Kako napraviti indikator napunjenosti baterije. DIY indikator napunjenosti baterije
Pozdrav svim radioamaterima! Danas vam želim reći o svom uspješnom ponavljanju jednog indikatora napunjenosti baterije. Na tom mjestu već ga je testirao i postavio poštovani Vorobyov Maxim. Ne sadrži oskudne komponente i mogu ga sastaviti čak i početnici radio amateri, jer ne zahtijeva konfiguraciju. Uz ispravne dijelove i pravilnu montažu, odmah počinje raditi. Evo stvarnog dijagrama:
Samo što sam ga malo promijenio da odgovara mojim detaljima. Budući da nije bilo zener diode za 5,6 volti, instalirao sam je na 6,8 volti, morao sam promijeniti R1 na 82 kOhm. I paralelno, HL3 je instalirao otpornik od 1,2 kOhm, jer je primijećeno neko osvjetljenje LED-a.
Koristio sam operativna pojačala koja su bila dostupna (u mom slučaju, kr140ud708). Otpornici su bili u SMD. Evo što se zapravo dogodilo:
Jedino što sam zaboravio je kondenzator C1, pa sam ga onda zalemio na strujne stezaljke sa stražnje strane:
Sada ovaj uređaj radit ću na očevom domaćem traktoru. Ploča Lay6 formata je uključena. Sretno svima u ponavljanju ove jednostavne naprave.
Uspješno lansiranje automobilski motor uvelike ovisi o stanju napunjenosti baterije. Redovito provjeravanje napona na stezaljkama multimetrom je nezgodno. Puno je praktičnije koristiti digitalni ili analogni pokazivač koji se nalazi uz kontrolnu ploču. Najjednostavniji indikator napunjenosti baterije možete sami izraditi u kojem pet LED dioda pomaže u praćenju postupnog pražnjenja ili punjenja baterije.
Shematski dijagram
Razmotreno kružni dijagram Indikator razine napunjenosti je jednostavan uređaj koji prikazuje razinu napunjenosti baterije od 12 volti. Njegov ključni element je mikro krug LM339, u čijem su kućištu sastavljena 4 operacijska pojačala (komparatora) istog tipa. Opći pogled na LM339 i raspored pinova prikazani su na slici. 
Izravni i inverzni ulazi komparatora povezani su preko otpornih razdjelnika. Kao opterećenje koriste se indikatorske LED diode od 5 mm.
Dioda VD1 služi za zaštitu mikro kruga od slučajnih promjena polariteta. Zener dioda VD2 postavlja referentni napon, koji je standard za buduća mjerenja. Otpornici R1-R4 ograničavaju struju kroz LED diode.
Princip rada
Krug LED indikatora napunjenosti baterije radi na sljedeći način. Napon od 6,2 volta stabiliziran pomoću otpornika R7 i zener diode VD2 dovodi se u otpornički razdjelnik sastavljen od R8-R12. Kao što se može vidjeti iz dijagrama, između svakog para ovih otpornika formiraju se referentni naponi različitih razina, koji se dovode na izravne ulaze komparatora. Zauzvrat, inverzni ulazi su međusobno povezani i spojeni na stezaljke baterije preko otpornika R5 i R6.
Tijekom procesa punjenja (pražnjenja) baterije napon na inverznim ulazima postupno se mijenja, što dovodi do naizmjeničnog uključivanja komparatora. Razmotrimo rad operacijskog pojačala OP1, koje je odgovorno za indikaciju maksimalne razine napunjenosti baterije. Postavimo uvjet: ako napunjena baterija ima napon od 13,5 V, tada zadnja LED dioda počinje svijetliti. Napon praga na njegovom izravnom ulazu pri kojem će ova LED svijetliti izračunava se pomoću formule:
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
To znači da kada inverzni ulaz dosegne potencijal veći od 4,5 volti, komparator OP1 će se prebaciti i na njegovom izlazu će se pojaviti niska razina napona, a LED će zasvijetliti. Pomoću ovih formula možete izračunati potencijal na izravnim ulazima svakog operacijskog pojačala. Potencijal na inverznim ulazima nalazi se iz jednakosti: U OP1- = I*R5 = U BAT – I*R6.
Tiskana ploča i dijelovi za montažu
Tiskana ploča izrađena je od jednostrane folije PCB dimenzija 40 x 37 mm koja se može preuzeti. Namijenjen je za montažu DIP elemenata sljedećeg tipa:
- Otpornici MLT-0,125 W s točnošću od najmanje 5% (serija E24)
R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 kOhm,
R5, R8 – 5,1 kOhm,
R6, R12 – 10 kOhm; - bilo koja dioda male snage VD1 s obrnutim naponom od najmanje 30 V, na primjer, 1N4148;
- Zener dioda VD2 je male snage sa stabilizacijskim naponom od 6,2 V. Na primjer, KS162A, BZX55C6V2;
- LED diode LED1-LED5 – tip indikatora
Nemaju svi automobili indikator koji prikazuje razinu napunjenosti baterije. Vlasnik automobila mora samostalno pratiti ovaj pokazatelj, povremeno ga provjeravajući voltmetrom, nakon što je prethodno isključio bateriju iz električne mreže automobila. Međutim, jednostavan elektronički uređaj omogućit će vam da dobijete približne pokazatelje bez napuštanja salona.
Izbor sklopa i komponenti
Gotov dizajn
Strukturno, domaći indikator praćenja napunjenosti baterije sastoji se od elektroničke jedinice na čijem se tijelu nalaze tri LED diode: crvena, plava i zelena. Izbor boja može biti drugačiji - važno je da se prilikom aktiviranja jedne od njih primljene informacije ispravno protumače.
Zbog male veličine uređaja možete koristiti običnu matičnu ploču. Optimalni krug uređaja je unaprijed odabran. Možete pronaći nekoliko modela, ali najčešća i stoga izvediva verzija indikatora napunjenosti baterije prikazana je na slici.
Dijagram ploče i njenih komponenti
Prije ugradnje komponenti ih je potrebno rasporediti na tiskanu pločicu prema shemi. Tek nakon toga možete ga rezati na željenu veličinu. Važno je da indikator ima minimalne dimenzije. Ako ga planirate ugraditi u kućište, trebali biste uzeti u obzir njegove unutarnje dimenzije.
Ovaj je krug dizajniran za nadzor rada automobilske baterije s mrežnim naponom od 6 do 14 V. Za druge vrijednosti ovog parametra potrebno je promijeniti karakteristike komponenti. Njihov popis prikazan je u tablici.
Održavanje ispravnosti baterije vašeg vozila važan je dio osiguravanja besprijekornog rada vaše elektronike. Akumulator ne samo da osigurava pokretanje motora, već također obavlja niz drugih funkcija: stabilizira napon u mreži automobila, održava rad električne opreme kada je motor isključen, osigurava sigurnost postavki uključenja putno računalo, multimedijski sustav, sat, klima uređaj i drugi visokotehnološki uređaji.
Očito, da bi se izvršili svi zadaci, potrebno je održavati napunjenost baterije i pravovremeno je puniti dok se ne isprazni. Razni pokazatelji pomažu u stalnom praćenju parametra.
Ugrađen indikator
Moderne baterije koje koriste tekući elektrolit obično su opremljene ugrađenim plovnim indikatorom napunjenosti baterije. Može relativno precizno pokazati razinu elektrolita i stanje napunjenosti baterije.
Prilikom punjenja izvora energije, gustoća elektrolita u njemu se povećava, plovak (obično zelen) se diže iznad razine tekućine i vidljiv je kroz prozor (napunjenost je veća od 65%). Ako potone u tekućinu, tada je razina napunjenosti nedovoljna i gustoća plovka manja je od gustoće tekuće smjese. Treća opcija je smanjenje količine elektrolita u bateriji. U ovom slučaju, indikator (plovac) se uopće ne vidi u prozoru, kao tekućina, ali crna cijev je vidljiva. Dakle, ovisno o boji indikatora (zelena, crna ili žuta/bezbojno) možete prilično pouzdano odrediti stupanj napunjenosti i količinu tekućeg elektrolita.
Ovaj ugrađeni indikator baterije nije vrlo precizan, no praktičan je i pomaže u određivanju važnih aspekata performansi izvora napajanja. Mogu se razjasniti ako je potrebno pomoću posebnih uređaja. Usput, prije nego što pogledate ugrađeni indikator, preporuča se lagano ga dodirnuti. Dakle, kada se automobil kreće, mogu se stvoriti mjehurići u cijevi s plovkom, koji mogu poduprijeti plovak na površini, a lupkanjem zračni baloni podignite se i ne ometajte gledanje pravog indikatora.
Indikator kabine
Moderni automobili sadrže ogroman broj električnih uređaja koji su spojeni na mrežu automobila. Baterija ne samo da osigurava njihov rad dok je motor ugašen, već podržava i sve postavke i postavke uređaja. Očito, takvo opterećenje baterije postupno "jede" razinu napunjenosti. Paradoksalno je da mnogi modeli automobila nisu opremljeni osnovnim pokazivačem razine napunjenosti baterije u kabini. Stoga ga morate provjeriti ručno, što nije baš zgodno, posebno zimi.
Jednostavan indikator koji možete jednostavno sastaviti vlastitim rukama pomoći će u rješavanju problema na neki način. Još jedna nedvojbena prednost ovog dizajna je niska cijena. U usporedbi s jeftinim kineskim kopijama, kvaliteta montaže ovisit će samo o vještini i točnosti majstora. Općenito, ako imate minimalne osnovne vještine, nije teško sastaviti izvrstan pokazatelj za provjeru napunjenosti baterije vlastitim rukama.
Dijagram uređaja je prilično jednostavan.
Razinu napunjenosti baterije prikazat će LED diode u boji. Možete odabrati bilo koju kombinaciju boja. Na prikazanom dijagramu diode odgovaraju sljedećem naboju:
- zelena – 13 V i više;
- plava - 11-13 V;
- crvena – 6–11 V.
Za sastavljanje indikatora trebat će vam sljedeći elementi:
- Otpornici (2 kom. 1KOhm, 3 – 220 Ohm, 1 – 2Kohm);
- Tranzistori (VS547 i VS557);
- Tri RGB LED diode različitih boja;
- Dvije zener diode (na 9,1 i 10 v).
Nakon što ste isprobali sve elemente na ploči, trebate izrezati odgovarajući fragment. Bolje je izbaciti LED diode na žice, nego ih lemiti izravno na ploču, tako da ih možete jednostavno instalirati ispod ploče s instrumentima. Očito je bolje odmah osigurati mjesto u automobilu za to i nastaviti s ovog mjesta za određivanje duljine žica nego nakon završetka montaže.
Prikazani dijagram omogućuje vam sastavljanje led indikator bateriju vlastitim rukama, eliminiraće potrebu za ručnom provjerom i praćenjem statusa izvora napajanja. Pouzdana i točna očitanja bit će prikazana izravno na odabranom mjestu na ploči i obavještavaju vlasnika automobila o potrebi ponovnog punjenja baterije.
Krug za sastavljanje indikatora napunjenosti baterije vlastitim rukama testiran je pomoću napajanja s mogućnošću podešavanja napona. Jedini primjetan kvar može se smatrati sporim prebacivanjem s plavih na crvene diode. Umjesto toga, to je zbog činjenice da ispitivač nije reagirao na brze promjene napona. Istodobno, glatko smanjenje napona na stezaljkama baterije osigurat će prilično stabilan rad uređaja, sastavljenog vlastitim rukama, i omogućiti vam ponovno punjenje baterije dok se punjenje ne završi.
U modernoj praksi još uvijek postoje automobili koji nemaju putno računalo ili zaslon s indikatorom napunjenosti baterije. Vožnja bez pokazivača smjera može rezultirati potpunim gašenjem motora i onemogućiti njegovo pokretanje u budućnosti.
Indikator napunjenosti baterije obavlja dvije funkcije: pokazuje struju punjenja baterije iz generatora i informativno količinu napunjenosti baterije. Postoji nekoliko načina za rješavanje ovog problema u automobilu. Jedan od njih je najjednostavniji, napraviti uređaj vlastitim rukama koji pokazuje punjenje baterije.
Dostupni izvori sadrže mnoge prijedloge za izradu digitalnog strujnog kruga za takav uređaj. Ima prilično jednostavan izgled. Da biste to učinili, potrebne su vam vještine lemljenja radijskih komponenti i želja da sastavite uređaj vlastitim rukama. Odaberite LED, Zener diodu, matičnu ploču i otpornike. Dijagram indikatora napunjenosti baterije prikazan je na donjoj slici.
Princip rada
LED indikator, zahvaljujući prisutnosti tri LED boje, može prikazati različite faze struje punjenja. Početak punjenja. Radna sredina. Upozorenje o završetku procesa. Ovaj sklop nam daje mogućnost kontrole cijelog radnog ciklusa baterije.
Nije teško sami lemiti dijelove, ali prvo provjerite testerom. Ako su svi dijelovi u dobrom stanju, možete napraviti sklop prema dijagramu. Nadimak testera je LED izlaz. Određujemo izlaz niskog napona od šest do jedanaest volti.
Ovo je crvena LED dioda. Od jedanaest do trinaest volti - žuto. Više od trinaest - svijetlit će zelena LED dioda. Krug ima jednostavan skup dijelova i radi pouzdano.
Zanimljiv! Baterija daje određeni napon LED diodi. Zasvijetli. Tako određujemo početak i kraj punjenja baterije.
Ako nemate nikakve komponente, morate pogledati slične dijagrame na Internetu i sami modificirati uređaj. Krug će također pouzdano pokazati indikaciju struje napunjenosti baterije.
Za automobil je bitno da strujni krug ne radi cijelo vrijeme, nego samo kad je vozač za volanom. Preporuča se da nakon završetka rada vlastitim rukama, montirate dobiveni uređaj ispod upravljača i spojite ga na prekidač za paljenje. U tom slučaju, indikator će raditi samo kada je paljenje automobila uključeno.
Vidimo da nakon završetka rada možete vlastitim rukama izraditi indikator napunjenosti baterije koji je prikladan i neophodan za pouzdan rad automobila. Trošak takvog proizvoda neće biti visok.
Važno! Pouzdanost indikatora i praktičnost njegovog postavljanja omogućuju učinkovito uklanjanje nedostataka dizajnera i proizvođača automobila.
S jedne strane, bilo koji uređaj, bio on vozilo ili jednostavno kuhinjsko posuđe, doimaju se savršeno i profinjeno s tehničke točke gledišta. Ne zahtijeva intervenciju ljudske misli i kompetentnih ruku.
S druge strane, uvijek će biti kompetentnih "Kulibina" za koje se ovaj uređaj čini nesavršenim i zahtijeva poboljšanje i tehničku doradu.
Na tome je izgrađen progresivni tehnički napredak. Naizgled jednostavna, ali u isto vrijeme vitalno važna vizualna indikacija procesa punjenja akumulatora automobila, koju nisu dizajnirali dizajneri, pronašla je svoj jednostavan razvoj od strane jednostavnih obožavatelja svijeta znanosti i tehnologije.