Utrzymanie dobrej kondycji akumulatora samochodowego jest ważnym elementem zapewniającym płynne działanie całej elektroniki. Akumulator zapewnia nie tylko rozruch silnika, ale także spełnia szereg innych funkcji: stabilizuje napięcie w sieci samochodu, utrzymuje wydajność urządzeń elektrycznych przy wyłączonym silniku, zapewnia bezpieczeństwo ustawień komputer pokładowy, system multimedialny, zegar, system klimatyzacji i inne zaawansowane technologicznie urządzenia.

Oczywiście, aby wykonać wszystkie zadania, konieczne jest utrzymywanie naładowania akumulatora i ładowanie go w odpowiednim czasie przed jego zakończeniem. Różnorodne wskaźniki pomagają stale monitorować parametr.

Wbudowany wskaźnik

Nowoczesne akumulatory wykorzystujące płynny elektrolit z reguły są wyposażone we wbudowany pływakowy wskaźnik naładowania akumulatora. Jest w stanie stosunkowo dokładnie wskazać poziom elektrolitu i stan naładowania akumulatora.

Podczas ładowania źródła zasilania zwiększa się gęstość zawartego w nim elektrolitu, pływak (zwykle zielony) unosi się ponad poziom cieczy i jest widoczny przez okienko (ładunek wynosi ponad 65%). Jeśli zanurza się w cieczy, poziom naładowania jest niewystarczający, a gęstość pływaka jest mniejsza niż gęstość mieszaniny cieczy. Trzecią opcją jest zmniejszenie ilości elektrolitu w akumulatorze. W tym przypadku wskaźnik (pływak) nie jest wcale widoczny w okienku, tak jak ciecz, ale widoczna jest czarna rurka. Tak więc, w zależności od koloru wskaźnika (zielony, czarny lub żółty / bezbarwny), można wiarygodnie określić stopień naładowania i ilość ciekłego elektrolitu.

Taki wbudowany wskaźnik baterii nie jest bardzo dokładny, ale jest wygodny i pomaga określić ważne punkty w kondycji źródła zasilania. W razie potrzeby możesz je dopracować za pomocą specjalnych urządzeń. Nawiasem mówiąc, przed rozważeniem wbudowanego wskaźnika zaleca się lekkie dotknięcie go. Tak więc, gdy samochód porusza się w tubie z pływakiem, mogą tworzyć się bąbelki, które mogą podtrzymywać pływak na powierzchni, a stukając w balony unoszą się i nie przeszkadzają w zobaczeniu rzeczywistego wskaźnika.

Wskaźnik kabiny

Nowoczesne samochody zawierają ogromną liczbę urządzeń elektrycznych podłączonych do sieci samochodu. Akumulator nie tylko zapewnia ich wydajność, gdy silnik jest wyłączony, ale także zachowuje wszystkie ustawienia i ustawienia przyrządów. Oczywiście takie obciążenie akumulatora stopniowo „zjada” stopień jego naładowania. Jednocześnie paradoksalne jest to, że wiele modeli samochodów nie jest wyposażonych w elementarny wskaźnik poziomu naładowania akumulatora w kabinie. Dlatego należy to sprawdzić ręcznie, co nie jest zbyt wygodne, zwłaszcza zimą.

Prosty wskaźnik, który możesz po prostu złożyć własnymi rękami, pomoże w jakiś sposób rozwiązać problem. Kolejną niewątpliwą zaletą tego projektu jest jego niska cena. W porównaniu z tanimi chińskimi kopiami jakość wykonania będzie zależeć tylko od umiejętności i dokładności mistrza. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli masz minimalne podstawowe umiejętności, zbudowanie doskonałego wskaźnika do sprawdzania poziomu naładowania akumulatora własnymi rękami nie będzie trudne.

Schemat urządzenia jest dość prosty.

Poziom naładowania baterii zostanie pokazany za pomocą kolorowych diod LED. Możesz wybrać dowolną kombinację kolorów. Na przedstawionym schemacie diody odpowiadają następującemu ładunkowi:

• zielony - 13 V i więcej;
• niebieski - 11-13 V;
• czerwony - 6-11 V.

Do montażu wskaźnika potrzebne będą następujące elementy:

• Rezystory (2 szt. 1KΩ, 3 - 220 Ω, 1 - 2KΩ);
• Tranzystory (VS547 i VS557);
• Trzy diody LED RGB o różnych kolorach;
• Dwie diody Zenera (dla 9,1 i 10 v).

Po wypróbowaniu wszystkich elementów na planszy musisz wyciąć odpowiedni fragment. Lepiej wyprowadzać diody na przewodach, a nie lutować ich bezpośrednio do płytki, dzięki czemu można je potem wygodnie zainstalować pod deską rozdzielczą. Oczywiście lepiej od razu zapewnić mu miejsce w samochodzie i z tego miejsca przystąpić do określenia długości przewodów, niż po zakończeniu montażu.

Przedstawiony schemat, który pozwala na samodzielne złożenie wskaźnika baterii LED, wyeliminuje konieczność ręcznego sprawdzania i monitorowania stanu źródła zasilania. Wiarygodne i dokładne odczyty będą wyświetlane bezpośrednio w wybranym miejscu na panelu i informują właściciela samochodu o konieczności doładowania akumulatora.

Obwód do montażu wskaźnika naładowania akumulatora własnymi rękami został przetestowany przy użyciu zasilacza z możliwością regulacji napięcia. Jedyną zaobserwowaną awarię można uznać za powolne przełączanie z diody niebieskiej i czerwonej. Wynika to raczej z faktu, że tester nie reagował na gwałtowną zmianę napięcia. Jednocześnie płynny spadek napięcia na zaciskach akumulatora zapewni dość stabilną pracę urządzenia „zrób to sam”, co pozwala na ładowanie akumulatora do zakończenia ładowania.

Jakie są wskaźniki akumulatora samochodowego?

Akumulator odgrywa kluczową rolę w uruchamianiu silnika samochodu. A sukces tej premiery w dużej mierze zależy od stopnia naładowania akumulatora. A ilu z nas kontroluje poziom naładowania baterii? Nazywa się, odpowiedz sobie na to pytanie. Dlatego istnieje duże prawdopodobieństwo, że pewnego dnia nie uruchomisz samochodu z powodu rozładowanego akumulatora. Właściwie samo sprawdzenie stopnia naładowania jest proste. Wystarczy okresowo mierzyć multimetrem lub woltomierzem. Ale o wiele wygodniej byłoby mieć prosty wskaźnik pokazujący stan naładowania akumulatora. Wskaźniki te zostaną omówione w tym artykule.

Technologia nie stoi w miejscu, a producenci samochodów dokładają wszelkich starań, aby podróż samochodem i jego konserwacja była jak najbardziej komfortowa. Dlatego w nowoczesnych samochodach w komputerze pokładowym można znaleźć między innymi dane dotyczące napięcia akumulatora. Ale takie możliwości nie są dostępne we wszystkich samochodach. W starszych samochodach może być woltomierz analogowy, co utrudnia zrozumienie stanu akumulatora. Dla początkujących w branży motoryzacyjnej zalecamy zapoznanie się z materiałem.

Dlatego zaczęły pojawiać się wszelkiego rodzaju wskaźniki naładowania baterii. Zaczęto je wytwarzać, zarówno na bateriach w postaci hydrometrów, jak i dodatkowych wyświetlaczach informacji na samochodzie.

Takie wskaźniki naładowania są również dostępne u innych producentów. Można je łatwo umieścić gdzieś w kabinie i podłączyć do sieci pokładowej. Ponadto w Internecie istnieją proste schematy tworzenia wskaźników opłat własnymi rękami.

Wbudowany wskaźnik naładowania baterii

Wbudowane wskaźniki ładowania można znaleźć głównie na. Jest to wskaźnik pływakowy, zwany również areometrem. Zobaczmy, z czego składa się i jak działa. Na poniższym zdjęciu widać, jak ten wskaźnik wygląda na obudowie baterii.

A tak to wygląda po wyjęciu z baterii.

Schematycznie urządzenie wbudowanego wskaźnika baterii można przedstawić w następujący sposób.

Zasada działania większości areometrów jest następująca. Wskaźnik może pokazywać trzy różne pozycje w następujących sytuacjach:

• W miarę ładowania akumulatora gęstość elektrolitu wzrasta. W tym przypadku pływak w postaci zielonej kulki unosi rurkę i staje się widoczny przez światłowód do oczka wskaźnika. Zazwyczaj zielona kulka pojawia się, gdy bateria jest naładowana w 65 procentach lub więcej;
• Jeżeli kulka tonie w elektrolicie, oznacza to, że gęstość jest poniżej normy i poziom naładowania akumulatora jest niewystarczający. W tym momencie w „wzierniku” wskaźnika będzie widoczna czarna rurka wskaźnika. Wskazuje to na potrzebę ładowania. W niektórych modelach dodawana jest czerwona kulka, która unosi się przez rurkę ze zmniejszoną gęstością. Wtedy „oko” wskaźnika będzie czerwone;
• Inną opcją jest obniżenie poziomu elektrolitu. Następnie przez „wizjer” wskaźnika widoczna będzie powierzchnia elektrolitu. Wskazuje to na konieczność uzupełnienia wody destylowanej. To prawda, że ​​w przypadku akumulatora bezobsługowego będzie to problematyczne.

Taki wbudowany wskaźnik pozwala na wstępną ocenę stopnia naładowania akumulatora. W pełni polegać na odczytach areometru nie powinno być. Jeśli przeczytasz liczne recenzje na temat działania tych urządzeń, stanie się jasne, że często pokazują one niedokładne dane i szybko zawodzą. Powodów jest kilka:

• Wskaźnik montowany jest tylko w jednym z sześciu ogniw baterii. Oznacza to, że będziesz mieć dane o gęstości i stopniu obciążenia tylko dla jednego banku. Ponieważ nie ma między nimi komunikacji, można się tylko domyślać sytuacji w innych bankach. Na przykład w tym elemencie poziom elektrolitu może być normalny, a w niektórych już jest niewystarczający. W końcu parowanie wody z elektrolitu w brzegach jest inne (w skrajności proces ten jest bardziej intensywny);
• Wskaźnik wykonany jest ze szkła i tworzywa sztucznego. Części z tworzywa sztucznego mogą się odkształcać pod wpływem ogrzewania lub chłodzenia. W rezultacie zobaczysz zniekształcone dane;
• Gęstość elektrolitu zależy od jego temperatury. Areometr nie uwzględnia tego w swoich odczytach. Na przykład na zimnym elektrolicie może wykazywać normalną gęstość, chociaż jest zmniejszona.

Fabryczne wskaźniki baterii

Dziś w sprzedaży można znaleźć całkiem ciekawe urządzenia do monitorowania poziomu naładowania akumulatora według jego napięcia. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.

Wskaźnik poziomu akumulatora DC-12V

To urządzenie jest sprzedawane jako zestaw. Nadaje się dla tych, którzy są przyjaciółmi elektrotechniki i lutownicy.

Wskaźnik DC-12 V pozwala sprawdzić stan naładowania akumulatora samochodowego oraz działanie przekaźnika-regulatora. Wskaźnik sprzedawany jest jako zestaw części zamiennych i montowany niezależnie. Koszt urządzenia DC-12 V wynosi 300-400 rubli.

Główne cechy wskaźnika DC-12V:

• Zakres napięcia: 2,5-18 woltów;
• Maksymalny pobór prądu: do 20 mA;
• Wymiary PCB: 43 na 20 milimetrów.

Wskaźnik naładowania baterii zrób to sam na dwóch diodach LED- Prawidłowo utrzymane baterie będą działać dobrze dla Ciebie i udostępniać. Konserwacja obejmuje w szczególności regularną kontrolę napięcia akumulatora. Obwód pokazany na rysunku 1 jest odpowiedni dla większości typów akumulatorów. Zawiera referencyjną diodę LED REF , która działa przy stałym prądzie 1 mA i zapewnia referencyjne światło wyjściowe o stałym natężeniu, niezależnie od napięcia akumulatora.

Stałość tę zapewnia rezystor R1 połączony szeregowo z diodą LED. Dlatego nawet jeśli napięcie w pełni naładowanego akumulatora spadnie do pełnego rozładowania, przepływający przez niego prąd zmieni się tylko o 10%. Można więc przyjąć, że natężenie promieniowania pozostaje stałe w zakresie napięć akumulatora odpowiadającym przejściu ze stanu pełnego naładowania do pełnego rozładowania.

Strumień świetlny pomiarowej diody LED VAR zmienia się wraz ze zmianami napięcia akumulatora. Umieszczając diody LED blisko siebie, można łatwo porównać jasność ich świecenia, a tym samym określić stan baterii. Użyj rozproszonych diod LED z soczewkami, ponieważ przezroczyste soczewki podrażniają twoje oczy. Zapewnij wystarczającą izolację optyczną diod LED, aby światło z jednej diody nie padało na soczewkę innej.

Pomiar działania LED

Dioda LED miernika działa przy prądzie od 10mA przy w pełni naładowanym akumulatorze do mniej niż 1mA przy całkowicie rozładowanym akumulatorze. Konieczna jest dioda Zenera Dz z rezystorem szeregowym R2, aby prąd miał ostrą zależność od napięcia akumulatora. Suma napięcia Zenera i spadku napięcia na diodzie LED powinna być nieco mniejsza niż najniższe napięcie akumulatora. To napięcie spada na rezystorze R2. Zmiany napięcia baterii powodują duże zmiany prądu rezystora R2. Jeśli napięcie wynosi około 1V, przez diodę LED VAR przepływa 10mA prądu i świeci ona znacznie jaśniej niż dioda LED REF. Jeśli napięcie jest niższe niż 0,1 V, intensywność LED VAR var będzie mniejsza niż LED REF . wskazujący, że bateria jest słaba.

Wskaźnik naładowania baterii DIY- natychmiast po naładowaniu akumulatora napięcie na nim przekracza 13 V. Jest to bezpieczne dla obwodu, ponieważ prąd jest ograniczony do 10 mA. Jeśli diody LED świecą się, szybko zwolnij przycisk S 1 1 (aby zapobiec ich uszkodzeniu (Rysunek 2). Chociaż w przykładzie na Rysunku 2 wskaźnik ładowania jest podłączony do 12-woltowego akumulatora kwasowo-ołowiowego, możesz łatwo dostosować Ten obwód do innych typów baterii. Możesz również użyć go do monitorowania napięcia.

Dwie zielone diody indukują stan, gdy poziom naładowania baterii przekracza 60%. Zestaw czerwonych diod LED wskazuje, że poziom naładowania baterii spadł poniżej 20%. Diody LED REFG i LED REFR są połączone przez rezystory R1 i R2 o rezystancji 10 kOhm. Spójne diody pomiarowe, których jasność się zmienia, obejmują diody Zenera i rezystory R 3 i R 4 o rezystancji 100 omów. Diody D 1 , D 2 i D 3 ustawiają wymagane napięcie zaciskania. Zależność jasności diod LED od stanu baterii przedstawia tabela 1.

Do obliczenia intensywności zielonej diody LED pomiaru można użyć następującego wyrażenia:

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.

Spadek napięcia na diodach LED przy prądzie przewodzenia 1 mA wynosi 1,85 V. Jeśli charakterystyki diod LED różnią się, należy ponownie obliczyć rezystancję rezystorów. Przy tym napięciu diody świecą tak samo, co odpowiada naładowaniu akumulatora na poziomie 60%. Opis akumulatorów kwasowo-ołowiowych znajduje się pod adresem. Do obliczenia natężenia światła czerwonej pomiarowej diody LED można użyć następującego wyrażenia:

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

Przy prądzie zielonej diody 1 mA

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

Ponieważ obie czerwone diody świecą tak samo przy tym napięciu, oznacza to, że akumulator jest naładowany w 20%. Dioda LED VARG varg jest wyłączona. Rysunek 3 pokazuje, że obie diody pomiarowe są jaśniejsze niż diody referencyjne, co wskazuje, że bateria jest naładowana w 100%.

Wskaźnik LED poziomu naładowania baterii konwencjonalnej lub akumulatorowej, w którym wszystkie progi są ustawiane za pomocą potencjometrów, można zmontować zgodnie ze schematem podanym w tym materiale. Ogromnym plusem jest to, że współpracuje z bateriami od 3 do 28 V.

Obwód wskaźnika niskiego poziomu baterii

Same wskaźniki diodowe występują w różnych typach i kolorach, zalecane są pokazane na samym schemacie. Ze względu na różnice w spadku napięcia w kierunku przewodzenia, rezystory ograniczające prąd muszą być wyregulowane w celu uzyskania najlepszej wydajności i jednorodności. W schemacie R18-R22 oferowana jest ta sama rezystancja - zauważ, że te rezystory nie muszą być ostatecznie równe. Jeśli jednak wszystkie mają ten sam kolor, wystarczy jedna wartość rezystora.

Kolor diody LED - poziom naładowania

• Czerwony: 0 do 25%
• Pomarańczowy : 25 - 50%
• Żółty : 50 - 75%
• Zielony : 75 - 100%
• Niebieski:> 100% napięcia

Tutaj LM317 działa jako proste odniesienie 1,25 V. Minimalne napięcie wejściowe musi przekraczać napięcie wyjściowe o kilka woltów. Minimalne napięcie wejściowe = 1,25 V + 1,75 V = 3 V. Chociaż LM317 ma minimalne obciążenie arkusza danych wynoszące 5 mA, nie znaleziono ani jednego przypadku, który nie działałby przy 3,8 mA. To rezystor R5 (330 omów) zapewnia minimalne obciążenie.

Podczas testów oszacowano poziom naładowania akumulatora na 4,5 V, to dla niego podane są napięcia na schemacie. Ustawienie jest następujące: najpierw należy określić napięcia odpowiedzi każdego komparatora zgodnie ze stopniem rozładowania akumulatora, następnie napięcie należy podzielić zgodnie ze współczynnikiem podziału dzielnika napięcia. Czyli dla baterii 4,5 V wygląda to tak:

Próg napięcia

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

Działanie wskaźnika stanu baterii

Układ LM317 U3 to napięcie odniesienia 1,25 wolta. Rezystory R5 i R6 tworzą dzielnik napięcia, który obniża napięcie akumulatora do poziomu zbliżonego do napięcia odniesienia. Element U2A jest wzmacniaczem, więc bez względu na to, ile prądu pobiera ten węzeł, napięcie pozostaje stabilne. Rezystory R8 - R11 zapewniają wysoką rezystancję wejść komparatora. U1 składa się z czterech komparatorów, które porównują napięcie odniesienia potencjometrów z napięciem baterii. Wzmacniacz operacyjny LM358 U2B - działa również jako rodzaj komparatora sterującego diodą LED niższego rzędu.

Przy wartościach granicznych napięcia diody LED mogą nie świecić wyraźnie, z reguły między dwiema sąsiednimi diodami występuje migotanie. Aby temu zapobiec, do R14 - R17 dodaje się niewielką ilość dodatniego napięcia sprzężenia zwrotnego.

Testowanie wskaźników

Jeśli testowanie odbywa się bezpośrednio z akumulatora, należy pamiętać, że ochrona przed odwrotną polaryzacją nie jest zapewniona. Lepiej jest początkowo podłączyć obwody mocy przez rezystor 100 omów, aby ograniczyć możliwe awarie. A po ustaleniu, że polaryzacja jest prawidłowa, ten rezystor można usunąć.

Uproszczona wersja wskaźnika

Dla tych, którzy chcą zbudować prostsze urządzenie, można wyeliminować układ U2, wszystkie diody i niektóre rezystory. Radzimy zacząć od tej wersji, a następnie, po upewnieniu się, że działa normalnie, zebrać pełną wersję wskaźnika rozładowania baterii. Powodzenia w uruchomieniu!

Pomyślny rozruch silnika samochodowego w dużej mierze zależy od stanu naładowania akumulatora. Regularne sprawdzanie napięcia na zaciskach za pomocą multimetru jest niewygodne. Dużo bardziej praktyczne jest zastosowanie wskaźnika cyfrowego lub analogowego znajdującego się obok deski rozdzielczej. Najprostszy wskaźnik naładowania akumulatora można wykonać ręcznie, w którym pięć diod LED pomaga śledzić stopniowe rozładowywanie lub ładowanie akumulatora.

Schemat obwodu

Rozważany schemat obwodu wskaźnika poziomu naładowania jest najprostszym urządzeniem, które wyświetla poziom naładowania akumulatora (akumulatora) przy 12 woltach. Jej kluczowym elementem jest układ scalony LM339, w którym montowane są 4 wzmacniacze operacyjne (komparatory) tego samego typu. Ogólny widok LM339 i przypisanie pinów pokazano na rysunku. Wejścia bezpośrednie i odwrotne komparatorów są połączone za pomocą dzielników rezystancyjnych. Jako obciążenie wykorzystywane są diody wskaźnikowe 5 mm.

Dioda VD1 służy jako ochrona mikroukładu przed przypadkowym odwróceniem polaryzacji. Dioda Zenera VD2 ustawia napięcie odniesienia, które jest standardem dla przyszłych pomiarów. Rezystory R1-R4 ograniczają prąd płynący przez diody LED.

Zasada działania

Obwód wskaźnika baterii LED działa w następujący sposób. Napięcie 6,2 V stabilizowane za pomocą rezystora R7 i diody Zenera VD2 jest podawane do dzielnika rezystancyjnego złożonego z R8-R12. Jak widać na schemacie, pomiędzy każdą parą tych rezystorów powstają napięcia odniesienia o różnych poziomach, które są podawane na bezpośrednie wejścia komparatorów. Z kolei wejścia odwrotne są ze sobą połączone i połączone z zaciskami akumulatora poprzez rezystory R5 i R6.

W procesie ładowania (rozładowywania) akumulatora napięcie na wejściach odwrotnych zmienia się stopniowo, co prowadzi do naprzemiennego przełączania komparatorów. Rozważ działanie wzmacniacza operacyjnego OP1, który odpowiada za wskazanie maksymalnego poziomu naładowania baterii. Ustawmy warunek, jeśli naładowany akumulator ma napięcie 13,5 V, to ostatnia dioda LED zacznie się palić. Napięcie progowe na jego bezpośrednim wejściu, przy którym zapali się ta dioda, oblicza się ze wzoru:
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

Oznacza to, że gdy na wejściu odwrotnym zostanie osiągnięta wartość potencjału większa niż 4,5 V, komparator OP1 przełączy się i na jego wyjściu pojawi się niski poziom napięcia, a dioda LED zaświeci się. Korzystając z tych wzorów, można obliczyć potencjał na bezpośrednich wejściach każdego wzmacniacza operacyjnego. Potencjał na wejściach odwrotnych wyznacza się z równości: U OP1- = I*R5 = U BAT - I*R6.

Części PCB i montażowe

Płytka drukowana wykonana jest z jednostronnego tekstolitu foliowego o wymiarach 40 na 37 mm, który można pobrać. Przeznaczony jest do montażu elementów DIP typu:

• Rezystory MLT-0,125 W z dokładnością co najmniej 5% (seria E24)
  R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11 - 1 kΩ,
  R5, R8 - 5,1 kΩ,
  R6, R12 - 10 kOhm;
• dowolna dioda małej mocy VD1 o napięciu wstecznym co najmniej 30 V, na przykład 1N4148;
• dioda Zenera małej mocy VD2 o napięciu stabilizacji 6,2 V. Na przykład KS162A, BZX55C6V2;
• LED-y LED1-LED5 - typ wskaźnika