Как сделать индикатор заряда аккумулятора: Простейший индикатор уровня заряда батареи

Простой самодельный индикатор уровня заряда аккумулятора

При разработке или модернизации различных портативных DIY устройств частенько возникает потребность в отображении актуального текущего уровня заряда аккумулятора или батареек. Первое, что приходит на ум — купить готовый модуль, типа такого. Это самый простой вариант, но он вынуждает идти на компромиссы: его придется ждать неопределенное время и останавливать разработку на этот срок; он может не подойти по размерам; может сильно врать по показаниям, и исправить это никак не получится. Я хочу показать довольно простой способ изготовления такого индикатора из минимального количества широкодоступных деталей.

Прошивка, схема и список деталей

Модуль реализован на простейшем микроконтроллере Attiny13A и 4х индикаторных светодиодах. Схема сильно упрощенная, без какой-либо защиты от помех и неправильной полярности, в моем случае это допустимо, т. к. индикатор устанавливается в маломощное устройство. Если предполагается работа в более жестких условиях, то стоит добавить в цепь питания микроконтроллера диод Шоттки и конденсатор 1-10мкФ, а так же пересчитать в прошивке пороговые значения напряжений с учетом падения напряжения на диоде.

Исходные коды, готовые прошивки и прочие нужные материалы можно найти у меня на гитхабе.
Схема:

Для сборки нам понадобятся:

• Attiny13A
• Резисторы на 18 кОм и 4.7 кОм — для делителя напряжения. Не обязательно SMD и именно с такими значениями, прошивку можно настроить под другие
• Резисторы 220 Ом — для подключения к светодиодам
• Arduino Nano 3.0 — для использования в качестве программатора
• SOIC клипса — по желанию, без нее можно обойтись, но она сильно ускоряет и облегчает прошивку микроконтроллера в SOIC-8 исполнении
• Разноцветные 3мм светодиоды

У тех, кто увлекается DIY и всякими ардуинами, перечисленных выше компонентов скорее всего навалом, так что покупать ничего не придется, разве что Attiny13A.

Возможности

Я поставил цель запилить максимально простой, но в то же время достаточно функциональный индикатор. Для отображения уровня заряда в нем используются 4 светодиода, логика работы проста:

• Горят 4 светодиода — заряд 100% — 75%, напряжение 4.2В — 3.9В
• 3 светодиода — 75% — 50%, напряжение 3.9В — 3.7В
• 2 светодиода — 50% — 25%, напряжение 3.7В — 3.5В
• 1 светодиод — 25% — 0%, напряжение 3.5В — 3.3В

Первый и последний светодиоды могут мигать, сигнализируя соответственно либо о перезаряде (напряжение > 4.25В), либо слишком низком напряжении (< 3.3В). Диапазон рабочих напряжений модуля лежит в пределах от 2.7В до 5.5В, максимальный потребляемый ток — около 50мА (зависит от значений ограничительных резисторов).

Настройки и режимы работы

На гитхабе в разделе firmware лежат уже готовые «отполированные» мною бинарники прошивок (файлы all_leds. hex и single_led.hex), они рассчитаны на применение резисторов номиналами 18 кОм и 4.7 кОм в делителе напряжений. Но бывает так, что именно таких резисторов может не оказаться, либо может попасться кривой микроконтроллер (по даташиту у Attiny13A заявлена точность измерений ADC в районе 10%), тогда потребуется самостоятельно модифицировать и пересобрать прошивку для себя, сделать это можно в программе Atmel Studio.
Доступные для изменения настройки в прошивке:

UHI здесь задает порог напряжения, выше которого начинает работать индикация перезаряда, остальные (U100, U75, U50, U25) — пороги для зажигания соответствующих светодиодов. При напряжении ниже

U25 срабатывает индикация низкого напряжения. Общая формула для вычисления этих пороговых значений в зависимости от номиналов резисторов и напряжения аккумулятора имеет вид:

Где Ubat — напряжение на входе, R1, R2 — значения сопротивлений резисторов делителя. В случае, если МК подключен через диод Шоттки, в формулу добавляется величина падения на диоде Ud:

Но, как я уже говорил, погрешность АЦП у этого типа МК довольно большая, поэтому занесенные мною в прошивку значения слегка отличаются от теоретических. В идеале можно добиться очень высокой точности, но только методом проб и ошибок на конкретном экземпляре микроконтроллера. Для использования индикатора в качестве простого показомера «заряжено» — «разряжено» подойдут и мои значения.
Помимо пороговых значений изменять можно еще 2 параметра: гистерезис UHYS и режим отображения USE_ALL_LEDS. Первый служит для предотвращения мерцания светодиодов при переходе через пороговые напряжения, чем выше значение — тем меньше вероятность мерцаний. Если никаких неожиданных миганий при работе индикатора вы не наблюдаете — то этот параметр трогать нет необходимости. Второй параметр, USE_ALL_LEDS, задает один из двух способов индикации: в случае наличия строки с этим параметром в индикации будут участвовать все «младшие» светодиоды, если же эту строку закомментировать или вовсе удалить — будет гореть только один светодиод, отвечающий за текущий уровень заряда. Как это выглядит — покажу дальше, а пока предлагаю приступить к сборке модуля.

DIY, DIY, DIY

В случае использования МК в исполнении DIP-8 удобнее всего собирать модуль навесным монтажом. В моем случае МК в SOIC-8, поэтому я буду делать плату буквально на коленке и покажу небольшой лайфхак, как можно легко от руки разводить платы для SMD. Первое, что нам для этого нужно — кусок текстолита, размером примерно 20×10мм:

Его даже не обязательно покупать, можно вырезать из ненужной платы какого-либо устройства, покрытые медью площадки такого маленького размера встречаются довольно часто. Далее шкурим и обезжириваем поверхность, затем примеряем наш МК:

Придерживая пинцетом, с помощью тонкого перманентного маркера наносим на будущую плату риски между контактами контроллера:

Так легко и просто мы получаем практически идеальное посадочное место под пайку, и так можно «обрисовать» практически любой SMD компонент:

Далее просто от руки дорисовываем места под резисторы делителя и выводы на светодиоды:

Осталось протравить нарисованную плату, сделать это легко и просто с помощью валяющихся у каждого дома ингредиентов, записываем рецепт:

• Пол рюмки перекиси водорода из аптечки
• Кидаем в нее половину чайной ложки поваренной соли
• Добавляем чайную ложку лимонной кислоты
• Перемешиваем до полного растворения компонентов, если плохо растворяется — смесь можно подогреть

Кидаем плату в раствор:

О начавшемся процессе травления возвещают появившиеся на поверхности меди пузырьки. Пока плата травится, я распечатал на принтере будущий корпус для индикатора:

Спустя 15-20 минут плата полностью протравилась, а раствор стал бирюзовым:

Вытаскиваем плату, смываем маркер, проверяем дорожки:

Все протравилось идеально, можно паять компоненты, которых не так много: всего 1 МК и 2 резистора. Паять удобнее всего пастой, фен в нашем случае не нужен, можно обойтись обычным паяльником с тонким жалом:

Плата готова, теперь нам нужно подготовить светодиоды. Я использовал обычные дешевые 3мм светодиоды: красный, оранжевый, зеленый и белый. Для удобства пайки я распечатал второй корпус и сделал из него подставку:

Минусовые выводы светодиодов подрезаны и запаяны вместе, к плюсовым паяем ограничительные резисторы:

Я использовал по 220 Ом, но при использовании одинаковых резисторов для всех светодиодов у них будет сильно отличаться яркость. В моем случае это не критично, но для большей красоты следует подбирать резисторы индивидуально.
Далее берем нашу плату, размещаем между выводами светодиодов и паяем минусовой контакт диодов к нижней дорожке земли на плате:

Свободные концы резисторов паяем к соответствующим пятакам платы:

Последний штрих — паяем провода питания. Я забыл развести пятаки для удобства, поэтому пришлось паять так:

Вид с обратной стороны:

Модуль готов, теперь в него необходимо «вдохнуть жизнь» прошивкой.

Заливаем прошивку

Для заливки прошивок в контроллеры я приспособил Arduino Nano. Прямо в Arduino Studio есть специальный скетч, который заливается в Nano и превращает его в AVRISP программатор:

В коде скетча перед заливкой в Arduino необходимо предварительно раскомментировать строку #define USE_OLD_STYLE_WIRING:

В результате мы получаем удобный ISP программатор, который можно использовать с avrdude. Подключаем ардуину к микроконтроллеру в соответствии со схемой:

SOIC клипса в таких делах очень сильно выручает, но при ее отсутствии можно подпаяться напрямую к контроллеру. Конденсатор между RESET и GND можно не использовать, все должно работать и без него.

После подключения и проверки всех проводов пытаемся запустить прошивку командой, подставив нужное название файла:

avrdude -p t13 -c avrisp -b 19200 -u -Uflash:w:название_файла_прошивки.hex:a -Ulfuse:w:0x65:m -Uhfuse:w:0xFD:m

В случае успеха на экране будет что-то типа такого:

Если ошибка — то проверяем в первую очередь провода и правильность установки софта/драйверов, правильность выбора COM-порта. По опыту скажу, что сломать Attiny при прошивке очень сложно, они практически не убиваемые. Ни внезапно отвалившаяся в процессе прошивки клипса, ни баги с софтом на компе ему не страшны. Единственное, чем можно запороть этот МК — это неправильными фьюзами.

Проверяем работоспособность

После удачной прошивки модуль должен сразу заработать, потому что на него подается питание через программатор. Для большей уверенности необходимо подключить его к регулируемому источнику питания и прогнать диапазон 3В — 5В и проверить, что все светодиоды и режимы индикации работают. За неимением ЛБП выйти из положения можно с помощью наборов различных элементов питания: при работе от одной CR2032 модуль должен мигать красным светодиодом, сигнализируя о слишком низком напряжении; при питании от 3xAA или 2xCR2032 должен напротив мигать белый светодиод, обозначая превышение допустимого для Li-ion напряжения. Если при проверке на ЛБП выясняются расхождения с заявленными пороговыми напряжениями и индикацией, то для повышения точности можно методом проб и ошибок найти более точные значения UHI, U100, U…

Примеры работы в гифках

Изменение напряжения от 4.2В до 3.3В и обратно:

Индикация превышения допустимого напряжения:

Те же примеры с удаленной из прошивки строкой

USE_ALL_LEDS:


Индикация низкого напряжения:

Продолжаем DIY

Модуль прошит, проверен и отлажен, теперь осталось разместить его в напечатанном ранее корпусе. Вставляем плату:


Для надежности внутренности я залил эпоксидной смолой:

Как оказалось, сделал я это зря) Эпоксидка при застывании расширилась и немного повела корпус, для целей фиксации все же лучше использовать герметик или термоклей.
Переднюю часть для красоты шкурим и тем самым матируем:

Итоговый вид:


Разница в яркости немного портит впечатление, но при желании это можно легко решить.

Выводы

По функциональности самодельный модуль ни в чем не уступает покупным, и при этом имеет кучу преимуществ:

• В нем легко добиться высокой точности с помощью подгона параметров
• Легко адаптировать под любой дизайн и встроить куда угодно
• Его можно собрать на коленке из имеющихся элементов
• При необходимости можно модифицировать его на работу с 2S и выше, либо вообще на другие элементы питания

Единственный недостаток — сделать его все же несколько сложнее, чем просто заказать и ждать)

Индикатор заряда аккумулятора своими руками

Содержание

1. Индикатор заряда аккумулятора своими руками
2. Работа измерительного светодиода
3. При токе зеленого светодиода 1 мА
4. При токе зеленого светодиода 1 мА

Индикатор заряда аккумулятора своими руками на двух светодиодах — правильно обслуживаемые аккумуляторы будут работать у вас хорошо и долю. Обслуживание подразумевает, в частности, регулярный контроль напряжения аккумулятора. Изображенная на Рисунке 1 схема подходит для большинства типов аккумуляторов. Она содержит опорный светодиод LED_REF, работающий при постоянном токе 1 мА и обеспечивающий эталонный световой поток постоянной интенсивности, не зависящей от напряжения аккумулятора.

Это постоянство обеспечивается резистором R1 включенным последовательно со светодиодом. Поэтому, даже если напряжение полностью заряженного аккумулятора упадет до полного разряда, ток через него изменится всего на 10%. Таким образом, можно считать, что интенсивность излучения остается постоянной в диапазоне напряжений аккумулятора, соответствующем переходу от состояния полного заряда до полного разряда.

Световой поток измерительного светодиода LED_VAR меняется в соответствии с изменениями напряжения аккумулятора. Расположив светодиоды поблизости друг от друга, вы получите возможность легко сравнивать яркость их свечения, и, таким образом, определять статус аккумулятора. Используйте светодиоды с диффузно-рассеивающей линзой, поскольку приборы с прозрачной линзой раздражают ваши глаза. Обеспечьте достаточную оптическую изоляцию светодиодов, чтобы свет одного светодиода не попадал на линзу другого.

Работа измерительного светодиода

Измерительный светодиод работает при токе, меняющемся от 10 мА при полностью заряженном аккумуляторе до значений менее 1 мА при полном разряде. Стабилитрон D_z с последовательным резистором R₂ необходимы для того, чтобы ток имел резкую зависимость от напряжения батареи. Сумма напряжения стабилитрона и падения напряжения на светодиоде должна быть чуть меньше, чем самое низкое напряжение аккумулятора. Это напряжение падает на резисторе R₂. Изменения напряжения батареи вызывают большие изменения тока резистора R₂. Если напряжение равно примерно 1 В, через светодиод LED_VAR течет ток 10 мА, и он светится намного ярче, чем LED_REF. Если напряжение ниже 0.1 В, интенсивность свечения LED_VARvar будет меньше, чем у LED_REF. показывая, что аккумулятор разряжен.

Индикатор заряда аккумулятора своими руками — непосредственно после окончания зарядки аккумулятора напряжение на нем превышает 13 В. Для схемы это безопасно, поскольку ток ограничен значением 10 мА. Если светодиоды горят ярко, быстро отпустите кнопку S₁1( чтобы не допустить их повреждения (Рисунок 2). Хотя в примере на Рисунке 2 индикатор заряда подключен к 12-вольтовой свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, вы без труда можете адаптировать эту схему к другим типам аккумуляторов. Кроме того, вы можете использовать ее для контроля напряжения.

Два зеленых светодиода индуцируют состояние, когда заряд батареи превышает 60%. Набор красных светодиодов показывает, что заряд аккумулятора упал ниже 20%. Светодиоды LED_REFG и LED_REFR подключены через резисторы R₁ и R₂ сопротивлением 10 кОм. Последовательное измерительными светодиодами, яркость свечения которых изменяется, включены стабилитроны и резисторы R₃ и R₄ сопротивлением 100 Ом. Диоды D₁, D₂ и D₃ задают требуемое напряжение ограничения. Зависимость яркости свечения светодиодов от состояния аккумулятора показана в Табпице1.

Для расчета интенсивности свечения зеленого измерительного светодиода можно использовать следующее выражение:

V_BATT= 10_G x 100 +V_D1 +V_D2 +V_LEDG +V_DZ1

При токе зеленого светодиода 1 мА

V_BATT =10³ x 100+0.6+0.6+1.85+9.1=1225B.

Падение напряжения на используемых светодиодах при прямом токе 1 мА равно 1.85 В. Если характеристики светодиодов отличаются, сопротивления резисторов необходимо пересчитать. При этом напряжении светодиоды светятся одинаково, что соответствует заряду аккумулятора на 60%. Описание свинцово-кислотных аккумуляторов можно найти в[1]. Для расчета интенсивности свечения красного измерительного светодиода можно использовать следующее выражение:

V_BATT= I_R x IOO+V_D3+V_LEDR+V_ZD2

При токе зеленого светодиода 1 мА

V_BATT =10^-3 x 100 +0.6 + 1.85 + 9.1 =11.65 В.

Поскольку при таком напряжении оба красных светодиода светятся одинаково, это означает, что аккумулятор заряжен на 20%. Светодиод LED_VARGvarg не горит. Рисунок 3 показывает, что оба измерительных светодиода светятся ярче опорных, сообщая о том, что аккумулятор заряжен на 100%

Как это работает и как это сделать

Перезарядка опасна для здоровья вашей батареи, так как она может привести к расплавлению или вздутию батарей. Это также может нанести ущерб пользователям, если его не контролировать. Кроме того, отливка батареи может стать слишком горячей и привести к накоплению легковоспламеняющегося водорода внутри герметичных элементов батареи, что приведет к выходу из строя батареи. К счастью, есть способ предотвратить повреждение аккумуляторов перезарядкой: индикаторы заряда аккумулятора. Итак, в этой статье вы узнаете все об индикаторах заряда аккумулятора и о том, как сделать простую схему индикатора заряда аккумулятора.

Готов? Тогда давайте начнем!

 

Индикаторы заряда батареи

 

Индикаторы батареи — это устройства, которые показывают состояние батареи. Кроме того, индикаторы батареи обычно имеют визуальную индикацию, которая точно отображает состояние заряда батареи.

Кроме того, различные технологии, для работы которых требуется идеальная батарея, всегда имеют встроенный индикатор заряда батареи. Примерами такой технологии являются мобильные телефоны и компьютеры.

Некоторые индикаторы заряда аккумулятора мобильного телефона обычно представлены в виде гистограмм. Это означает, что чем больше столбцов вы видите, тем выше уровень заряда аккумулятора. Другие показывают уровень заряда батареи в процентах.

 

Гистограммы

 

Аналогичным образом, дисплей заряда батареи показывает заряд батареи в портативных компьютерах, использующих перезаряжаемые батареи. Кроме того, вы можете увидеть, сколько времени и заряда батареи у вас осталось, когда ваш ноутбук не заряжается.

 

Процент заряда батареи

 

Кроме того, телефоны и компьютеры — не единственные устройства с индикатором заряда батареи. Другие электронные устройства, такие как блоки питания и смарт-часы, также имеют индикаторы заряда батареи, которые сообщают вам, когда ваша батарея разряжена или полностью заряжена.

Кроме того, интеллектуальная аккумуляторная система оснащена контроллером, интегрированным со сменным аккумуляторным блоком. Эта интеграция способна обеспечить более точную индикацию состояния заряда батареи.

 

Как сделать схему индикатора заряда аккумулятора?

 

Существуют различные способы изготовления схемы индикатора заряда батареи, которая точно показывает состояние заряда. Некоторые из схем индикатора заряда батареи, которые мы будем обсуждать, включают схему индикатора процента заряда батареи, схему индикатора уровня заряда батареи с использованием LM3914 и схему индикатора полного заряда батареи с использованием двух транзисторов.

 

Цепь индикатора заряда батареи в процентах

 

Эта схема легко показывает текущий процент заряда любой батареи. Более того, схема не дорогая в строительстве. Ниже приведена схема:

 

• Вот материалы, которые вам понадобятся для этой схемы:
  • Печатная плата (1)
  • Резистор 1 кОм (5)
  • Источник питания постоянного тока — максимум 15 В (1)
  • Светодиод 3 В (5)
  • Несколько соединительных проводов (коричневый, черный)
  • Резисторы 15 кОм
  • Резисторы 10 кОм
  • Резисторы 47k

 

Шаги

 

Вот шаги, которые необходимо выполнить для этой схемы:

 

Шаг 1. Вставьте компоненты

3

3 0003

Используя схему выше, вставьте все ваши Светодиоды и резисторы в печатную плату. Убедитесь, что вы подключаете светодиоды последовательно.

 

Шаг 2. Припаяйте все провода

 

После подключения всех компонентов припаяйте провода светодиода и резисторы, как показано на рисунке ниже:

 

Припой

s к печатной плате

Источник: Wikimedia Commons

 

Шаг 3. Припаяйте входной провод . Эти провода предназначены для источника питания постоянного тока.

 

Шаг 4. Проверьте свою цепь

 

Наконец, убедитесь, что ваша цепь соответствует схеме, и подайте на нее питание. Как только вы подадите выше 13В, все светодиоды на схеме должны загореться.

 

Как это работает

 

Эта схема индикатора отображает процент заряда батареи с помощью светодиодов в порядке возрастания. Первый светодиод показывает 20%, а второй показывает 60%. Также третий, четвертый, пятый светодиоды показывают 60%, 80% и 100% соответственно.

Кроме того, разные напряжения заставят светодиоды светиться. При подаче 5В загорятся два светодиода, подадут 10В и загорятся 3 светодиода. Наконец, подайте 13 В и выше, и все светодиоды загорятся.

 

Схема индикатора уровня заряда батареи с использованием LM3914

 

Основным компонентом этой схемы является микросхема LM3914, которая может принимать входное аналоговое напряжение и управлять десятью светодиодами в линейном порядке в зависимости от входного аналогового напряжения.

Вот лучшая часть.

Для этой схемы вам не нужно подключать резисторы последовательно со светодиодами. Почему? Ну, ИС способна самостоятельно регулировать ток. Посмотрите на схему ниже:

 

Индикатор батареи с LM3914 Схема

 

Компоненты, необходимые для этой схемы

3

 потребуются следующие материалы:

• LM3914 IC (1)
• Переключатель SPST (1)
• Аккумулятор (1)
• Светодиоды (10) – (3 красных, 4 желтых и 3 зеленых)
• Резисторы (2) – (3,75 кОм и 1,25 кОм)
• Несколько соединительных проводов

 

Схема

 

Светодиоды (D1–D10) показывают емкость батареи в режиме отображения или в точечном режиме. Вы можете выбрать предпочтительный режим с помощью SW1 (внешний переключатель), который вы должны подключить к контакту 9 микросхемы.

 

Индикатор состояния батареи

 

Также соедините контакты 6 и 7 с землей через резистор. По этой причине резистор будет контролировать яркость светодиодов. Кроме того, резистор (R2) и потенциометр RV1 образуют цепь делителя напряжения. Здесь POT RV1 будет выполнять калибровку, поэтому внешний источник питания не требуется.

Кроме того, вы можете использовать разные цвета светодиодов для отображения состояния батареи. Итак, подключите красные светодиоды (D1 – D3), чтобы показать, когда у вас низкий заряд батареи. Затем подключите зеленые светодиоды (D8 – D10), чтобы показать, когда батарея заряжена на 80% или полностью. В то время как желтые светодиоды будут указывать другое состояние питания. Таким образом, каждый светодиод в этой схеме показывает уровень заряда батареи 10%.

 

Как проверить и использовать

 

Сначала подключите 12-вольтовую батарею ко входу схемы и регулируйте POT RV1, пока D1 не начнет излучать свет.

Затем постепенно увеличивайте входное напряжение постоянного тока и наблюдайте за свечением светодиодов. Первый светодиод будет светиться при напряжении 1,2 В, а второй — при напряжении 2,4 В. Когда вы достигнете 12 В, загорятся все 10 светодиодов.

Однако эта схема работает только при малых напряжениях, и для ее корректной работы может потребоваться несколько настроек.

 

Схема индикатора полного заряда аккумулятора с использованием двух транзисторов

 

Вот схема индикатора с мини-дизайном, которая показывает, когда заряд аккумулятора завершен, загораясь светодиодом. Кроме того, в этой схеме в качестве основных компонентов используются только два транзистора. Взгляните на схему ниже:

Схема включения светодиода

 

Теперь мы обсудим два пресета этой схемы, чтобы вы могли создать желаемый пресет.

 

Включение светодиода при полной зарядке

 

Эта предустановка позволяет использовать приведенную выше принципиальную схему и загорается светодиод, как только подключенная батарея будет полностью заряжена. Итак, чтобы настроить эту схему, вам нужно будет указать верхний уровень заряда, который вы хотите, и внести коррективы, чтобы светодиод загорался, когда он достигает установленного уровня.

 

Выключение светодиода при полной зарядке

 

С другой стороны, эта схема позволяет выключать светодиод при завершении зарядки аккумулятора. Вот принципиальная схема ниже:

 

Схема выключения светодиодов

 

Как настроить и использовать

 Как и в схеме включения питания, вам нужно будет подать напряжение, равное высокому уровню заряда, который вы хотите для батареи, а затем осторожно настроить схему с помощью отвертки, чтобы убедиться, что светодиод гаснет на нужном вам уровне.

Таким образом, если ваша схема отслеживает уровень заряда 12-вольтовой батареи выше 14,3 В, вы можете изменить предустановку, чтобы отключить светодиод при уровне заряда 14 В.

 

Округление в большую сторону

 

Индикаторы уровня заряда батареи

 

Все устройства с питанием от батареи являются важными устройствами. Без него вы не будете знать, когда ваши батареи нуждаются в зарядке, или перестанете заряжать их, когда они полностью заряжены, чтобы предотвратить повреждения от перезарядки.

 

Это еще более важно для аккумуляторных электромобилей, так как состояние автомобильных аккумуляторов имеет решающее значение. Большинство этих автомобилей оснащены измерителем состояния аккумуляторной батареи (вольтметром), который помогает вам контролировать состояние вашей стартерной батареи.

Большинство современных автомобилей оснащены амперметрами, которые показывают, когда аккумулятор заряжается или разряжается. Однако и вольтметр, и амперметр могут показывать состояние и систему зарядки автомобиля или автомобильного аккумулятора.

На этом статья заканчивается. Если у вас есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь обращаться к нам, и мы будем рады помочь.

 

 

Схема индикатора уровня заряда батареи с использованием LM3914

Схема

Введение

В этом проекте я покажу вам, как спроектировать простую схему индикатора уровня заряда батареи, используя легкодоступные компоненты. Индикатор уровня заряда батареи показывает состояние батареи, просто светясь светодиодами. Например, горящие шесть светодиодов означают, что заряда батареи осталось 60%.

В этой статье объясняется, как спроектировать индикатор уровня заряда батареи. Вы можете использовать эту схему для проверки автомобильного аккумулятора или инвертора. Таким образом, используя эту схему, мы можем увеличить срок службы батареи.

Эта схема разработана на основе интегральной микросхемы lM3914. Эта ИС является драйвером светодиодного дисплея с точками/полосами.

Принцип работы схемы индикатора уровня заряда батареи

Сердцем этой схемы индикатора уровня заряда батареи является микросхема LM3914. Эта ИС принимает входное аналоговое напряжение и линейно управляет 10 светодиодами в соответствии с входным аналоговым напряжением. В этой схеме последовательно со светодиодами не нужны резисторы, потому что ток регулируется ИС.

Получите представление о соответствующем посте — Как работает схема автоматического зарядного устройства с использованием LM317?

Схема D индикатора уровня заряда батареи Схема Схема индикатора уровня заряда батареи

Компоненты цепи

• IC LM39014 0
• Светодиоды -10 (красных – 3, желтых – 4, зеленых – 3)
• Переключатель SPST
• Резисторы – 18 кОм, 4,7 кОм, 56 кОм
• Потенциометр – 10 кОм
• Аккумулятор 12 В (для проверки)
• Соединительные провода

Цепь индикатора заряда батареи D esign

В этой цепи светодиоды (D1-D10) отображают емкость батареи либо в точечном режиме, либо в режиме отображения. Этот режим выбирается внешним переключателем sw1, который подключен к 9 ^-му выводу микросхемы. 6 ^-й и 7 ^-й выводы ИМС соединены с землей через резистор. Этот резистор регулирует яркость светодиодов. Здесь резистор R3 и потенциометр RV1 образуют цепь делителя потенциала. Здесь потенциометр RV1 используется для калибровки. Для этой схемы нет необходимости во внешнем источнике питания.

Схема предназначена для контроля от 10 до 15 В постоянного тока. Схема будет работать даже при напряжении батареи 3В. Рабочее напряжение этой микросхемы составляет от 3 В до 25 В постоянного тока. Lm3914 управляет светодиодами, жидкокристаллическими дисплеями и вакуумными флуоресцентными лампами. ИС содержит регулируемый эталон и точный 10-шаговый делитель. Эта микросхема также может действовать как секвенсор.

LM3914 Характеристики

• Внутреннее опорное напряжение от 1,2 до 12 В постоянного тока.
• Программируемый выходной ток от 2 мА до 30 мА.
Выходы драйвера светодиодов
• регулируются по току.
• Нет мультиплексирующего взаимодействия между выходами.
• Поддерживает широкий диапазон температур от 0 до 70 градусов Цельсия.
• Для отображения гистограммы – подключить 9 ^-й -й контакт микросхемы к источнику питания
.
• Для точечного дисплея – оставить 9 ^-й -й контакт микросхемы
.

Мы также можем подключить светодиоды разных цветов для индикации состояния. Подключите красные светодиоды D1 к D3, которые указывают на разрядку вашей батареи, и используйте зеленые светодиоды D8-D10, которые показывают от 80 до 100 процентов заряда батареи, и используйте желтый цвет для оставшегося заряда.

Знаете ли вы о концепции – Как работает беспроводная схема передачи энергии?

С небольшой модификацией мы можем использовать эту схему для измерения других диапазонов напряжения. Для этого снимите резистор R2 и подключите к входу верхний уровень напряжения. Теперь измените сопротивление потенциометра RV1, пока не загорится светодиод D10. Теперь убираем верхний уровень напряжения на входе и подключаем нижний уровень напряжения. Подсоедините переменный резистор высокого номинала вместо резистора R2 и изменяйте его до тех пор, пока не загорится светодиод D1. Теперь отключите потенциометр, измерьте сопротивление на нем и подключите резистор того же номинала вместо R2. Теперь схема готова к мониторингу других диапазонов напряжения.

Эта схема больше всего подходит для индикации уровня заряда батареи 12 В. В этой схеме каждый светодиод показывает 10-процентный уровень заряда батареи. Мы можем расширить эту схему до 100 шагов, соединив каскадом микросхемы lm3914.

Как использовать схему индикатора уровня заряда батареи?

• Подключите тестируемую батарею ко входу схемы.
• Теперь отрегулируйте потенциометр RV1 так, чтобы светодиод D1 только начал светиться.
• Теперь медленно увеличивайте входное постоянное напряжение и наблюдайте за светодиодами 9.