поэтому схему можно использовать как для индикации напряжения на низковольтных литий-ионных аккумуляторах, так и на автомобильных.

Схема индикатор разряда аккумулятора

Схема содержит 5 светодиодов, каждый из которых загорается при определённом напряжении на аккумуляторе.

Порог срабатывания светодиодов 1-4 задаётся подстроечными резисторами, а 5 светодиод загорается при самом минимальном напряжении на аккумуляторе.

Таким образом, если горят все 5 светодиодов, значит аккумулятор полностью заряжен, а если горит только первый – значит аккумулятор уже давно пора поставить на зарядку.

В схеме используются 4 компаратора для сравнения напряжения аккумулятора с опорным, все они содержатся в одном корпусе микросхемы LM239. Для создания опорного напряжения, равного 1,25 вольт используется микросхема LM317LZ. Делитель из резисторов R1 и R2 понижает напряжение аккумулятора до уровня ниже 1,25 вольт для того, чтобы компараторы могли сравнить его с опорным.

Таким образом, если схема будет использовать с автомобильным аккумулятором на 12 вольт, сопротивление резистора R6 нужно поднять до 120-130 кОм. Светодиоды для наглядности восприятия показаний желательно применить разных цветов, например, синий, зелёный, жёлтый, белый и красный.

Сборка Индикатор разряда аккумулятора

Скачать печатную плату

Печатная плата устройства имеет размеры 35 х 55 мм. Изготовить её можно методом ЛУТ, что я и сделал. Несколько фотографий процесса:

Отверстия сверлятся сверлом 0,8 мм, дорожки после сверления желательно залудить. После изготовления платы можно приступать к установке на неё деталей – в первую очередь устанавливаются перемычки и резисторы, затем всё остальное. Светодиоды можно вывести с платы на проводах, а можно и запаять в один ряд на плату.

Для подключения проводов к аккумулятору лучше всего использовать сдвоенный винтовой клеммник, а микросхему желательно установить в панельку – тогда её можно будет заменить в любой момент.

Важно не перепутать цоколёвку микросхемы LM317LZ, первый её вывод должен соединяться с минусом схемы, а третий с плюсом.

После завершения сборки нужно обязательно смыть остатки флюса с платы, проверить правильность монтажа, прозвонить соседние дорожки на замыкание.

Испытания и настройка индикатора

Теперь можно брать любой аккумулятор, подсоединять его к плате и проверять работоспособность схемы. Первым делом после подключения аккумулятора проверяем напряжение на 2 выводе LM317LZ, там должно быть 1,25 вольт. Затем проверяем напряжение в точке соединения резисторов R1 и R2, там должно быть около 1 вольта.

Теперь можно взять вольтметр и регулируемый источник напряжения и вращением подстроечных резисторов выставить нужные пороги срабатывания для каждого из светодиодов.

Для литий-ионного аккумулятора оптимально будет выставить следующие пороги срабатывания: LED1 – 4.1 B, LED2 – 3,9 B, LED3 – 3,7 B, LED4 – 3,5 вольт.

При подключении к схеме тестируемого аккумулятора обязательно нужно соблюдать полярность, иначе схема может выйти из строя.

На видео наглядно продемонстрирована работа индикатора. При подключении первого аккумулятора загорелись 4 светодиода, значит напряжение на нём лежит в пределах 3,7 – 3,9 вольт, второй и третий аккумуляторы зажгли только три светодиода, значит напряжением на них находится в пределах 3,5 – 3,7 вольт.

Источник: http://kavmaster.ru/indikator-razryada-akkumulyatora/

Недорогой эффективный индикатор разряда батареи

Индикатор разряда батареи

»Схемы» Аналоговая схемотехника · Питание

29-03-2017

Maxim » MAX9030

Журнал РАДИОЛОЦМАН, ноябрь 2016

Maxim Integrated

Application Note 1872

В этой статье представлена схема, в которой для визуальной светодиодной индикации разряда батареи использован маломощный КМОП компаратор. Светодиод управляется выходом LBO DC/DC преобразователя на низкой частоте и с низким коэффициентом заполнения.

Схема практически не забирает от батареи дополнительного тока, что могло бы привести к необратимому повреждению батареи и, безусловно, внесло бы вклад в загрязнение окружающей среды. Кроме того, эта схема помогает сохранять энергию батареи путем отключения компаратора между циклами измерений.

Для определения коэффициента заполнения и пороговых уровней компаратора приведены расчетные формулы и выполнен анализ схемы.

Обычным способом индикации разряда батареи, используемым в большей части оборудования с батарейным питанием, является включение светодиода. Однако, потребляя ток, светодиод усугубляет глубину разряда. Рассеиваемую светодиодом мощность вы можете значительно уменьшить, если он будет работать в импульсном режиме на низкой частоте и с низким коэффициентом заполнения.

Удобный способ управления светодиодом, показанный на Рисунке 1, предоставляет существующий у многих DC/DC преобразователей выход LBO (low-battery output – выход индикации разрядки батареи).

MAX9030 – это миниатюрный недорогой компаратор с возможностью выключения, выпускаемый в 6-выводном корпусе SC70.

До тех пор, пока напряжение батареи находится в пределах нормальных рабочих уровней, устройство остается отключенным, и включается по сигналу LBO, когда напряжение батареи падает ниже предустановленного порога.

Рисунок 1.Благодаря работе на низкой частоте и с низким коэффициентом заполнения, этот индикатор разряда экономит энергию батареии продлевает срок ее службы.

Обратите внимание, что в представленной схеме сигнал LBO имеет высокий активный уровень. Если же активный уровень низкий, потребуется подключить дополнительную цепь, обведенную на схеме прямоугольником. Затем MAX9030 включается, и светодиод начинает мигать с частотой и периодичностью, определяемыми приведенными ниже расчетами.

Прежде всего, коэффициент заполнения должен быть низким:

Время tON включенного состояния получаем из формулы, описывающей заряд конденсатора:

Время tOFF пребывания в выключенном состоянии выводится из формулы для разряда конденсатора:

Уровни верхнего (VTRIPHI) и нижнего (VTRIPLO) порогов компаратора найдем, используя закон Кирхгофа для токов.

Типичное выходное напряжение VOUT компаратора равно VDD. Предположив, что коэффициент заполнения равен 2.5%, а сигнал включает компаратор, когда напряжение батареи равно 3 В, получим, что нижний и верхний уровни порогов равны 1 В и 2 В, соответственно. Стандартные номиналы компонентов, отвечающие этим условиям, будут следующими:

C1 = 0.1 мкФ,

R1 = R2 = R3 = 1 МОм,

R4 = 3.6 МОм,

R5 = 91 кОм.

Схема на Рисунке 1 пригодна для работы с сигналами LBO любой полярности (активный высокий или активный низкий). Типовой ток, потребляемый компаратором MAX9030, равен 35 мкА в активном режиме, и 0.05 мкА при отключении. Малые размеры схемы, низкое потребление мощности и невысокая цена идеально соответствуют требованиям, предъявляемым к системам с батарейным питанием.

Частая индикация разрядки или чрезмерный разряд нередко становятся причиной повреждения аккумуляторов. Это особенно опасно для металло-гидридных (NiMh) и литий-ионных (Li+) аккумуляторов. Напряжение на ненагруженной, полностью заряженной металло-гидридной ячейке равно 1.4 В.

Она обеспечивает устройство средним напряжением питания 1.2 В и может разряжаться примерно до 0.9 В. Любой дальнейший разряд потенциально может привести к необратимому повреждению ячейки. Аналогично, литий-ионная ячейка при напряжении холостого хода 4.

2 В способна питать схему номинальным средним напряжением 3.6 В. Она может разрядиться до напряжения порядка 2.5 В, однако, чтобы не нанести им вреда, литий-ионные элементы никогда нельзя разряжать ниже уровня 3 В.

Большинство вышедших из строя аккумуляторов превращается в опасные отходы и, возможно, оказывается на свалках.

Проблема защиты окружающей среды от опасных отходов является глобальной. Эта практическая схема позволит избежать чрезмерного разряда аккумуляторов, а значит, сократить количество батарей, оказывающихся на свалке, и негативно воздействующих на окружающую среду.

Источник: https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=279133

Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах

Индикатор разряда батареи

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:

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

Принципиальная схема индикатора

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

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

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

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

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

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

Схема работает по принципу компаратора. VD1 – стабилитрон на 7,6В, он служит в качестве эталонного источника напряжения. R1 – делитель напряжения.

При первоначальной настройке он выставляется в такое положение, чтобы при напряжении 14В светились все светодиоды.

Напряжение, поступающее на входы 8 и 9, сравнивается через компаратор, а результат дешифруется на 5 уровней, зажигая соответствующие светодиоды.

Контроллер зарядки АКБ

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

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

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

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (3 2,67 из 5)
Загрузка…

Источник: https://SvetodiodInfo.ru/svetodiody-v-avtomobil/indikator-okonchaniya-zaryada-akkumulyatora-na-svetodiodax.html

Какие существуют индикаторы заряда автомобильного аккумулятора

Индикатор разряда батареи

Аккумулятор играет ключевую роль при запуске двигателя автомобиля. И насколько успешным будет этот запуск, во многом зависит от степени заряженности аккумуляторной батареи. А многие из нас контролируют уровень заряда АКБ? Называется, ответьте себе сами на этот вопрос.

Поэтому высока вероятность того, что вы в один прекрасный день не заведёте автомобиль из-за дохлого аккумулятора. Собственно, сама проверка степени зарядки несложная. Нужно просто периодически измерять напряжение аккумулятора автомобиля мультиметром или вольтметром.

Но было бы гораздо удобнее иметь простой индикатор, показывающий состояние заряда аккумулятора. О таких индикаторах пойдёт речь в этом материале.

 

Какие бывают индикаторы заряда автомобильного аккумулятора?

Технологии не стоят на месте и производители автомобильной техники изо всех сил стараются сделать поездки на автомобиле и его обслуживание максимально комфортным.

Поэтому на современных автомобилях в бортовом компьютере, среди прочих функций, можно найти данные о напряжении аккумуляторной батареи. Но такие возможности есть далеко не на всех автомобилях.

На старых авто может присутствовать аналоговый вольтметр, по которому достаточно сложно понять, в каком состоянии находится АКБ. Для новичков в автомобильном деле советуем ознакомиться с материалом о норме заряда аккумулятора автомобиля.

Поэтому стали появляться всевозможные индикаторы заряда аккумуляторных батарей. Их стали делать, как на аккумуляторах в виде гидрометров, так и дополнительных информационных дисплеев на автомобиле.

Такие индикаторы заряда выпускаются и сторонними производителями. Их достаточно легко разместить где-нибудь в салоне и подключить в бортовую сеть. Кроме того, в интернете есть несложные схемы изготовления индикаторов заряда своими руками.

Давайте, разберём все эти разновидности индикаторов для АКБ подробнее.
Вернуться
 

Встроенный индикатор заряда на аккумуляторе

Встроенные индикаторы заряда можно встретить преимущественно на необслуживаемых автомобильных аккумуляторах. Это поплавковый индикатор, который ещё называют гидрометром. Давайте, посмотрим, из чего он состоит и как работает. На фотографии ниже можно посмотреть, как этот индикатор выглядит на корпусе аккумулятора.

Встроенный индикатор автомобильного аккумулятора

А вот так он выглядит, если достать его из аккумулятора.

Индикатор снятый с аккумулятора

Схематично устройство встроенного индикатора АКБ можно представить следующим образом.

Схематическое устройство индикатора заряда АКБ

Принцип действия у большинства гидрометров следующий. Индикатор может показывать три различных положения в следующих ситуациях:

  • По мере зарядки аккумулятора увеличивается плотность электролита. При этом поплавок в форме шарика зелёного цвета поднимается по трубке вверх и становится виден через световод в глазок индикатора. Обычно зелёный шарик всплывает при степени заряженности батареи от 65 процентов и выше;
  • Если шарик тонет в электролите, то значит плотность ниже нормы и заряд батареи недостаточен. В этот момент в «глазок» индикатора будет видна трубка индикатора чёрного цвета. Это будет говорить о необходимости зарядки. В некоторых моделях добавляют шарик красного цвета, который поднимается по трубке при пониженной плотности. Тогда в «глазке» индикатора будет красный цвет;
  • И ещё один вариант – это понижение уровня электролита. Тогда через «глазок» индикатора будет видно поверхность электролита. Это будет говорить о необходимости доливки дистиллированной воды. Правда, в случае необслуживаемого аккумулятора сделать это будет проблематично.

АКБ заряжена

Аккумулятор требует зарядки

Требуется долив воды

Такой встроенный индикатор позволяет провести предварительную оценку степени заряженности АКБ. В полной мере на показания гидрометра полагаться не следует. Если почитать многочисленные отзывы о работе этих устройств, то становится ясно, что они часто показывают неточные данные и быстро выходят из строя. И на это есть несколько причин:

  • Индикатор установлен только в одной из шести банок аккумуляторной батареи. Это значит, что данные по плотности и степени заряженности у вас будут только по одной банке. Поскольку сообщения между ними нет, о ситуации в других банках остаётся только догадываться. К примеру, в этом элементе уровень электролита может быть нормальный, а в некоторых других уже недостаточный. Ведь испарение воды из электролита по банкам отличается (в крайних этот процесс идёт более интенсивно);
  • Индикатор выполняется из стекла и пластика. Пластиковые детали могут покоробиться от нагрева или охлаждения. В результате вы будете видеть искажённые данные;
  • Плотность электролита зависит его температуры. Гидрометр никак не учитывает это в своих показаниях. Например, на холодном электролите он может показать нормальную плотность, хотя она пониженная.

Следует отметить, что для проверки заряда аккумулятора по встроенному индикатору в АКБ, нужно открыть капот, протереть «глазок» и посмотреть. Большинство автолюбителей заглядывают под капот от случая к случаю.

Поэтому хотелось бы иметь некий прибор, показывающий степень заряда АКБ прямо в салоне. И такие устройства были разработаны производителями автомобилей и сторонними компаниями.

Дополнительно рекомендуем прочитать статью про самостоятельное обслуживание аккумулятора.
Вернуться
 

Фабричные индикаторы заряда АКБ

Сегодня в продаже можно найти достаточно интересные устройства для контроля уровня зарядки аккумулятора по его напряжению. Давайте рассмотрим некоторые из них.

Индикатор уровня заряда аккумуляторной батареи DC-12 В

Это устройство продаётся в виде конструктора. Оно подойдёт для тех, кто дружит с электротехникой и паяльником.

Схема индикатора зарядки

Индикатор DC-12 В позволяет проверять заряд автомобильного аккумулятора и функционирование реле-регулятора. Индикатор продаётся в виде комплекта запчастей и собирается самостоятельно. Стоимость устройства DC-12 В составляет 300─400 рублей.

Основные характеристики индикатора DC-12 В:

  • Диапазон напряжений: 2,5─18 вольт;
  • Максимальный потребляемый ток: до 20 мА;
  • Габариты печатной платы: 43 на 20 миллиметров.

Вернуться
 

Панель с индикатором от TMC

Этот индикатор может заинтересовать тех, кто установил себе второй аккумулятор в машину.

Индикатор от TMC

Устройство представляет собой алюминиевую панель с вольтметром и тумблером для переключения между АКБ. Произведено в Китае и стоит около 1500 рублей.

Вернуться

 

Индикаторы Faria Euro Black Style и Signature Gold Style

В магазинах можно найти индикаторы уровня заряда аккумулятора 12В от фирмы Faria (США).

Euro Black Style

Signature Gold Style

Правда, цена на эти устройства совершенно неадекватная 4─5 тысяч рублей. За эти деньги проще купить новый аккумулятор. При желании можно найти большое количество всевозможных индикаторов заряда под свои нужды на сайте «АлиЭкспресс». Цена там вполне нормальные.

Вернуться

 

Индикатор заряда аккумуляторной батареи своими руками

В завершение рассмотрим, как сделать индикатор заряда аккумулятора своими руками. В сети есть огромное количество всевозможных схем для создания подобных индикаторов. Была выбрана одна, наиболее распространённая схема, по сборке которой было достаточно много положительных отзывов.

Устройство предназначено для контроля работы автомобильной АКБ с напряжением в бортовой сети от 6 до 14 вольт. В принципе, оно похожа на вышеупомянутый набор DC-12 В, который продаётся в магазинах. Это и не удивительно, поскольку принцип действия тот же.

Для сборки индикатора потребуются:

  • Транзисторы: по одному ВС547 и ВС557;
  • Резисторы: два 1 кОм, три 220 Ом и один 2,2 кОм;
  • Стабилитроны: по одному 9,1 и 10 вольт;
  • Печатная плата;
  • Набор светодиодов (красный, синий, зелёный).

Комплектующие собираются по следующей схеме, представленной на изображении ниже.

Схема для сборки индикатора своими руками

Старайтесь скомпоновать комплектующие на печатной плате так, чтобы они занимали как можно меньше места. Перед пайкой светодиодов проверьте их тестером на соответствие цвета и контактов. Лучше паяйте светодиоды не напрямую к плате, а выносите их на проводах, чтобы потом было удобнее устанавливать индикатор на автомобильной панели приборов.

Этот самодельный индикатор демонстрирует определённый уровень зарядки АКБ, не выводя конкретного значения напряжения. Корректная работа:

  • Красный светодиод загорается при напряжении 6─11 вольт (это критический разряд);
  • Синий горит при 11─13 вольт (в штатном режиме работы);
  • Зелёный включается при напряжении больше 13 вольт (полностью заряженная АКБ).

Собранная плата устанавливается где-нибудь на обратной стороне приборной панели, подключается в бортовую сеть, а светодиоды на проводах выводятся на лицевую сторону. Если все сделать аккуратно, то внешний вид не пострадает и появится возможность контролировать заряд аккумулятора автомобиля. Советуем также прочитать о том, что такое ампер-час.

Вот такие есть варианты индикаторов для контроля заряда автомобильной аккумуляторной батареи. Теперь у вас не будет вопросов о том, как часто подзаряжать автомобильный аккумулятор. Вы будете точно знать о необходимости зарядки из показаний индикатора.

Вернуться

Источник: http://akbinfo.ru/ustrojstvo/indikator-zarjada-avtomobilnogo-akkumuljatora.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.