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Schema di fine carica della batteria. Produciamo noi stessi un indicatore di tensione della batteria: alta qualità a costi minimi

Indicatore di carica della batteria fai da te su due LED- Le batterie mantenute correttamente funzioneranno bene per te e condivideranno. La manutenzione comprende in particolare il monitoraggio regolare della tensione della batteria. Il circuito mostrato nella Figura 1 è adatto alla maggior parte dei tipi di batterie. Contiene un LED REF di riferimento che funziona a una corrente costante di 1 mA e fornisce un'uscita luminosa di riferimento di intensità costante, indipendente dalla tensione della batteria.

Questa costanza è fornita da un resistore R1 collegato in serie al LED. Pertanto, anche se la tensione di una batteria completamente carica scende fino alla scarica completa, la corrente che la attraversa cambierà solo del 10%. Possiamo quindi supporre che l'intensità della radiazione rimanga costante nell'intervallo di tensione della batteria corrispondente al passaggio dallo stato di piena carica a quello di completa scarica.

Il flusso luminoso del LED di misurazione VAR cambia in base alle variazioni della tensione della batteria. Posizionando i LED uno vicino all'altro, puoi facilmente confrontare la luminosità del loro bagliore e quindi determinare lo stato della batteria. Utilizzare LED con lenti diffuse poiché i dispositivi con lenti trasparenti irritano gli occhi. Fornire un isolamento ottico sufficiente per i LED in modo che la luce di un LED non colpisca la lente di un altro.

Misurazione del funzionamento del LED

Il LED dello strumento funziona con una corrente che varia da 10 mA con una batteria completamente carica a meno di 1 mA con una batteria completamente scarica. È necessario un diodo zener D z con un resistore in serie R 2 affinché la corrente abbia una forte dipendenza dalla tensione della batteria. La somma della tensione zener e della caduta di tensione sul LED dovrebbe essere leggermente inferiore alla tensione più bassa della batteria. Questa tensione cade attraverso il resistore R 2 . Le variazioni nella tensione della batteria causano grandi variazioni nella corrente del resistore R 2 . Se la tensione è di circa 1 V, 10 mA di corrente fluiscono attraverso il LED VAR e questo diventa molto più luminoso del LED REF. Se la tensione è inferiore a 0,1 V, l'intensità del LED VAR var sarà inferiore a quella del LED REF . indicando che la batteria è scarica.

Indicatore di carica della batteria fai da te- subito dopo aver caricato la batteria, la tensione su di essa supera 13 V. Questo è sicuro per il circuito, poiché la corrente è limitata a 10 mA. Se i LED sono luminosi, rilasciare rapidamente il pulsante S 1 1 (per evitare di danneggiarli (Figura 2). Sebbene nell'esempio di Figura 2 l'indicatore di carica sia collegato a una batteria al piombo-acido da 12 volt, è possibile adattarlo facilmente questo circuito ad altri tipi di batterie. Inoltre, puoi usarlo per monitorare la tensione.

Due LED verdi inducono lo stato quando la carica della batteria supera il 60%. Una serie di LED rossi indica che la batteria è scesa al di sotto del 20%. Il LED REFG e il LED REFR sono collegati tramite i resistori R 1 e R 2 con una resistenza di 10 kOhm. I LED di misurazione coerenti, la cui luminosità cambia, includono diodi zener e resistori R 3 e R 4 con una resistenza di 100 ohm. I diodi D 1 , D 2 e D 3 impostano la tensione di bloccaggio richiesta. La dipendenza della luminosità dei LED dallo stato della batteria è mostrata nella Tabella 1.

Per calcolare l'intensità del LED verde di misurazione è possibile utilizzare la seguente espressione:

V BATT = 10 G x 100 + V D1 + V D2 + V LEDG + V DZ1

V BATT =10 3 x 100+0,6+0,6+1,85+9,1=1225V.

La caduta di tensione sui LED utilizzati con una corrente diretta di 1 mA è 1,85 V. Se le caratteristiche dei LED differiscono, è necessario ricalcolare le resistenze dei resistori. A questa tensione i LED si illuminano allo stesso modo, il che corrisponde ad una carica della batteria del 60%. Una descrizione delle batterie al piombo è disponibile all'indirizzo. Per calcolare l'intensità luminosa del LED di misurazione rosso è possibile utilizzare la seguente espressione:

V BATT = I R x IOO + V D3 + V LEDR + V ZD2

A 1 mA di corrente LED verde

V BATT \u003d 10 -3 x 100 +0,6 + 1,85 + 9,1 \u003d 11,65 V.

Poiché entrambi i LED rossi si illuminano allo stesso modo a questa tensione, significa che la batteria è carica al 20%. GUIDATO VARG varg è disattivato. La Figura 3 mostra che entrambi i LED di misurazione sono più luminosi dei LED di riferimento, indicando che la batteria è carica al 100%.

Non tutte le auto hanno un indicatore che mostra il livello di carica della batteria. L'automobilista deve monitorare autonomamente questo indicatore, controllandolo periodicamente con un voltmetro, dopo aver scollegato la batteria dalla rete elettrica della macchina. Tuttavia, un semplice dispositivo elettronico ti consentirà di ottenere cifre approssimative senza uscire dalla cabina.

La scelta del circuito e dei componenti

Costruzione finita

Strutturalmente, un indicatore di controllo della carica della batteria autocostruito è costituito da un'unità elettronica, sul cui corpo sono presenti tre LED: rosso, blu e verde. La scelta del colore può essere diversa: è importante che quando uno di essi viene attivato, le informazioni ricevute vengano interpretate correttamente.

A causa delle dimensioni ridotte del dispositivo, è possibile utilizzare una normale scheda di prototipazione. Lo schema ottimale del dispositivo è preselezionato. Puoi trovare diversi modelli, ma la versione più comune e quindi utilizzabile dell'indicatore di carica della batteria è mostrata in figura.

Schema della scheda e dei suoi componenti

Prima di installare i componenti è necessario disporli sul circuito stampato secondo lo schema. Solo allora potrai tagliarlo alla dimensione desiderata. È importante che l'indicatore abbia una dimensione minima. Se prevedi di installarlo in una custodia, dovresti tenere conto delle sue dimensioni interne.

Questo circuito è progettato per controllare il funzionamento di una batteria per auto con una tensione di rete compresa tra 6 e 14 V. Per altri valori di questo parametro, le caratteristiche dei componenti dovrebbero essere modificate. Il loro elenco è mostrato nella tabella.

Lo faremo oggi disegno semplice assistente di qualsiasi appassionato di auto. Ogni guidatore ha familiarità con la situazione in cui batteria dell'auto dimesso nel momento più scomodo e per proteggersi da tali casi, è necessario indicatore di carica e controllo batteria dell'auto. Questo controller ha tre incorporati Indicatore LED- giallo, verde e rosso.

A causa delle dimensioni compatte circuito, il circuito del controller può essere regolato con attenzione sul pannello di controllo o da qualche parte nel pannello frontale, in generale, è necessario agire in base alle circostanze, concentrandosi sulle caratteristiche del pannello di controllo della propria auto.

Il dispositivo è implementato su un solo microcircuito, è alimentato direttamente dalla rete di bordo a 12 volt.

Il dispositivo stesso è stato assemblato su richiesta di un amico che si è lamentato del basso livello della batteria in inverno. L'intero processo è monitorato da un microcircuito che funziona in modo molto accurato.
Diodo Zener: qualsiasi, domestico o importato, per qualsiasi potenza andrà bene. L'importante è scegliere un diodo zener con una tensione di stabilizzazione di 5,6 volt. Dei diodi zener più comuni, KS156A, BZX55C5V6, BZX79-C5V6, BZX88C5V6 e altri sono eccellenti.

Come sappiamo la tensione nella rete di bordo con vettura in moto non supera i 14,4 Volt, e la tensione della batteria stessa è di 12-13 Volt. Quando tutto è normale, cioè la tensione è normale, il LED verde del controller è acceso, quando è sopra i limiti, è rosso e quando la tensione sulla batteria è inferiore a 12 volt, il LED giallo si accende .

Con la macchina in moto molto raramente il LED rosso potrebbe funzionare, non preoccuparti: questa è la norma! Quando il LED giallo è acceso, la batteria deve essere caricata, ma chi no caricabatterie, Nessun problema! sul nostro sito abbiamo fornito un numero enorme di circuiti di ricarica per tutti i gusti!

Per quanto riguarda l'alloggiamento dell'indicatore, penso che se si inserisce il dispositivo, diciamo, sotto la scheda, non è necessario un alloggiamento, basta fissare la scheda con silicone o colla a caldo e il dispositivo ti servirà fedelmente per molto tempo tempo.

La recensione studierà alcune caratteristiche di questo modulo, un leggero affinamento per regolare le soglie di visualizzazione e installare un power bank con tre batterie al litio(schema di inclusione 3S). Esisteva già una scheda simile per una batteria al litio, ma lì l'autore si vantava di più della sua "fattoria collettiva" e non studiava la scheda stessa. Questa recensione lo farà schema completo e revisione del consiglio.

Mentre ordinavo un altro oggettino elettronico in DX, per sbaglio ho attirato l'attenzione su questo modulo e mi sono ricordato che avevo in giro un antico Power Bank (di seguito lo chiamerò PB per evitare controversie sulla corretta ortografia) in cui non c'è nemmeno l'indicazione del grado di carica della batteria. Dopo qualche esitazione aggiunto al carrello. Non comprerei una tavola del genere separatamente. La pigrizia va all'ufficio postale per borse da cento rubli e la coscienza non consente di sforzare i venditori con una simile sciocchezza. A proposito, ti chiedo in anticipo di non dirmi la verità che in altri negozi queste tavole sono molte volte più economiche. L'ho preso qui esclusivamente per la comodità (aggiunto a un grosso ordine). La differenza di 100 rubli per me è insignificante.

La scheda è arrivata in una piccola borsa antistatica.


Tutti gli elementi si trovano su un lato. Due contatti per il collegamento della batteria per la saldatura. Indicazione tramite quattro LED, ciascuno dei quali si accende ad un determinato valore di tensione sulla batteria. La scheda è alimentata dalla stessa tensione che misura. I bordi non sono lavorati (fibre di textolite sporgenti). L'installazione degli elementi è ordinata, solo i LED sono saldati in modo storto e riempiti con flusso non lavato. Ne ho messi cinque sulla macchina, due sull'installatore.


Il tabellone sembra completamente microscopico.


Ho iniziato con la cosa principale: ho misurato le soglie per il funzionamento dei LED.


In un intervallo di tensione ridotto (decine di millivolt), il LED lampeggia o si illumina debolmente. Dopo diverse ripetizioni, ho ricevuto i seguenti valori di soglia:
- led rosso: 11,7 V;
- 1° LED giallo: 12,1 V;
- 2° LED giallo: 12,5 V;
- LED verde: 12,9 V.

Consumo da 26 mA (11 V, LED spenti) a 59 mA (14 V, tutti i LED accesi).
È stato subito chiaro che la scheda era realizzata per una batteria al piombo. È un peccato, ho il litio. A 3,9 V per cella (leggermente scarica), anche il LED rosso si spegnerà. Naturalmente, non mi aspettavo i fronzoli come nell'indicatore. Speravo in qualcosa del genere. Non preoccuparti, migliorerò. Prima di ciò, ho ridisegnato il diagramma.


Niente di rivoluzionario. Uno stabilizzatore parallelo (uno stabilizzatore con una connessione parallela di un elemento di regolazione, in questo caso R14, R15) utilizzando un partitore resistivo R6 ... R11 forma una serie di tensioni di riferimento che vengono alimentate agli ingressi non invertenti di quattro comparatori ( un microcircuito, uscita su un transistor a collettore aperto). La tensione di alimentazione viene fornita agli ingressi invertenti dopo il divisore R1, R12. Quando la tensione sull'ingresso invertente supera la tensione sull'ingresso non invertente, il transistor sull'uscita si accende e accende il LED corrispondente. Esistono molte varietà di tale schema (,), ma il principio di funzionamento è lo stesso per tutti. Maggiori dettagli possono essere letti. A volte viene aggiunto un altro LED che funziona costantemente, aumentando così il numero di livelli di indicazione a cinque.

Completamento per il litio

Il perfezionamento si è ridotto alla modifica dei parametri del divisore R6 ... R11, tenendo conto delle tensioni tipiche delle batterie al litio (3 ... 4,2 V, tre in serie). L'intervallo di visualizzazione richiesto è 9 ... 12,6 V. Si è scoperto che ho pochissimi resistori di queste dimensioni, ero troppo pigro per prendere un asciugacapelli e saldarlo dalla spazzatura della radio, quindi dopo alcuni esperimenti sono riuscito per cavarsela aggiungendo due resistori da 10 kOhm. Anche durante il processo, ho deciso di allineare i LED. Di conseguenza, tre su quattro hanno smesso di funzionare. Dopo un piccolo shock, ho intuito che la scheda non era molto buona con la metallizzazione dei fori e che la saldatura era solo su un lato. Ri-stagnato senza risparmiare colofonia e lega per saldatura. Hai guadagnato tutti i LED tranne uno giallo. Gli ho applicato un paio di volt direttamente e ho capito che era un cadavere. Con le parole: "È positivo che non sia un comparatore", ha approfondito le sue azioni e ha invece messo il verde (sembrava più logico così). Di conseguenza, il circuito ha iniziato ad assomigliare a questo (i resistori aggiunti sono evidenziati in rosso).




Come risultato del perfezionamento, sono state ottenute le seguenti soglie di risposta:
- LED rosso: 10,0 V (3,33 V per cella, è necessaria la ricarica)
- LED giallo: 10,6 V (3,53 V per cella, ricarica consigliata);
- 1° LED verde: 11,3 V (3,77 V per cella, carica oltre il 50%);
- 2° LED verde: 12,0 V (4 V per cella, batteria completamente carica).

Se lo si desidera, sarebbe possibile selezionare meglio le soglie, ma anche questa opzione mi va bene.

Destinazione d'uso

L'oggetto del perfezionamento doveva essere un tale PB.




È stata acquisita nell'undicesimo anno, quando ancora il termine powerbank non esisteva. C'erano solo batterie per cellulari. Questo modello con uscita multitensione (5, 9 e 12 V) mi è piaciuto, è stato acquistato e successivamente migliorato più volte. L'interno è simile (nella stessa recensione c'è un affinamento simile, solo con una scheda fatta in casa): tre batterie scariche, ciascuna con la propria protezione, sono collegate in serie e collegate direttamente all'uscita/ingresso 12 V. 9 V è realizzato uno stabilizzatore lineare. Per ottenere 5 V, viene utilizzata una scheda step-down. Convertitore CC-CC. Attraverso di esso, il PB emette 3500 mAh, che corrisponde alla capacità di ciascun elemento di circa 1800 mAh. Per evitare che le batterie si scarichino durante lo stoccaggio, queste vengono disattivate meccanicamente tramite un interruttore a chiave. L'unico indicatore è un LED bicolore collegato al convertitore. Vengono visualizzati il ​​funzionamento normale e la sovracorrente.


Tutta l'elettronica si trova accanto alle batterie, lo spazio libero è riempito con pezzi di cartone cinese "marchiati". Ha tirato fuori tutto quello che era stato estratto, ha provato la scheda e il pulsante che la collegherà (in modo che non brilli continuamente).


Ho fatto dei buchi nei punti segnati. Il LED bruciato è tornato utile anche come pulsante.


Metti, saldato. Inizialmente, tutti i connettori della custodia PB erano fissati con una sorta di sigillante. Non ha cambiato la tecnologia. Sarebbe meglio fissare il bottone con colla a caldo o polimorfa in modo che non salti, ma non mi sono preoccupato e ho semplicemente versato altro sigillante. Indurisce dopo l'essiccazione. L'ho fatto la sera tardi e sono partito per la notte forma aperta. Raccolto la mattina.



Conclusioni.

Il consiglio svolge pienamente le sue funzioni. Per le batterie al litio è necessario un perfezionamento, per le batterie al piombo può essere utilizzato immediatamente. Un'altra cosa è che nei dispositivi con tali batterie (auto, UPS, controller per batterie solari), l'indicazione di solito esiste già. In breve, una tavola della categoria "comprala per metterla sul tavolo per ogni evenienza". Se hai tempo, puoi realizzare tu stesso un circuito del genere o semplicemente inserire un voltmetro.

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nik34 ha inviato:


Indicatore di carica basato sulla vecchia scheda di protezione della batteria agli ioni di litio.

Una soluzione semplice per indicare la fine della carica di una batteria LiIon o LiPo da una batteria solare può essere ricavata da... qualsiasi batteria LiIon o LiPo scarica :)

Usano un controller di carica a sei zampe su un mikruha DW01 specializzato (analoghi JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8261, NE57600, ecc.). Il compito di questo controller è quello di scollegare la batteria dal carico quando la batteria è completamente scarica e di scollegare la batteria dalla carica quando raggiunge i 4,25 V.

Ecco l'ultimo effetto e puoi usarlo. Per i miei scopi, un LED che si accende quando la carica è completa è abbastanza adatto.

Ecco uno schema tipico per accendere questo mikruha e uno schema in cui deve essere convertito. L'intera modifica consiste nel saldare i mosfet e saldare il LED.

Prendi il LED rosso, ha una tensione di accensione inferiore rispetto ad altri colori.

Ora dobbiamo collegare questo circuito dopo il tradizionale diodo, che tradizionalmente ruba anche da 0,2 V (Schottky) a 0,6 V dal pannello solare, ma non consente di scaricare la batteria sul pannello solare dopo il tramonto. Quindi, se colleghi il circuito al diodo, otteniamo un'indicazione di sottocarica della batteria di 0,6 V, che è parecchio.

Pertanto, l'algoritmo di funzionamento sarà il seguente: il nostro SB, quando illuminato, fornisce una tensione alla lipolka e fino a quando il controller di carica nativo sulla batteria funziona a una tensione di circa 4,3 V. Non appena scatta il cutoff e la batteria viene spenta, la tensione sul diodo salta sopra i 4,3V e il nostro circuito, a sua volta, cerca di proteggere la sua batteria, che non c'è più e, dando un comando alla stessa non mosfet esistente, accende il led.

Dopo aver rimosso l'SB dalla luce, la tensione su di esso diminuirà e il LED si spegnerà, smettendo di consumare preziosi milliampere. La stessa soluzione può essere utilizzata con altri caricabatterie, su cui non è necessario soffermarsi batteria solare:)
Puoi decorare come preferisci, poiché il fazzoletto del controller è in miniatura, largo non più di 3-4 mm, ecco un esempio:



Il nostro mikruha magico è a sinistra, due mosfet in una custodia a destra, devono essere rimossi e saldati alla scheda secondo il circuito LED.

Questo è tutto, usalo, è facile.