バッテリー充電 LED 回路図。 私たちはバッテリー電圧インジケーターを自社で製造しています：最小限のコストで高品質

車のバッテリーの状態を維持することは、すべての電子機器のスムーズな動作を確保するための重要な要素です。 バッテリーはエンジンの始動を提供するだけでなく、他の多くの機能も実行します。車のネットワークの電圧を安定させ、エンジンがオフになっているときの電気機器のパフォーマンスを維持し、設定の安全性を確保します。オンボード コンピューター、マルチメディア システム、時計、気候システム、その他のハイテク機器。

明らかに、すべてのタスクを実行するには、バッテリーの充電を維持し、終了する前に適時に再充電する必要があります。 さまざまなインジケーターがパラメーターを常に監視するのに役立ちます。

内蔵インジケータ

原則として、液体電解質を使用する最新のバッテリーには、バッテリー充電のフロートインジケーターが組み込まれています。 電解液レベルとバッテリーの充電状態を比較的正確に示すことができます。

電源を充電すると、その中の電解液の密度が上がり、フロート（通常は緑色）が液面より上に上がり、窓から見えます（充電は65％以上）。 液体に沈む場合は、電荷レベルが不十分であり、フロートの密度は液体混合物の密度よりも小さくなります。 3 番目のオプションは、バッテリー内の電解液の量を減らすことです。 この場合、インジケーター (フロート) は液体のようにウィンドウ内にまったく表示されませんが、黒いチューブが表示されます。 そのため、インジケータの色（緑、黒、黄色/無色）によって、充電の度合いと電解液の量を確実に判断することができます。

このような内蔵バッテリー インジケーターはあまり正確ではありませんが、便利で、電源の状態の重要なポイントを判断するのに役立ちます。 必要に応じて、特別なデバイスを使用してそれらを調整できます。 ちなみに、内蔵インジケーターを考える前に、軽くタップすることをお勧めします。 そのため、車がフロート付きのチューブ内を移動すると、表面のフロートを支えることができる泡が形成され、風船を軽くたたくと浮き上がり、実際のインジケーターを見るのを妨げません。

キャビンインジケーター

現代の車には、車のネットワークに接続された膨大な数の電化製品が含まれています。 バッテリーは、エンジンがオフになっている間のパフォーマンスを保証するだけでなく、すべての設定と計器の設定も維持します。 明らかに、バッテリーへのそのような負荷は、その充電の程度を徐々に「食い尽くし」ます。 同時に、多くの車種がキャビン内のバッテリー充電レベルの基本的なインジケーターを装備していないことは逆説的です。 したがって、手動でチェックする必要があり、特に冬にはあまり便利ではありません。

自分の手で簡単に組み立てることができる単純なインジケーターは、何らかの方法で問題を解決するのに役立ちます。 このデザインのもう1つの間違いない利点は、その低価格です。 安価な中国のコピーと比較して、ビルドの品質はマスターのスキルと正確さにのみ依存します. 一般に、最小限の基本的なスキルがあれば、自分の手でバッテリーの充電を確認するための優れたインジケーターを組み立てることは難しくありません。

デバイスのスキームは非常に単純です。

バッテリーの充電レベルは、色付きの LED で表示されます。 任意の色の組み合わせを選択できます。 提示された図では、ダイオードは次の電荷に対応しています。

  • 緑 - 13 V 以上。
  • 青 - 11-13 V;
  • 赤 - 6-11 V。

インジケーターを組み立てるには、次の要素が必要です。

  • 抵抗器 (2 個。1KΩ、3 - 220 Ω、1 - 2KΩ);
  • トランジスタ (VS547 および VS557);
  • 異なる色の 3 つの RGB LED。
  • ツェナー ダイオード 2 個 (9.1 および 10 v 用)。

ボードのすべての要素を試した後、対応するフラグメントを切り取る必要があります。 ダッシュボードの下に簡単に取り付けることができるように、ボードに直接半田付けするのではなく、ワイヤに LED を出力することをお勧めします。 明らかに、組み立てが完了した後よりも、すぐに車内に場所を用意し、この場所からワイヤの長さを決定する方がよいでしょう。

LEDバッテリーインジケーターを自分の手で組み立てることができる提示されたスキームにより、電源の状態を手動で確認および監視する必要がなくなります。 信頼性の高い正確な測定値がパネルの選択した場所に直接表示され、バッテリーを充電する必要があることを車の所有者に知らせます。

自分の手でバッテリー充電インジケーターを組み立てる回路は、電圧を調整できる電源を使用してテストされました。 唯一観察された障害は、青と赤のダイオードからの切り替えが遅いことと考えられます。 むしろ、これはテスターが電圧の急激な変化に反応しなかったという事実によるものです。 同時に、バッテリー端子の電圧がスムーズに低下すると、自作デバイスの動作がかなり安定し、充電が完了するまでバッテリーを再充電できます。

カーバッテリーインジケーターとは

車のエンジンを始動するためには、バッテリーが重要な役割を果たします。 そして、この打ち上げがどれほど成功するかは、バッテリーの充電の程度に大きく依存します。 また、バッテリーの充電レベルを管理している人はどれくらいいるでしょうか? それは呼ばれます、この質問に答えてください。 したがって、ある日、バッテリー切れのために車を始動できなくなる可能性が高くなります。 実は、充電度のチェック自体は簡単です。 マルチメーターまたは電圧計で定期的に測定するだけです。 しかし、バッテリーの充電状態を示す簡単なインジケーターがあれば、はるかに便利です。 これらの指標については、この記事で説明します。

技術は止まらず、自動車メーカーは車の移動とそのメンテナンスをできるだけ快適にするために最善を尽くしています。 したがって、車載コンピューターの最新の車では、他の機能の中でも、バッテリーの電圧に関するデータを見つけることができます。 しかし、そのような機会はすべての車で利用できるわけではありません。 古い車にはアナログ電圧計が付いている場合があり、バッテリーの状態がわかりにくい場合があります。 自動車ビジネスの初心者には、上の資料に慣れることをお勧めします。


したがって、あらゆる種類のバッテリー充電インジケーターが表示され始めました。 それらは、比重計の形のバッテリーと車の追加情報表示の両方で作られ始めました。

このような充電インジケータは、サードパーティのメーカーからも入手できます。 キャビンのどこかに設置して、機内ネットワークに接続するのは簡単です。 さらに、インターネット上には、自分の手で充電インジケーターを作成するための簡単なスキームがあります。

内蔵バッテリー充電インジケーター

内蔵充電インジケータは主に見つけることができます。 これはフロートインジケーターで、比重計とも呼ばれます。 それが何で構成され、どのように機能するかを見てみましょう。 下の写真では、このインジケーターがバッテリーケースでどのように見えるかを見ることができます.



そしてバッテリーから取り出すとこんな感じ。

内蔵バッテリインジケータのデバイスを模式的に表すと次のようになります。

ほとんどの比重計の動作原理は次のとおりです。 インジケーターは、次の状況で 3 つの異なる位置を示すことができます。

  • バッテリーが充電されると、電解質の密度が増加します。 この場合、緑色のボールの形をしたフロートがチューブを上昇し、ライト ガイドを通して表示器の目に見えるようになります。 通常、バッテリーが 65% 以上充電されると緑色のボールが飛び出します。
  • ボールが電解液に沈むと、密度が通常より低くなり、バッテリーの充電が不十分になります。 この時点で、インジケータの「のぞき穴」に黒いインジケータ チューブが見えます。 これは、充電が必要であることを示します。 一部のモデルでは、赤いボールが追加され、密度が低下してチューブを通って上昇します。 次に、インジケーターの「目」は赤になります。
  • そして別のオプションは、電解質レベルを下げることです. 次に、インジケーターの「のぞき穴」から電解液の表面が見えます。 これは、蒸留水を補充する必要があることを示しています。 確かに、メンテナンスフリーのバッテリーの場合、これは問題になります。





このような組み込みのインジケーターを使用すると、バッテリーの充電度を予備的に評価できます。 比重計の測定値に完全に依存するべきではありません。 これらのデバイスの操作に関する多数のレビューを読むと、不正確なデータが表示されることが多く、すぐに失敗することが明らかになります。 これにはいくつかの理由があります。

  • インジケータは、6 つのバッテリセルのうち 1 つだけに取り付けられています。 これは、1 つの銀行のみの密度と電荷の程度に関するデータが得られることを意味します。 それらの間に通信がないため、他の銀行の状況について推測することしかできません。 たとえば、この要素では、電解質レベルは正常である可能性があり、他のいくつかの要素では、すでに不十分です。 結局のところ、バンク内の電解質からの水の蒸発は異なります（極端な場合、このプロセスはより激しくなります）。
  • インジケータはガラスとプラスチックでできています。 プラスチック部品は、加熱または冷却により反ることがあります。 その結果、歪んだデータが表示されます。
  • 電解質の密度は、その温度に依存します。 比重計は、読み取り値でこれを考慮しません。 たとえば、冷たい電解質では、減少しても通常の密度を示すことができます。

工場バッテリーインジケーター

今日の販売では、バッテリーの充電レベルを電圧で監視するための非常に興味深いデバイスを見つけることができます。 それらのいくつかを見てみましょう。

バッテリー残量インジケーター DC-12V

このデバイスはキットとして販売されています。 電気工学とはんだごてに精通している人に適しています。

DC-12 V インジケーターにより、カーバッテリーの充電とリレーレギュレーターの機能を確認できます。 インジケータはスペアパーツのキットとして販売され、個別に組み立てられます。 DC-12 V デバイスのコストは 300-400 ルーブルです。

DC-12V インジケータの主な特徴:

  • 電圧範囲：2.5～18ボルト。
  • 最大消費電流: 最大 20 mA;
  • PCB 寸法: 43 x 20 ミリメートル。

2 つの LED で自分でできるバッテリー充電インジケーター- 適切に維持されたバッテリーは、あなたと共有のためにうまく機能します。 メンテナンスには、特にバッテリー電圧の定期的な監視が含まれます。 図 1 に示す回路は、ほとんどの種類のバッテリに適しています。 これには、1 mA の定電流で動作し、バッテリ電圧に関係なく一定強度の基準光出力を提供する基準 LED REF が含まれています。

この一定性は、LED と直列に接続された抵抗 R1 によって提供されます。 したがって、完全に充電されたバッテリーの電圧が完全に放電したとしても、バッテリーを流れる電流はわずか 10% しか変化しません。 したがって、満充電状態から満放電状態に移行する電池電圧範囲では、放射強度は一定であると考えられます。

測定用 LED VAR の光束は、電池電圧の変化に応じて変化します。 LED を互いに近づけて配置することで、発光の明るさを簡単に比較し、バッテリーの状態を判断できます。 透明なレンズ器具は目を刺激するので、拡散レンズ LED を使用してください。 1 つの LED からの光が別の LED のレンズに当たらないように、LED に十分な光学的分離を提供します。

LED 動作の測定

メータ LED は、バッテリが完全に充電された場合の 10mA からバッテリが完全に放電された場合の 1mA 未満までの範囲の電流で動作します。 直列抵抗 R 2 を備えたツェナー ダイオード D z は、電流がバッテリ電圧に大きく依存するようにするために必要です。 ツェナー電圧と LED の電圧降下の合計は、バッテリの最低電圧よりわずかに低くなければなりません。 この電圧は、抵抗器 R 2 の両端で降下します。 バッテリ電圧が変化すると、抵抗器 R2 の電流が大きく変化します。 電圧が約 1V の場合、LED VAR には 10mA の電流が流れ、LED REF よりもはるかに明るく光ります。 電圧が 0.1 V より低い場合、LED VAR var の強度は LED REF の強度よりも低くなります。 電池残量が少ないことを示します。

DIYバッテリー充電インジケーター- バッテリーの充電直後、バッテリーの電圧が 13 V を超えています。電流は 10 mA に制限されているため、これは回路にとって安全です。 LED が明るい場合は、すぐに S 1 1 ボタンを離します (LED の損傷を防ぐため (図 2))。図 2 の例では、充電インジケータは 12 ボルトの鉛蓄電池に接続されていますが、簡単に変更できます。この回路を他の種類のバッテリーに接続します。また、電圧の監視にも使用できます。

バッテリー充電が 60% を超えると、2 つの緑色の LED が状態を誘導します。 赤い LED のセットは、バッテリーが 20% を下回ったことを示します。 LED REFG と LED REFR は、抵抗値 10 kOhm の抵抗 R 1 と R 2 を介して接続されています。 明るさが変化する一貫した測定LEDには、ツェナーダイオードと、100オームの抵抗を持つ抵抗器R 3とR 4が含まれています。 ダイオード D 1 、D 2 および D 3 は、必要なクランプ電圧を設定します。 バッテリーの状態に対する LED の明るさの依存性を表 1 に示します。

次の式を使用して、緑色の測定 LED の強度を計算できます。

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

V BATT =10 3 x 100+0.6+0.6+1.85+9.1=1225V.

順方向電流 1 mA で使用される LED 間の電圧降下は 1.85 V です。LED の特性が異なる場合は、抵抗器の抵抗値を再計算する必要があります。 この電圧では、LED は同じように点灯します。これは、60% のバッテリー充電に相当します。 鉛蓄電池の説明は、次のサイトにあります。 次の式を使用して、赤色測定 LED の光強度を計算できます。

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

緑色の LED 電流が 1 mA の場合

V BATT \u003d 10 -3 x 100 +0.6 + 1.85 + 9.1 \u003d 11.65 V.

この電圧では両方の赤い LED が同じように点灯するため、バッテリーが 20% 充電されていることを意味します。 LED VARG varg はオフです。 図 3 は、両方の測定 LED が基準 LED よりも明るいことを示しており、バッテリーが 100% 充電されていることを示しています。

すべてのしきい値がポテンショメータを使用して設定される、従来型または充電式バッテリの充電レベルの LED インジケータは、この資料に示されている図に従って組み立てることができます。 大きなプラスは、3〜28 Vのバッテリーで動作することです。

低バッテリインジケータ回路

発光ダイオードインジケーター自体にはさまざまな種類と色があり、推奨されるものは図自体に示されています。 順方向電圧降下の違いにより、最高の性能と均一性を得るために電流制限抵抗を調整する必要があります。 R18-R22 スキームでは、同じ抵抗が提供されます。これらの抵抗は最終的に等しくする必要はないことに注意してください。 ただし、それらがすべて同じ色であれば、抵抗値は1つで十分です。

LED の色 - 充電レベル

  • 赤：0～25%
  • オレンジ : 25 - 50%
  • 黄色 : 50 - 75%
  • 緑 : 75 - 100%
  • 青い: >100% 電圧

ここで LM317 は単純な 1.25 V リファレンスとして機能します. 最小入力電圧は出力電圧を数ボルト超える必要があります. 最小入力電圧 = 1.25V + 1.75V = 3V. LM317 の最小データシート負荷は 5mA ですが、3.8mA で機能しないインスタンスは 1 つも見つかりませんでした。 最小負荷を提供するのは抵抗 R5 (330 オーム) です。

テスト中に、バッテリーの4.5 Vの充電レベルが推定されました。これは、図の電圧が示されているためです。 設定は、まず電池の放電レベルに応じて各コンパレータの応答電圧を決定し、分圧器の分圧比に応じて電圧を分圧する必要があります。 したがって、4.5 V バッテリーの場合、次のようになります。

閾値電圧

  • 4.8V 1.12V
  • 4.5V 1.05V
  • 4.2 0.98V
  • 3.9V 0.91V

バッテリーステータスインジケーターの操作

LM317 U3 チップは 1.25 ボルトの電圧リファレンスです。 抵抗 R5 と R6 は分圧器を形成し、バッテリ電圧を基準電圧に近いレベルまで下げます。 U2A 要素は増幅器であるため、このノードにどれだけの電流が流れても、電圧は安定したままです。 抵抗器 R8 ～ R11 は、コンパレータ入力に高抵抗を提供します。 U1 は、ポテンショメータの基準電圧とバッテリ電圧を比較する 4 つのコンパレータで構成されています。 オペアンプ LM358 U2B - 下位の LED を制御する一種のコンパレータとしても機能します。

制限電圧値では、LED がはっきりと光らない場合があります。原則として、隣接する 2 つの LED 間でちらつきが発生します。 これを防ぐために、R14 ～ R17 の両端に少量の正帰還電圧を追加します。

指標テスト

バッテリーから直接テストを行う場合は、逆極性保護が提供されないことに注意してください。 誤動作の可能性を制限するために、最初に 100 オームの抵抗を介して電源回路を接続することをお勧めします。 極性が正しいことを確認したら、この抵抗を取り外すことができます。

指標の簡易版

よりシンプルなデバイスを構築したい場合は、U2 チップ、すべてのダイオード、およびいくつかの抵抗を削除できます。 このバージョンから始めて、正常に動作することを確認した後、完全なバージョンのバッテリー放電インジケーターを収集することをお勧めします。 打ち上げ頑張ってください！

自動車エンジンの始動の成功は、バッテリーの充電状態に大きく依存します。 マルチメータで端子の電圧を定期的にチェックするのは不便です。 ダッシュボードの横にあるデジタルまたはアナログのインジケーターを使用する方がはるかに実用的です。 最も単純なバッテリー充電インジケーターは手動で作成でき、5 つの LED がバッテリーの段階的な放電または充電を追跡するのに役立ちます。

回路図

充電レベルインジケーターの考慮された回路図は、12ボルトでバッテリー（バッテリー）の充電レベルを表示する最も単純なデバイスです。 その重要な要素はLM339チップで、その場合、同じタイプの4つのオペアンプ（コンパレータ）が組み立てられています。 LM339 の全体図とピン割り当てを図に示します。 コンパレータの直接入力と反転入力は、抵抗分圧器を介して接続されています。 負荷には5mmのインジケータLEDを使用。

ダイオード VD1 は、偶発的な極性反転からマイクロ回路を保護する役割を果たします。 ツェナー ダイオード VD2 は、将来の測定の基準となる基準電圧を設定します。 抵抗 R1 ～ R4 は、LED を流れる電流を制限します。

動作原理

LED バッテリ インジケータ回路は次のように機能します。 抵抗器 R7 とツェナー ダイオード VD2 の助けを借りて安定化された 6.2 ボルトの電圧は、R8-R12 から組み立てられた抵抗分圧器に供給されます。 図からわかるように、これらの抵抗器の各ペア間に異なるレベルの基準電圧が形成され、コンパレータの直接入力に供給されます。 次に、逆入力は相互接続され、抵抗 R5 と R6 を介してバッテリ端子に接続されます。

バッテリの充電（放電）の過程で、逆入力の電圧が徐々に変化し、コンパレータが交互に切り替わります。 バッテリの最大充電レベルを示す役割を担うオペアンプ OP1 の動作を考えてみましょう。 条件を設定しましょう。充電されたバッテリーの電圧が 13.5 V の場合、最後の LED が点灯し始めます。 この LED が点灯する直接入力のしきい値電圧は、次の式で計算されます。
U OP1+ \u003d U ST VD2 - U R8、
U ST VD2 \u003d U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 \u003d I * (R8 + R9 + R10 + R11 + R12)
I \u003d U ST VD2 / (R8 + R9 + R10 + R11 + R12) \u003d 6.2 / (5100 + 1000 + 1000 + 1000 + 10000) \u003d 0.34 mA、
U R8 \u003d I * R8 \u003d 0.34 mA * 5.1 kOhm \u003d 1.7 V
U OP1+ = 6.2-1.7 = 4.5 V

これは、反転入力で 4.5 ボルトを超える電位値に達すると、OP1 コンパレータが切り替わり、出力に低電圧レベルが現れ、LED が点灯することを意味します。 これらの式を使用して、各オペアンプの直接入力の電位を計算できます。 逆入力の電位は次の式から求められます: U OP1- = I*R5 = U BAT - I*R6.

PCB およびアセンブリ部品

プリント回路基板は、サイズが 40 x 37 mm の片面ホイル テキストライトでできており、ダウンロードできます。 次のタイプの DIP 要素を取り付けるように設計されています。

  • 精度5%以上のMLT-0.125W抵抗器(E24シリーズ)
    R1、R2、R3、R4、R7、R9、R10、R11 - 1 kΩ、
    R5、R8 - 5.1キロオーム、
    R6、R12 - 10キロオーム;
  • 1N4148など、少なくとも30 Vの逆電圧を持つ任意の低電力ダイオードVD1。
  • 安定化電圧が 6.2 V の低電力ツェナー ダイオード VD2。
  • LEDs LED1-LED5 - インジケータの種類