Manter a saúde da bateria do carro é um componente importante para garantir o bom funcionamento de todos os eletrônicos. A bateria fornece não apenas a partida do motor, mas também desempenha várias outras funções: estabiliza a tensão na rede do carro, mantém o desempenho dos equipamentos elétricos quando o motor é desligado, garante a segurança das configurações do computador de bordo, sistema multimídia, relógio, sistema climático e outros dispositivos de alta tecnologia.

Obviamente, para realizar todas as tarefas, é necessário manter a carga da bateria e recarregá-la em tempo hábil antes que ela acabe. Uma variedade de indicadores ajuda a monitorar constantemente o parâmetro.

Indicador embutido

As baterias modernas que usam eletrólito líquido, como regra, são equipadas com um indicador de flutuação embutido da carga da bateria. É capaz de indicar com relativa precisão o nível de eletrólito e o estado de carga da bateria.

Ao carregar a fonte de energia, a densidade do eletrólito aumenta, o flutuador (geralmente verde) sobe acima do nível do líquido e é visível pela janela (a carga é superior a 65%). Se afundar no líquido, o nível de carga é insuficiente e a densidade do flutuador é menor que a da mistura líquida. A terceira opção é reduzir a quantidade de eletrólito na bateria. Nesse caso, o indicador (float) não é visível na janela, como o líquido, mas um tubo preto é visível. Assim, dependendo da cor do indicador (verde, preto ou amarelo/incolor), é possível determinar com segurança o grau de carga e a quantidade de eletrólito líquido.

Esse indicador de bateria embutido não é altamente preciso, no entanto, é conveniente e ajuda a determinar pontos importantes na saúde da fonte de alimentação. Você pode refiná-los, se necessário, com a ajuda de dispositivos especiais. A propósito, antes de considerar o indicador embutido, é recomendável tocar levemente nele. Assim, quando um carro se move em um tubo com um flutuador, podem se formar bolhas que podem suportar o flutuador na superfície e, ao bater, os balões sobem e não interferem na visão do indicador real.

Indicador de cabine

Os carros modernos contêm um grande número de aparelhos elétricos conectados à rede do carro. A bateria não apenas garante seu desempenho enquanto o motor está desligado, mas também mantém todas as configurações e configurações do instrumento. Obviamente, essa carga na bateria gradualmente "come" o grau de sua carga. Ao mesmo tempo, é paradoxal que muitos modelos de carros não estejam equipados com um indicador elementar do nível de carga da bateria na cabine. Portanto, deve ser verificado manualmente, o que não é muito conveniente, especialmente no inverno.

Um indicador simples que você pode simplesmente montar com suas próprias mãos ajudará a resolver o problema de alguma forma. Outra vantagem indiscutível deste design é o seu baixo preço. Em comparação com cópias chinesas baratas, a qualidade de construção dependerá apenas da habilidade e precisão do mestre. Em geral, se você possui as habilidades básicas mínimas, não será difícil montar um excelente indicador para verificar a carga da bateria com suas próprias mãos.

O esquema do dispositivo é bastante simples.

O nível de carga da bateria será mostrado por LEDs coloridos. Você pode escolher qualquer combinação de cores. No diagrama apresentado, os diodos correspondem à seguinte carga:

• verde - 13 V e acima;
• azul - 11-13 V;
• vermelho - 6-11 V.

Para montar o indicador, você precisará dos seguintes elementos:

• Resistores (2 peças. 1KΩ, 3 - 220 Ω, 1 - 2KΩ);
• Transistores (VS547 e VS557);
• Três LEDs RGB de cores diferentes;
• Dois diodos zener (para 9,1 e 10 v).

Depois de experimentar todos os elementos do tabuleiro, você precisa cortar o fragmento correspondente. É melhor emitir LEDs nos fios e não soldá-los diretamente na placa, para que você possa instalá-los convenientemente sob o painel. Obviamente, é melhor fornecer imediatamente um lugar no carro para ele e proceder a partir desse local para determinar o comprimento dos fios do que após a conclusão da montagem.

O esquema apresentado, que permite montar um indicador de bateria LED com suas próprias mãos, eliminará a necessidade de verificar e monitorar manualmente o status da fonte de alimentação. Leituras confiáveis ​​e precisas serão exibidas diretamente no local selecionado no painel e informarão o proprietário do carro sobre a necessidade de recarregar a bateria.

O circuito para montar um indicador de carga da bateria com suas próprias mãos foi testado usando uma fonte de alimentação com capacidade de ajustar a tensão. A única falha observada pode ser considerada uma comutação lenta de diodos azuis e vermelhos. Em vez disso, isso se deve ao fato de que o testador não respondeu à rápida mudança na tensão. Ao mesmo tempo, uma diminuição suave da tensão nos terminais da bateria garantirá uma operação bastante estável do dispositivo faça você mesmo, o que permite recarregar a bateria até que a carga esteja completa.

O que são indicadores de bateria de carro

A bateria desempenha um papel fundamental na partida de um motor de carro. E o sucesso desse lançamento depende muito do grau de carga da bateria. E quantos de nós controlamos o nível de carga da bateria? Chama-se, responda a si mesmo a esta pergunta. Portanto, há uma grande probabilidade de que um dia você não ligue o carro devido a uma bateria descarregada. Na verdade, a própria verificação do grau de carga é simples. Você só precisa medir periodicamente com um multímetro ou voltímetro. Mas seria muito mais conveniente ter um indicador simples mostrando o estado de carga da bateria. Esses indicadores serão discutidos neste artigo.

A tecnologia não pára, e os fabricantes de automóveis estão fazendo o possível para tornar a viagem de carro e sua manutenção o mais confortável possível. Portanto, em carros modernos no computador de bordo, entre outras funções, você pode encontrar dados sobre a tensão da bateria. Mas essas oportunidades não estão disponíveis em todos os carros. Em carros mais antigos, pode haver um voltímetro analógico, o que dificulta o entendimento em que condições a bateria está. Para iniciantes no ramo automotivo, recomendamos que você se familiarize com o material.

Portanto, todos os tipos de indicadores de carga da bateria começaram a aparecer. Eles começaram a ser feitos, tanto em baterias na forma de hidrômetros, quanto em displays de informações adicionais no carro.

Esses indicadores de carga também estão disponíveis em fabricantes terceirizados. Eles são fáceis de colocar em algum lugar da cabine e se conectar à rede de bordo. Além disso, na Internet existem esquemas simples para fazer indicadores de cobrança com suas próprias mãos.

Indicador de carga da bateria embutido

Indicadores de carga embutidos podem ser encontrados principalmente. Este é um indicador de flutuação, que também é chamado de hidrômetro. Vamos ver em que consiste e como funciona. Na foto abaixo você pode ver como esse indicador fica na caixa da bateria.

E isso é o que parece quando você o tira da bateria.

Esquematicamente, o dispositivo do indicador de bateria embutido pode ser representado da seguinte forma.

O princípio de operação da maioria dos hidrômetros é o seguinte. O indicador pode mostrar três posições diferentes nas seguintes situações:

• À medida que a bateria carrega, a densidade do eletrólito aumenta. Neste caso, o flutuador em forma de bola verde sobe pelo tubo e torna-se visível através do guia de luz no olho indicador. Normalmente, uma bola verde aparece quando a bateria está com 65% ou mais de carga;
• Se a bola afundar no eletrólito, a densidade está abaixo do normal e a carga da bateria é insuficiente. Neste momento, um tubo indicador preto estará visível no "olho mágico" do indicador. Isso indicará a necessidade de carregamento. Em alguns modelos, é adicionada uma bola vermelha, que sobe pelo tubo com densidade reduzida. Então o "olho" do indicador ficará vermelho;
• E outra opção é diminuir o nível de eletrólitos. Então, através do "olho mágico" do indicador, a superfície do eletrólito ficará visível. Isso indicará a necessidade de completar com água destilada. É verdade que, no caso de uma bateria sem manutenção, isso será problemático.

Esse indicador embutido permite que você faça uma avaliação preliminar do grau de carga da bateria. Confiar totalmente nas leituras do hidrômetro não deve ser. Se você ler várias análises sobre o funcionamento desses dispositivos, fica claro que eles geralmente mostram dados imprecisos e falham rapidamente. E há várias razões para isso:

• O indicador é instalado em apenas uma das seis células da bateria. Isso significa que você terá dados sobre densidade e grau de cobrança para apenas um banco. Como não há comunicação entre eles, só se pode adivinhar a situação em outros bancos. Por exemplo, neste elemento, o nível de eletrólito pode ser normal e em alguns outros já é insuficiente. Afinal, a evaporação da água do eletrólito nos bancos é diferente (no extremo, esse processo é mais intenso);
• O indicador é feito de vidro e plástico. As peças de plástico podem deformar devido ao aquecimento ou arrefecimento. Como resultado, você verá dados distorcidos;
• A densidade de um eletrólito depende de sua temperatura. O hidrômetro não leva isso em consideração em suas leituras. Por exemplo, em um eletrólito frio, pode apresentar densidade normal, embora seja reduzida.

Indicadores de bateria de fábrica

Hoje à venda você pode encontrar dispositivos bastante interessantes para monitorar o nível de carga da bateria por sua tensão. Vejamos alguns deles.

Indicador de Nível de Bateria DC-12V

Este dispositivo é vendido como um kit. É indicado para quem é amigo da engenharia elétrica e do ferro de solda.

O indicador DC-12 V permite verificar a carga da bateria do carro e o funcionamento do relé-regulador. O indicador é vendido como um kit de peças de reposição e montado de forma independente. O custo do dispositivo DC-12 V é de 300 a 400 rublos.

As principais características do indicador DC-12V:

• Faixa de tensão: 2,5-18 volts;
• Consumo máximo de corrente: até 20 mA;
• Dimensões do PCB: 43 por 20 milímetros.

Indicador de carga da bateria faça você mesmo em dois LEDs- Baterias com manutenção adequada funcionarão bem para você e compartilharão. A manutenção inclui, em particular, o monitoramento regular da tensão da bateria. O circuito mostrado na Figura 1 é adequado para a maioria dos tipos de baterias. Ele contém um LED de referência REF , que opera com uma corrente constante de 1 mA e fornece uma saída de luz de referência de intensidade constante, independente da tensão da bateria.

Esta constância é fornecida por um resistor R1 conectado em série com o LED. Portanto, mesmo que a tensão de uma bateria totalmente carregada caia para uma descarga total, a corrente através dela mudará apenas 10%. Assim, podemos supor que a intensidade da radiação permanece constante na faixa de tensão da bateria correspondente à transição do estado de carga total para a descarga total.

O fluxo luminoso do LED de medição VAR muda de acordo com as mudanças na tensão da bateria. Ao colocar os LEDs próximos um do outro, você pode comparar facilmente o brilho de seu brilho e, assim, determinar o status da bateria. Use LEDs de lentes difusas, pois as lentes transparentes irritam seus olhos. Forneça isolamento óptico suficiente para os LEDs para que a luz de um LED não atinja a lente do outro.

Medindo a operação do LED

O LED do medidor opera com uma corrente que varia de 10 mA com uma bateria totalmente carregada a menos de 1 mA com uma bateria totalmente descarregada. Um diodo zener D z com um resistor em série R 2 é necessário para que a corrente tenha uma dependência acentuada da tensão da bateria. A soma da tensão zener e a queda de tensão no LED deve ser ligeiramente menor que a tensão mais baixa da bateria. Esta tensão cai através do resistor R 2 . Mudanças na tensão da bateria causam grandes mudanças na corrente do resistor R 2 . Se a tensão for cerca de 1V, 10mA de corrente flui através do LED VAR e ele brilha muito mais que o LED REF . Se a tensão for inferior a 0,1 V, a intensidade do LED VAR var será menor que a do LED REF . indicando que a bateria está fraca.

Indicador de carga da bateria DIY- imediatamente após a bateria ser carregada, a tensão na mesma excede 13 V. Isso é seguro para o circuito, pois a corrente é limitada a 10 mA. Se os LEDs estiverem brilhantes, solte rapidamente o botão S 1 1 (para evitar danos a eles (Figura 2). Embora no exemplo da Figura 2 o indicador de carga esteja conectado a uma bateria de chumbo-ácido de 12 volts, você pode adaptar facilmente este circuito para outros tipos de bateria. Além disso, você pode usá-lo para monitorar a tensão.

Dois LEDs verdes induzem o estado quando a carga da bateria excede 60%. Um conjunto de LEDs vermelhos indica que a bateria caiu abaixo de 20%. O LED REFG e o LED REFR são conectados através de resistores R 1 e R 2 com resistência de 10 kOhm. LEDs de medição consistentes, cujo brilho muda, incluem diodos zener e resistores R 3 e R 4 com uma resistência de 100 ohms. Os diodos D 1 , D 2 e D 3 ajustam a tensão de fixação necessária. A dependência do brilho dos LEDs no estado da bateria é mostrada na Tabela 1.

A seguinte expressão pode ser usada para calcular a intensidade do LED de medição verde:

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.

A queda de tensão nos LEDs usados ​​em uma corrente direta de 1 mA é de 1,85 V. Se as características dos LEDs forem diferentes, as resistências dos resistores devem ser recalculadas. Nesta tensão, os LEDs acendem da mesma forma, o que corresponde a uma carga de bateria de 60%. Uma descrição das baterias de chumbo-ácido pode ser encontrada em. A seguinte expressão pode ser usada para calcular a intensidade da luz do LED de medição vermelho:

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

A 1 mA de corrente do LED verde

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

Como os dois LEDs vermelhos brilham da mesma forma nessa voltagem, isso significa que a bateria está 20% carregada. O LED VARG varg está desligado. A Figura 3 mostra que ambos os LEDs de medição são mais brilhantes que os LEDs de referência, indicando que a bateria está 100% carregada.

Um LED indicador do nível de carga de uma bateria convencional ou recarregável, onde todos os limites são definidos por meio de potenciômetros, pode ser montado conforme o diagrama fornecido neste material. Uma grande vantagem é que funciona com baterias de 3 a 28 V.

Circuito indicador de bateria fraca

Os próprios indicadores de diodo emissor de luz vêm em vários tipos e cores, os recomendados são mostrados no próprio diagrama. Devido às diferenças na queda de tensão direta, os resistores limitadores de corrente devem ser ajustados para melhor desempenho e uniformidade. No esquema R18-R22, a mesma resistência é oferecida - observe que esses resistores não precisam ser iguais no final. No entanto, se forem todos da mesma cor, um valor de resistor será suficiente.

Cor do LED - nível de carga

• Vermelho: 0 a 25%
• Laranja : 25 - 50%
• Amarelo : 50 - 75%
• Verde : 75 - 100%
• Azul: >100% tensão

Aqui o LM317 atua como uma referência simples de 1,25 V. A tensão mínima de entrada deve exceder a tensão de saída em alguns volts. Tensão mínima de entrada = 1,25 V + 1,75 V = 3 V. Embora o LM317 tenha uma carga mínima de folha de dados de 5 mA, não foi encontrada uma única instância que não funcione em 3,8 mA. É o resistor R5 (330 ohms) que fornece a carga mínima.

Durante os testes, foi estimado o nível de carga de 4,5 V da bateria, é para ela que são dadas as tensões no diagrama. A configuração é a seguinte: primeiro, as tensões de resposta de cada comparador devem ser determinadas de acordo com o nível de descarga da bateria, depois a tensão deve ser dividida de acordo com o fator de divisão do divisor de tensão. Então, para uma bateria de 4,5 V, fica assim:

Tensão de limiar

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

Funcionamento do indicador de estado da bateria

O chip LM317 U3 é uma referência de tensão de 1,25 volts. Os resistores R5 e R6 formam um divisor de tensão, que reduz a tensão da bateria a um nível próximo da tensão de referência. O elemento U2A é um amplificador, portanto, não importa quanta corrente este nó consuma, a tensão permanece estável. Os resistores R8 - R11 fornecem alta resistência às entradas do comparador. U1 é composto por quatro comparadores que comparam a tensão de referência dos potenciômetros com a tensão da bateria. Op-amp LM358 U2B - também funciona como uma espécie de comparador que controla o LED de ordem inferior.

Nos valores de tensão limite, os LEDs podem não brilhar claramente, como regra, ocorre cintilação entre dois LEDs adjacentes. Para evitar isso, uma pequena quantidade de tensão de realimentação positiva é adicionada em R14 - R17.

Teste de indicadores

Se o teste for feito diretamente da bateria, observe que a proteção de polaridade reversa não é fornecida. É melhor conectar inicialmente os circuitos de energia através de um resistor de 100 ohms para limitar possíveis avarias. E depois de determinar que a polaridade está correta, esse resistor pode ser removido.

Versão simplificada do indicador

Para quem quer construir um aparelho mais simples, o chip U2, todos os diodos e alguns resistores podem ser eliminados. Aconselhamos que você comece com esta versão e, depois de certificar-se de que funciona normalmente, colete a versão completa do indicador de descarga da bateria. Boa sorte no seu lançamento!

A partida bem-sucedida de um motor de automóvel depende em grande parte do estado de carga da bateria. Verificar regularmente a tensão nos terminais com um multímetro é inconveniente. É muito mais prático usar um indicador digital ou analógico localizado próximo ao painel. O indicador de carga da bateria mais simples pode ser feito à mão, no qual cinco LEDs ajudam a rastrear a descarga ou carga gradual da bateria.

diagrama de circuito

O diagrama de circuito considerado do indicador de nível de carga é o dispositivo mais simples que exibe o nível de carga da bateria (bateria) em 12 volts. Seu elemento chave é o chip LM339, no caso do qual são montados 4 amplificadores operacionais (comparadores) do mesmo tipo. A visão geral do LM339 e a atribuição dos pinos são mostradas na figura. As entradas diretas e inversas dos comparadores são conectadas através de divisores resistivos. LEDs indicadores de 5 mm são usados ​​como carga.

O diodo VD1 serve como proteção para o microcircuito contra inversão acidental de polaridade. O diodo Zener VD2 define a tensão de referência, que é o padrão para medições futuras. Os resistores R1-R4 limitam a corrente através dos LEDs.

Princípio da Operação

O circuito indicador de bateria LED funciona da seguinte forma. Uma tensão de 6,2 volts estabilizada com a ajuda do resistor R7 e um diodo zener VD2 é alimentada a um divisor resistivo montado a partir de R8-R12. Como pode ser visto no diagrama, tensões de referência de diferentes níveis são formadas entre cada par desses resistores, que são alimentados nas entradas diretas dos comparadores. Por sua vez, as entradas inversas são interligadas e conectadas aos terminais da bateria através dos resistores R5 e R6.

No processo de carregamento (descarregamento) da bateria, a tensão nas entradas inversas muda gradualmente, o que leva à comutação alternada dos comparadores. Considere a operação do amplificador operacional OP1, que é responsável por indicar o nível máximo de carga da bateria. Vamos definir a condição, se a bateria carregada tiver uma tensão de 13,5 V, o último LED começará a queimar. A tensão limite em sua entrada direta, na qual este LED acenderá, é calculada pela fórmula:
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

Isto significa que quando um valor de potencial de mais de 4,5 volts é alcançado na entrada inversa, o comparador OP1 irá comutar e um baixo nível de tensão aparecerá em sua saída, e o LED acenderá. Usando essas fórmulas, você pode calcular o potencial nas entradas diretas de cada amplificador operacional. O potencial nas entradas inversas é encontrado a partir da igualdade: U OP1- = I*R5 = U BAT - I*R6.

PCB e peças de montagem

A placa de circuito impresso é feita de textolite de folha de um lado de 40 por 37 mm de tamanho, que pode ser baixado. Ele é projetado para a montagem de elementos DIP do seguinte tipo:

• Resistores MLT-0,125 W com precisão de pelo menos 5% (série E24)
  R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11 - 1 kOhm,
  R5, R8 - 5,1 kOhm,
  R6, R12 - 10 kOhm;
• qualquer diodo de baixa potência VD1 com uma tensão reversa de pelo menos 30 V, por exemplo, 1N4148;
• diodo zener de baixa potência VD2 com uma tensão de estabilização de 6,2 V. Por exemplo, KS162A, BZX55C6V2;
• LEDs LED1-LED5 - tipo de indicador