نشانگر شارژ باتری خودرو چیست؟

باتری نقش کلیدی در راه اندازی موتور خودرو دارد. و اینکه این پرتاب چقدر موفقیت آمیز خواهد بود تا حد زیادی به وضعیت شارژ باتری بستگی دارد. چند نفر از ما سطح شارژ باتری را کنترل می کنیم؟ نام دارد، خودتان به این سوال پاسخ دهید. بنابراین، به احتمال زیاد روزی به دلیل شارژ باتری ماشین خود را روشن نکنید. در واقع، بررسی وضعیت شارژ به خودی خود دشوار نیست. فقط باید به صورت دوره ای با یک مولتی متر یا ولت متر اندازه گیری کنید. اما داشتن یک نشانگر ساده که وضعیت شارژ باتری را نشان می دهد بسیار راحت تر است. چنین شاخص هایی در این مطلب مورد بحث قرار خواهند گرفت.

فناوری ثابت نمی‌ماند و سازندگان خودرو تمام تلاش خود را می‌کنند تا سفر و نگهداری خودرو را تا حد امکان راحت کنند. بنابراین، در اتومبیل های مدرن، در رایانه داخلی، در میان سایر عملکردها، می توانید اطلاعات مربوط به ولتاژ باتری را پیدا کنید. اما همه خودروها چنین قابلیت هایی را ندارند. خودروهای قدیمی ممکن است یک ولت متر آنالوگ داشته باشند که درک وضعیت باتری را بسیار دشوار می کند. برای مبتدیان در تجارت خودرو، ما به شما توصیه می کنیم که مطالب مربوط به آن را بخوانید.

بنابراین، انواع نشانگرهای شارژ باتری شروع به ظاهر شدن کردند. آنها شروع به ساخت هم بر روی باتری ها به صورت هیدرومتر و هم نمایشگر اطلاعات اضافی روی ماشین کردند.

چنین نشانگرهای شارژ نیز توسط تولید کنندگان شخص ثالث تولید می شوند. قرار دادن آنها در جایی در کابین و اتصال به شبکه داخلی بسیار آسان است. علاوه بر این، در اینترنت طرح های ساده ای برای ساخت نشانگرهای شارژ با دستان خود وجود دارد.

نشانگر داخلی شارژ باتری

نشانگرهای شارژ داخلی را می توان به طور عمده در پیدا کرد. این یک نشانگر شناور است که به آن هیدرومتر نیز می گویند. بیایید ببینیم از چه چیزی تشکیل شده است و چگونه کار می کند. در عکس زیر می توانید ببینید که این نشانگر روی قاب باتری چگونه به نظر می رسد.

و وقتی آن را از باتری بیرون می آورید به نظر می رسد.

ساختار نشانگر باتری داخلی را می توان به صورت شماتیک به صورت زیر نشان داد.

اصل کار اکثر هیدرومترها به شرح زیر است. این نشانگر می تواند سه موقعیت مختلف را در شرایط زیر نشان دهد:

• با شارژ شدن باتری، چگالی الکترولیت افزایش می یابد. در این حالت شناوری به شکل توپ سبز از لوله بالا می رود و از طریق راهنمای نور به داخل چشم نشانگر قابل مشاهده می شود. به طور معمول، زمانی که سطح شارژ باتری 65 درصد یا بالاتر باشد، توپ سبز به سمت بالا شناور می شود.
• اگر توپ در الکترولیت فرو رود، به این معنی است که چگالی آن کمتر از حد طبیعی است و شارژ باتری کافی نیست. در این لحظه، یک لوله نشانگر سیاه رنگ از طریق "چشم" نشانگر قابل مشاهده خواهد بود. این نشان دهنده نیاز به شارژ است. برخی از مدل‌ها یک توپ قرمز رنگ اضافه می‌کنند که با چگالی کمتری از لوله بالا می‌رود. سپس "چشم" نشانگر قرمز خواهد شد.
• و گزینه دیگر کاهش سطح الکترولیت است. سپس سطح الکترولیت از طریق "چشم" نشانگر قابل مشاهده خواهد بود. این نشان دهنده نیاز به اضافه کردن آب مقطر است. با این حال، در مورد باتری بدون نیاز به تعمیر و نگهداری، این مشکل ساز خواهد بود.

این نشانگر داخلی به شما امکان می دهد تا ارزیابی اولیه از میزان شارژ باتری را انجام دهید. شما نباید به طور کامل به قرائت های هیدرومتر تکیه کنید. اگر بررسی های متعددی را در مورد عملکرد این دستگاه ها بخوانید، مشخص می شود که آنها اغلب داده های نادرست را نشان می دهند و به سرعت از کار می افتند. و چند دلیل برای این وجود دارد:

• نشانگر تنها در یکی از شش سلول باتری نصب شده است. این به این معنی است که فقط برای یک شیشه اطلاعاتی در مورد چگالی و درجه شارژ خواهید داشت. از آنجایی که هیچ ارتباطی بین آنها وجود ندارد، تنها می توان در مورد وضعیت سایر بانک ها حدس زد. به عنوان مثال، در این سلول ممکن است سطح الکترولیت طبیعی باشد، اما در برخی دیگر ممکن است ناکافی باشد. از این گذشته ، تبخیر آب از الکترولیت در بین بانک ها متفاوت است (در بانک های شدید این روند شدیدتر است).
• نشانگر از شیشه و پلاستیک ساخته شده است. قطعات پلاستیکی ممکن است هنگام گرم شدن یا سرد شدن تاب بخورند. در نتیجه، داده های تحریف شده را خواهید دید.
• چگالی الکترولیت به دمای آن بستگی دارد. هیدرومتر در قرائت های خود این را در نظر نمی گیرد. به عنوان مثال، روی یک الکترولیت سرد ممکن است چگالی طبیعی را نشان دهد، اگرچه کاهش یافته است.

نشانگر شارژ باتری کارخانه

امروزه در فروش می توانید دستگاه های بسیار جالبی برای نظارت بر میزان شارژ باتری با ولتاژ آن پیدا کنید. بیایید به برخی از آنها نگاه کنیم.

نشانگر سطح شارژ باتری DC-12 V

این دستگاه به صورت کیت ساختمانی به فروش می رسد. برای کسانی که با مهندسی برق و لحیم کاری آشنا هستند مناسب است.

نشانگر DC-12 V به شما امکان می دهد تا شارژ باتری خودرو و عملکرد تنظیم کننده رله را بررسی کنید. نشانگر به عنوان مجموعه ای از قطعات یدکی فروخته می شود و می تواند به طور مستقل مونتاژ شود.هزینه دستگاه DC-12 V 300-400 روبل است.

ویژگی های اصلی نشانگر DC-12 V:

• محدوده ولتاژ: 2.5─18 ولت؛
• حداکثر مصرف جریان: حداکثر 20 میلی آمپر؛
• ابعاد برد مدار چاپی: 43 در 20 میلیمتر.

کیفیت شارژ باتری تعیین می کند که ماشین چقدر با موفقیت روشن می شود. تعداد زیادی از رانندگان سطح شارژ باتری را کنترل نمی کنند. این مقاله چنین دستگاه مفیدی را به عنوان نشانگر شارژ باتری خودرو مورد بحث قرار می دهد: چگونه کار می کند، چگونه کار می کند، دستورالعمل ها و ویدیویی در مورد نحوه ساخت آن توسط خودتان.

[پنهان شدن]

ویژگی های نشانگر میزان شارژ باتری

در اتومبیل های مدرن با رایانه داخلی، راننده این فرصت را دارد که اطلاعاتی در مورد سطح کسب کند. مدل های قدیمی تر به ولت متر آنالوگ مجهز هستند، اما تصویر واقعی از وضعیت باتری را منعکس نمی کنند. نشانگر ولتاژ باتری (VIN) گزینه ای برای داشتن اطلاعات عملیاتی در مورد ولتاژ باتری است.

هدف و دستگاه

به IN دو عملکرد اختصاص داده شده است - برای نشان دادن نحوه شارژ باتری از ژنراتور و اطلاع از میزان شارژ باتری ماشین. ساده ترین راه این است که چنین وسیله ای را با دستان خود مونتاژ کنید. مدار دستگاه خانگی ساده است. با خرید قطعات لازم، به راحتی می توان نشانگر را با دستان خود جمع کرد. به این ترتیب می توانید در هزینه خود صرفه جویی کنید، زیرا هزینه دستگاه کم است (نویسنده ویدیو AKA KASYAN است).

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

نشانگر میزان شارژ دارای سه چراغ LED با رنگ های مختلف است. معمولاً اینها عبارتند از: قرمز، سبز و آبی. هر رنگ معنای آموزنده خود را دارد. رنگ قرمز به معنای شارژ کم است که بسیار مهم است. رنگ آبی مربوط به حالت کار است. رنگ سبز نشان دهنده شارژ کامل باتری است.

انواع

IN را می توان روی باتری ها به صورت هیدرومتر یا به صورت دستگاه های جداگانه با نمایشگر اطلاعات قرار داد. شناسه های داخلی معمولاً روی آن قرار می گیرند. آنها مجهز به نشانگر شناور (هیدرومتر) هستند. طراحی ساده ای دارد.

شماره شناسایی کارخانه موجود است:

1. DC-12 V. دستگاه یک مجموعه ساختمانی است. با کمک آن می توانید شارژ باتری و عملکرد رگولاتور رله را نظارت کنید.
2. برای کسانی که ماشین مجهز به باتری دوم دارند، یک دستگاه مفید پانل با نشانگر TMC خواهد بود. این یک پانل آلومینیومی است که یک ولت متر روی آن قرار داده شده و یک سوئیچ از یک باتری به باتری دیگر است.
3. ID Signature Gold Style و Faria Euro Black Style - میزان شارژ باتری را تعیین کنید. اما هزینه آنها بسیار زیاد است، بنابراین تقاضای کمی برای آنها وجود دارد.

راهنمای ساخت دستگاه در منزل

ساده ترین و ارزان ترین گزینه یک IN خود ساخته است. هدف آن کنترل نحوه عملکرد باتری زمانی است که ولتاژ در شبکه داخلی در محدوده 6-14 ولت است.

برای جلوگیری از کار مداوم دستگاه، باید از طریق سوئیچ احتراق وصل شود. در این حالت وقتی کلید وارد شود کار می کند.

بخش های زیر برای نمودار مورد نیاز خواهد بود:

• تخته مدار چاپی؛
• مقاومت: 2 با مقاومت 1 کیلو اهم، 1 با مقاومت 2 کیلو اهم و 3 با مقاومت 220 اهم؛
• ترانزیستور: VS547 - 1 و VS557 - 1؛
• دیودهای زنر: یکی برای 9.1 ولت، یکی برای 10 ولت؛
• لامپ های LED (RGB): قرمز، آبی، سبز.

برای LED ها، با استفاده از یک تستر، باید پین ها را تعیین و بررسی کنید تا با رنگ مطابقت داشته باشند. دستگاه طبق نمودار مونتاژ می شود.

اجزا بر روی تخته امتحان شده و به اندازه های مناسب بریده می شوند. توصیه می شود اجزا را طوری تنظیم کنید که فضای کمتری را اشغال کنند.

بهتر است ال ای دی ها را به سیم ها به جای تخته لحیم کنید تا نشانگرها راحت تر روی داشبورد قرار گیرند.

بر اساس دستگاه تولید شده، تعیین مقادیر خاص ولتاژ باتری غیرممکن است؛ فقط می توانید در محدوده ای که قرار دارد پیمایش کنید:

• اگر ولتاژ از 6 تا 11 ولت باشد قرمز روشن می شود.
• آبی مربوط به ولتاژ 11 تا 13 ولت است.
• سبز به معنی شارژ کامل است، یعنی ولتاژ بیشتر از 13 ولت است.

نشانگر ولتاژ باتری را می توان در هر جایی از کابین نصب کرد. راحت تر است که آن را در پایین ستون فرمان قرار دهید: LED ها به وضوح قابل مشاهده هستند و با کنترل تداخلی ندارند. علاوه بر این، دستگاه را می توان به راحتی به سوئیچ جرقه زنی متصل کرد. پس از نصب، راننده همیشه می تواند از میزان شارژ باتری ماشین خود مطلع شود و در صورت لزوم باتری خود را شارژ کند.

ساده ترین نسخه در شکل 1 نشان داده شده است. اگر ولتاژ در ترمینال B+ 9 ولت باشد، فقط LED سبز روشن می شود زیرا ولتاژ پایه Q1 1.58 ولت است، در حالی که ولتاژ امیتر برابر با افت ولتاژ در LED D1 است. در یک حالت معمولی 1.8 ولت است و Q1 بسته نگه داشته می شود. با کاهش شارژ باتری، ولتاژ در LED D2 اساساً ثابت می ماند و ولتاژ پایه کاهش می یابد و در نقطه ای از زمان Q1 شروع به هدایت جریان می کند. در نتیجه بخشی از جریان شروع به انشعاب به LED قرمز D1 می کند و این سهم افزایش می یابد تا زمانی که تمام جریان به LED قرمز برسد.

تصویر 1.	نمودار مدار پایه مانیتور ولتاژ باتری.

برای عناصر معمولی یک LED دو رنگ، تفاوت ولتاژهای رو به جلو 0.25 ولت است. این مقدار است که منطقه انتقال از سبز به قرمز را تعیین می کند. تغییر کامل در رنگ درخشش، تنظیم شده توسط نسبت مقاومت مقاومت های تقسیم کننده R1 و R2، در محدوده ولتاژ رخ می دهد.

وسط ناحیه انتقال از یک رنگ به رنگ دیگر توسط اختلاف ولتاژ بین LED و اتصال پایه-امیتر ترانزیستور تعیین می شود و تقریباً 1.2 ولت است. بنابراین، تغییر B+ از 7.1 ولت به 5.8 ولت منجر به تغییر از سبز به قرمز

تفاوت ولتاژ به ترکیبات LED خاص بستگی دارد و ممکن است برای تعویض کامل رنگ ها کافی نباشد. با این حال، مدار پیشنهادی همچنان می تواند با اتصال یک دیود به صورت سری با D2 مورد استفاده قرار گیرد.

در شکل 2، مقاومت R1 با یک دیود زنر جایگزین شده است که منجر به ایجاد یک ناحیه اتصال بسیار باریک تر می شود. تقسیم کننده دیگر بر مدار تأثیر نمی گذارد و زمانی که ولتاژ B+ تنها 0.25 ولت تغییر کند، تغییر کامل در رنگ درخشش رخ می دهد. ولتاژ نقطه انتقال برابر با 1.2 V + V Z خواهد بود. (در اینجا V Z ولتاژ روی دیود زنر است که در مورد ما تقریباً برابر با 7.2 ولت است).

عیب چنین مداری این است که به مقیاس ولتاژ محدود دیودهای زنر متصل است. پیچیده تر کردن وضعیت این واقعیت است که دیودهای زنر ولتاژ پایین دارای منحنی مشخصه ای هستند که بسیار صاف است، که به فرد اجازه نمی دهد به طور دقیق تعیین کند که ولتاژ V Z در جریان های کم در مدار چقدر خواهد بود. یک راه حل برای این مشکل استفاده از یک مقاومت به صورت سری با دیود زنر است تا با افزایش اندکی ولتاژ اتصال، تنظیم جزئی را امکان پذیر کند.

با مقادیر مقاومت نشان داده شده، مدار جریانی در حدود 1 میلی آمپر مصرف می کند. با LED های با روشنایی بالا، این برای استفاده از دستگاه در داخل خانه کافی است. اما حتی همین جریان کم برای باتری 9 ولتی قابل توجه است، بنابراین باید بین مصرف جریان اضافی و خطر روشن ماندن برق در مواقعی که به آن نیاز ندارید، یکی را انتخاب کنید. به احتمال زیاد، پس از اولین تعویض بدون برنامه باتری، مزایای این مانیتور را احساس خواهید کرد.

مدار را می توان طوری تبدیل کرد که با افزایش ولتاژ ورودی، انتقال از سبز به قرمز اتفاق بیفتد. برای انجام این کار، ترانزیستور Q1 باید با NPN جایگزین شود و امیتر و کلکتور باید تعویض شوند. و با استفاده از یک جفت ترانزیستور NPN و PNP می توانید یک مقایسه کننده پنجره بسازید.

با توجه به عرض نسبتاً بزرگ ناحیه انتقال، مدار در شکل 1 برای باتری های 9 ولتی مناسب است، در حالی که مدار شکل 2 را می توان برای ولتاژهای دیگر تطبیق داد.

چه چیزی می تواند غم انگیزتر از خاموش شدن ناگهانی باتری در یک کوادکوپتر در طول پرواز یا خاموش شدن یک فلزیاب در یک پاکسازی امیدوارکننده باشد؟ حالا اگر می توانستید از قبل بفهمید باتری چقدر شارژ شده است! سپس می‌توانیم شارژر را وصل کنیم یا مجموعه جدیدی از باتری‌ها را بدون منتظر عواقب غم‌انگیز نصب کنیم.

و اینجاست که ایده ساخت نوعی نشانگر به وجود می آید که از قبل سیگنالی بدهد که باتری به زودی تمام می شود. آماتورهای رادیویی در سراسر جهان روی اجرای این کار کار کرده اند و امروزه یک ماشین کامل و یک گاری کوچک از راه حل های مدار مختلف وجود دارد - از مدارهای روی یک ترانزیستور تا دستگاه های پیچیده روی میکروکنترلرها.

توجه! نمودارهای ارائه شده در مقاله فقط ولتاژ پایین باتری را نشان می دهد. برای جلوگیری از تخلیه عمیق، باید بار را به صورت دستی خاموش کنید یا از آن استفاده کنید.

انتخاب 1

بیایید، شاید، با یک مدار ساده با استفاده از دیود زنر و ترانزیستور شروع کنیم:

بیایید بفهمیم که چگونه کار می کند.

تا زمانی که ولتاژ بالاتر از یک آستانه خاص (2.0 ولت) باشد، دیود زنر در حال خراب شدن است، بر این اساس، ترانزیستور بسته است و تمام جریان از طریق LED سبز عبور می کند. به محض اینکه ولتاژ باتری شروع به افت کرد و به مقدار 2.0 ولت + 1.2 ولت رسید (افت ولتاژ در محل اتصال پایه-امیتر ترانزیستور VT1)، ترانزیستور شروع به باز شدن می کند و جریان شروع به توزیع مجدد می کند. بین هر دو LED

اگر یک ال ای دی دو رنگ بگیریم، یک انتقال صاف از سبز به قرمز، شامل کل طیف میانی رنگ ها، دریافت می کنیم.

تفاوت ولتاژ رو به جلو معمولی در LED های دو رنگ 0.25 ولت است (در ولتاژ پایین تر چراغ قرمز روشن می شود). این تفاوت است که منطقه انتقال کامل بین سبز و قرمز را تعیین می کند.

بنابراین، با وجود سادگی، مدار به شما امکان می دهد از قبل بدانید که باتری شروع به تمام شدن کرده است. تا زمانی که ولتاژ باتری 3.25 ولت یا بیشتر باشد، LED سبز رنگ روشن می شود. در فاصله بین 3.00 و 3.25 ولت، قرمز شروع به مخلوط شدن با سبز می کند - هر چه به 3.00 ولت نزدیکتر باشد، قرمزتر است. و در نهایت، در 3 ولت فقط قرمز خالص روشن می شود.

نقطه ضعف مدار پیچیدگی انتخاب دیودهای زنر برای به دست آوردن آستانه پاسخ مورد نیاز و همچنین مصرف جریان ثابت حدود 1 میلی آمپر است. خوب، ممکن است افراد کوررنگی با تغییر رنگ، قدردان این ایده نباشند.

به هر حال، اگر نوع دیگری از ترانزیستور را در این مدار قرار دهید، می توان آن را برعکس عمل کرد - انتقال از سبز به قرمز اتفاق می افتد، برعکس، اگر ولتاژ ورودی افزایش یابد. در اینجا نمودار اصلاح شده است:

گزینه شماره 2

مدار زیر از تراشه TL431 استفاده می کند که یک تنظیم کننده ولتاژ دقیق است.

آستانه پاسخ توسط تقسیم کننده ولتاژ R2-R3 تعیین می شود. با درجه بندی های نشان داده شده در نمودار، 3.2 ولت است. هنگامی که ولتاژ باتری به این مقدار کاهش می یابد، ریز مدار از دور زدن LED متوقف می شود و روشن می شود. این سیگنالی خواهد بود که تخلیه کامل باتری بسیار نزدیک است (حداقل ولتاژ مجاز در یک بانک لیتیوم یون 3.0 ولت است).

اگر برای تغذیه دستگاه از باتری چند بانک باتری لیتیوم یون متصل به صورت سری استفاده شود، مدار فوق باید به هر بانک جداگانه متصل شود. مثل این:

برای پیکربندی مدار، به جای باتری ها یک منبع تغذیه قابل تنظیم وصل می کنیم و مقاومت R2 (R4) را انتخاب می کنیم تا مطمئن شویم که LED در لحظه ای که نیاز داریم روشن می شود.

گزینه شماره 3

و در اینجا یک مدار ساده از یک نشانگر تخلیه باتری لیتیوم یون با استفاده از دو ترانزیستور است:
آستانه پاسخ توسط مقاومت های R2، R3 تنظیم می شود. ترانزیستورهای قدیمی شوروی را می توان با BC237، BC238، BC317 (KT3102) و BC556، BC557 (KT3107) جایگزین کرد.

گزینه شماره 4

مداری با دو ترانزیستور اثر میدانی که به معنای واقعی کلمه جریان های میکرو را در حالت آماده به کار مصرف می کند.

هنگامی که مدار به منبع تغذیه متصل می شود، یک ولتاژ مثبت در دروازه ترانزیستور VT1 با استفاده از یک تقسیم کننده R1-R2 تولید می شود. اگر ولتاژ بالاتر از ولتاژ قطع ترانزیستور اثر میدان باشد، باز می شود و دروازه VT2 را به زمین می کشد و در نتیجه آن را می بندد.

در یک نقطه خاص، با تخلیه باتری، ولتاژ حذف شده از تقسیم کننده برای باز کردن قفل VT1 کافی نیست و بسته می شود. در نتیجه، یک ولتاژ نزدیک به ولتاژ منبع تغذیه در دروازه کلید میدان دوم ظاهر می شود. LED را باز می کند و روشن می کند. درخشش LED به ما سیگنال می دهد که باتری باید دوباره شارژ شود.

هر ترانزیستور کانال n با ولتاژ قطع کم کار خواهد کرد (هر چه کمتر بهتر). عملکرد 2N7000 در این مدار تست نشده است.

گزینه شماره 5

روی سه ترانزیستور:

من فکر می کنم نمودار نیاز به توضیح ندارد. به لطف ضریب بزرگ. تقویت سه مرحله ترانزیستور، مدار بسیار واضح عمل می کند - بین LED روشن و روشن نشده، اختلاف 1 صدم ولت کافی است. مصرف جریان هنگامی که نشانگر روشن است 3 میلی آمپر است، زمانی که LED خاموش است - 0.3 میلی آمپر.

با وجود ظاهر حجیم مدار، برد تمام شده دارای ابعاد نسبتاً متوسطی است:

از کلکتور VT2 می توانید سیگنالی بگیرید که اجازه می دهد بار وصل شود: 1 - مجاز، 0 - غیرفعال است.

ترانزیستورهای BC848 و BC856 را می توان به ترتیب با BC546 و BC556 جایگزین کرد.

گزینه شماره 6

من این مدار را دوست دارم زیرا نه تنها نشانگر را روشن می کند، بلکه بار را نیز قطع می کند.

تنها حیف این است که خود مدار از باتری جدا نمی شود و به مصرف انرژی ادامه می دهد. و به لطف LED دائماً می سوزد، مقدار زیادی غذا می خورد.

LED سبز در این مورد به عنوان منبع ولتاژ مرجع عمل می کند و جریانی در حدود 15-20 میلی آمپر مصرف می کند. برای خلاص شدن از شر چنین عنصر حریفی، به جای منبع ولتاژ مرجع، می توانید از همان TL431 استفاده کنید و آن را مطابق مدار زیر وصل کنید*:

*کاتد TL431 را به پایه دوم LM393 وصل کنید.

گزینه شماره 7

با استفاده از مانیتورهای به اصطلاح ولتاژ مدار. آنها همچنین ناظر و آشکارساز ولتاژ نامیده می شوند.اینها میکرو مدارهای تخصصی هستند که به طور خاص برای نظارت بر ولتاژ طراحی شده اند.

برای مثال، مداری وجود دارد که وقتی ولتاژ باتری به 3.1 ولت کاهش می یابد، یک LED روشن می شود. مونتاژ شده بر روی BD4731.

موافقم، ساده تر از این نمی تواند باشد! BD47xx دارای خروجی کلکتور باز است و همچنین جریان خروجی را به 12 میلی آمپر محدود می کند. این به شما امکان می دهد بدون محدودیت مقاومت، یک LED را مستقیماً به آن وصل کنید.

به طور مشابه، می توانید هر ناظر دیگری را برای هر ولتاژ دیگری اعمال کنید.

در اینجا چند گزینه دیگر برای انتخاب وجود دارد:

• در 3.08 ولت: TS809CXD، TCM809TENB713، MCP103T-315E/TT، CAT809TTBI-G؛
• در 2.93 ولت: MCP102T-300E/TT، TPS3809K33DBVRG4، TPS3825-33DBVT، CAT811STBI-T3؛
• سری MN1380 (یا 1381، 1382 - آنها فقط در بدنه خود متفاوت هستند). برای اهداف ما، گزینه با زهکشی باز بهترین گزینه است، همانطور که با عدد اضافی "1" در تعیین ریز مدار - MN13801، MN13811، MN13821 نشان داده شده است. ولتاژ پاسخ با شاخص حرف تعیین می شود: MN13811-L دقیقاً 3.0 ولت است.

می توانید آنالوگ شوروی را نیز بگیرید - KR1171SPkhkh:

بسته به نام دیجیتال، ولتاژ تشخیص متفاوت خواهد بود:

شبکه ولتاژ برای نظارت بر باتری‌های لیتیوم یون چندان مناسب نیست، اما فکر نمی‌کنم ارزش آن را داشته باشد که این ریزمدار را کاملاً کاهش دهیم.

مزایای غیرقابل انکار مدارهای مانیتور ولتاژ مصرف انرژی بسیار کم در هنگام خاموش شدن (واحدها و حتی کسری از میکرو آمپر) و همچنین سادگی بسیار زیاد آن است. اغلب کل مدار مستقیماً روی پایانه های LED قرار می گیرد:

برای اینکه نشانگر تخلیه حتی بیشتر قابل توجه باشد، خروجی آشکارساز ولتاژ را می توان روی یک LED چشمک زن بارگذاری کرد (به عنوان مثال سری L-314). یا خودتان یک "چشمک زن" ساده با استفاده از دو ترانزیستور دوقطبی جمع کنید.

نمونه ای از مدار تمام شده که با استفاده از یک LED چشمک زن از کم شدن باتری خبر می دهد در زیر نشان داده شده است:

مدار دیگری با LED چشمک زن در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

گزینه شماره 8

مدار خنکی که اگر ولتاژ باتری لیتیومی به 3.0 ولت کاهش یابد LED چشمک می زند:

این مدار باعث می شود که یک LED فوق روشن با چرخه کاری 2.5٪ چشمک بزند (یعنی مکث طولانی - فلاش کوتاه - مکث مجدد). این به شما امکان می دهد مصرف فعلی را به مقادیر مضحک کاهش دهید - در حالت خاموش مدار 50 nA (نانو!) و در حالت چشمک زن LED - فقط 35 μA مصرف می کند. یه چیز مقرون به صرفه تر پیشنهاد میدین؟ به ندرت.

همانطور که می بینید، عملکرد اکثر مدارهای کنترل تخلیه به مقایسه یک ولتاژ مرجع خاص با یک ولتاژ کنترل شده خلاصه می شود. متعاقباً این تفاوت تقویت می شود و LED را روشن/خاموش می کند.

به طور معمول، یک مرحله ترانزیستور یا یک تقویت کننده عملیاتی متصل در یک مدار مقایسه کننده به عنوان تقویت کننده برای تفاوت بین ولتاژ مرجع و ولتاژ باتری لیتیومی استفاده می شود.

اما راه حل دیگری نیز وجود دارد. عناصر منطقی - اینورترها - می توانند به عنوان تقویت کننده استفاده شوند. بله، این یک استفاده غیر متعارف از منطق است، اما کار می کند. یک نمودار مشابه در نسخه زیر نشان داده شده است.

گزینه شماره 9

نمودار مدار 74HC04.

ولتاژ کار دیود زنر باید کمتر از ولتاژ پاسخ مدار باشد. به عنوان مثال، می توانید دیودهای زنر 2.0 - 2.7 ولت را بگیرید. تنظیم دقیق آستانه پاسخ توسط مقاومت R2 تنظیم می شود.

مدار حدود 2 میلی آمپر از باتری مصرف می کند، بنابراین باید پس از کلید برق نیز روشن شود.

گزینه شماره 10

این حتی یک نشانگر تخلیه نیست، بلکه یک ولت متر LED است! مقیاس خطی 10 LED تصویر واضحی از وضعیت باتری ارائه می دهد. تمام عملکردها تنها بر روی یک تراشه LM3914 پیاده سازی می شوند:

تقسیم کننده R3-R4-R5 ولتاژ آستانه پایین (DIV_LO) و بالا (DIV_HI) را تنظیم می کند. با مقادیر نشان داده شده در نمودار، درخشش LED بالایی با ولتاژ 4.2 ولت مطابقت دارد و هنگامی که ولتاژ به زیر 3 ولت می‌رسد، آخرین LED (پایین‌تر) خاموش می‌شود.

با اتصال پایه نهم ریز مدار به زمین، می توانید آن را به حالت نقطه تغییر دهید. در این حالت فقط یک LED مربوط به ولتاژ تغذیه همیشه روشن است. اگر آن را مانند نمودار رها کنید، یک مقیاس کامل LED روشن می شود که از نظر اقتصادی غیر منطقی است.

به عنوان LED شما باید فقط LED قرمز بگیرید، زیرا آنها کمترین ولتاژ مستقیم را در حین کار دارند. به عنوان مثال، اگر LED های آبی را بگیریم، اگر باتری تا 3 ولت کار کند، به احتمال زیاد آنها اصلا روشن نمی شوند.

تراشه خود حدود 2.5 میلی آمپر مصرف می کند، به علاوه 5 میلی آمپر برای هر LED روشن.

نقطه ضعف مدار عدم امکان تنظیم جداگانه آستانه احتراق هر LED است. شما فقط می توانید مقادیر اولیه و نهایی را تنظیم کنید و تقسیم کننده تعبیه شده در تراشه این فاصله را به 9 قسمت مساوی تقسیم می کند. اما، همانطور که می دانید، در پایان تخلیه، ولتاژ باتری به سرعت شروع به کاهش می کند. تفاوت بین باتری های 10% و 20% می تواند یک دهم ولت باشد، اما اگر باتری های مشابه را مقایسه کنید، فقط 90% و 100% دشارژ شده اند، می توانید تفاوت یک ولت کامل را مشاهده کنید!

نمودار تخلیه باتری لیتیوم یونی که در زیر نشان داده شده است به وضوح این شرایط را نشان می دهد:

بنابراین، استفاده از مقیاس خطی برای نشان دادن میزان تخلیه باتری چندان عملی به نظر نمی رسد. ما به مداری نیاز داریم که به ما امکان می دهد مقادیر دقیق ولتاژی را که در آن یک LED خاص روشن می شود تنظیم کنیم.

کنترل کامل زمان روشن شدن LED ها توسط مدار ارائه شده در زیر داده می شود.

گزینه شماره 11

این مدار یک نشانگر ولتاژ باتری/باتری 4 رقمی است. بر روی چهار آپمپ موجود در تراشه LM339 پیاده سازی شده است.

مدار تا ولتاژ 2 ولت کار می کند و کمتر از یک میلی آمپر مصرف می کند (بدون احتساب LED).

البته برای انعکاس مقدار واقعی ظرفیت باتری مصرف شده و باقیمانده، لازم است هنگام تنظیم مدار، منحنی دشارژ باتری مورد استفاده (با در نظر گرفتن جریان بار) در نظر گرفته شود. این به شما امکان می دهد مقادیر دقیق ولتاژ مربوط به، به عنوان مثال، 5٪ -25٪ - 50٪ - 100٪ از ظرفیت باقیمانده را تنظیم کنید.

گزینه شماره 12

و البته، هنگام استفاده از میکروکنترلرهایی با منبع ولتاژ مرجع داخلی و ورودی ADC، وسیع‌ترین محدوده باز می‌شود. در اینجا عملکرد فقط با تخیل و توانایی برنامه نویسی شما محدود می شود.

به عنوان مثال، ساده ترین مدار را در کنترلر ATMega328 ارائه می دهیم.

اگرچه در اینجا برای کاهش اندازه برد بهتر است ATTiny13 8 پایه را در بسته SOP8 بگیرید. سپس آن را کاملا زرق و برق دار خواهد بود. اما بگذارید این تکلیف شما باشد.

ال ای دی سه رنگ است (از نوار ال ای دی) اما فقط از قرمز و سبز استفاده شده است.

برنامه تمام شده (طرح) را می توانید از این لینک دانلود کنید.

این برنامه به شرح زیر عمل می کند: هر 10 ثانیه ولتاژ تغذیه را بررسی می کند. بر اساس نتایج اندازه گیری، MK LED ها را با استفاده از PWM کنترل می کند، که به شما امکان می دهد سایه های مختلف نور را با ترکیب رنگ های قرمز و سبز به دست آورید.

یک باتری تازه شارژ شده حدود 4.1 ولت تولید می کند - نشانگر سبز روشن می شود. هنگام شارژ، ولتاژ 4.2 ولت روی باتری وجود دارد و LED سبز رنگ چشمک می زند. به محض کاهش ولتاژ به زیر 3.5 ولت، LED قرمز شروع به چشمک زدن می کند. این سیگنالی خواهد بود که باتری تقریباً خالی است و زمان شارژ آن فرا رسیده است. در بقیه محدوده ولتاژ، رنگ نشانگر از سبز به قرمز تغییر می کند (بسته به ولتاژ).

گزینه شماره 13

خوب، برای شروع، من گزینه کار مجدد برد محافظ استاندارد را پیشنهاد می کنم (که به آنها نیز گفته می شود)، تبدیل آن به نشانگر باتری مرده.

این بردها (ماژول های PCB) از باتری های قدیمی تلفن همراه در مقیاس تقریباً صنعتی استخراج می شوند. شما فقط یک باتری تلفن همراه دور ریخته شده را در خیابان بردارید، آن را تخلیه کنید و برد در دستان شماست. هر چیز دیگری را همانطور که در نظر گرفته اید دور بریزید.

توجه!!! بردهایی وجود دارند که شامل حفاظت از تخلیه بیش از حد در ولتاژ غیرقابل قبول کم (2.5 ولت و پایین تر) می شوند. بنابراین، از بین تمام بردهایی که دارید، باید فقط آن دسته از کپی هایی را انتخاب کنید که با ولتاژ صحیح (3.0-3.2 ولت) کار می کنند.

اغلب، یک برد PCB به این صورت است:

Microassembly 8205 یک دستگاه میدانی دو میلی‌اهمی است که در یک محفظه مونتاژ شده‌اند.

با ایجاد برخی تغییرات در مدار (با رنگ قرمز نشان داده شده است)، یک نشانگر تخلیه باتری لیتیوم یون عالی دریافت خواهیم کرد که در زمان خاموش شدن عملاً جریانی مصرف نمی کند.

از آنجایی که ترانزیستور VT1.2 مسئول جدا کردن شارژر از بانک باتری در هنگام شارژ بیش از حد است، در مدار ما اضافی است. بنابراین با شکستن مدار تخلیه این ترانزیستور را به طور کامل از کار خارج کردیم.

مقاومت R3 جریان عبوری از LED را محدود می کند. مقاومت آن باید به گونه ای انتخاب شود که درخشش LED از قبل قابل توجه باشد، اما جریان مصرف شده هنوز خیلی زیاد نیست.

به هر حال، می توانید تمام عملکردهای ماژول حفاظتی را ذخیره کنید و با استفاده از یک ترانزیستور جداگانه که LED را کنترل می کند، نشانه را ایجاد کنید. یعنی نشانگر همزمان با خاموش شدن باتری در لحظه تخلیه روشن می شود.

به جای 2N3906، هر ترانزیستور pnp کم مصرفی که در دست دارید، این کار را انجام می دهد. لحیم کاری مستقیم LED کار نخواهد کرد، زیرا ... جریان خروجی میکرو مداری که کلیدها را کنترل می کند بسیار کم است و نیاز به تقویت دارد.

لطفاً این واقعیت را در نظر بگیرید که خود مدارهای نشانگر تخلیه انرژی باتری را مصرف می کنند! برای جلوگیری از تخلیه غیرقابل قبول، مدارهای نشانگر را بعد از کلید برق وصل کنید یا از مدارهای حفاظتی استفاده کنید.

همانطور که احتمالاً حدس زدن دشوار نیست ، مدارها را می توان برعکس - به عنوان نشانگر شارژ - استفاده کرد.

نشانگر LED سطح شارژ یک باتری معمولی یا قابل شارژ، که در آن تمام آستانه ها با استفاده از پتانسیومتر تنظیم می شوند، می توانند طبق نمودار ارائه شده در این ماده جمع آوری شوند. یک مزیت بزرگ این است که با باتری های 3 تا 28 ولت کار می کند.

مدار نشانگر باتری کم

خود نشانگرهای دیود ساطع کننده نور در انواع و رنگ های مختلف هستند که موارد توصیه شده در خود نمودار نشان داده شده است. به دلیل تفاوت در افت ولتاژ رو به جلو، مقاومت های محدود کننده جریان باید برای دستیابی به بهترین عملکرد و یکنواختی درخشش تنظیم شوند. با توجه به مدار، R18-R22 پیشنهاد می‌شود که مقاومت یکسانی داشته باشند - توجه داشته باشید که این مقاومت‌ها در نهایت نباید برابر باشند. با این حال، اگر همه آنها یک رنگ باشند، یک مقدار مقاومت کافی خواهد بود.

رنگ LED - سطح شارژ

• قرمز: از 0 تا 25 درصد
• نارنجی : 25 - 50%
• رنگ زرد : 50 - 75%
• سبز : 75 - 100%
• آبی: ولتاژ > 100%

در اینجا LM317 به عنوان یک مرجع ساده 1.25 ولت عمل می کند. حداقل ولتاژ ورودی باید چند ولت بیشتر از ولتاژ خروجی باشد. حداقل ولتاژ ورودی = 1.25 ولت + 1.75 ولت = 3 ولت. اگرچه LM317 دارای حداقل بار برگه داده 5 میلی آمپر است، هیچ نمونه ای یافت نشد که در 3.8 میلی آمپر کار نکند. این مقاومت R5 (330 اهم) است که حداقل بار را فراهم می کند.

در طول آزمایشات، میزان شارژ باتری 4.5 ولتی مورد ارزیابی قرار گرفت و برای این است که ولتاژهای موجود در نمودار آورده شده است. راه اندازی به این صورت است: ابتدا ولتاژ پاسخ هر مقایسه کننده باید مطابق با سطح تخلیه باتری تعیین شود، سپس ولتاژ باید بر ضریب تقسیم کننده ولتاژ تقسیم شود. بنابراین، برای یک باتری 4.5 ولتی، به نظر می رسد:

ولتاژ آستانه

• 4.8 ولت 1.12 ولت
• 4.5 ولت 1.05 ولت
• 4.2 0.98 ولت
• 3.9 ولت 0.91 ولت

عملکرد نشانگر وضعیت باتری

تراشه LM317 U3 یک منبع ولتاژ مرجع 1.25 ولت است. مقاومت‌های R5 و R6 یک تقسیم‌کننده ولتاژ تشکیل می‌دهند که ولتاژ باتری را به سطحی نزدیک به ولتاژ مرجع کاهش می‌دهد. عنصر U2A یک تقویت کننده است، بنابراین مهم نیست که این گره چقدر جریان می کشد، ولتاژ ثابت می ماند. مقاومت های R8 - R11 مقاومت بالایی برای ورودی های مقایسه کننده ایجاد می کنند. U1 شامل چهار مقایسه کننده است که ولتاژ مرجع پتانسیومترها را با ولتاژ باتری مقایسه می کند. Op-amp LM358 U2B همچنین به عنوان نوعی مقایسه کننده عمل می کند که یک LED درجه پایین را کنترل می کند.

در مقادیر ولتاژ مرزی، LED ها ممکن است به وضوح نمی درخشند؛ به عنوان یک قاعده، سوسو زدن بین دو LED مجاور رخ می دهد. برای جلوگیری از این امر، مقدار کمی ولتاژ بازخورد مثبت در سراسر R14 - R17 اضافه می شود.

تست نشانگر

اگر آزمایش مستقیماً از باتری انجام می شود، لطفاً توجه داشته باشید که حفاظت از قطبیت معکوس ارائه نشده است. بهتر است ابتدا مدارهای برق را از طریق یک مقاومت 100 اهم وصل کنید تا خرابی های احتمالی را محدود کنید. و پس از تشخیص درست بودن قطبیت، می توان این مقاومت را حذف کرد.

نسخه ساده شده نشانگر

برای کسانی که می خواهند دستگاه ساده تری بسازند، تراشه U2، تمام دیودها و برخی از مقاومت ها را می توان حذف کرد. توصیه ما به شما این است که با این نسخه شروع کنید و پس از اطمینان از درست کارکردن آن، نسخه کامل نشانگر تخلیه باتری را بسازید. با راه اندازی همه موفق باشید!