Il successo dell'avviamento del motore di un'auto dipende in gran parte dallo stato di carica della batteria. Controllare regolarmente la tensione ai terminali con un multimetro è scomodo. È molto più pratico utilizzare un indicatore digitale o analogico situato accanto al cruscotto. Puoi creare tu stesso l'indicatore di carica della batteria più semplice, in cui cinque LED aiutano a monitorare lo scaricamento o la carica graduale della batteria.

Diagramma schematico

Lo schema elettrico considerato dell'indicatore del livello di carica è il dispositivo più semplice che visualizza il livello di carica di una batteria da 12 volt. Il suo elemento chiave è il microcircuito LM339, nel cui alloggiamento sono assemblati 4 amplificatori operazionali (comparatori) dello stesso tipo. La vista generale dell'LM339 e l'assegnazione dei pin sono mostrati in figura. Gli ingressi diretto e inverso dei comparatori sono collegati tramite divisori resistivi. Gli indicatori LED da 5 mm vengono utilizzati come carico.

Il diodo VD1 serve a proteggere il microcircuito da cambiamenti accidentali di polarità. Il diodo Zener VD2 imposta la tensione di riferimento, che è lo standard per le misurazioni future. I resistori R1-R4 limitano la corrente attraverso i LED.

Principio di funzionamento

Il circuito dell'indicatore di carica della batteria a LED funziona come segue. Una tensione di 6,2 volt stabilizzata utilizzando il resistore R7 e il diodo zener VD2 viene fornita al divisore resistivo assemblato da R8-R12. Come si può vedere dal diagramma, tra ciascuna coppia di questi resistori si formano tensioni di riferimento di diverso livello, che vengono fornite agli ingressi diretti dei comparatori. A loro volta, gli ingressi inversi sono interconnessi e collegati ai terminali della batteria tramite resistori R5 e R6.

Durante il processo di carica (scarica) della batteria, la tensione sugli ingressi inversi cambia gradualmente, il che porta alla commutazione alternata dei comparatori. Consideriamo il funzionamento dell'amplificatore operazionale OP1, che ha il compito di indicare il livello massimo di carica della batteria. Impostiamo la condizione: se la batteria carica ha una tensione di 13,5 V, l'ultimo LED inizia ad accendersi. La tensione di soglia al suo ingresso diretto alla quale questo LED si accende viene calcolata utilizzando la formula:
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

Ciò significa che quando l'ingresso inverso raggiunge un potenziale superiore a 4,5 volt, il comparatore OP1 commuterà e sulla sua uscita apparirà un livello di bassa tensione e il LED si accenderà. Usando queste formule, puoi calcolare il potenziale sugli ingressi diretti di ciascun amplificatore operazionale. Il potenziale sugli ingressi inversi si ricava dall'uguaglianza: U OP1- = I*R5 = U BAT – I*R6.

Circuito stampato e parti di assemblaggio

Il circuito stampato è costituito da un PCB in lamina a lato singolo di 40 x 37 mm, che può essere scaricato. È progettato per il montaggio di elementi DIP del seguente tipo:

• Resistenze MLT-0,125 W con una precisione di almeno il 5% (serie E24)
  R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 kOhm,
  R5, R8 – 5,1 kOhm,
  R6, R12 – 10 kOhm;
• qualsiasi diodo a bassa potenza VD1 con una tensione inversa di almeno 30 V, ad esempio 1N4148;
• Il diodo Zener VD2 è a bassa potenza con una tensione di stabilizzazione di 6,2 V. Ad esempio, KS162A, BZX55C6V2;
• LED LED1-LED5 – tipo di indicatore

È sorprendente che la stragrande maggioranza delle auto non disponga di un sensore di carica della batteria. Come determinare in inverno che la batteria debba essere ricaricata durante la notte, in modo da non dover camminare per andare al lavoro la mattina? Oppure, se non riesci ad avviare l’auto, come evitare di spingere inutilmente la batteria fino a scaricarla completamente?

Utilizzando questo circuito, puoi facilmente assemblare un sensore di carica della batteria con le tue mani. Inoltre, il costo, come puoi vedere, sarà inferiore a quello di qualsiasi analogo cinese e la qualità è molto migliore! È opportuno alimentare il modello dall'interruttore di accensione, in modo che il diodo si accenda solo quando si inserisce la chiave.

Il colore del LED indicherà lo stato di carica. Rosso – da 6 Volt a 11, blu da 11 a 13, verde oltre 13

Il kit comprende le seguenti parti:

Transistor
BC547 – 1 pezzo
BC557 – 1 pezzo
Resistori
1 kOhm – 2 pz
220 Ohm – 3 pz
2,2 kOhm – 1 pz.
Diodi (diodi zener)
10 v – 1 pezzo
9,1 v – 1 pezzo
LED
LED RGB – 2 pz

Controlliamo il LED con un tester, e allo stesso tempo controlliamo quale pin corrisponde a ciascun colore:

Quindi proviamo i pezzi per il circuito stampato e ritagliamo il pezzo che ci serve:

Quindi incolliamo il LED alla scheda e iniziamo ad assemblare gli elementi. Punto importante! Poiché utilizzerai questo modulo in un'auto, è consigliabile non saldare il LED sulla scheda, ma emetterlo su cavi. In modo che tu possa installarlo separatamente sulla tua dashboard. Lo installeremo sulla scheda, per semplicità e chiarezza.

Schema del transistor (per ogni evenienza):

Ecco cosa è successo:

Il circuito funziona benissimo, testato per mezz'ora, facendo funzionare la tensione dal minimo al massimo. La fonte di alimentazione era un alimentatore per laptop con una tensione di uscita di 19 V. Regolatore di tensione – LM 317 e resistenza di trimming 10 kOhm. Nel video si nota un leggero malfunzionamento nelle transizioni rosso-blu e blu-verde, ciò è dovuto al calo/aumento di tensione troppo rapido (il tester non ha avuto il tempo di registrare le variazioni di tensione), tutto questo funzionerà in modo più fluido e più fluido con precisione su una batteria.

Circuito indicatore di carica della batteria a LED. Circuito di controllo carica batteria 12 volt

Realizzazione di un circuito di controllo della carica della batteria per un'auto

In questo articolo voglio dirti come effettuare il controllo automatico del caricabatterie, ovvero in modo che il caricabatterie si spenga da solo quando la ricarica è completa e quando la tensione della batteria diminuisce, il caricabatterie si riaccende.

Mio padre mi ha chiesto di realizzare questo apparecchio, dato che il garage è un po' lontano da casa e correre a controllare come va il caricabatterie installato lì per caricare la batteria non è molto comodo. Certo, era possibile acquistare questo dispositivo su Ali, ma dopo l'introduzione del pagamento per la consegna, il prezzo è aumentato e quindi si è deciso di realizzare un prodotto fatto in casa con le proprie mani. Se qualcuno vuole acquistare una tavola già pronta, ecco il link..http://ali.pub/1pdfut

Ho cercato la scheda su internet in formato .lay, ma non sono riuscito a trovarla. Ho deciso di fare tutto da solo. E ho conosciuto per la prima volta il programma Sprint Layout. quindi semplicemente non conoscevo molte funzioni (ad esempio un modello), ho disegnato tutto a mano. È positivo che il tabellone non sia così grande, tutto è andato bene. Successivamente, perossido di idrogeno con acido citrico e acquaforte. Ho stagnato tutti i percorsi e praticato dei fori. La prossima è la saldatura delle parti, Bene, ecco il modulo finito

Modello da ripetere;

Scarica la scheda in formato .lay…

Ti auguro il meglio…

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Semplice indicatore di carica e scarica della batteria

Questo indicatore di carica della batteria si basa su un diodo Zener regolabile TL431. Utilizzando due resistori, è possibile impostare la tensione di rottura nell'intervallo da 2,5 V a 36 V.

Fornirò due schemi per utilizzare il TL431 come indicatore di carica/scarica della batteria. Il primo circuito è destinato all'indicatore di scarica e il secondo all'indicatore del livello di carica.

L'unica differenza è l'aggiunta di un transistor npn, che accenderà un qualche tipo di dispositivo di segnalazione, come un LED o un cicalino. Di seguito fornirò un metodo per calcolare la resistenza R1 ed esempi per alcune tensioni.

Circuito indicatore batteria scarica

Il diodo zener funziona in modo tale che inizia a condurre corrente quando su di esso viene superata una certa tensione, la cui soglia possiamo impostare utilizzando un partitore di tensione sui resistori R1 e R2. Nel caso di un indicatore di scarica, l'indicatore LED dovrebbe accendersi quando la tensione della batteria è inferiore a quella richiesta. Pertanto, al circuito viene aggiunto un transistor n-p-n.

Come puoi vedere, il diodo zener regolabile regola il potenziale negativo, quindi al circuito viene aggiunto un resistore R3, il cui compito è accendere il transistor quando TL431 è spento. Questo resistore è 11k, selezionato per tentativi ed errori. Il resistore R4 serve a limitare la corrente sul LED; può essere calcolato utilizzando la legge di Ohm.

Naturalmente, puoi fare a meno di un transistor, ma il LED si spegne quando la tensione scende al di sotto del livello impostato: il diagramma è sotto. Naturalmente, un tale circuito non funzionerà a basse tensioni a causa della mancanza di tensione e/o corrente sufficiente per alimentare il LED. Questo circuito ha uno svantaggio, ovvero il consumo di corrente costante, intorno a 10 mA.

Circuito indicatore di carica della batteria

In questo caso l'indicatore di carica sarà costantemente acceso quando la tensione sarà maggiore di quanto definito con R1 e R2. Il resistore R3 serve a limitare la corrente al diodo.

È il momento di ciò che piace a tutti: la matematica

Ho già detto all'inizio che la tensione di breakdown può essere modificata da 2,5V a 36V tramite l'ingresso “Ref”. Allora proviamo a fare un po' di conti. Supponiamo che l'indicatore si accenda quando la tensione della batteria scende al di sotto di 12 volt.

La resistenza del resistore R2 può avere qualsiasi valore. Tuttavia, è meglio usare numeri tondi (per facilitare il conteggio), come 1k (1000 ohm), 10k (10.000 ohm).

Calcoliamo il resistore R1 utilizzando la seguente formula:

R1=R2*(Vo/2,5 V - 1)

Supponiamo che il nostro resistore R2 abbia una resistenza di 1k (1000 Ohm).

Vo è la tensione alla quale dovrebbe verificarsi il guasto (nel nostro caso 12V).

R1=1000*((12/2,5) - 1)= 1000(4,8 - 1)= 1000*3,8=3,8k (3800 Ohm).

Cioè, la resistenza dei resistori per 12V è simile a questa:

Ed ecco un piccolo elenco per i più pigri. Per la resistenza R2=1k, la resistenza R1 sarà:

• 5V – 1k
• 7,2 V – 1,88 k
• 9 V – 2,6 k
• 12V – 3,8k
• 15 V - 5 k
• 18 V – 6,2 k
• 20V – 7k
• 24 V – 8,6 k

Per una bassa tensione, ad esempio 3,6 V, il resistore R2 dovrebbe avere una resistenza maggiore, ad esempio 10k, poiché il consumo di corrente del circuito sarà inferiore.

Fonte

www.joyta.ru

L'indicatore del livello della batteria più semplice

Circuito indicatore

Montaggio dell'indicatore del livello di carica della batteria

sdelaysam-svoimirukami.ru

Indicatore LED di carica della batteria

Un indicatore di carica della batteria è una cosa necessaria nella casa di qualsiasi automobilista. L'importanza di un tale dispositivo aumenta molte volte quando, per qualche motivo, un'auto si rifiuta di avviarsi in una fredda mattina d'inverno. In questa situazione, vale la pena decidere se chiamare un amico affinché venga ad aiutarti ad avviare la batteria, o se la batteria è scarica da molto tempo, essendosi scaricata al di sotto del livello critico.

Perché monitorare le condizioni della batteria?

Una batteria per auto è composta da sei batterie collegate in serie con una tensione di alimentazione di 2,1 - 2,16 V. Normalmente la batteria dovrebbe produrre 13 - 13,5 V. Non dovrebbe essere consentito uno scarico significativo della batteria, poiché ciò riduce la densità e, di conseguenza, aumenta la temperatura di congelamento dell'elettrolito.

Maggiore è l'usura della batteria, minore sarà il tempo in cui mantiene la carica. Nella stagione calda, questo non è fondamentale, ma in inverno, le luci di posizione dimenticate mentre sono accese possono "uccidere" completamente la batteria al momento della restituzione, trasformando il contenuto in un pezzo di ghiaccio.

Nella tabella è possibile vedere la temperatura di congelamento dell'elettrolito, a seconda del grado di carica dell'unità.

Un calo del livello di carica inferiore al 70% è considerato critico. Tutti gli elettrodomestici per autoveicoli consumano corrente, non tensione. Senza carico, anche una batteria molto scarica può mostrare una tensione normale. Ma a un livello basso, durante l'avvio del motore, si noterà una forte caduta di tensione, che è un segnale allarmante.

È possibile notare tempestivamente un disastro imminente solo se un indicatore è installato direttamente in cabina. Se, mentre l'auto è in funzione, segnala costantemente lo scarico, è ora di andare alla stazione di servizio.

Quali indicatori esistono

Molte batterie, soprattutto quelle che non richiedono manutenzione, sono dotate di un sensore integrato (igrometro), il cui principio di funzionamento si basa sulla misurazione della densità dell'elettrolito.

Questo sensore monitora le condizioni dell'elettrolito e il valore relativo dei suoi indicatori. Non è molto comodo salire più volte sotto il cofano di un'auto per verificare lo stato dell'elettrolito nelle diverse modalità operative.

I dispositivi elettronici sono molto più convenienti per monitorare le condizioni della batteria.

Tipi di indicatori di carica della batteria

I negozi di automobili vendono molti di questi dispositivi, diversi per design e funzionalità. I dispositivi di fabbrica sono convenzionalmente suddivisi in diversi tipi.

Per metodo di connessione:

• alla presa accendisigari;
• alla rete di bordo.

Per metodo di visualizzazione del segnale:

• analogico;
• digitale.

Il principio di funzionamento è lo stesso, determinando il livello di carica della batteria e visualizzando le informazioni in forma visiva.

Diagramma schematico dell'indicatore

Esistono dozzine di schemi di controllo diversi, ma producono risultati identici. È possibile assemblare da soli un dispositivo del genere con materiali di scarto. La scelta del circuito e dei componenti dipende esclusivamente dalle tue capacità, dalla tua immaginazione e dall'assortimento del negozio di radio più vicino.

Ecco uno schema per capire come funziona l'indicatore LED di carica della batteria. Questo modello portatile si monta “sul ginocchio” in pochi minuti.

D809: un diodo zener da 9 V limita la tensione sui LED e il differenziatore stesso è assemblato su tre resistori. Questo indicatore LED viene attivato dalla corrente nel circuito. Con una tensione di 14 V e superiore, la corrente è sufficiente per accendere tutti i LED con una tensione di 12-13,5 V si accendono VD2 e VD3, sotto 12 V - VD1.

Un'opzione più avanzata con un minimo di parti può essere assemblata utilizzando un indicatore di tensione economico: il chip AN6884 (KA2284).

Circuito LED dell'indicatore del livello di carica della batteria sul comparatore di tensione

Il circuito funziona secondo il principio di un comparatore. VD1 è un diodo zener da 7,6 V, funge da sorgente di tensione di riferimento. R1 – partitore di tensione. Durante la configurazione iniziale è impostato in una posizione tale che tutti i LED si accendono con una tensione di 14V. La tensione fornita agli ingressi 8 e 9 viene confrontata tramite un comparatore ed il risultato viene decodificato in 5 livelli, accendendo i LED corrispondenti.

Controller di carica della batteria

Per monitorare le condizioni della batteria mentre il caricabatterie è in funzione, realizziamo un controller di carica della batteria. Il circuito del dispositivo e i componenti utilizzati sono il più accessibili possibile, fornendo allo stesso tempo il controllo completo sul processo di ricarica della batteria.

Il principio di funzionamento del controller è il seguente: finché la tensione della batteria è inferiore alla tensione di carica, il LED verde si accende. Non appena la tensione è uguale, il transistor si apre accendendo il LED rosso. Cambiando il resistore davanti alla base del transistor si modifica il livello di tensione richiesto per accendere il transistor.

Si tratta di un circuito di monitoraggio universale che può essere utilizzato sia per batterie per auto ad alta potenza che per batterie al litio miniaturizzate.

svetodiodinfo.ru

Come realizzare un indicatore di carica della batteria utilizzando i LED?

Il successo dell'avviamento del motore di un'auto dipende in gran parte dallo stato di carica della batteria. Controllare regolarmente la tensione ai terminali con un multimetro è scomodo. È molto più pratico utilizzare un indicatore digitale o analogico situato accanto al cruscotto. Puoi creare tu stesso l'indicatore di carica della batteria più semplice, in cui cinque LED aiutano a monitorare lo scaricamento o la carica graduale della batteria.

Diagramma schematico

Lo schema elettrico considerato dell'indicatore del livello di carica è il dispositivo più semplice che visualizza il livello di carica di una batteria da 12 volt.
Il suo elemento chiave è il microcircuito LM339, nel cui alloggiamento sono assemblati 4 amplificatori operazionali (comparatori) dello stesso tipo. La vista generale dell'LM339 e l'assegnazione dei pin sono mostrati in figura.
Gli ingressi diretto e inverso dei comparatori sono collegati tramite divisori resistivi. Gli indicatori LED da 5 mm vengono utilizzati come carico.

Il diodo VD1 serve a proteggere il microcircuito da cambiamenti accidentali di polarità. Il diodo Zener VD2 imposta la tensione di riferimento, che è lo standard per le misurazioni future. I resistori R1-R4 limitano la corrente attraverso i LED.

Principio di funzionamento

Il circuito dell'indicatore di carica della batteria a LED funziona come segue. Una tensione di 6,2 volt stabilizzata utilizzando il resistore R7 e il diodo zener VD2 viene fornita al divisore resistivo assemblato da R8-R12. Come si può vedere dal diagramma, tra ciascuna coppia di questi resistori si formano tensioni di riferimento di diverso livello, che vengono fornite agli ingressi diretti dei comparatori. A loro volta, gli ingressi inversi sono interconnessi e collegati ai terminali della batteria tramite resistori R5 e R6.

Durante il processo di carica (scarica) della batteria, la tensione sugli ingressi inversi cambia gradualmente, il che porta alla commutazione alternata dei comparatori. Consideriamo il funzionamento dell'amplificatore operazionale OP1, che ha il compito di indicare il livello massimo di carica della batteria. Impostiamo la condizione: se la batteria carica ha una tensione di 13,5 V, l'ultimo LED inizia ad accendersi. La tensione di soglia al suo ingresso diretto alla quale questo LED si accenderà si calcola con la formula: UOP1+ = UST VD2 – UR8, UST VD2 = UR8+ UR9+ UR10+ UR11+ UR12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)I = UST VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 mA,UR8 = I*R8=0,34 mA*5,1 kOhm= 1,7 VUOP1+ = 6,2- 1,7 = 4,5 V

Ciò significa che quando l'ingresso inverso raggiunge un potenziale superiore a 4,5 volt, il comparatore OP1 commuterà e sulla sua uscita apparirà un livello di bassa tensione e il LED si accenderà. Usando queste formule, puoi calcolare il potenziale sugli ingressi diretti di ciascun amplificatore operazionale. Il potenziale sugli ingressi inversi si ricava dall'uguaglianza: UOP1- = I*R5 = UBAT – I*R6.

Circuito stampato e parti di assemblaggio

Il circuito stampato è costituito da un PCB in lamina a lato singolo di 40 x 37 mm, che può essere scaricato qui. È progettato per il montaggio di elementi DIP del seguente tipo:

• Resistenze MLT-0,125 W con una precisione di almeno il 5% (serie E24) R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11 – 1 kOhm, R5, R8 – 5,1 kOhm, R6, R12 – 10 kOhm;
• qualsiasi diodo a bassa potenza VD1 con una tensione inversa di almeno 30 V, ad esempio 1N4148;
• Il diodo Zener VD2 è a bassa potenza con una tensione di stabilizzazione di 6,2 V. Ad esempio, KS162A, BZX55C6V2;
• LED LED1-LED5 – indicatore tipo AL307 di qualsiasi colore.

Questo circuito può essere utilizzato non solo per monitorare la tensione sulle batterie da 12 volt. Ricalcolando i valori dei resistori posti nei circuiti di ingresso, otteniamo un indicatore LED per l'eventuale tensione desiderata. Per fare ciò, è necessario impostare le tensioni di soglia alle quali si accenderanno i LED, quindi utilizzare le formule per ricalcolare le resistenze fornite sopra.

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Circuiti indicatori di scarica della batteria agli ioni di litio per determinare il livello di carica di una batteria al litio (ad esempio, 18650)

Cosa potrebbe esserci di più triste di una batteria improvvisamente scarica in un quadricoptero durante un volo o di un metal detector che si spegne in una radura promettente? Ora, se solo potessi sapere in anticipo quanto è carica la batteria! Quindi potremmo collegare il caricabatterie o installare un nuovo set di batterie senza attendere tristi conseguenze.

Ed è qui che nasce l'idea di realizzare una sorta di indicatore che dia un segnale in anticipo che la batteria si scaricherà presto. I radioamatori di tutto il mondo hanno lavorato all'implementazione di questo compito, e oggi c'è un'intera macchina e un piccolo carrello di varie soluzioni circuitali: dai circuiti su un singolo transistor ai sofisticati dispositivi sui microcontrollori.

Attenzione! Gli schemi presentati nell'articolo indicano solo la bassa tensione sulla batteria. Per evitare scariche profonde, è necessario spegnere manualmente il carico o utilizzare controller di scarica.

Opzione 1

Cominciamo, magari, con un semplice circuito che utilizza un diodo zener e un transistor:

Scopriamo come funziona.

Finché la tensione è superiore ad una certa soglia (2,0 Volt), il diodo zener è in guasto, di conseguenza il transistor è chiuso e tutta la corrente scorre attraverso il LED verde. Non appena la tensione sulla batteria inizia a diminuire e raggiunge un valore dell'ordine di 2,0 V + 1,2 V (caduta di tensione sulla giunzione base-emettitore del transistor VT1), il transistor inizia ad aprirsi e la corrente inizia a essere ridistribuita tra entrambi i LED.

Se prendiamo un LED bicolore, otteniamo una transizione graduale dal verde al rosso, inclusa l'intera gamma intermedia di colori.

La tipica differenza di tensione diretta nei LED bicolore è di 0,25 Volt (il rosso si illumina a una tensione inferiore). È questa differenza che determina l'area di completa transizione tra verde e rosso.

Pertanto, nonostante la sua semplicità, il circuito consente di sapere in anticipo che la batteria ha iniziato a scaricarsi. Finché la tensione della batteria è pari o superiore a 3,25 V, il LED verde si accende. Nell'intervallo tra 3,00 e 3,25 V, il rosso inizia a mescolarsi con il verde: più si avvicina a 3,00 Volt, più rosso. E infine a 3V si accende solo il rosso puro.

Lo svantaggio del circuito è la complessità della selezione dei diodi zener per ottenere la soglia di risposta richiesta, nonché il consumo di corrente costante di circa 1 mA. Bene, è possibile che le persone daltoniche non apprezzino questa idea di cambiare colore.

A proposito, se inserisci un diverso tipo di transistor in questo circuito, puoi farlo funzionare nel modo opposto: la transizione dal verde al rosso avverrà, al contrario, se la tensione di ingresso aumenta. Ecco lo schema modificato:

Opzione n. 2

Il seguente circuito utilizza il chip TL431, che è un regolatore di tensione di precisione.

La soglia di risposta è determinata dal partitore di tensione R2-R3. Con i valori indicati nel diagramma è di 3,2 Volt. Quando la tensione della batteria scende a questo valore, il microcircuito smette di bypassare il LED e si accende. Questo sarà un segnale che la scarica completa della batteria è molto vicina (la tensione minima consentita su una batteria agli ioni di litio è 3,0 V).

Se per alimentare il dispositivo viene utilizzata una batteria composta da più banchi di batterie agli ioni di litio collegati in serie, il circuito sopra indicato deve essere collegato a ciascun banco separatamente. Come questo:

Per configurare il circuito, colleghiamo un alimentatore regolabile al posto delle batterie e selezioniamo il resistore R2 (R4) per garantire che il LED si accenda nel momento in cui ne abbiamo bisogno.

Opzione n.3

Ed ecco un semplice circuito di un indicatore di scarica della batteria agli ioni di litio che utilizza due transistor:
La soglia di risposta è impostata dai resistori R2, R3. I vecchi transistor sovietici possono essere sostituiti con BC237, BC238, BC317 (KT3102) e BC556, BC557 (KT3107).

Opzione n. 4

Un circuito con due transistor ad effetto di campo che consuma letteralmente microcorrenti in modalità standby.

Quando il circuito è collegato a una fonte di alimentazione, viene generata una tensione positiva al gate del transistor VT1 utilizzando un divisore R1-R2. Se la tensione è superiore alla tensione di interruzione del transistor ad effetto di campo, si apre e tira a terra il gate di VT2, chiudendolo.

Ad un certo punto, quando la batteria si scarica, la tensione tolta al partitore diventa insufficiente per sbloccare il VT1 e questo si chiude. Di conseguenza, sul gate del secondo interruttore di campo appare una tensione prossima alla tensione di alimentazione. Si apre e si accende il led. La luce del LED ci segnala che la batteria deve essere ricaricata.

Andrà bene qualsiasi transistor a canale N con una bassa tensione di interruzione (più bassa è, meglio è). Le prestazioni del 2N7000 in questo circuito non sono state testate.

Opzione n.5

Su tre transistor:

Penso che il diagramma non abbia bisogno di spiegazioni. Grazie al grande coefficiente. amplificazione di tre stadi a transistor, il circuito funziona in modo molto chiaro: tra un LED acceso e uno spento è sufficiente una differenza di 1 centesimo di volt. Il consumo di corrente quando l'indicazione è accesa è 3 mA, quando il LED è spento - 0,3 mA.

Nonostante l'aspetto voluminoso del circuito, la scheda finita ha dimensioni abbastanza modeste:

Dal collettore VT2 si può prelevare un segnale che permette il collegamento di un carico: 1 - consentito, 0 - disabilitato.

I transistor BC848 e BC856 possono essere sostituiti rispettivamente con BC546 e BC556.

Opzione n.6

Questo circuito mi piace perché non solo accende l'indicazione, ma interrompe anche il carico.

L'unico peccato è che il circuito stesso non si disconnette dalla batteria, continuando a consumare energia. E grazie al LED costantemente acceso, mangia molto.

Il LED verde in questo caso funge da sorgente di tensione di riferimento, consumando una corrente di circa 15-20 mA. Per liberarvi di un elemento così vorace, al posto di una sorgente di tensione di riferimento, potete utilizzare lo stesso TL431, collegandolo secondo il seguente circuito*:

*collegare il catodo TL431 al 2° pin di LM393.

Opzione n. 7

Circuito che utilizza i cosiddetti monitor di tensione. Sono anche chiamati supervisori e rilevatori di tensione. Si tratta di microcircuiti specializzati progettati specificamente per il monitoraggio della tensione.

Ecco, ad esempio, un circuito che accende un LED quando la tensione della batteria scende a 3,1 V. Assemblato su BD4731.

D'accordo, non potrebbe essere più semplice! Il BD47xx ha un'uscita a collettore aperto e autolimita anche la corrente di uscita a 12 mA. Ciò consente di collegarvi direttamente un LED, senza limitare le resistenze.

Allo stesso modo è possibile applicare qualsiasi altro supervisore a qualsiasi altra tensione.

Ecco alcune altre opzioni tra cui scegliere:

• 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 - differiscono solo per la custodia). Per i nostri scopi, l'opzione con drain aperto è la più adatta, come evidenziato dal numero aggiuntivo "1" nella designazione del microcircuito - MN13801, MN13811, MN13821. La tensione di risposta è determinata dall'indice delle lettere: MN13811-L è esattamente 3,0 Volt.

Puoi anche prendere l'analogo sovietico - KR1171SPkhkh:

A seconda della designazione digitale, la tensione di rilevamento sarà diversa:

La rete di tensione non è molto adatta per il monitoraggio delle batterie agli ioni di litio, ma non credo che valga la pena scartare completamente questo microcircuito.

I vantaggi innegabili dei circuiti di monitoraggio della tensione sono il consumo energetico estremamente basso quando sono spenti (unità e persino frazioni di microampere), nonché la sua estrema semplicità. Spesso l'intero circuito si adatta direttamente ai terminali LED:

Per rendere ancora più evidente l'indicazione di scarica, l'uscita del rilevatore di tensione può essere caricata su un LED lampeggiante (ad esempio, serie L-314). Oppure assembla tu stesso un semplice "lampeggiatore" utilizzando due transistor bipolari.

Di seguito è mostrato un esempio di circuito finito che segnala batteria scarica tramite un LED lampeggiante:

Di seguito verrà discusso un altro circuito con un LED lampeggiante.

Opzione n. 8

Un circuito interessante che fa lampeggiare il LED se la tensione sulla batteria al litio scende a 3,0 Volt:

Questo circuito fa lampeggiare un LED super luminoso con un ciclo di lavoro del 2,5% (ovvero pausa lunga - lampeggio breve - pausa di nuovo). Ciò consente di ridurre il consumo di corrente a valori ridicoli: nello stato spento il circuito consuma 50 nA (nano!) e nella modalità LED lampeggiante - solo 35 μA. Potete suggerirmi qualcosa di più economico? Difficilmente.

Come puoi vedere, il funzionamento della maggior parte dei circuiti di controllo della scarica si riduce al confronto di una determinata tensione di riferimento con una tensione controllata. Successivamente questa differenza viene amplificata e accende/spegne il LED.

Tipicamente, come amplificatore per la differenza tra la tensione di riferimento e la tensione sulla batteria al litio viene utilizzato uno stadio a transistor o un amplificatore operazionale collegato in un circuito comparatore.

Ma c'è un'altra soluzione. Gli elementi logici - inverter - possono essere utilizzati come amplificatore. Sì, questo è un uso non convenzionale della logica, ma funziona. Uno schema simile è mostrato nella versione seguente.

Opzione n. 9

Schema elettrico per 74HC04.

La tensione operativa del diodo zener deve essere inferiore alla tensione di risposta del circuito. Ad esempio, puoi prendere diodi Zener da 2,0 - 2,7 Volt. La regolazione fine della soglia di risposta è impostata dal resistore R2.

Il circuito consuma circa 2 mA dalla batteria, quindi deve essere acceso anche dopo l'interruttore di alimentazione.

Opzione n. 10

Questo non è nemmeno un indicatore di scarica, ma piuttosto un intero voltmetro a LED! Una scala lineare di 10 LED fornisce un'immagine chiara dello stato della batteria. Tutte le funzionalità sono implementate su un solo chip LM3914:

Il divisore R3-R4-R5 imposta le tensioni di soglia inferiore (DIV_LO) e superiore (DIV_HI). Con i valori indicati nello schema, l'illuminazione del LED superiore corrisponde ad una tensione di 4,2 Volt, e quando la tensione scende sotto i 3 Volt, l'ultimo LED (inferiore) si spegne.

Collegando il nono pin del microcircuito a terra, è possibile commutarlo in modalità punto. In questa modalità è sempre acceso solo un LED corrispondente alla tensione di alimentazione. Se lo lasciate come nel diagramma, si accenderà un'intera scala di LED, il che è irrazionale dal punto di vista economico.

Per i LED è necessario utilizzare solo LED rossi, perché... hanno la tensione continua più bassa durante il funzionamento. Se, ad esempio, prendiamo i LED blu, se la batteria scende a 3 volt, molto probabilmente non si accenderanno affatto.

Il chip stesso consuma circa 2,5 mA, più 5 mA per ogni LED acceso.

Lo svantaggio del circuito è l'impossibilità di regolare singolarmente la soglia di accensione di ciascun LED. È possibile impostare solo i valori iniziale e finale e il divisore integrato nel chip dividerà questo intervallo in 9 segmenti uguali. Ma, come sai, verso la fine della scarica, la tensione della batteria inizia a diminuire molto rapidamente. La differenza tra batterie scariche al 10% e al 20% può essere di decimi di volt, ma se confronti le stesse batterie, scariche solo al 90% e al 100%, puoi vedere una differenza di un intero volt!

Un tipico grafico di scarica della batteria agli ioni di litio mostrato di seguito dimostra chiaramente questa circostanza:

Pertanto, utilizzare una scala lineare per indicare il grado di scarica della batteria non sembra molto pratico. Abbiamo bisogno di un circuito che ci permetta di impostare gli esatti valori di tensione ai quali si accenderà un particolare LED.

Il pieno controllo sull'accensione dei LED è dato dal circuito presentato di seguito.

Opzione n. 11

Questo circuito è un indicatore di tensione della batteria/batteria a 4 cifre. Implementato su quattro amplificatori operazionali inclusi nel chip LM339.

Il circuito funziona fino ad una tensione di 2 Volt e consuma meno di un milliampere (senza contare il LED).

Naturalmente, per riflettere il valore reale della capacità utilizzata e rimanente della batteria, è necessario tenere conto della curva di scarica della batteria utilizzata (tenendo conto della corrente di carico) durante la configurazione del circuito. Questo permetterà di impostare valori di tensione precisi corrispondenti, ad esempio, al 5%-25%-50%-100% della capacità residua.

Opzione n. 12

E, naturalmente, le possibilità più ampie si aprono quando si utilizzano microcontrollori con una sorgente di tensione di riferimento integrata e un ingresso ADC. Qui la funzionalità è limitata solo dalla tua immaginazione e capacità di programmazione.

Ad esempio, forniremo il circuito più semplice sul controller ATMega328.

Anche se qui, per ridurre le dimensioni della tavola, sarebbe meglio prendere l'ATTiny13 a 8 gambe nel pacchetto SOP8. Allora sarebbe assolutamente stupendo. Ma lascia che questi siano i tuoi compiti.

Il LED è tricolore (da una striscia LED), ma vengono utilizzati solo il rosso e il verde.

Il programma finito (sketch) può essere scaricato da questo link.

Il programma funziona nel seguente modo: ogni 10 secondi viene interrogata la tensione di alimentazione. In base ai risultati della misurazione, l'MK controlla i LED tramite PWM, che consente di ottenere diverse tonalità di luce mescolando i colori rosso e verde.

Una batteria appena caricata produce circa 4,1 V: l'indicatore verde si accende. Durante la ricarica, sulla batteria è presente una tensione di 4,2 V e il LED verde lampeggia. Non appena la tensione scende sotto i 3,5 V, il LED rosso inizierà a lampeggiare. Questo sarà un segnale che la batteria è quasi scarica ed è ora di caricarla. Nel resto dell'intervallo di tensione, l'indicatore cambierà colore da verde a rosso (a seconda della tensione).

Opzione n. 13

Ebbene, per cominciare, propongo la possibilità di rielaborare la scheda di protezione standard (sono anche chiamati controller carica-scarica), trasformandola in un indicatore di batteria scarica.

Queste schede (moduli PCB) vengono estratte su scala quasi industriale dalle vecchie batterie dei telefoni cellulari. Basta raccogliere la batteria di un cellulare scartata per strada, sventrarla e il tabellone è nelle tue mani. Smaltire tutto il resto come previsto.

Attenzione!!! Esistono schede che includono una protezione da sovraccarico a una tensione inaccettabilmente bassa (2,5 V e inferiore). Pertanto, tra tutte le schede di cui disponi, devi selezionare solo quelle copie che funzionano alla tensione corretta (3,0-3,2 V).

Molto spesso, una scheda PCB si presenta così:

Il microassemblaggio 8205 è costituito da dispositivi di campo da due milliohm assemblati in un unico alloggiamento.

Apportando alcune modifiche al circuito (mostrato in rosso), otterremo un ottimo indicatore di scarica della batteria agli ioni di litio che non consuma praticamente corrente quando è spenta.

Poiché il transistor VT1.2 è responsabile della disconnessione del caricabatterie dal banco batterie in caso di sovraccarico, nel nostro circuito è superfluo. Pertanto, abbiamo eliminato completamente questo transistor dal funzionamento interrompendo il circuito di drain.

Il resistore R3 limita la corrente attraverso il LED. La sua resistenza deve essere selezionata in modo tale che la luminosità del LED sia già evidente, ma la corrente consumata non sia ancora troppo elevata.

A proposito, puoi salvare tutte le funzioni del modulo di protezione ed effettuare l'indicazione utilizzando un transistor separato che controlla il LED. Cioè, l'indicatore si accenderà contemporaneamente allo spegnimento della batteria al momento della scarica.

Invece del 2N3906, andrà bene qualsiasi transistor pnp a basso consumo che hai a portata di mano. La semplice saldatura diretta del LED non funzionerà, perché... La corrente di uscita del microcircuito che controlla gli interruttori è troppo piccola e richiede un'amplificazione.

Si prega di tenere conto del fatto che i circuiti indicatori di scarica consumano essi stessi la carica della batteria! Per evitare scariche inaccettabili, collegare i circuiti indicatori dopo l'interruttore di alimentazione o utilizzare circuiti di protezione che impediscano scariche profonde.

Come probabilmente non è difficile da indovinare, i circuiti possono essere utilizzati anche al contrario, come indicatori di carica.

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Indicatore per il controllo e il monitoraggio del livello di carica della batteria

Come puoi realizzare un semplice indicatore di tensione per una batteria da 12 V, utilizzata in auto, scooter e altre apparecchiature. Avendo compreso il principio di funzionamento del circuito indicatore e lo scopo delle sue parti, il circuito può essere adattato a quasi tutti i tipi di batterie ricaricabili modificando le caratteristiche dei componenti elettronici corrispondenti.

Non è un segreto che sia necessario controllare lo scarico delle batterie, poiché hanno una tensione di soglia. Se la batteria viene scaricata al di sotto della tensione di soglia, una parte significativa della sua capacità andrà persa, di conseguenza non sarà in grado di produrre la corrente dichiarata e acquistarne una nuova non è un piacere economico.

Uno schema elettrico con i valori indicati in esso fornirà informazioni approssimative sulla tensione ai terminali della batteria utilizzando tre LED. I led possono essere di qualsiasi colore, ma si consiglia di utilizzare quelli mostrati in foto; daranno un'idea associata più chiara dello stato della batteria (foto 3).

Se il LED verde è acceso, la tensione della batteria rientra nei limiti normali (da 11,6 a 13 Volt). Si illumina in bianco: la tensione è pari o superiore a 13 Volt. Quando il LED rosso è acceso è necessario scollegare il carico, la batteria deve essere ricaricata con una corrente di 0,1 A., poiché la tensione della batteria è inferiore a 11,5 V, la batteria si scarica oltre l'80%.

Attenzione, i valori indicati sono approssimativi, potrebbero esserci delle differenze, tutto dipende dalle caratteristiche dei componenti utilizzati nel circuito.

I LED utilizzati nel circuito hanno un consumo di corrente molto basso, inferiore a 15 (mA). Chi non si accontenta può inserire nell'intercapedine il pulsante dell'orologio, in questo caso verrà controllata la batteria accendendo il pulsante e analizzando il colore del led acceso. La scheda dovrà essere protetta dall'acqua e fissata alla batteria . Il risultato è un voltmetro primitivo con una fonte di energia costante che può essere controllata in qualsiasi momento.

La scheda è di dimensioni molto ridotte: 2,2 cm. Il chip Im358 viene utilizzato nel pacchetto DIP-8, la precisione dei resistori di precisione è dell'1%, ad eccezione dei limitatori di corrente. È possibile installare qualsiasi LED (3 mm, 5 mm) con una corrente di 20 mA.

Il controllo è stato effettuato utilizzando un alimentatore da laboratorio su uno stabilizzatore lineare LM 317, il dispositivo funziona in modo chiaro, due LED possono accendersi contemporaneamente. Per una sintonizzazione precisa, si consiglia di utilizzare resistori di sintonizzazione (foto 2), con il loro aiuto è possibile regolare le tensioni a cui i LED si accendono nel modo più accurato possibile. Funzionamento del circuito indicatore del livello di carica della batteria. La parte principale è il microcircuito LM393 o LM358 (analoghi di KR1401CA3 / KF1401CA3), che contiene due comparatori (foto 5).

Come possiamo vedere dalla (foto 5) ci sono otto piedini, quattro e otto sono l'alimentatore, il resto sono ingressi e uscite del comparatore. Diamo un'occhiata al principio di funzionamento di uno di essi, ci sono tre uscite, due ingressi (uscita diretta (non invertente) “+” e un'uscita invertente “-”). La tensione di riferimento viene fornita all'ingresso invertente “+” (quella fornita all'ingresso invertente “-” viene confrontata con essa. Se la tensione continua è maggiore di quella all'ingresso invertente, la potenza (-) sarà in uscita). , nel caso in cui sia il contrario (la tensione sull'invertente è maggiore che sulla diretta) all'uscita di potenza (+).

Il diodo zener è collegato nel circuito al contrario (anodo a (-) catodo a (+)), ha, come si suol dire, una corrente di lavoro, con essa si stabilizzerà bene, guarda il grafico (foto 7).

A seconda della tensione e della potenza dei diodi zener, la corrente varia; la documentazione indica la corrente minima (Iz) e la corrente massima (Izm) di stabilizzazione; È necessario selezionare quello desiderato nell'intervallo specificato, sebbene il minimo sarà sufficiente, il resistore consente di raggiungere il valore di corrente richiesto;

Diamo un'occhiata al calcolo: la tensione totale è 10 V, il diodo zener è progettato per 5,6 V, abbiamo 10-5,6 = 4,4 V. Secondo la documentazione, Ist min = 5 mA. Di conseguenza, abbiamo R = 4,4 V / 0,005 A = 880 Ohm. Sono possibili piccole deviazioni nella resistenza del resistore, questo non è significativo, la condizione principale è una corrente di almeno Iz.

Il divisore di tensione comprende tre resistori da 100 kOhm, 10 kOhm, 82 kOhm. Su questi componenti passivi “si deposita” una certa tensione, quindi viene fornita all'ingresso invertente.

La tensione dipende dal livello di carica della batteria. Il circuito funziona come segue, diodo zener ZD1 5V6 che fornisce una tensione di 5,6 V agli ingressi diretti (la tensione di riferimento viene confrontata con la tensione agli ingressi non diretti).

In caso di scarica grave della batteria, all'ingresso indiretto del primo comparatore verrà applicata una tensione inferiore all'ingresso diretto. Una tensione più elevata verrà fornita anche all'ingresso del secondo comparatore.

Di conseguenza, il primo darà "-" in uscita, il secondo "+", il LED rosso si accenderà.

Il LED verde si accenderà se il primo comparatore emette "+" e il secondo "-". Il led bianco si accenderà se due comparatori forniscono “+” in uscita per lo stesso motivo è possibile che i led verde e bianco si accendano contemporaneamente;

La cosa più sorprendente è che il circuito indicatore del livello di carica della batteria non contiene transistor, microcircuiti o diodi zener. Solo LED e resistenze collegati in modo tale da indicare il livello della tensione fornita.

Circuito indicatore

La versione più semplice è mostrata nella Figura 1. Se la tensione sul terminale B+ è 9 V, si accenderà solo il LED verde perché la tensione di base di Q1 è 1,58 V, mentre la tensione dell'emettitore è uguale alla caduta di tensione sul LED D1 in un caso tipico è 1,8 V e Q1 viene tenuto chiuso. Man mano che la carica della batteria diminuisce, la tensione sul LED D2 rimane essenzialmente la stessa e la tensione di base diminuisce e ad un certo punto Q1 inizierà a condurre corrente. Di conseguenza, parte della corrente inizierà a diramarsi nel LED rosso D1 e questa quota aumenterà finché tutta la corrente non fluirà nel LED rosso.

Per gli elementi tipici di un LED bicolore, la differenza nelle tensioni dirette è di 0,25 V. È questo valore che determina la regione di transizione dal verde al rosso. Nell'intervallo di tensione si verifica un cambiamento completo nel colore del bagliore, impostato dal rapporto tra le resistenze dei resistori divisori R1 e R2

Il centro della regione di transizione da un colore all'altro è determinato dalla differenza di tensione tra il LED e la giunzione base-emettitore del transistor ed è di circa 1,2 V. Pertanto, una variazione di B+ da 7,1 V a 5,8 V comporterà il passaggio dal verde al rosso.

Le differenze di tensione dipenderanno dalle combinazioni specifiche dei LED e potrebbero non essere sufficienti per cambiare completamente i colori. È comunque possibile utilizzare il circuito proposto collegando un diodo in serie a D2.

Nella Figura 2, il resistore R1 è sostituito da un diodo zener, risultando in una regione di giunzione molto più stretta. Il divisore non influisce più sul circuito e si verifica un cambiamento completo nel colore del bagliore quando la tensione B+ cambia di soli 0,25 V. La tensione del punto di transizione sarà pari a 1,2 V + V Z. (Qui V Z è la tensione sul diodo zener, nel nostro caso pari a circa 7,2 V).

Lo svantaggio di un tale circuito è che è legato a una scala di tensione limitata dei diodi Zener. A complicare ulteriormente la situazione è il fatto che i diodi zener a bassa tensione hanno una curva caratteristica troppo liscia, che non consente di determinare con precisione quale sarà la tensione V Z a basse correnti nel circuito. Una soluzione a questo problema potrebbe essere quella di utilizzare un resistore in serie con il diodo zener per consentire una leggera regolazione aumentando leggermente la tensione di giunzione.

Con i valori dei resistori indicati, il circuito consuma una corrente di circa 1 mA. Con i LED ad alta luminosità, questo è sufficiente per utilizzare il dispositivo in ambienti interni. Ma anche quella piccola corrente è significativa per una batteria da 9 volt, quindi dovrai scegliere tra assorbire corrente extra o rischiare di lasciare l'alimentazione accesa quando non ne hai bisogno. Molto probabilmente, dopo la prima sostituzione non programmata della batteria, inizierai a sentire i vantaggi di questo monitor.

Il circuito può essere convertito in modo che la transizione dal verde al rosso avvenga quando la tensione di ingresso aumenta. Per fare ciò, il transistor Q1 deve essere sostituito con NPN e l'emettitore e il collettore devono essere scambiati. E utilizzando una coppia di transistor NPN e PNP, puoi creare un comparatore a finestra.

Data la larghezza abbastanza ampia della regione di transizione, il circuito in Figura 1 è più adatto per batterie da 9 V, mentre il circuito in Figura 2 può essere adattato per altre tensioni.