Индикатор разряда для любого аккумулятора

Простой индикатор заряда и разряда аккумулятора

Индикатор разряда для любого аккумулятора

Данный индикатор заряда аккумулятора основан на регулируемом стабилитроне TL431. С помощью двух резисторов можно установить напряжение пробоя в диапазоне от 2,5 В до 36 В.

Приведу две схемы применения TL431 в качестве индикатора заряда/разряда аккумулятора. Первая схема предназначена для индикатора разрядки, а вторая для индикатора уровня заряда.

Единственная разница — это добавление n-p-n транзистора, который будет включать какой-либо сигнализатор, например, светодиод или зуммер. Ниже приведу способ вычисления сопротивления R1 и примеры на некоторые напряжения.

Схема индикатора разряда аккумулятора

Стабилитрон работает таким образом, что начинает проводить ток при превышении на нем определенного напряжения, порог которого мы можем установить с помощью делителя напряжения на резисторах R1 и R2. В случае индикатора разряда, светодиодный индикатор должен гореть, когда напряжение батареи меньше, чем необходимо. Поэтому в схему добавлен n-p-n транзистор.

Как можно видеть регулируемый стабилитрон регулирует отрицательный потенциал, поэтому в схему добавлен резистор R3, задачей которого является включение транзистора, когда TL431 выключен. Резистор этот на 11k, подобранный методом проб и ошибок. Резистор R4 служит для ограничения тока на светодиоде, его можно вычислить с помощью закона Ома.

Индикатора заряда аккумулятора

Уровни: 3,3В — 3,5В — 3,7В — 3,9В….

Конечно, можно обойтись и без транзистора, но тогда светодиод будет гаснуть, когда напряжение упадет ниже выставленного уровня — схема ниже. Безусловно, такая схема не будет работать при низких напряжениях из-за отсутствия достаточного напряжения и/или тока для питания светодиода. Данная схема имеет один минус, который заключается в постоянном потреблении тока, в районе 10 мА.

Схема индикатора заряда аккумулятора

В данном случае индикатор заряда будет гореть постоянно, когда напряжение больше, чем то, которые мы определили с помощью R1 и R2. Резистор R3 служит для ограничения тока на диод.

Пришло время для того, что всем нравится больше всего — математики 🙂

Я уже говорил в начале, что напряжение пробоя может изменяться от 2,5В до 36В посредством входа «Ref». И поэтому, давайте попытаемся кое-что подсчитать. Предположим, что индикатор должен загореться при снижении напряжении аккумулятора ниже 12 вольт.

Сопротивление резистора R2 может быть любого номинала. Однако лучше всего использовать круглые числа (для облегчения подсчета), например 1к (1000 Ом), 10к (10 000 Ом).

Резистор R1 рассчитаем по следующей формуле:

R1=R2*(Vo/2,5В — 1)

Предположим, что наш резистор R2 имеет сопротивление 1к (1000 Ом).

Vo — напряжение, при котором должен произойти пробой (в нашем случае 12В).

R1=1000*((12/2,5) — 1)= 1000(4,8 — 1)= 1000*3,8=3,8к (3800 Ом).

Т. е.

сопротивление резисторов для 12В выглядят следующим образом:

R1= 3,8к

R2=1к

А здесь небольшой список для ленивых.

 Для резистора R2=1к, сопротивление R1 составит:

  • 5В – 1к
  • 7,2В – 1,88к
  • 9В – 2,6к
  • 12В – 3,8к
  • 15В — 5к
  • 18В – 6,2к
  • 20В – 7к
  • 24В – 8,6к

Для низкого напряжения, например, 3,6В резистор R2 должен иметь бОльшее сопротивление, например, 10к поскольку ток потребления схемы при этом будет меньше.

Источник

Оригинал: http://www.joyta.ru/9375-prostoj-indikator-zaryada-i-razryada-akkumulyatora/

Индикатор разряда аккумулятора в авто — схема

Индикатор разряда для любого аккумулятора

Думаю эта тема будет актуальна тем, у кого в пользовании более двух автомобилей. Как правило, один эксплуатируется зимой, другой — летом. То есть один из них сезон в году стоит в гараже или на стоянке. А пока он стоит там, мы не знаем, как себя чувствует его аккумулятор.

Нет, конечно можно "щупать" его периодически вольтметром или купить готовый индикатор, коих много на том же Али-экспресс (например вставляющийся в прикуриватель). Но мне захотелось сделать свой индикатор, который бы показывал промежуточные значения остаточного заряда АКБ. Ну, например, — более 75%, 75%, 50% и 25% заряда.

Причем хотелось бы так лениво радеть за здоровьем АКБ, чтобы лишний раз не лезть под капот авто и не распаковывать без надобности зарядное устройство.

Долго искал приемлемые схемы в инете. Собрал некоторые. Но все не то. То гистерезис срабатывания индикации такой, что лучше бы ее и не было, этой индикации, проще и надежнее тестером померить.

То установки плавают и нет стабильности, то вообще яркость светодиода плавно изменяется в зависимости от напряжения на АКБ и поди узнай, что там на ней есть. И вот нашел одну схему на каком-то португальском сайте.

Проста до неприличия и вроде должна работать. Построена она на операционном усилителе UA741. Вот она:

В ней я поменял только номинал стабилитрона с 6,2 в на 7,5 в. Срабатывания четкие. Светодиод загорается на нужной установке (регулируется подстроечным резистором R2). R2 лучше применять многооборотный, так как выставить им нужное напряжение не просто. Чувствительность в зоне срабатывания очень нежная и почти незримый поворот винта регулировки уносит нужное напряжение в сторону.

Настраивать необходимо, используя точный регулируемый лабораторный источник питания с цифровым вольтметром, показывающим десятые ( а лучше сотые, я параллельно включал цифровой тестер) доли вольт. Поскольку я возжелал видеть степень зарядки АКБ в градациях указанных выше, я собрал схему из трех таких блоков.

Вот рисунок печатки:

При полной зарядке батареи напряжение на ней выше 12,7 в, при этом ни один светодиод не горит и все прекрасно (фото 1).

Первый блок зажигает зеленый светодиод при напряжении на клеммах АКБ менее 12,5 в, что соответствует около 75% заряда АКБ (фото 2).

Второй зажигает желтый светодиод при напряжении ниже 12,2 в, что есть около 50% заряда (Фото 3).

Ну а третий, красный, загорается при напряжении ниже 11,7 в или около 25% остаточного заряда АКБ (Фото 4).

Значения установок напряжения я использовал для AGM батарей (у меня на автомобилях такие стоят). Для обычных кислотных их можно изменить на другие. Плату поместил в небольшой ( 40 мм х 70 мм) корпус.

На корпусе разместил дополнительно малогабаритный выключатель в разрыве плюсового провода для удобства, чтобы не скидывать зажимы с клемм АКБ, когда не требуются замеры и чтобы устройство не потребляло при этом хотя и небольшой (около 20 мА, в основном определяется током горящих светодиодов) ток от батареи.

К аккумулятору от устройства подключается двойной красно-черный провод с зажимами на концах (Фото 5).

Устройство подключено к клеммам аккумулятора стоящего в гараже автомобиля постоянно. Когда нужно, зайдя в гараж, без лишних "плясок" включаю выключатель на устройстве, наблюдаю, каким цветом горят "лампочки" и вижу здоров ли мой АКБ или его надо "подлечить".

Оригинал: https://radioskot.ru/blog/indikator_razrjada_akkumuljatora/2017-03-23-535

Простой высокоточный индикатор разряда АКБ | Каталог самоделок

Индикатор разряда для любого аккумулятора

Самая распространённая проблема водителей – это отсутствие в автомобиле индикации разрядки аккумулятора на панели с приборами.

Такая проблема создаёт некоторый дискомфорт, в связи с тем, что водитель поздно замечает, разряженный аккумулятор, особенно если большой показатель утечки тока АКБ.

Стоит обратить внимание, что собирается такой прибор для индикации довольно легко.

Измерять заряд аккумулятора можно и самому с помощью вольтметра. На сегодняшний день вольтметры очень дорогие, а так, как он не сильно то и обходим, потому что для нас важно лишь значение, до которого может доходить заряд.

Стоит обратить внимание на то, что прибор, с помощью которого будет измеряться заряд аккумулятора можно сделать своими руками и без вольтметра.

Ниже приведена система для создания индикатора разряженного аккумулятора, в качестве индикатора взята светодиодная лампа. Когда напряжение падает и заряд аккумулятора низкий, загорается светодиодная лампа, что и служит индикатором к подзарядке.

Глядя на схему, можно убедиться в том, что собрать её будет несложно. Любой элемент системы легко купить.

Как транзисторы можно использовать:

  • КТ 315Б
  • КТ 3102
  • S 9012
  • S 9014
  • S 9016

В качестве светодиодной лампы, можно приобрести любую, главное, чтобы её рабочее напряжение было в пределах 15–20 В.

Главный и незаменимый элемент системы – это переменный резистор R2, с его помощью устанавливается предел, при котором срабатывает индикатор, несмотря на то, что в схеме написано взять его с 1,5 кОм, необходимо брать более мощный в пределах 20 кОм. Потому что если брать R1= 20 кОм, то такого сопротивления будет мало, для того чтобы открыть ключ VT1.

Если брать аккумулятор с обыкновенным зарядом в 12 В и больше, то транзистор VT1 будет открывать и шунтировать индикаторную светодиодную лампу HL1.

Когда напряжение аккумулятора падает, то VT1 будет со временем уменьшаться, пока не закроется, после его отключения, откроется VT2 и загорится светодиодная лампа HL1, это и служит сигналом о том, что заряд аккумулятора низкий.  Для такой схемы, возможно, подключить любой порог сигнализирования.

В качестве платы можно использовать материал с ПК или старого телевизора. По размерам такая система маленькая и удобная.

Чтобы настроить систему, необходим прибор для питания с индикатором напряжения, с помощью которого будет регулироваться резистор, и выставляться пределы для срабатывания сигнализации.

В случае необходимости можно сделать несколько таких схем с разными порогами чувствительности, для более точного измерения.

: ИвановАркадий, г. Астрахань.

Оригинал: https://volt-index.ru/podelki-dlya-avto/prostoy-vyisokotochnyiy-indikator-razryada-akb.html

Простой индикатор разряда батарей

Индикатор разряда для любого аккумулятора

    Для миниатюрной электронной аппаратуры и приборов, питающихся от аккумуляторных батарей или гальванических элементов, весьма полезным устройством является индикатор разрядки источника питания. Такой индикатор позволяет, обнаружив разрядку, своевременно предпринять меры для перезаряда аккумуляторов или замены гальванических элементов.

    На рис.1 для примера приведены характерные кривые разряда никель-кадмиевых аккумуляторов токами от I=0,2С до I=3С, где С — емкость аккумулятора в амперчасах , из которой видно, что при разрядке на 80…90% напряжение на них падает приблизительно на 0,15 В от номинальной величины 1,25 В.

Сходно ведут себя и никель-металло-гидридные аккумуляторы. Что касается обычных марганцево-цинковых или алкалиновых гальванических элементов, то их падение напряжения при той же степени разрядки составляет приблизительно 0,2…0,25 В от номинальных 1,5 В.

Исключение составляют лишь литиевые элементы, которые практически до полного разряда сохраняют номинальное напряжение.

Рис. 1. Кривые разряда Ni-Cd аккумулятора

    Таким образом, для индикации разрядки подавляющего большинства гальванических источников питания достаточно регистрировать уменьшение их напряжения на величину примерно от 150 мВ у одного аккумулятора до 2…2,5 В у батареи из 8…10 гальванических элементов.

    Обычно такие индикаторы реализуются на основе микросхем, уже включающих в себя компаратор напряжения. В других случаях для этого, как правило, используются операционные усилители, на которых также собирается компаратор.

    Здесь предлагается индикатор, построенный на цифровой микросхеме. Его компаратор выполнен на КМОП — инверторе, в качестве которого применен базовый элемент микросхемы К561ЛН2.

    Опорное напряжение Uо подается на вход инвертора, а сравниваемое положительное напряжение источника питания Uи.п. на ножку 14 питания микросхемы. Из характерных кривых на рис.2 видно что в достаточно широкой области вокруг произвольно выбранного номинального значения Uи.п.

напряжение переключения инвертора Uп связано с напряжением его питания соотношением Uп = xUи.п., где x = const и x >> 0,4 при переключении инвертора из состояния логической «1» в «0» и x >> 0,6 в обратном случае. Следовательно, с уменьшением напряжения питания при прохождении точки Uи.п.

>> 2,5Uо инвертор, выход которого предварительно находился в состоянии «1», будет изменять его на противоположное.

Крутизна переходной характеристики инверторов 561 серии при работе на высокоомную нагрузку вполне достаточна для фиксации перепада контролируемого напряжения порядка десятка милливольт.

Рис. 2

    Принципиальная схема индикатора разрядки для источников питания с номинальным напряжением в пределах 3…6 В приведена на рис.3. Компаратор выполнен на инверторе DD1.1. Опорное напряжение формируется цепочкой R1, R2, VD1, где VD1 — источник опорного напряжения КА.336-2.5. Часть напряжения, падающего на VD1, а для КА.336-2.

5 это 2,48 В, подается на вход DD1.1 через резистор R2, которым устанавливается порог срабатывания компаратора. Нормальное и разряженное состояния источника питания индицируются светодиодами VD2 и VD4 соответственно. Инвертор DD1.

2 выполняет функцию буфера, препятствующего уменьшению крутизны переключательной характеристики инвертора при включении светодиода VD2.

Рис. 3

    Помимо светового сигнала, разряженное состояние источника индицируется и звуковым сигналом пьезозвонка BQ1, который возбуждается мультивибратором, собранным на инверторах DD1.5, DD1.6. Резистор R7 используется для подстройки частоты мультивибратора под резонансную частоту пьезозвонка.

Значение емкости конденсатора С2 дано для случая, когда применен пьезозвонок с резонансной частотой около 3 кГц и выше. Если применяется пьезозвонок с более низкой резонансной частотой, емкость конденсатора С2 следует соответственно увеличить.

В противном случае громкость звукового сигнала может оказаться недостаточной.

    Манипулятор на инверторах DD1.3, DD1.4 формирует импульсы для питания светодиода VD4 и управляет мультивибратором. При указанных на схеме номиналах времязадающей цепочки С1, R6 частота пререключения манипулятора приблизительно равна 3 Гц. Разделительные диоды VD3 и VD5 позволяют последовательно управлять манипулятором и мультивибратором.

    Собранный индикатор поключается к любому прибору или устройству просто путем присоединения выводов 7 и 14 микросхемы К561ЛН2 к минусовой и плюсовой шинам питания соответственно.

    Индикатор работает следующим образом. В исходном состоянии кнопка S1 разомкнута и на входе инвертора DD1.1 присутствует логический «0». Соответственно логический «0» присутствует и на выходе инвертора DD1.2. При этом диод VD3 шунтирует вход инвертора DD1.

3 на «землю» и таким образом стопорит манипулятор, на выходе которого также оказывается логический «0», благодаря чему через диод VD5 на «землю» шунтируется и вход инвертора DD1.5 и мультивибратор находится в ждущем режиме.

В результате светодиоды VD2 и VD4 не горят и звуковой сигнал отсутствует.

    При нажатии на кнопку S1 напряжение питания Uи.п. подается на анод светодиода VD2 и в цепочку формирования опорного напряжения R1, R2, VD1. Если окажется, что Uи.п. велико настолько, что напряжение переключения инвертора DD1.1 из «1» в «0» при данном питании больше чем опорное напряжение, установленное на его входе, то на выходе инвертора DD1.2 сохранится состояние логического «0».

При этом манипулятор и, соответственно, мультивибратор останутся в ждущем режиме, а светодиод VD2 загорится, свидетельствуя о нормальном состоянии источника питания. Если же Uи.п. понизится так, что напряжение переключения инвертора DD1.1 из «1» в «0» при данном питании окажется меньше, чем опорное напряжение на его входе , то при нажатии на кнопку S1 инвертор DD1.

1 переключится и на выходе инвертора DD1.2 появится логическая «1». В результате светодиод VD2 погаснет, а диод VD3 запрется и запустится манипулятор, формируя импульсы питания светодиода VD4 и управления мультивибратором. Мультивибратор начнет генерировать пачки импульсов.

Мигание светодиода VD4 и одновременные звуковые сигналы будут свидетельствовать о разрядке источника питания и необходимости его перезарядки или замены.

    Правильно собранное устройство начинает работать сразу. Настройка сводится к установке величины порога срабатывания. Для этого необходимо запитать устройство от регулируемого источника напряжением, которое выбрано в качестве критерия разряда гальванического источника питания.

Например, для аккумуляторной батареи из четырех никель-кадмиевых аккумуляторов с номинальным напряжением 5 В это будет приблизительно 4,4 В.

Замкнуть кнопку S1, повернуть движок резистора R2 в положение, при котором горит светодиод VD2, и медленно поворачивать его в обратном направлении до момента, когда светодиод VD2 погаснет и замигает светодиод VD4. После этого увеличить напряжение на 0,5…1 В, светодиод VD2 при этом загорится вновь.

Затем начать плавно его снижать и зафиксировать величину, при которой светодиод VD2 погаснет опять и снова замигает светодиод VD4. Если полученное значение напряжения переключения будет отличаться от требуемого — процедуру повторить.

Производить установку опорного напряжения не как описано выше, а наоборот, добиваясь переключения светодиода VD2 из погашенного состояния, нельзя, поскольку напряжение переключения инвертора из «1» в «0» отличается от напряжения переключения из «0» в «1».

    В конструкции в качестве светодиодов VD2 и VD4 использованы АЛ307Г и АЛ307К зеленого и красного цветов, диоды VD3, VD5 — любые, например КД510А или КД522Б.

Номиналы резисторов R3, R4 даны для индикатора, работающего с батареей, состоящей из четырех аккумуляторов или гальванических элементов.

В индикаторе для батареи из трех элементов с целью избежания потери яркости свечения светодиодов эти резисторы желательно уменьшить до 150 и 470 Ом соответственно.

Рис. 4

    Если индикатор предназначен для источника питания с номинальным напряжением больше 6 В, в нем следует использовать более высоковольтный источник опорного напряжения. Так для индикаторов от 6 до 12 В подойдет источник LM336Z-5.0, жестко стабилизирующий опорное напряжение 4.98 В, или какой-нибудь его аналог.

Номиналы резисторов R1,R3,R4 необходимо при этом увеличить так, чтобы ток через VD1 находился в пределах 1…2 мА, через VD2 — не более 10 мА, а через VD3 — не более 3 мА.

В индикаторе возможно применение и обычных стабилитронов с соответствующей коррекцией величины R1, но точность срабатывания индикатора несколько уменьшится.

    При разработке какого-либо изделия в него можно заложить индикатор по упрощенной схеме, представленной на рис.4, а оставшиеся инверторы использовать для других нужд.

В этом случае о разрядке источника питания будет свидетельствовать только горение светодиода, а о нормальном его состоянии — отсутствие какой-либо реакции индикатора. Возможны и различные промежуточные комбинации.

В завершение следует заметить что описанное устройство не требует собственного питания как такового и может использоваться совершенно самостоятельно как некий тестер — пробник, например, для контроля автомобильных аккумуляторов.

Александр Мясников, Москва.

Оригинал: https://www.qrz.ru/schemes/contribute/radioland/metering/10.html

Простой и точный индикатор заряда-разряда АКБ

Индикатор разряда для любого аккумулятора

Сегодня статья будет с процессом сборки простого индикатора уровня заряда аккумуляторов, но с более высокоточной схемой, которая пригодна для реального использования и может стать отличным дополнением на панели приборов вашего автомобиля.

Индикатор построен на базе микросхемы ELM339, она в свою очередь представляет из себя четыре отдельных компаратора в едином корпусе.

Компаратор имеет два входа и один выход, он просто сравнивает напряжение на входах, исходя из этого на выходе получаем либо логический 0, либо единицу.

Использованный в схеме компаратор можно найти на платах компьютерного блока питания, ориентируйтесь по цифрам 339, буквы могут отличаться в зависимости от производителя.

В качестве индикаторов задействованы 3 миллиметровые светодиоды.

Схема работает очень простым образом, имеем источник опорного напряжения в лице стабилитрона, цепочки из резисторов представляют из себя делители, которые создают на входах компараторов определенное напряжение, назовем их пороговыми.

Компаратор постоянно сравнивает эти напряжения с напряжением, которые образуют делитель на резисторах R5 и R6, этот делитель снижает напряжение тестируемой батареи в три раза, если напряжение на прямом входе компаратора больше чем на инверсном, то на выходе получаем логическую единицу или напряжение питания.

Светодиод светится, если всё наоборот, то на выходе получаем логическую 0 или массу питания, светодиод в данном случае не светится.

Входные делители подобраны в узком диапазоне, поскольку схема предназначена для работы в качестве индикатора заряда 12-вольтовых аккумуляторов.

Маломощный диод 4148 защищает микросхему компаратора от обратной полярности.

Токо-ограничивающие резисторы для светодиодов подбираются с сопротивлением от 1 до 2,2 килом, можно ограничиться всего одним резистором.

Печатная плата довольно компактна, рисовал на скорую руку, но разводка неплохая, кстати её вы можете скачать в конце статьи.

Для проверки этой платы нам нужен лабораторный источник питания на котором нужно выставить напряжение около 13,5 — 14 вольт, имитируя полностью заряженный автомобильный аккумулятор.

Загораются сразу все светодиоды, постепенно снижая напряжение на блоке питания мы можем наблюдать потухание светодиодов при определенных напряжениях.

Горение только красных светодиодов означает, что аккумулятор почти разряжен.

Можно пересчитать входные делители и использовать схему для аккумуляторов с иным напряжением, кстати эту схему можно также применить и в зарядных устройствах.

Плата___ скачать…

; АКА Касьян

Оригинал: https://xn--100--j4dau4ec0ao.xn--p1ai/prostoj-i-tochnyj-indikator-zaryada-razryada-akb/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Тратосфера