Úroveň nabitia batérie si urobte sami. LED indikátor nabitia batérie obvod

Indikátor nabitia batérie je nevyhnutnou súčasťou domácnosti každého motoristu. Relevantnosť takéhoto zariadenia sa mnohokrát zvyšuje, keď auto z nejakého dôvodu odmietne naštartovať v chladnom zimnom ráno. V tejto situácii stojí za to rozhodnúť, či zavolať priateľovi, aby prišiel a pomohol naštartovať z jeho batérie, alebo či má batéria vydržať dlho a je vybitá pod kritickú úroveň.

Prečo monitorovať stav batérie?

Autobatéria pozostáva zo šiestich batérií zapojených do série s napájacím napätím 2,1 - 2,16V. Normálne by batéria mala produkovať 13-13,5V. Nemalo by byť povolené výrazné vybitie batérie, pretože to znižuje hustotu a tým stúpa teplota mrazu elektrolytu.

Čím viac je batéria opotrebovaná, tým menej času vydrží nabitie. V teplom období to nie je kritické, ale v zime môžu zabudnuté parkovacie svetlá pred návratom úplne „zabiť“ batériu a zmeniť jej obsah na kus ľadu.

V tabuľke vidíte teplotu tuhnutia elektrolytu v závislosti od stavu nabitia jednotky.

Závislosť teploty tuhnutia elektrolytu od stupňa nabitia batérie
Hustota elektrolytu, mg/cm mláďa.	Napätie, V (bez zaťaženia)	Napätie, V (so záťažou 100 A)	Úroveň nabitia batérie, %	Teplota tuhnutia elektrolytu, gr. Celzia
1110	11,7	8,4	0,0	-7
1130	11,8	8,7	10,0	-9
1140	11,9	8,8	20,0	-11
1150	11,9	9,0	25,0	-13
1160	12,0	9,1	30,0	-14
1180	12,1	9,5	45,0	-18
1190	12,2	9,6	50,0	-24
1210	12,3	9,9	60,0	-32
1220	12,4	10,1	70,0	-37
1230	12,4	10,2	75,0	-42
1240	12,5	10,3	80,0	-46
1270	12,7	10,8	100,0	-60

Pokles úrovne nabitia pod 70 % sa považuje za kritický. Všetky automobilové elektrické spotrebiče nespotrebúvajú napätie, ale prúd. Bez záťaže môže aj veľmi vybitá batéria vykazovať normálne napätie. Ale pri nízkej úrovni počas štartovania motora dôjde k silnému poklesu napätia, čo je alarmový signál.

Hroziacu katastrofu je možné včas spozorovať iba vtedy, ak je priamo v kabíne nainštalovaný indikátor. Ak auto počas jazdy neustále signalizuje vybitie, je čas ísť do servisu.

Aké sú ukazovatele

Mnohé batérie, najmä bezúdržbové, majú v sebe zabudovaný senzor (vlhkomer), ktorého princíp je založený na meraní hustoty elektrolytu.

Tento snímač monitoruje stav elektrolytu a hodnota jeho indikátorov je relatívna. Nie je veľmi vhodné niekoľkokrát vyliezť pod kapotu auta, aby ste skontrolovali stav elektrolytu v rôznych prevádzkových režimoch.

Elektronické zariadenia sú oveľa pohodlnejšie na sledovanie stavu batérie.

Typy indikátorov nabitia batérie

Mnoho takýchto zariadení sa predáva v predajniach automobilov, líšia sa dizajnom a funkčnosťou. Továrenské zariadenia sú konvenčne rozdelené do niekoľkých typov.

Podľa spôsobu pripojenia:

• do zásuvky zapaľovača cigariet;
• do palubnej siete.

Podľa spôsobu zobrazenia signálu:

• analóg;
• digitálny.

Princíp činnosti je pre nich rovnaký, určuje úroveň nabitia batérie a zobrazuje informácie vo vizuálnej forme.

Schematický diagram indikátora

Ako vytvoriť indikátor nabitia batérie na LED diódach?

Existujú desiatky rôznych kontrolných schém, ale výsledky sú identické. Takéto zariadenie môže byť zostavené nezávisle od odpadových materiálov. Výber obvodu a komponentov závisí výlučne od vašich možností, fantázie a sortimentu najbližšieho rádiového obchodu.

Tu je schéma na pochopenie toho, ako funguje LED indikátor batérie. Takýto prenosný model sa dá zložiť na kolene za pár minút.

D809- 9V zenerova dióda obmedzuje napätie na LED a samotný diferenciátor je zostavený na troch odporoch. Takýto LED indikátor sa spúšťa prúdom v obvode. Pri napätí 14V a vyššom je sila prúdu dostatočná na žiaru všetkých LED, pri napätí 12-13,5V svietia VD2 a VD3, pod 12V - VD1.

Pokročilejšia verzia s minimom dielov sa dá zostaviť na rozpočtovom indikátore napätia - čip AN6884 (KA2284).

Obvod LED indikátora úrovne nabitia batérie na komparátore napätia

Obvod funguje na princípe komparátora. VD1- 7,6V zenerova dióda, slúži ako zdroj referenčného napätia. R1- delič napätia. Pri prvotnom nastavení je nastavený do takej polohy, že pri napätí 14V svietia všetky LED. Napätie privádzané na vstupy 8 a 9 sa porovnáva cez komparátor a výsledok sa dekóduje do 5 úrovní rozsvietením príslušných LED.

Ovládač nabíjania batérie

Na monitorovanie stavu batérie počas prevádzky nabíjačky vyrábame regulátor nabíjania batérie. Obvod zariadenia a použité komponenty sú maximálne dostupné, zároveň poskytujú plnú kontrolu nad procesom dobíjania batérií.

Princíp činnosti regulátora je nasledovný: kým je napätie na batérii nižšie ako nabíjacie napätie, svieti zelená LED. Akonáhle sa napätie vyrovná, tranzistor sa otvorí a rozsvieti sa červená LED. Zmenou odporu pred bázou tranzistora sa zmení úroveň napätia potrebná na otvorenie tranzistora.

Ide o všestranný riadiaci obvod, ktorý možno použiť ako pre vysokovýkonné autobatérie, tak aj pre miniatúrne lítiové batérie.

Nie všetky autá majú indikátor stavu nabitia batérie. Automobilový nadšenec musí tento indikátor nezávisle monitorovať, pravidelne ho kontrolovať voltmetrom, pričom predtým odpojil batériu od elektrickej siete vozidla. Jednoduché elektronické zariadenie vám však umožní získať približné hodnoty bez opustenia salónu.

Výber obvodu a komponentov

Hotová stavba

Samostatne vyrobený indikátor nabitia batérie pozostáva štrukturálne z elektronickej jednotky, na ktorej sú tri LED diódy: červená, modrá a zelená. Výber farby môže byť odlišný - je dôležité, aby pri aktivácii jednej z nich boli prijaté informácie správne interpretované.

Vzhľadom na malú veľkosť zariadenia môžete použiť obyčajnú dosku na chlieb. Optimálne rozloženie zariadenia je vopred zvolené. Dá sa nájsť viacero modelov, no najbežnejšia a teda funkčná verzia indikátora nabitia batérie je znázornená na obrázku.

Schéma dosky a jej komponentov

Pred inštaláciou komponentov je potrebné ich usporiadať na doske plošných spojov podľa schémy. Až potom ho môžete orezať na požadovanú veľkosť. Je dôležité, aby mal indikátor minimálne rozmery. Ak ho plánujete inštalovať do puzdra, mali by ste brať do úvahy jeho vnútorné rozmery.

Tento obvod je určený na monitorovanie prevádzky autobatérie so sieťovým napätím od 6 do 14 V. Pre iné hodnoty tohto parametra je potrebné zmeniť charakteristiky komponentov. Ich zoznam je uvedený v tabuľke.

Najjednoduchší prípad je znázornený na obrázku 1. Ak je napätie na svorke B + 9V, bude svietiť iba zelená LED, pretože napätie na báze Q1 je 1,58V, pričom napätie na emitore je rovné pokles napätia na LED D1, v typickom prípade je 1,8 V a Q1 je zatvorený. Keď sa nabitie batérie znižuje, napätie na LED D2 zostáva prakticky nezmenené, zatiaľ čo napätie na základni klesá a v určitom okamihu začne Q1 viesť prúd. V dôsledku toho sa časť prúdu rozvetví do červenej LED D1 a táto časť sa bude zvyšovať, až kým všetok prúd nepretečie do červenej LED.

Obrázok 1.	Základný obvod monitora napätia batérie.

Pre typické prvky dvojfarebnej LED je rozdiel v priepustných napätiach 0,25 V. Práve táto hodnota určuje prechodovú oblasť zo zelenej na červenú. V rozsahu napätia nastáva úplná zmena farby žiaru, nastavená pomerom odporov deliča rezistorov R1 a R2

Stred prechodu z jednej farby na druhú je určený rozdielom napätia medzi LED a prechodom báza-emitor tranzistora a rovná sa približne 1,2 V. Zmena B + zo 7,1 V na 5,8 V teda zmení zelené svetlo na červené.

Rozdiely v napätí budú závisieť od konkrétnych kombinácií LED a nemusia postačovať na úplné prepnutie farieb. Navrhovaný obvod však možno stále použiť pripojením diódy do série s D2.

Na obrázku 2 bol R1 nahradený Zenerovou diódou, čo má za následok oveľa užšiu oblasť spojenia. Delič už neovplyvňuje obvod a k úplnej zmene farby žiary dôjde, keď sa napätie B + zmení len o 0,25 V. Napätie bodu prechodu sa bude rovnať 1,2 V + V Z. (V Z je napätie na zenerovej dióde, v našom prípade sa rovná asi 7,2 V).

Nevýhodou takéhoto obvodu je jeho väzba na obmedzenú napäťovú škálu zenerových diód. Situáciu ďalej komplikuje skutočnosť, že nízkonapäťové zenerove diódy majú príliš hladký ohyb v charakteristike, čo neumožňuje presne určiť, aké bude napätie V Z pri nízkych prúdoch v obvode. Jedným z riešení tohto problému môže byť použitie odporu v sérii so zenerovou diódou, aby bolo možné vykonať malú úpravu miernym zvýšením napätia prechodu.

Pri zobrazených odporoch rezistorov obvod spotrebuje prúd rádovo 1 mA. S LED diódami s vysokým jasom to stačí na vnútorné použitie. Ale aj tento malý prúd je pre 9-voltovú batériu významný, takže si musíte vybrať medzi odberom prúdu navyše a rizikom, že necháte napájanie zapnuté, keď ho nepotrebujete. Výhody tohto monitora s najväčšou pravdepodobnosťou pocítite už po prvej neplánovanej výmene batérie.

Obvod je možné previesť tak, že prechod zo zelenej na červenú nastáva pri zvýšení vstupného napätia. Na tento účel je potrebné vymeniť tranzistor Q1 za NPN a vymeniť emitor a kolektor. A s párom tranzistorov NPN a PNP môžete vytvoriť porovnávač okien.

Vzhľadom na pomerne veľkú šírku spoja je obvod na obrázku 1 najvhodnejší pre 9V batérie, zatiaľ čo obvod na obrázku 2 môže byť prispôsobený pre iné napätia.

Niektoré batérie (zvyčajne nadpriemernej kvality) majú v hornej časti (predný panel) zelený indikátor, vľavo alebo vpravo (niektorí to nazývajú svetlo). Toto kukátko vám dáva predstavu o nabití alebo vybití batérie. Celkovo má tri hlavné polohy a nie vždy svieti na zeleno. Dnes vám podrobne poviem, čo to je a prečo to vo všeobecnosti vzniklo. A tiež budeme analyzovať, prečo to nemusí vôbec horieť ...

Úprimne povedané, tento indikátor bol vytvorený len preto, aby vás informoval o vašej batérii, pretože ich dizajn spravidla nie je skladateľný, a preto nemôžete vliezť dovnútra a pozrieť sa, čo majú s elektrolytom - stačí sa pozrieť na jeho hladinu alebo zmerať jeho hladinu. hustota. Takáto „žiarovka“ vám preto dáva ucelenú predstavu, podľa ktorej sa môžete rozhodnúť tak či onak. Indikátor však nemusí vždy svietiť na zeleno, spravidla sa tu používajú tri režimy.

Režimy indikátorov

Táto kombinácia je veľmi častá: - zelená, biela, čierna. Niektorí výrobcovia však používajú kombináciu: - zelená, biela, červená. Ale v podstate sú to isté. Prejdime si tieto čítania.

Zelený režim - plne nabitá batéria, možno použiť ako obvykle. To znamená, že nabíjanie nie je potrebné.

Biely indikátor - hovorí nám o nízkej hladine elektrolytu. Stáva sa to aj bez dozoru, s najväčšou pravdepodobnosťou sa batéria často nabíjala a plynný elektrolyt sa uvoľnil cez špeciálny ventil. Je potrebné rozobrať a pridať destilovanú vodu.

Čierny alebo červený indikátor - to nám hovorí o vybití našej batérie a indikátor je kritický, vyžaduje sa povinné nabíjanie! To je dôležité! Ak sa batéria nechá dlhší čas nenabitá, môže sa poškodiť.

Ako vidíte, tieto farby dávajú majiteľovi určité signály, občas sa tam pozrite a potom vám batéria vydrží dlho. Chcem tiež poznamenať, že tento indikátor nemá vo svojej štruktúre vôbec žiadne žiarovky, ďalšia položka zmení váš nápad ...

O žiarovke - nie žiarovke

Chcel som napísať tieto informácie zhora, ale ukázalo sa to viac intríg. V štruktúre tohto snímača nie sú použité vôbec žiadne žiarovky - žiadne obyčajné žiarovky (nízkoprúdové) - ako si mnohí myslia, ani LED, ani žiadne iné.

Tu je štruktúra iná ... V skutočnosti ide o obyčajný hustomer, ktorý je zabudovaný iba v puzdre batérie. Automaticky meria hustotu elektrolytu a pri rôznych hodnotách sa objaví - tá alebo tá gulička, ktorá sa premieta cez zväčšovaciu trubicu a lupu do špeciálneho okna. Treba poznamenať, že gule plávajú akoby cez špeciálne drážky, ktoré sú vyrobené vo forme pyramídy - to je dôležité! PAMATUJTE SI!

Ak je batéria nabitá, objaví sa zelená guľa a uvidíte ju v okne. Ak je vybitá, potom buď pláva červená, alebo žiadna, takže vidíte čiernu. Ale ak tam nie je žiadny elektrolyt, potom sa zdá, že koniec pyramídy je holý - vidíte jej koniec v okne, mnohí si ho mýlia s bielou.

Použitie elektrikára v batérii by nebolo opodstatnené - aj keby bola žiarovka nízkonapäťová, stále by si z batérie vysala časť energie (a v zime je to, ach, zbytočné). ÁNO a ak vyhorí, majiteľ bude nervózny.

Teraz podrobné video, možno niekto nerozumel pyramíde ...

Prečo sa nerozsvieti ani po úplnom nabití?

Veľmi častá otázka, mnohí si stále myslia, že ide o žiarovku a po nabití by sa mala rozsvietiť! Ako sme už prišli na to, že to tak vôbec nie je. A je dosť možné, že pri plnom nabití zelený indikátor nevyjde! PREČO?

ÁNO všetko je jednoduché:

• Zelená guľa sa môže na týchto „malých bežcov“ len „prilepiť“. Zatraste batériou a ona zaujme svoje miesto. Stáva sa to veľmi často.
• Nečistota z dosiek sa dostala dovnútra, časom sa dosky začnú drobiť, elektrolyt sa zakalí, obsahuje častice olova, takže indikátoru bráni normálne vysielať informácie.
• Batéria je naozaj nefunkčná, to sa tiež nedá vylúčiť, ani pri dlhšom nabíjaní neuberá na hustote.

Dá sa tento indikátor odstrániť?

Na väčšine batérií áno, toto okienko sa odskrutkuje podobne ako korok – bude ho však treba krútiť silou, dokonca sa dá rozbiť, kamaráti ho odskrutkovali pomocou klieští s tenkými koncami a do škár sa urobili malé „dierky“. okno na zapojenie. Vo všeobecnosti - "kolektívna farma", ale teoreticky je možné odstrániť! Je tiež potrebné pripomenúť, že ak ho odskrutkujete, došlo k narušeniu bezvzduchového priestoru vo vnútri, je celkom možné, že vyjde plynné zloženie - „výbušný plyn“ alebo „HHO“. Potom budete musieť pridať destilovanú vodu. Takže vždy premýšľajte, ale musíte rozobrať batériu!

Vlastne s článkom končím, informácie sú jasné a k veci, myslím, že vám to bolo užitočné, prečítajte si náš AUTOBLOG.

LED indikátor úrovne nabitia bežnej alebo dobíjacej batérie, kde sa všetky prahy nastavujú pomocou potenciometrov, je možné zostaviť podľa schémy uvedenej v tomto materiáli. Obrovským plusom je, že funguje s 3V až 28V batériami.

Obvod indikátora vybitia batérie

Samotné svetelné diódové indikátory sa dodávajú v rôznych typoch a farbách, odporúčané sú zobrazené na samotnej schéme. Kvôli rozdielom v poklese napätia v priepustnom smere musia byť odpory obmedzujúce prúd nastavené pre najlepší výkon a rovnomernosť. Podľa schémy R18-R22 sa ponúka rovnaký odpor - všimnite si, že tieto odpory by nakoniec nemali byť rovnaké. Ak sú však všetky rovnakej farby, postačí jedna hodnota odporu.

Farba LED - úroveň nabitia

• Červená: od 0 do 25 %
• Oranžová : 25 - 50%
• žltá : 50 - 75%
• zelená : 75 - 100%
• Modrá:> 100% napätie

Tu LM317 funguje ako jednoduchá referencia 1,25 V. Minimálne vstupné napätie musí byť o niekoľko voltov vyššie ako výstupné napätie. Minimálne vstupné napätie = 1,25 V + 1,75 V = 3 V. Hoci má LM317 minimálne zaťaženie údajového listu 5 mA, nenašiel sa žiadny prípad, ktorý by nefungoval pri 3,8 mA. Je to odpor R5 (330 ohmov), ktorý poskytuje minimálne zaťaženie.

Počas testov bola hodnotená úroveň nabitia 4,5 V batérie a práve pre ňu sú na diagrame uvedené napätia. Nastavenie je nasledovné: najprv sa musia určiť ovládacie napätia každého komparátora v súlade s úrovňou vybitia batérie, potom sa napätie musí vydeliť deliacim faktorom deliča napätia. Takže pre 4,5 V batériu to vyzerá takto:

Prah napätia

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

Prevádzka indikátora stavu batérie

Mikroobvod LM317 U3 je zdroj referenčného napätia 1,25 V. Rezistory R5 a R6 tvoria delič napätia, ktorý znižuje napätie batérie na úroveň, ktorá je blízka referenčnému napätiu. Prvok U2A je zosilňovač, takže bez ohľadu na to, koľko prúdu tento uzol spotrebuje, napätie zostáva stabilné. Rezistory R8 - R11 poskytujú vysoký odpor vstupom komparátora. U1 pozostáva zo štyroch komparátorov, ktoré porovnávajú referenčné napätie potenciometrov s napätím batérie. Operačný zosilňovač LM358 U2B - funguje aj ako druh komparátora, ktorý riadi LED najnižšieho rádu.

Pri hraničných hodnotách napätia nemusia LED svietiť zreteľne, spravidla dochádza k blikaniu medzi dvoma susednými LED diódami. Aby sa tomu zabránilo, cez R14 - R17 sa pridá malé množstvo kladného spätnoväzbového napätia.

Testovanie indikátorov

Ak sa testovanie vykonáva priamo z batérie, uvedomte si, že ochrana proti prepólovaniu nie je k dispozícii. Je lepšie najprv pripojiť napájací obvod cez odpor 100 Ohm, aby sa obmedzili možné poruchy. A po zistení, že polarita je správna, môže byť tento odpor odstránený.

Zjednodušená verzia indikátora

Pre tých, ktorí si chcú postaviť jednoduchšie zariadenie, môže čip U2, všetky diódy a niektoré odpory odpadnúť. Odporúčame vám začať s touto verziou a potom, keď sa ubezpečíte, že funguje správne, zostavte plnú verziu indikátora vybitia batérie. Veľa šťastia všetkým pri štarte!