¿Cuáles son los indicadores de carga de la batería del coche?

La batería juega un papel clave en el arranque del motor de un automóvil. Y el éxito de este lanzamiento depende en gran medida del estado de carga de la batería. ¿Cuántos de nosotros controlamos el nivel de carga de la batería? Se llama, responde esta pregunta tú mismo. Por tanto, existe una alta probabilidad de que algún día no arranques tu coche por falta de batería. En realidad, comprobar el estado de carga en sí no es difícil. Solo necesitas medir periódicamente con un multímetro o voltímetro. Pero sería mucho más conveniente tener un indicador sencillo que muestre el estado de carga de la batería. Dichos indicadores se discutirán en este material.

La tecnología no se detiene y los fabricantes de automóviles hacen todo lo posible para que el viaje y el mantenimiento del vehículo sean lo más cómodos posible. Por lo tanto, en los coches modernos, en el ordenador de a bordo, entre otras funciones, se pueden encontrar datos sobre el voltaje de la batería. Pero no todos los coches tienen esas capacidades. Los coches más antiguos pueden tener un voltímetro analógico, lo que dificulta bastante entender el estado de la batería. Para los principiantes en el negocio de la automoción, le recomendamos que lea el material sobre.

Por ello, empezaron a aparecer todo tipo de indicadores de carga de la batería. Comenzaron a fabricarse tanto con baterías en forma de hidrómetros como con pantallas de información adicional en el automóvil.

Estos indicadores de carga también los fabrican otros fabricantes. Son bastante fáciles de colocar en algún lugar de la cabina y conectarse a la red de a bordo. Además, en Internet existen esquemas simples para hacer indicadores de carga con sus propias manos.

Indicador de carga de batería incorporado

Los indicadores de carga incorporados se pueden encontrar principalmente en. Este es un indicador de flotador, también llamado hidrómetro. Veamos en qué consiste y cómo funciona. En la foto de abajo puedes ver cómo se ve este indicador en la caja de la batería.

Y así es como se ve cuando lo sacas de la batería.

La estructura del indicador de batería incorporado se puede representar esquemáticamente de la siguiente manera.

El principio de funcionamiento de la mayoría de los hidrómetros es el siguiente. El indicador puede mostrar tres posiciones diferentes en las siguientes situaciones:

• A medida que la batería se carga, aumenta la densidad del electrolito. En este caso, un flotador con forma de bola verde sube por el tubo y se hace visible a través de la guía de luz hasta el ojo indicador. Normalmente, la bola verde flota cuando el nivel de carga de la batería es del 65 por ciento o más;
• Si la bola se hunde en el electrolito, significa que la densidad está por debajo de lo normal y la carga de la batería es insuficiente. En este momento, un tubo indicador negro será visible a través del “ojo” del indicador. Esto indicará la necesidad de cargar. Algunos modelos añaden una bola roja que sube por el tubo con una densidad reducida. Entonces el “ojo” del indicador estará rojo;
• Y otra opción es bajar el nivel de electrolitos. Entonces la superficie del electrolito será visible a través del "ojo" del indicador. Esto indicará la necesidad de agregar agua destilada. Sin embargo, en el caso de una batería que no requiere mantenimiento, esto resultará problemático.

Este indicador incorporado le permite realizar una evaluación preliminar del nivel de carga de la batería. No debes confiar completamente en las lecturas del hidrómetro. Si lee numerosas reseñas sobre el funcionamiento de estos dispositivos, queda claro que a menudo muestran datos inexactos y fallan rápidamente. Y hay varias razones para esto:

• El indicador está instalado sólo en una de las seis celdas de la batería. Esto significa que tendrá datos sobre la densidad y el grado de carga de un solo frasco. Como no hay comunicación entre ellos, sólo se puede adivinar la situación en otros bancos. Por ejemplo, en esta celda el nivel de electrolitos puede ser normal, pero en otras puede ser insuficiente. Después de todo, la evaporación del agua del electrolito difiere entre los bancos (en los bancos extremos este proceso es más intenso);
• El indicador está fabricado de vidrio y plástico. Las piezas de plástico pueden deformarse al calentarse o enfriarse. Como resultado, verá datos distorsionados;
• La densidad del electrolito depende de su temperatura. El hidrómetro no tiene esto en cuenta en sus lecturas. Por ejemplo, en un electrolito frío puede mostrar una densidad normal, aunque reducida.

Indicadores de carga de batería de fábrica.

Hoy a la venta se pueden encontrar dispositivos bastante interesantes para controlar el nivel de carga de la batería según su voltaje. Veamos algunos de ellos.

Indicador de nivel de carga de batería DC-12 V

Este dispositivo se vende como kit de construcción. Es adecuado para quienes están familiarizados con la ingeniería eléctrica y el soldador.

El indicador DC-12 V le permite comprobar la carga de la batería del automóvil y el funcionamiento del relé regulador. El indicador se vende como un conjunto de piezas de repuesto y se puede montar de forma independiente. El costo de un dispositivo DC-12 V es de 300 a 400 rublos.

Características principales del indicador DC-12 V:

• Rango de voltaje: 2,5─18 voltios;
• Consumo máximo de corriente: hasta 20 mA;
• Dimensiones de la placa de circuito impreso: 43 por 20 milímetros.

La calidad de la carga de la batería determina el éxito del arranque del coche. No muchos conductores controlan el nivel de carga de la batería. El artículo analiza un dispositivo tan útil como un indicador de carga de batería de automóvil: cómo funciona, cómo funciona, instrucciones y un video sobre cómo hacerlo usted mismo.

[Esconder]

Características del indicador de nivel de carga de la batería.

En los vehículos modernos con ordenador de a bordo, el conductor tiene la posibilidad de obtener información sobre el nivel. Los modelos más antiguos están equipados con voltímetros analógicos, pero no reflejan la imagen real del estado de la batería. El indicador de voltaje de la batería (VIN) es una opción para tener información operativa sobre el voltaje de la batería.

Propósito y dispositivo

Al IN se le asignan dos funciones: mostrar cómo se carga la batería desde el generador e informar sobre la cantidad de carga de la batería del automóvil. La forma más sencilla es montar dicho dispositivo con sus propias manos. El circuito del dispositivo casero es sencillo. Habiendo comprado las piezas necesarias, es fácil montar el indicador con sus propias manos. De esta forma podrás ahorrar dinero, ya que el coste del dispositivo es bajo (el autor del vídeo es AKA KASYAN).

Principio de operación

El indicador de nivel de carga tiene tres luces LED de diferentes colores. Generalmente son: rojo, verde y azul. Cada color tiene su propio significado informativo. El color rojo significa carga baja, lo cual es fundamental. El color azul corresponde al modo de funcionamiento. El color verde indica que la batería está completamente cargada.

Variedades

IN se puede colocar sobre baterías en forma de hidrómetro o en forma de dispositivos separados con una pantalla de información. Por lo general, se colocan identificaciones integradas. Están equipados con un indicador de flotador (hidrómetro). Tiene un diseño sencillo.

Los números de identificación de fábrica están disponibles:

1. DC-12 V. El dispositivo es un juego de construcción. Con él, puede controlar la carga de la batería y el funcionamiento del relé regulador.
2. Para aquellos cuyo automóvil está equipado con una segunda batería, un panel con un indicador de TMC será un dispositivo útil. Se trata de un panel de aluminio al que se le coloca un voltímetro y un interruptor de una batería a otra.
3. ID Signature Gold Style y Faria Euro Black Style: determinan el nivel de carga de la batería. Pero su costo es demasiado alto, por lo que tienen poca demanda.

Guía para hacer un dispositivo en casa.

La opción más sencilla y económica es un IN de fabricación propia. Su propósito es controlar cómo funciona la batería cuando el voltaje en la red de a bordo está dentro del rango de 6-14V.

Para evitar que el dispositivo funcione constantemente, se debe conectar a través del interruptor de encendido. En este caso funcionará cuando se inserte la llave.

Se necesitarán las siguientes partes para el diagrama:

• placa de circuito impreso;
• resistencias: 2 con una resistencia de 1 kOhm, 1 con una resistencia de 2 kOhm y 3 con una resistencia de 220 Ohm;
• transistores: VS547 - 1 y VS557 - 1;
• Diodos Zener: uno para 9,1 V, uno para 10 V;
• Bombillas LED (RGB): roja, azul, verde.

Para los LED, con la ayuda de un probador, debe determinar y verificar los pines para que coincidan con el color. El dispositivo se ensambla según el diagrama.

Los componentes se prueban en el tablero y se cortan a los tamaños adecuados. Es recomendable disponer los componentes de forma que ocupen menos espacio.

Es mejor soldar los LED a cables que a una placa, para que los indicadores se puedan colocar más cómodamente en el tablero.

Según el dispositivo fabricado, es imposible determinar valores específicos de voltaje de la batería; solo es posible navegar dentro de los límites en los que se encuentra:

• el rojo se enciende si el voltaje es de 6 a 11 V;
• el azul corresponde al voltaje de 11 a 13 V;
• verde significa completamente cargado, lo que significa que el voltaje es superior a 13 V.

El indicador de voltaje de la batería se puede instalar en cualquier lugar de la cabina. Lo más conveniente es colocarlo en la parte inferior de la columna de dirección: los LED serán claramente visibles y no interferirán con el control. Además, el dispositivo se puede conectar fácilmente al interruptor de encendido. Después de la instalación, el conductor siempre podrá saber qué tan cargada está la batería de su automóvil y cargarla si es necesario.

La versión más simple se muestra en la Figura 1. Si el voltaje en el terminal B+ es de 9 V, solo se encenderá el LED verde porque el voltaje base de Q1 es 1,58 V, mientras que el voltaje del emisor es igual a la caída de voltaje en el LED D1. en un caso típico es 1,8 V y Q1 se mantiene cerrado. A medida que la carga de la batería disminuye, el voltaje a través del LED D2 permanece esencialmente igual y el voltaje de la base disminuye, y en algún momento Q1 comenzará a conducir corriente. Como resultado, parte de la corriente comenzará a ramificarse hacia el LED rojo D1, y esta proporción aumentará hasta que toda la corriente fluya hacia el LED rojo.

Foto 1.	Diagrama de circuito básico de un monitor de voltaje de batería.

Para los elementos típicos de un LED de dos colores, la diferencia en los voltajes directos es de 0,25 V. Es este valor el que determina la región de transición del verde al rojo. En el rango de voltaje se produce un cambio completo en el color del brillo, establecido por la relación de las resistencias de las resistencias divisoras R1 y R2.

La mitad de la región de transición de un color a otro está determinada por la diferencia de voltaje entre el LED y la unión base-emisor del transistor y es de aproximadamente 1,2 V. Por lo tanto, un cambio en B+ de 7,1 V a 5,8 V dará como resultado un cambio de verde a rojo.

Las diferencias de voltaje dependerán de combinaciones de LED específicas y pueden no ser suficientes para cambiar completamente los colores. Sin embargo, el circuito propuesto aún se puede utilizar conectando un diodo en serie con D2.

En la Figura 2, la resistencia R1 se reemplaza por un diodo zener, lo que da como resultado una región de unión mucho más estrecha. El divisor ya no afecta al circuito y se produce un cambio completo en el color del resplandor cuando el voltaje B+ cambia solo 0,25 V. El voltaje del punto de transición será igual a 1,2 V + V Z. (Aquí V Z es el voltaje en el diodo Zener, en nuestro caso es aproximadamente 7,2 V).

La desventaja de un circuito de este tipo es que está ligado a una escala de voltaje limitada de los diodos Zener. Para complicar aún más la situación, los diodos Zener de bajo voltaje tienen una curva característica demasiado suave, lo que no permite determinar con precisión cuál será el voltaje V Z con corrientes bajas en el circuito. Una solución a este problema sería utilizar una resistencia en serie con el diodo Zener para permitir un ligero ajuste aumentando ligeramente el voltaje de la unión.

Con los valores de resistencia mostrados, el circuito consume una corriente de aproximadamente 1 mA. Con LED de alto brillo, esto es suficiente para utilizar el dispositivo en interiores. Pero incluso esa pequeña corriente es significativa para una batería de 9 voltios, por lo que tendrás que elegir entre consumir corriente adicional o arriesgarte a dejar la energía encendida cuando no la necesitas. Lo más probable es que, después del primer reemplazo de batería no programado, comience a sentir los beneficios de este monitor.

El circuito se puede convertir para que la transición de verde a rojo se produzca cuando aumente el voltaje de entrada. Para hacer esto, se debe reemplazar el transistor Q1 por NPN y cambiar el emisor y el colector. Y usando un par de transistores NPN y PNP puedes hacer un comparador de ventana.

Dado el ancho bastante grande de la región de transición, el circuito de la Figura 1 es más adecuado para baterías de 9 V, mientras que el circuito de la Figura 2 se puede adaptar para otros voltajes.

¿Qué podría ser más triste que una batería repentinamente agotada en un cuadricóptero durante un vuelo o un detector de metales que se apaga en un claro prometedor? Ahora, ¡si pudiera saber de antemano qué tan cargada está la batería! Entonces podríamos conectar el cargador o instalar un nuevo juego de baterías sin esperar tristes consecuencias.

Y aquí nace la idea de fabricar algún tipo de indicador que avise de antemano de que la batería pronto se agotará. Los radioaficionados de todo el mundo han estado trabajando en la implementación de esta tarea, y hoy hay un automóvil completo y un carro pequeño con varias soluciones de circuitos, desde circuitos en un solo transistor hasta dispositivos sofisticados en microcontroladores.

¡Atención! Los diagramas presentados en el artículo solo indican bajo voltaje en la batería. Para evitar una descarga profunda, debe apagar manualmente la carga o usarla.

Opción 1

Quizás comencemos con un circuito simple que utiliza un diodo Zener y un transistor:

Averigüemos cómo funciona.

Mientras el voltaje esté por encima de un cierto umbral (2,0 voltios), el diodo zener está averiado, en consecuencia, el transistor se cierra y toda la corriente fluye a través del LED verde. Tan pronto como el voltaje en la batería comienza a caer y alcanza un valor del orden de 2.0V + 1.2V (caída de voltaje en la unión base-emisor del transistor VT1), el transistor comienza a abrirse y la corriente comienza a redistribuirse. entre ambos LED.

Si tomamos un LED de dos colores, obtenemos una transición suave del verde al rojo, incluida toda la gama intermedia de colores.

La diferencia típica de voltaje directo en los LED bicolores es de 0,25 voltios (el rojo se enciende a menor voltaje). Es esta diferencia la que determina el área de transición completa entre verde y rojo.

Así, a pesar de su sencillez, el circuito permite saber de antemano que la batería ha empezado a agotarse. Mientras el voltaje de la batería sea de 3,25 V o más, el LED verde se ilumina. En el intervalo entre 3,00 y 3,25 V, el rojo comienza a mezclarse con el verde: cuanto más cerca de 3,00 voltios, más rojo. Y finalmente, a 3V solo se enciende el rojo puro.

La desventaja del circuito es la complejidad de seleccionar diodos Zener para obtener el umbral de respuesta requerido, así como el consumo de corriente constante de aproximadamente 1 mA. Bueno, es posible que las personas daltónicas no aprecien esta idea de cambiar de color.

Por cierto, si coloca un tipo diferente de transistor en este circuito, se puede hacer que funcione de manera opuesta: la transición de verde a rojo se producirá, por el contrario, si aumenta el voltaje de entrada. Aquí está el diagrama modificado:

Opción número 2

El siguiente circuito utiliza el chip TL431, que es un regulador de voltaje de precisión.

El umbral de respuesta está determinado por el divisor de voltaje R2-R3. Con las potencias indicadas en el diagrama, es de 3,2 Voltios. Cuando el voltaje de la batería cae a este valor, el microcircuito deja de pasar por alto el LED y se enciende. Esto será una señal de que la descarga completa de la batería está muy cerca (el voltaje mínimo permitido en un banco de iones de litio es 3,0 V).

Si se utiliza una batería de varios bancos de baterías de iones de litio conectados en serie para alimentar el dispositivo, entonces el circuito anterior debe conectarse a cada banco por separado. Como esto:

Para configurar el circuito conectamos una fuente de alimentación regulable en lugar de pilas y seleccionamos la resistencia R2 (R4) para que el LED se encienda en el momento que necesitamos.

Opción #3

Y aquí hay un circuito simple de un indicador de descarga de una batería de iones de litio que utiliza dos transistores:
El umbral de respuesta lo establecen las resistencias R2, R3. Los viejos transistores soviéticos se pueden reemplazar con BC237, BC238, BC317 (KT3102) y BC556, BC557 (KT3107).

Opción número 4

Un circuito con dos transistores de efecto de campo que literalmente consume microcorrientes en modo de espera.

Cuando el circuito está conectado a una fuente de alimentación, se genera un voltaje positivo en la puerta del transistor VT1 utilizando un divisor R1-R2. Si el voltaje es mayor que el voltaje de corte del transistor de efecto de campo, se abre y tira de la puerta de VT2 a tierra, cerrándola así.

En cierto momento, a medida que la batería se descarga, el voltaje eliminado del divisor se vuelve insuficiente para desbloquear VT1 y se cierra. En consecuencia, aparece una tensión cercana a la tensión de alimentación en la puerta del segundo interruptor de campo. Abre y enciende el LED. El LED luminoso nos indica que es necesario recargar la batería.

Cualquier transistor de canal n con un voltaje de corte bajo servirá (cuanto más bajo, mejor). No se ha probado el rendimiento del 2N7000 en este circuito.

Opción #5

En tres transistores:

Creo que el diagrama no necesita explicación. Gracias al gran coeficiente. amplificación de tres etapas de transistores, el circuito funciona muy claramente: entre un LED encendido y uno apagado, una diferencia de 1 centésima de voltio es suficiente. El consumo de corriente cuando la indicación está encendida es de 3 mA, cuando el LED está apagado - 0,3 mA.

A pesar de la apariencia voluminosa del circuito, el tablero terminado tiene unas dimensiones bastante modestas:

Del colector VT2 se puede tomar una señal que permite conectar la carga: 1 - permitido, 0 - deshabilitado.

Los transistores BC848 y BC856 se pueden reemplazar por BC546 y BC556, respectivamente.

Opción #6

Me gusta este circuito porque no solo enciende la indicación, sino que también corta la carga.

La única lástima es que el circuito en sí no se desconecta de la batería y sigue consumiendo energía. Y gracias al LED que se enciende constantemente, come mucho.

El LED verde en este caso actúa como fuente de voltaje de referencia y consume una corriente de aproximadamente 15-20 mA. Para librarse de tan voraz elemento, en lugar de una fuente de tensión de referencia, se puede utilizar el mismo TL431, conectándolo según el siguiente circuito*:

* conecte el cátodo TL431 al segundo pin de LM393.

Opción número 7

Circuito que utiliza los llamados monitores de voltaje. También se les llama detectores y supervisores de voltaje. Son microcircuitos especializados diseñados específicamente para el monitoreo de voltaje.

Aquí, por ejemplo, hay un circuito que enciende un LED cuando el voltaje de la batería cae a 3,1 V. Montado en BD4731.

De acuerdo, ¡no podría ser más sencillo! El BD47xx tiene una salida de colector abierto y también autolimita la corriente de salida a 12 mA. Esto le permite conectarle un LED directamente, sin limitar las resistencias.

De manera similar, puedes aplicar cualquier otro supervisor a cualquier otro voltaje.

Aquí hay algunas opciones más para elegir:

• a 3,08 V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
• a 2,93 V: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
• Serie MN1380 (o 1381, 1382; se diferencian sólo en su carcasa). Para nuestros propósitos, la opción con drenaje abierto es la más adecuada, como lo demuestra el número adicional "1" en la designación del microcircuito: MN13801, MN13811, MN13821. El voltaje de respuesta está determinado por el índice de letras: MN13811-L es exactamente 3,0 voltios.

También puede tomar el análogo soviético - KR1171SPkhkh:

Dependiendo de la designación digital, la tensión de detección será diferente:

La red de voltaje no es muy adecuada para monitorear baterías de iones de litio, pero no creo que valga la pena descartar por completo este microcircuito.

Las innegables ventajas de los circuitos monitores de voltaje son el consumo de energía extremadamente bajo cuando están apagados (unidades e incluso fracciones de microamperios), así como su extrema simplicidad. A menudo, todo el circuito encaja directamente en los terminales del LED:

Para que la indicación de descarga sea aún más notoria, la salida del detector de voltaje se puede cargar en un LED parpadeante (por ejemplo, serie L-314). O monte usted mismo una simple "intermitente" utilizando dos transistores bipolares.

A continuación se muestra un ejemplo de un circuito terminado que notifica una batería baja mediante un LED parpadeante:

A continuación se analizará otro circuito con un LED parpadeante.

Opción número 8

Un circuito frío que hace que el LED parpadee si el voltaje de la batería de litio cae a 3,0 voltios:

Este circuito hace que un LED superbrillante parpadee con un ciclo de trabajo del 2,5% (es decir, pausa larga, destello corto, pausa nuevamente). Esto le permite reducir el consumo de corriente a valores ridículos: en el estado apagado, el circuito consume 50 nA (¡nano!) y en el modo de parpadeo del LED, solo 35 μA. ¿Puedes sugerir algo más económico? Difícilmente.

Como puede ver, el funcionamiento de la mayoría de los circuitos de control de descarga se reduce a comparar un determinado voltaje de referencia con un voltaje controlado. Posteriormente, esta diferencia se amplifica y enciende/apaga el LED.

Normalmente, se utiliza una etapa de transistor o un amplificador operacional conectado en un circuito comparador como amplificador para la diferencia entre el voltaje de referencia y el voltaje de la batería de litio.

Pero hay otra solución. Los elementos lógicos (inversores) se pueden utilizar como amplificador. Sí, es un uso poco convencional de la lógica, pero funciona. Un diagrama similar se muestra en la siguiente versión.

Opción número 9

Diagrama de circuito para 74HC04.

El voltaje de funcionamiento del diodo zener debe ser inferior al voltaje de respuesta del circuito. Por ejemplo, puede tomar diodos Zener de 2,0 a 2,7 voltios. El ajuste fino del umbral de respuesta lo establece la resistencia R2.

El circuito consume aproximadamente 2 mA de la batería, por lo que también debe encenderse después del interruptor de encendido.

Opción número 10

¡Esto ni siquiera es un indicador de descarga, sino más bien un voltímetro LED completo! Una escala lineal de 10 LED ofrece una imagen clara del estado de la batería. Toda la funcionalidad se implementa en un solo chip LM3914:

El divisor R3-R4-R5 establece los voltajes de umbral inferior (DIV_LO) y superior (DIV_HI). Con los valores indicados en el diagrama, el brillo del LED superior corresponde a un voltaje de 4,2 Voltios, y cuando el voltaje cae por debajo de los 3 voltios, el último LED (inferior) se apagará.

Al conectar el noveno pin del microcircuito a tierra, puede cambiarlo al modo puntual. En este modo siempre está encendido solo un LED correspondiente a la tensión de alimentación. Si lo dejas como en el diagrama, se encenderá toda una gama de LED, lo cual es irracional desde un punto de vista económico.

Como LED solo necesitas llevar LED rojos, porque Tienen el voltaje directo más bajo durante el funcionamiento. Si, por ejemplo, tomamos LED azules, si la batería se queda sin 3 voltios, lo más probable es que no se enciendan en absoluto.

El chip en sí consume aproximadamente 2,5 mA, más 5 mA por cada LED encendido.

Una desventaja del circuito es la imposibilidad de ajustar individualmente el umbral de encendido de cada LED. Solo puede establecer los valores inicial y final, y el divisor integrado en el chip dividirá este intervalo en 9 segmentos iguales. Pero, como saben, hacia el final de la descarga, el voltaje de la batería comienza a caer muy rápidamente. La diferencia entre baterías descargadas al 10% y al 20% puede ser de décimas de voltio, pero si comparas baterías iguales, solo descargadas al 90% y al 100%, ¡puedes ver una diferencia de un voltio entero!

Un gráfico típico de descarga de una batería de iones de litio que se muestra a continuación demuestra claramente esta circunstancia:

Por tanto, utilizar una escala lineal para indicar el grado de descarga de la batería no parece muy práctico. Necesitamos un circuito que nos permita establecer los valores de voltaje exactos a los que se encenderá un LED en particular.

El control total sobre cuándo se encienden los LED lo proporciona el circuito que se presenta a continuación.

Opción No. 11

Este circuito es un indicador de batería/voltaje de batería de 4 dígitos. Implementado en cuatro amplificadores operacionales incluidos en el chip LM339.

El circuito funciona hasta una tensión de 2 voltios y consume menos de un miliamperio (sin contar el LED).

Por supuesto, para reflejar el valor real de la capacidad utilizada y restante de la batería, es necesario tener en cuenta la curva de descarga de la batería utilizada (teniendo en cuenta la corriente de carga) al configurar el circuito. Esto le permitirá establecer valores de voltaje precisos correspondientes, por ejemplo, al 5%-25%-50%-100% de la capacidad residual.

Opción No. 12

Y, por supuesto, el alcance más amplio se abre cuando se utilizan microcontroladores con una fuente de voltaje de referencia incorporada y una entrada ADC. Aquí la funcionalidad está limitada únicamente por su imaginación y capacidad de programación.

Como ejemplo, daremos el circuito más simple del controlador ATMega328.

Aunque aquí, para reducir el tamaño del tablero, sería mejor tomar el ATTiny13 de 8 patas en el paquete SOP8. Entonces sería absolutamente maravilloso. Pero deja que esta sea tu tarea.

El LED es de tres colores (de una tira de LED), pero sólo se utilizan rojo y verde.

El programa terminado (boceto) se puede descargar desde este enlace.

El programa funciona de la siguiente manera: cada 10 segundos se consulta la tensión de alimentación. Según los resultados de la medición, el MK controla los LED mediante PWM, lo que le permite obtener diferentes tonos de luz mezclando colores rojo y verde.

Una batería recién cargada produce aproximadamente 4,1 V; el indicador verde se enciende. Durante la carga, hay un voltaje de 4,2 V en la batería y el LED verde parpadeará. Tan pronto como el voltaje caiga por debajo de 3,5 V, el LED rojo comenzará a parpadear. Esta será una señal de que la batería está casi agotada y es hora de cargarla. En el resto del rango de voltaje, el indicador cambiará de color de verde a rojo (dependiendo del voltaje).

Opción No. 13

Bueno, para empezar, propongo la opción de reelaborar la placa de protección estándar (también se les llama), convirtiéndola en un indicador de batería descargada.

Estas placas (módulos PCB) se extraen de baterías antiguas de teléfonos móviles a escala casi industrial. Simplemente recoges una batería de teléfono móvil desechada en la calle, la destripas y el tablero está en tus manos. Deseche todo lo demás según lo previsto.

¡¡¡Atención!!! Hay placas que incluyen protección contra sobredescarga a un voltaje inaceptablemente bajo (2,5 V y menos). Por lo tanto, de todas las placas que tiene, debe seleccionar solo aquellas copias que funcionen con el voltaje correcto (3,0-3,2 V).

La mayoría de las veces, una placa PCB tiene este aspecto:

El microensamblaje 8205 consta de dos dispositivos de campo de miliohmios ensamblados en una sola carcasa.

Al realizar algunos cambios en el circuito (que se muestra en rojo), obtendremos un excelente indicador de descarga de la batería de iones de litio que prácticamente no consume corriente cuando está apagada.

Dado que el transistor VT1.2 es responsable de desconectar el cargador del banco de baterías en caso de sobrecarga, es superfluo en nuestro circuito. Por lo tanto, eliminamos completamente este transistor del funcionamiento rompiendo el circuito de drenaje.

La resistencia R3 limita la corriente a través del LED. Su resistencia debe seleccionarse de tal manera que el brillo del LED ya sea perceptible, pero la corriente consumida aún no sea demasiado alta.

Por cierto, puedes guardar todas las funciones del módulo de protección y realizar la indicación utilizando un transistor separado que controla el LED. Es decir, el indicador se encenderá simultáneamente y la batería se apagará en el momento de la descarga.

En lugar del 2N3906, cualquier transistor pnp de bajo consumo que tengas a mano servirá. Simplemente soldar el LED directamente no funcionará, porque... La corriente de salida del microcircuito que controla los interruptores es demasiado pequeña y requiere amplificación.

¡Tenga en cuenta el hecho de que los propios circuitos indicadores de descarga consumen energía de la batería! Para evitar descargas inaceptables, conecte los circuitos indicadores después del interruptor de encendido o utilice circuitos de protección.

Como probablemente no sea difícil de adivinar, los circuitos se pueden utilizar al revés: como indicador de carga.

De acuerdo con el diagrama que se proporciona en este material, se puede ensamblar un indicador LED del nivel de carga de una batería convencional o recargable, donde todos los umbrales se configuran mediante potenciómetros. Una gran ventaja es que funciona con baterías de 3 a 28 V.

Circuito indicador de batería baja

Los propios indicadores de diodos emisores de luz vienen en varios tipos y colores, los recomendados se muestran en el propio diagrama. Debido a las diferencias en la caída de voltaje directo, las resistencias limitadoras de corriente deben ajustarse para lograr el mejor rendimiento y uniformidad de brillo. Según el circuito, se propone que R18-R22 tengan la misma resistencia; tenga en cuenta que estas resistencias no tienen que ser iguales al final. Sin embargo, si todos son del mismo color, un valor de resistencia será suficiente.

Color del LED - nivel de carga

• Rojo: de 0 a 25%
• Naranja : 25 - 50%
• Amarillo : 50 - 75%
• Verde : 75 - 100%
• Azul: >100% voltaje

Aquí el LM317 actúa como una simple referencia de 1,25 V. El voltaje de entrada mínimo debe ser un par de voltios mayor que el voltaje de salida. Voltaje de entrada mínimo = 1,25 V + 1,75 V = 3 V. Aunque el LM317 tiene una carga mínima en la hoja de datos de 5 mA, no se ha encontrado ninguna instancia que no funcione a 3,8 mA. Es la resistencia R5 (330 ohmios) la que proporciona la carga mínima.

Durante las pruebas se evaluó el nivel de carga de la batería de 4,5 V, para ello se dan los voltajes en el diagrama. La configuración es la siguiente: primero, el voltaje de respuesta de cada comparador debe determinarse de acuerdo con el nivel de descarga de la batería, luego el voltaje debe dividirse por el coeficiente de división del divisor de voltaje. Entonces, para una batería de 4,5 V, se ve así:

voltaje umbral

• 4,8 V 1,12 V
• 4,5 V 1,05 V
• 4,2 0,98 V
• 3,9 V 0,91 V

Funcionamiento del indicador de estado de la batería.

El chip LM317 U3 es una fuente de voltaje de referencia de 1,25 voltios. Las resistencias R5 y R6 forman un divisor de voltaje, que reduce el voltaje de la batería a un nivel cercano al voltaje de referencia. El elemento U2A es un amplificador, por lo que no importa cuánta corriente consuma este nodo, el voltaje permanece estable. Las resistencias R8 - R11 proporcionan alta resistencia a las entradas del comparador. U1 consta de cuatro comparadores que comparan la tensión de referencia de los potenciómetros con la tensión de la batería. El amplificador operacional LM358 U2B también funciona como una especie de comparador que controla un LED de bajo orden.

En los valores de tensión límite, es posible que los LED no brillen con claridad, por lo general se produce un parpadeo entre dos LED adyacentes. Para evitar esto, se agrega una pequeña cantidad de voltaje de retroalimentación positiva entre R14 y R17.

Probando el indicador

Si la prueba se realiza directamente desde la batería, tenga en cuenta que no se proporciona protección contra polaridad inversa. Es mejor conectar inicialmente los circuitos de alimentación a través de una resistencia de 100 ohmios para limitar posibles fallos de funcionamiento. Y después de determinar que la polaridad es correcta, se puede quitar esta resistencia.

Versión simplificada del indicador.

Para aquellos que quieran construir un dispositivo más simple, se puede eliminar el chip U2, todos los diodos y algunas resistencias. Le recomendamos que comience con esta versión y luego, después de asegurarse de que funciona correctamente, cree la versión completa del indicador de descarga de la batería. ¡Buena suerte con el lanzamiento a todos!