Як зробити індикатор закінчення заряду акумулятора. Індикатор заряду акумулятора своїми руками

Всім радіоаматорам привіт! Сьогодні хочу Вам розповісти про успішне повторення мною одного індикатора заряду акумулятора. На сайті її вже відчував і викладав шановний Воробйов Максим. Вона не містить дефіцитних компонентів і може бути зібрана навіть радіоаматорами-початківцями, тому що не потребує налаштування. При справних деталях та правильному монтажі починає працювати відразу. Ось, власне, і схема:

Тільки я трохи змінив її під свої деталі. Так як не було стабілітрону на 5,6 вольт, поставив на 6,8 вольт, довелося змінити R1 на 82 ком. І паралельно HL3 поставив резистор на 1,2 ком, тому що спостерігалося деяке засвічення світлодіода.

Операційні підсилювачі використовував ті, що були в наявності (у моєму випадку кр140уд708). Резистори були в SMD. Ось власне, що вийшло:

Єдине, що забув – це про конденсатор С1, тому його припаяв потім на висновки живлення зі зворотного боку:

Тепер цей пристрій працюватиме на саморобному тракторі мого батька. Плата у форматі Lay6 додається. Всім успіху в повторенні цього не хитрого девайса.

Успішний пуск автомобільного двигуна залежить від стану заряду акумулятора. Регулярно перевіряти напругу на клемах за допомогою мультиметра – незручно. Набагато практичніше скористатися цифровим або аналоговим індикатором, розташованим поруч із панеллю приладів. Найпростіший індикатор заряду акумулятора можна зробити власноруч, у якому п'ять світлодіодів допомагають відстежувати поступовий розряд або заряд батареї.

Принципова схема

Розглянута принципова схема індикатора рівня заряду є найпростішим пристроєм, що відображає рівень заряду акумулятора (АКБ) на 12 вольт. Її ключовим елементом є мікросхема LM339, в корпусі якої зібрано 4 однотипні операційні підсилювачі (компаратора). Загальний вигляд LM339 та призначення висновків показано на малюнку. Прямі та інверсні входи компараторів підключені через резистивні дільники. Як навантаження використовуються індикаторні світлодіоди 5 мм.

Діод VD1 є захистом мікросхеми від випадкової зміни полярності. Стабілітрон VD2 задає опорну напругу, яка є еталоном для майбутніх вимірів. Резистори R1-R4 обмежують струм через світлодіоди.

Принцип роботи

Працює схема індикатора заряду акумулятора на світлодіодах в такий спосіб. Застабілізована за допомогою резистора R7 та стабілітрону VD2 напруга 6,2 вольт надходить на резистивний дільник, зібраний з R8-R12. Як видно зі схеми між кожною парою цих резисторів формуються опорні напруження різного рівня, які надходять на прямі входи компараторів. У свою чергу, інверсні входи об'єднані між собою і через резистори R5 і R6 підключені до клем акумуляторної батареї (АКБ).

У процесі заряду акумулятора поступово змінюється напруга на інверсних входах, що призводить до почергового перемикання компараторів. Розглянемо роботу операційного підсилювача OP1, що відповідає індикацію максимального рівня заряду АКБ. Задамо умову, якщо заряджений акумулятор має напругу 13,5, то останній світлодіод починає горіти. Порогова напруга на його прямому вході, при якому засвітиться цей світлодіод, розрахуємо за формулою:
U OP1+ = U СТ VD2 – U R8 ,
U СТ VD2 = U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 = I * (R8 + R9 + R10 + R11 + R12)
I= U СТ VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 мА,
U R8 = I * R8 = 0,34 мА * 5,1 кОм = 1,7 В
U OP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 В

Це означає, що при досягненні на вході інверсному потенціалу величиною більше 4,5 вольт компаратор OP1 перемкнеться і на його виході з'явиться низький рівень напруги, а світлодіод засвітиться. За вказаними формулами можна розрахувати потенціал на прямих входах кожного операційного підсилювача. Потенціал на інверсних входах знаходять із рівності: U OP1- = I * R5 = U БАТ - I * R6.

Друкована плата та деталі збирання

Друкована плата виготовляється з одностороннього фольгованого текстоліту розміром 40 на 37 мм, яку можна завантажити. Вона призначена для монтажу DIP елементів наступного типу:

• резистори МЛТ-0,125 Вт з точністю не менше 5% (ряд Е24)
  R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11 - 1 кОм,
  R5, R8 - 5,1 ком,
  R6, R12 - 10 кОм;
• діод VD1 будь-який малопотужний зі зворотною напругою не нижче 30, наприклад, 1N4148;
• стабілітрон VD2 малопотужний з напругою стабілізації 6,2 В. Наприклад, КС162А, BZX55C6V2;
• світлодіоди LED1-LED5 – індикаторні типи

Далеко не у всіх автомобілях є індикатор, що відображає рівень заряджання акумулятора. Автолюбитель повинен самостійно відстежувати цей показник, періодично перевіряючи його за допомогою вольтметра, попередньо вимкнувши батарею від електромережі машини. Однак простий електронний прилад дозволить отримати зразкові показники, не виходячи із салону.

Вибір схеми та комплектуючих

Готова конструкція

Конструктивно саморобний індикатор контролю заряду акумулятора складається з електронного блоку, на корпусі якого розташовується три світлодіоди: червоний, синій та зелений. Вибір кольору може бути іншим – важливо, щоб при активації одного з них отримана інформація була правильно витлумачена.

Через невеликі розміри пристрою можна використовувати звичайну макетну плату. Попередньо вибирається оптимальна схема пристрою. Можна знайти кілька моделей, але найпоширеніший і, отже, працездатний варіант індикатора заряду акумулятора показаний малюнку.

Схема плати та її компонентів

Перед встановленням комплектуючих необхідно згідно зі схемою розташувати їх на друкованій платі. Тільки після цього можна обрізати її до потрібних розмірів. Важливо щоб індикатор мав мінімальні габарити. Якщо планується його монтаж у корпус, слід враховувати його внутрішні розміри.

Ця схема розрахована контролю роботи акумулятора автомобіля з напругою мережі від 6 до 14 У. Для інших значень цього параметра слід змінити характеристики комплектуючих. Їхній перелік зазначений у таблиці.

Підтримка працездатності акумуляторної батареї автомобіля є важливою складовою забезпечення безперебійності роботи всієї електроніки. Батарея забезпечує не тільки старт двигуна, а й виконує ряд інших функцій: стабілізує напругу в мережі авто, підтримує працездатність електрообладнання при заглушеному двигуні, забезпечує збереження налаштувань бортового комп'ютера, мультимедіа системи, годинника, кліматичної системи та інших високотехнологічних пристроїв.

Очевидно, що для виконання всіх завдань потрібна підтримка заряду акумулятора та своєчасне його заряджання до його закінчення. Постійно контролювати параметр допомагають різноманітні індикатори.

Вбудований індикатор

Сучасні батареї, в яких використовується рідкий електроліт, зазвичай оснащуються вбудованим поплавковим індикатором заряду акумулятора. Він здатний відносно точно вказувати на рівень електроліту та рівень зарядки батареї.

При зарядці джерела живлення щільність електроліту в ньому зростає, поплавець (зазвичай зеленого кольору) піднімається над рівнем рідини і видно у віконце (заряд більше 65%). Якщо ж він тоне в рідині, рівень заряду недостатній і щільність поплавця менше, ніж аналогічний показник рідкої суміші. Третій варіант – зменшення кількості електроліту в батареї. При цьому індикатор (поплавець) зовсім не видно в віконці, як і рідина, проте проглядається чорна трубка. Так, залежно від кольору індикатора (зелений, чорний або жовтий/безбарвний) можна достовірно визначити ступінь заряду та кількість рідкого електроліту.

Такий вбудований індикатор акумулятора не має високої точності, проте, зручний і допомагає визначити важливі моменти працездатності джерела живлення. Уточнити їх можна за видимої необхідності за допомогою спеціальних пристроїв. До речі, перед тим як розглядати вбудований індикатор, рекомендується злегка постукати по ньому. Так, при русі автомобіля в трубці з поплавцем можуть утворюватися бульбашки, здатні підтримувати поплавок на поверхні, а постукуванням повітряні кульки піднімаються вгору і не заважають побачити реальний показник.

Салонний індикатор

Сучасні автомобілі містять величезну кількість електроприладів, які підключені до мережі машини. Акумулятор не тільки забезпечує їхню працездатність поки двигун заглушений, але й підтримує всі налаштування та установки приладів. Очевидно, що таке навантаження на батарею поступово з'їдає ступінь її заряду. Парадоксально, що багато моделей авто не обладнані елементарним індикатором рівня зарядки акумулятора в салоні. Тому перевіряти його необхідно вручну, що не дуже зручно, особливо взимку.

Вирішити проблему якимось чином допоможе простий індикатор, який можна зібрати своїми руками. Ще однією безумовною перевагою такої конструкції виступає його незначна ціна. У порівнянні з дешевими китайськими екземплярами, якість збірки залежатиме тільки від уміння та акуратності майстра. Загалом, якщо у вас є мінімальні базові навички, то зібрати відмінний індикатор для перевірки заряду акумулятора своїми руками не складно.

Схема пристрою досить проста.

Рівень заряджання акумулятора відображатиме кольорові світлодіоди. Можна підібрати будь-які поєднання кольорів. На поданій схемі діоди відповідають такому заряду:

• зелений - 13 В і вище;
• синій - 11-13 В;
• червоний – 6–11 ст.

Щоб зібрати індикатор, знадобляться такі елементи:

• Резистори (2 шт. 1КОм, 3 - 220 ОМ, 1 - 2Ком);
• Транзистори (ВС547 та ВС557);
• Три RGB світлодіоди різних кольорів;
• Два стабілітрони (на 9,1 і 10 v).

Примірявши всі елементи до плати, необхідно вирізати відповідний фрагмент. Світлодіоди краще виводити на дротах, а не припаювати безпосередньо до плати, щоб потім можна було зручно їх встановити під панеллю приладів. Очевидно, краще відразу передбачити місце в салоні автомобіля для нього і виходити з цього місця для визначення довжини проводів, ніж після закінчення збирання.

Подана схема, що дозволяє зібрати світлодіодний індикатор акумулятора своїми руками, позбавить необхідності вручну перевіряти і контролювати стан джерела живлення. Достовірні та точні показання виводитимуться прямо у вибране місце на панелі та інформуватимуть автовласника про необхідність підзарядити батарею.

Схема для збирання індикатора заряду батареї власноруч тестувалася за допомогою блока живлення з можливістю регулювання напруги. Єдиним поміченим збоєм можна вважати уповільнене перемикання з синього та червоного кольорів діодів. Скоріше це пов'язано з тим, що тестер не реагував на швидку зміну напруги. При цьому, плавне зниження напруги на клемах акумулятора забезпечить досить стабільну роботу пристрою, зібраного своїми руками, і дозволяє підзарядити АКБ до закінчення зарядки.

У сучасній практиці ще зустрічаються автомобілі, на яких немає бортового комп'ютера, ні табло з індикатором заряду акумуляторної батареї. Пересування без індикатора загрожує повною зупинкою двигуна і неможливістю надалі запустити його.

Індикатор заряду акумулятора виконує дві функції: показує зарядку струму акумулятора від генератора та інформативно величину заряду АКБ. Існує кілька способів усунути цю недоробку у автомобіля. Один з них найпростіший, зробити своїми руками пристрій, що показує зарядку батареї.

У доступних джерелах є багато пропозицій для виготовлення цифрового ланцюга струму такого пристрою. Воно має досить простий вигляд. Для цього потрібні навички паяння радіодеталей і бажання зібрати пристрій своїми руками. Вибрати світлодіод, стабілітрон, макетну плату та резистори. Схему індикатора заряду АКБ наведено на малюнку нижче.

Принцип роботи

Світлодіодний індикатор завдяки наявності трьох кольорів світлодіодів може показувати різні фази заряджання струму. Початок заряджання. Робочу середину. Попередження закінчення процесу. Ця схема дає можливість контролювати весь робочий цикл батареї.

Спаяти деталі своїми руками нескладно, але спершу зроби перевірку тестером. Якщо всі деталі справні, можна зробити збірку за схемою. Назвою тестером світлодіодний вихід. Визначаємо вихід низької напруги струму від шести до одинадцяти вольт.

Це світлодіод червоного кольору. Від одинадцяти до тринадцяти вольт – жовтий. Понад тринадцять – буде світлодіод зеленого кольору. Схема має простий набір деталей та працює надійно.

Цікаво!АКБ видає на світлодіод певну напругу струму. Він спалахує. Так ми визначаємо початок та закінчення заряду АКБ.

Якщо у вас немає якихось комплектуючих, то потрібно подивитися в інтернеті аналогічні схеми і своїми руками доопрацювати пристрій. Схема також показуватиме надійно індикацію заряду струму батареї.

Для автомобіля важливо, щоб схема працювала не завжди, а лише коли водій перебував за кермом. Рекомендується після закінчення роботи своїми руками отриманий пристрій змонтувати під кермовим колесом та з'єднати із замком запалювання. У цьому випадку індикатор буде працювати тільки при увімкненому запалюванні автомобіля.

Ми бачимо, що після закінчення робіт, своїми руками можна створити зручний та необхідний для надійної експлуатації автомобіля індикатор заряду батареї. Собівартість такого виробу буде не високою.

Важливо!Надійність індикатора та зручність його розміщення дозволяє ефективно усунути недоопрацювання конструкторів – виробників автомобілів.

З одного боку будь-який пристрій, будь то транспортний засіб або простий посуд, здається досконалим і доопрацьованим з технічної точки зору. Не потребує втручання людської думки та грамотних рук.

З іншого, завжди знайдуться грамотні «Кулібіни», для яких цей пристрій здається недосконалим і потребує удосконалення та технічного доопрацювання.

У цьому й будується прогресивний технічний прогрес. Начебто проста, але при цьому життєво необхідна наочна індикація процесу зарядки акумуляторної батареї автомобіля, не спроектована конструкторами, знайшла свою просту розробку простими шанувальниками світу науки і техніки.