Site Loader

Содержание

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431 | Лучшие самоделки

Все мы знаем, что полная разрядка аккумулятора очень пагубно влияет на него и срок его службы от этого уменьшается. Многие схемы не содержат никакой защиты или просто индикации когда аккумулятор достиг минимального порога разряда и затем мы удивляемся, почему так мало отслужил аккумулятор. Для таких приборов я дополнительно делаю и ставлю простой индикатор заряда аккумулятора, что повышает их срок работы, когда зажигается светодиод то значит пора ставить аккумулятор на зарядку.

Эта схема индикатора заряда является универсальной и напряжение срабатывания может быть изменено в больших приделах от 2,5 В до 36 В, что позволит использовать его как в небольших игрушках, так и для более мощной техники, такие как аккумуляторные шуруповёрты, болгарки и др., не имеющие какой-либо своей индикации разряда. К тому же индикатор получается достаточно компактным, он содержит в себе всего несколько небольших деталей поэтому даже нет необходимости травить плату, всё можно компактно спаять навесным монтажом.

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Схема универсального индикатора разряда аккумулятора:

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Немного пояснений по схеме, как видим она очень простая построенная на микросхеме регулируемого стабилизатора TL431 (купить на Алиэкспресс — http://ali.pub/4b78vo), с помощью резистора R2 мы выбираем необходимый порог срабатывания схемы, то есть минимальное напряжение на входе схемы при котором аккумулятор считается разряженным, например, для Li-ion банки это – 3,2В. Выставляем это напряжение на регулируемом блоке питания и подключаем к схеме индикатора, а затем подстроечным резистором который мы впаяли заранее на место резистора R2 (можно поставить переменный резистор на 10 кОм) мы настраивая добиваемся загорания светодиода, затем начинаем изменять напряжение на БП, и проверяем чтобы при выставлении напряжения выше 3,2В светодиод гас, а при меньшем он работал. Резистор R1 в схеме стоит 100 кОм, я поставил 10 кОм.

Затем мультиметром замеряем полученное сопротивление подстроечного резистора, и подбираем близкое этому сопротивлению подходящий постоянный резистор и впаиваем его в схему вместо подстроечного.

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Вот изображение готового индикатора разряда аккумулятора:

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Сверху я усадил термоусадочную трубку.

Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431

Таким образом можно этот простой индикатор разряда аккумулятора можно настраивать под любые аккумуляторы или сборку аккумуляторов на необходимое минимальное напряжение их разряда вплоть до 36В.

Схема защиты акб от глубокого разряда на TL431

 

Вы можете ознакомиться с первым вариантом схемы защиты аккумулятора от глубокой разрядки реализованном на микросхеме-таймере NE7555 и силовом n-канальном полевом транзисторе.


Рассматриваемый в этой статье второй вариант реализации построен по более простой схеме, и имеет больший ток собственного потребления порядка 0,3мА — 0.5 мА. Эта схема защиты акб, так же как и первый вариант, может быть перестроена на любое напряжение при достижении которого происходит отключения нагрузки от аккумуляторной батареи.

Настройка напряжения отсечки производится подбором значений резистивного делителя (соотношение R18/R19) обратите внимание на то, что нельзя сильно занижать суммирующее значение R18+R19 так как это увеличит ток собственного потребления схемы.
Примечание к схеме: при построении системы защиты акб на напряжение ниже 12 вольт (например для 6 вольтовых акб) применяйте полевые транзисторы с индексом logic level они способны коммутировать нагрузку при управляющем напряжении 5 вольт. Применение «обычного силового n-канального» полевого транзистора может вызвать пожар, так как он будет находиться в линейном режиме работы в не полностью открытом виде.

Так же вы можете ознакомиться со схемой светодиодного индикатора разряда аккумулятора

Самоделкин

Живу в Мире самоделок, размещаю статьи которые присылают читатели. Иногда пишу на темы: полезные самоделки для дома и самоделки для радиолюбителей.

Новые самоделки автора Самоделкин (Смотреть все)

Понравилась статья? Вы можете поблагодарить её автора: оценить статью звёздочками, и поделиться с друзьями в соцсетях!

Комментарии

3 августа 2013 12:05
4 августа 2013 20:14
14 октября 2013 13:41
14 октября 2013 22:28
28 августа 2015 11:02
28 августа 2015 23:17
3 декабря 2015 16:49
4 декабря 2015 10:13
4 декабря 2015 10:24
    4 декабря 2015 23:20
      5 декабря 2015 0:03
      5 декабря 2015 13:45
6 декабря 2015 0:27
27 июля 2018 13:20

Самодельный индикатор разряда LiPo. — Паркфлаер

Решил сегодня выложить еще одну статью. Опять таки не претендую на «открытие», поскольку все велосипеды изобретены уже давно ! Просто однажды мы собирались на полёты, индикаторов разряда батерей в наличии не было вообще никаких, поэтому пришлось срочно придумывать и срочно делать девайсы, чтобы не загубить аккумуляторы. Да, устройства простенькие, в нех нет пищалки. Но супер яркие светодиоды хорошо видны даже в солнечный день и поэтому за сохранность аккумуляторов мы были спокойны.  Я согласен, что девайсы получились простейшие, на уровне 80х годов. Тем не менее
с поставленой задачей они успешно справляются ! Глядишь, кому то пригодятся !  
 
Индикатор разряда Li Po аккумуляторов.

Известно, что Li Po аккумуляторам противопоказан разряд ниже 3,2 Вольт на банку. Разряд ниже этой величины приводит к скорому выходу аккумулятора из строя. Поэтому контроль напряжения предельного разряда каждой банки аккумулятора крайне желателен. Отсечка
двигателя регулятором скорости не может гарантировать своевременное отключение
аккумулятора. Поэтому имеет смысл применить дополнительную защиту, в качестве которой может использоваться светодиодный индикатор разряда аккумулятора.

В данной схеме в качестве компаратора применен прецизионный регулируемый стабилитрон TL431. Порог выставляется делителем напряжения в цепи УЭ (управляющего электрода) 15 ком (нижний по схеме резистор) и 4,3 ком (верхний резистор).
При этом соотношении резисторов срабатывание стабилитрона TL431 происходит при напря

жении банки 3,2 Вольт. Когда напряжение на аккумуляторе находится в пределах 3,2….4,2 В,
стабилитрон TL431 открыт, падения напряжения на нем недостаточно для работы светодиода и он погашен. Когда напряжение аккумулятора достигает 3,2 В, стабилитрон закрывается, а светодиод загорается от тока, протекающего через резистор 2 ком.

Индикатор состоит из трех одинаковых ячеек, что позволяет побаночно контролировать 1S, 2S и 3S аккумуляторы. При добавлении еще одной – двух ячеек, можно контролировать 4S и 5S
аккумуляторы. Светодиоды я использовал синие суперяркие, они, как мне кажется, наиболее
заметны днем. От звуковой сигнализации я отказался, поскольку звук слышно сравнительно недалеко, а увеличивать габариты и вес не хотел. Вполне достаточно светодиодов, тем более,
что после посадки модель все равно берешь в руки и незаметить включение светодиода просто

невозможно !

Штырьковые контакты я взял от негодной платы электроники винчестера с IDE интерфейсом.
Вставляются они, конечно, в балансирный разъем аккумулятора. Балансирные разъемы я
вывожу наружу из корпуса модели для зарядки аккумулятора без его извлечения из модели.
Закрепляю платку Индикатора на корпусе модели скотчем. Потом можно легко переставить
на другую модель.

Настройка. Настройку делаем каждой ячейки по очереди ! Для настройки нужно три обычные батарейки по 1,5 Вольта, соединенные последовательно, переменный резистор 470 Ом и цифровой мультиметр. Переменный резистор 470 Ом включаем реостатом последовательно с плюсовым проводом батарейки. Таким образом получим источник напряжения 4,5 В.
Берем 2х контактный подходящий по шагу разъем и припаиваем к нему только два провода
от батарейки “ — ” и “ + ” . Как говорилось выше, “ + ” проходит через переменный резистор. Переменный резистор ставим в положение, соответствующее минимальному сопротивлению и подключаем разъем к соответствующим контактам нижней (или верхней) ячейки. Поскольку резистор установлен в положении минимального сопротивления, к ячейке приложено полное напряжение 4,5 В и светодиод гореть не должен. Затем разъем по очереди подключаем к двум другим ячейкам и убеждаемся, что все светодиоды погашены.

Затем плавно увеличиваем сопротивления переменного резистора, контролируя при этом
мультиметром напряжение на выходе резистора относительно минусового провода. При увеличении сопротивления резистора напряжение, подводимое к ячейке, начнет плавно уменьшаться и при достижении 3,18…..3,2 Вольт должен загореться светодиод. При уменьшении сопротивления резистора , т. е. при возрастании подводимого к ячейке напряжения выше 3,2 В , светодиод снова погаснет. Таким образом, переставляя разъем по очереди на соответствующие контакты, проверяем все ячейки. Порог включения можно изменять
подбором резистора 4,3 ком. При этом его можно составить из 2х резисторов, например

если поставить 2 ком + 2 ком = 4 ком (порог включения 3,14 В) , а 3,3 ком + 1 ком = 4,3 ком
(порог включения 3,18 В) У меня резистор 4,3 ком составлен из двух (3,3 ком + 1 ком) , что видно на фотографиях . Размеры печатной платы 3х ячеечного Индикатора 30 х 30 мм.
Регулируемый стабилитрон TL431 — широко распространенная деталь и продается в радиомагазинах.  Кроме того, они используются практически в любом импульсном блоке питания (адаптере) для управления оптроном защиты.
Сделал несколько штук, работают нормально, обеспечивают своевременную индикацию.
Поэтому рекомендую для повторения авиамоделистами – радиолюбителями !

Общий вид.  


 Принципиальная схема.

   Файл   .lay       (Индикатор разряда LiPo.lay)

Монтажка


Вид со стороны деталей. Размер платы 30 х 30 мм.

 Вид со стороны дорожек.  Размер платы 30 х 30 мм.

Светодиоды любые супер яркие, синего свечения. Синие лучше всего заметны в солнечный день.

Файл .lay

 (ZU LiPo.lay)
 
 

 

Индикатор разряда для любого аккумулятора

Индикатор разряда для любого аккумулятора
Данная схема характеризуется четким порогом включения при достижении установленного уровня напряжения. Этот индикатор универсален, имеет потенциометр для выставления заданного значения и может работать с любым аккумулятором в диапазоне 3-16 В.

Понадобится


  • Два транзистора PN2222, структуры NPN.
  • Светодиод 3 В.
  • Переменный резистор 10 кОм.
  • Два резистора 4,7 кОм.
  • По одному резистору 56 кОм и 460 Ом.

Особых требований к деталям нет, все без лишних проблем меняются на аналогичные. В плане резисторов — отклонение от номинала может быть на 10 процентов. Это не страшно, берите близкие по значению.

Изготовление универсального индикатора разряда


Берем транзисторы и разгибаем вывода.
Индикатор разряда для любого аккумулятора
Припаиваем к одному к его базе резистор на 4,7 кОм.
Индикатор разряда для любого аккумулятора
Далее берем второй и коллектором припаиваем к этому же резистору.
Индикатор разряда для любого аккумулятора

Теперь припаиваем еще резистор на 4,7 кОм.
Индикатор разряда для любого аккумулятора
Далее паяем на 56 кОм слева и 460 Ом справа.
Индикатор разряда для любого аккумулятора
Припаиваем потенциометр.
Индикатор разряда для любого аккумулятора
В дело идет светодиод.
Индикатор разряда для любого аккумулятора
Полная схема со всеми обозначениями.
Индикатор разряда для любого аккумулятора

Как работает схема?


Потенциометром устанавливается уровень срабатывания, это уже решили. На транзисторе слева собран пороговый элемент, на транзисторе справа — ключ для светодиода.
К примеру, выставим уровень срабатывания 3,5 В. Если напряжение на схеме выше, скажем 3,6 В, то первый транзистор открыт, а ключ заперт. Светодиод в данном случае не горит. Индикатор потребляет минимальный ток.
Если напряжение упало ниже порогового значения, и составляет, скажем 3,48 В, то первый транзистор закрывается и открывается ключ. В результате мы видим свечение светодиода, показывающее условно, что аккумулятор разряжен.
Индикатор разряда для любого аккумулятора
Также схема отлично работает в диапазоне 12 В.
Индикатор разряда для любого аккумулятора
Что дает возможность использовать индикатор для любых аккумуляторов или батарей в промежутке 3-12 В.

Смотрите видео


Простая, рабочая схема светодиодного индикатора разряда литиевого аккумулятора Li-ion на управляемом стабилитроне TL431 своими руками.

 

 

 

 

схема светодиодного индикатора разряда литиевого аккумулятора Li-ionВашему вниманию предлагаю вполне рабочую и достаточно точную схему светодиодного индикатора порогового разряда аккумуляторов типа Li-ion. Это устройство очень простое, имеет минимум компонентов. Основным элементом является управляемый стабилитрон, который и срабатывает на определенный порог постоянного напряжения, что и свидетельствует о 10%-ном разряде аккумулятора. Это устройство было мной собрано и опробовано. Оно полностью работоспособно. Ну, а для новичков пожалуй поясню сам принцип действия этого светодиодного индикатора порогового напряжения.

 

управляемый стабилитрон tl431 в схеме индикатора разляда литиевого аккумулятораИтак, главным функциональным элементом в схеме является управляемый стабилитрон типа TL431. Он собой представляет микросхему с тремя выводами, два из которых это анод и катод обычного полупроводника, а третий вывод является управляющим. Внутри же между анодом и катодом стоит транзисторный эмиттер-коллекторный переход, управляемый внутренней схемой сравнения опорного напряжения и того, что прикладывается к аноду и катоду. В итоге получается, что при подключении двух резисторов R1, R2 и изменении их сопротивления мы можем изменять проводимость между анодом и катодом данного управляемого стабилитрона. То есть, подобрав определенное соотношение данных сопротивлений мы можем изменять напряжение стабилизации стабилитрона в пределах от 2,5 до 36 вольт. Максимальный ток этого стабилитрона до 100 мА. До напряжения стабилизации стабилитрон закрыт и имеет бесконечно малую проводимость (ток через себя не проводит). А как только напряжение дошло до величины порога (стабилизации), этот стабилитрон открывается и его вольт-амперная характеристика резко изменяет свою крутизну. Начинает резко увеличиваться ток, который проходит через анод-катод.

 

Именно на этом эффекте резкого открытия p-n перехода стабилитрона и основана работа схемы индикатора напряжения заряда для аккумуляторов Li-ion. То есть, мы резисторами R1 и R2 задаем пороговое напряжение, оно же напряжение стабилизации.

 

 

 

 

Последовательно анодно-катодному переходу стабилитрона подключен также резистор R3. Он выполняет две функции, во первых он ограничивает силу тока для стабилитрона, а во вторых является сопротивлением смещения для базы биполярного транзистора. Как известно, если напряжение на стабилитроне ниже порогового, стабилизационного, то все оно оседает только на стабилитроне. А как только это напряжение дошло до порогового и превысило его, то на стабилитроне будет оседать строго определенная величина этого напряжения, а все лишнее уже будет оседать на резисторе R3, что включен последовательно стабилитрону. При этом до порогового напряжения через стабилитрон ток не течет, а после порогового ток течет, и увеличивается с повышением потенциала между стабилитроном и резистором R3.

 

где какие выводы на транзисторе кт315 кт3102 в схеме индикатора разряда литиевого аккумулятораПараллельно аноду и катоду стабилитрона подключена цепь, состоящая из базо-эмиттерного перехода транзистора VT1, светодиода VD2 и ограничительного резистора R4. Чтобы светодиод светился нужно наличие нужного напряжения на транзисторном переходе, которое равно около 0,6 вольт. То есть, при этом напряжении на базо-эмиттерном переходе биполярный транзистор открывается и пропускает ток через коллекторно-эмиттерный переход. В итоге мы имеем, что до порогового напряжения стабилизации стабилитрона светодиод будет гореть, а как только напряжение превысило пороговое, стабилитрон открылся и уменьшил напряжение на базо-эмиттерном переходе транзистора. Результатом будет прекращение горения светодиода. Но стоит учесть, что пороговое напряжение не должно быть слишком маленьким, поскольку его может не хватить для свечения светодиода. Транзистор в эту схему можно поставить любой похощий на КТ315, к примеру КТ3102.

 

рабочий диапазон напряжений для литиевых аккумуляторов в схеме индикатора разрядаТеперь что касается заряда самого литиевого аккумулятора. Как известно литиевые аккумуляторы имеют свой предел напряжений, который соответствует – 3,5 вольта будет соответствовать где-то остаточному заряду в 10%, а напряжение 4,2 вольта будет соответствовать полному заряду аккумулятора на 100%. Вот и получается, что рабочим диапазоном для литиевых аккумуляторов будет от 3,5 до 4,2 вольта. Как перезаряд так и слишком большой разряд не просто вреден для данного типа аккумуляторов, а вполне способен полностью привести его в негодность. Так что для контроля заряда аккумуляторов Li-ion существует специальные схемы контроля заряда. Предлагаемая схема также позволяет контролировать уровень заряда на этих аккумуляторах. Компоненты в самой схеме подобраны таким образом, что светодиодный индикатор начинает светится тогде, когда на аккумуляторе напряжение опустится до 3,5 вольт, что соответствует остаточному заряду в 10%. Как только вы увидели, что сигнальный светодиод зажегся, то значит пора подключать этот аккумулятор к зарядному устройству.

 

Видео по этой теме:

 

 

ps smail

P.S. Эта схема светодиодного индикатора проста, его работа стабильна, срабатывание четкое, пороговое напряжение имеет быстрое срабатывание схемы. Сама же схема при использовании светодиода с высокой яркостью и малым потреблением тока может потреблять ток всего около 3-7 мА. Я сам лично опробовал данную схему, мне она понравилась, использую ее для своих литиевых аккумуляторов. Так что советую и вам при необходимости собирать эту схему для практического использования.

10 схем индикаторов разряда Li-ion аккумуляторов

Индикатор разряда Li-ion аккумулятора отражает уровень оставшегося заряда и помогает избегать разочарований из-за внезапно разрядившихся элементов питания. Зная, что аккумулятор скоро сядет, можно заблаговременно поставить его на зарядку и избежать простоя в работе приборов. Разработкой схем индикаторов разряда Li-ion аккумуляторов занимались многие радиолюбители. Результатом их труда стало множество схемотехнических решений разной степени сложности.

В этой статье приведены 10 популярных схем, которые относительно просты в реализации. Собранные по ним индикаторы информируют о малом напряжении на ячейке, но не защищают ее от глубокого разряда. Для этой цели используются присоединенные к элементам питания платы защиты или самостоятельное отключение нагрузки пользователем.

Схема 1 – на стабилитроне и транзисторе

При величине напряжения выше 3,25 В стабилитрон пребывает в пробое, транзистор – в закрытом состоянии, и ток полностью идет через зеленый светодиод. При падении напряжения до его значений в диапазоне 3+1,2 В происходит открытие транзистора, и ток распределяется между светодиодами. Между цветами происходит плавный переход. Чем ярче горит красный индикатор, тем сильнее разрядился элемент. При 3 В цветового перехода нет – светится красная лампочка.

При реализации этой схемы могут возникнуть трудности с поиском стабилитронов, обеспечивающих нужный порог срабатывания. Еще один ее недостаток – постоянное энергопотребление около 1 мА.

Схема 2 – на микросхеме TL431 в роли стабилизатора напряжения

Порог срабатывания зависит от делителя R2-R3 и здесь равен 3,2 В. Когда вольтаж достигает этой величины, микросхема прекращает шунтировать светодиод, и он загорается. Это сигнал пользователю о скорой разрядке элемента питания.

Схема 3 – на паре транзисторов

Здесь границы срабатывания определяют транзисторы R2, R3. Вместо старых моделей уместно использовать BC237, BC238 или BC317 взамен КТ3102 и BC556 или BC557 вместо КТ3107.

 

 

Схема 4 – на паре полевых транзисторов

В режиме ожидания она потребляет минимальные токи. Транзисторы нужны n-канальные с минимальным напряжением отсечки. При питании нагрузки на затворе транзистора VT1 при участии делителя R1-R2 создается положительное напряжение. Если оно превышает напряжение отсечки транзистора, происходит его открытие, затвор VT2 притягивается на землю и закрывается. По мере снижения напряжения VT1 закрывается, а VT2 – открывается, обеспечивая сияние светодиода. Это знак о необходимости подзарядить элемент питания.

 

 

Схема 5 – на 3-х транзисторах

Схема обеспечивает высокую точность – между светящимся и несветящимся светодиодом хватает отличия в 0,01 В. При включенном индикаторе потребляется ток 3 мА, при отключенном – 0,3 мА. Вместо транзисторов BC848 и BC856 подходят ВС546 и ВС556.

Схема 6 – с отключением нагрузки

Она обеспечивает индикацию и отключение нагрузки при критическом падении напряжения, но сама продолжает потреблять ток около 15–20 мА.

 

 

Схема 7 – с мониторами напряжения

Мониторы, супервизоры или детекторы напряжения представляют собой микросхемы, созданные для отслеживания напряжения. По этой схеме светодиод начинает светиться при падении напряжения до 3,1 В. BD47xx с открытым выходным коллектором ограничивает выходной ток на границе 12 мА, поэтому светодиод можно подключать напрямую. Главные преимущества этого варианта – простота реализации и малое энергопотребление.

Схема 8 – на инверторе 74HC04

Используются стабилитроны с рабочим вольтажом менее напряжения срабатывания – на 2–2,7 В. Граница срабатывания подстраивается посредством резистора R2. Энергопотребление – порядка 2 мА.

Схема 9 – на контроллере ATMega328

Предусматривает использование микроконтроллера ATMega328 с интегрированным источником опорного напряжения и входом АЦП. Светодиод используется 3-цветный, но синий цвет не задействуется. Контроллер управляет светодиодами через ШИМ и выдает индикацию путем смешения цветов:

  1. мигающий зеленый – соответствует напряжению 4,2 В;
  2. зеленый – 4,1 В;
  3. оба цвета – в промежутке от 3,5 до 4,1 В;
  4. мигающий красный – ниже 3,5 В.

Схема 10 – на микросхеме LM3914

Линия из 10 светодиодов информирует пользователя о степени разряда элемента питания. Пороговые напряжения (минимальное DIV_LO и максимальное DIV_HI) определяет делитель R3-R4-R5. Для экономии энергии рекомендуется подключить 9-й вывод на землю. В результате будет светиться не линия светодиодов, а один, который соответствует текущему напряжению. Энергопотребление этой схемы – порядка 2,5 мА и еще по 5 мА на каждый светящийся светодиод.

Читайте в нашей предыдущей статье о том, почему взрываются аккумуляторные батареи самокатов.

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
На одну из прошлых самоделок «Ночник с акустическим включателем» поступил комментарий с интересными предложениями по доработке конструкции.
Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
Так как индикатор разряда батареи (п.3 комментария) целесообразно применять на любом автономном электронном устройстве, для исключения неожиданных сбоев или отказа аппаратуры в самый неподходящий момент при разряде батареи, то изготовление индикатора разряда вынесено отдельной статьей.

Применение индикатора разряда особенно важно для большинства литиевых аккумуляторов с номинальным напряжением 3.7 вольта (например, популярные сегодня 18650 и им аналогичные или распространенные плоские Li-ion аккумуляторы от заменяемых на смартфоны телефонов), т.к. они очень «не любят» разряд ниже 3,0 вольт и выходят при этом из строя. Правда, в большинство из них должны быть встроены схемы аварийной защиты от глубокого разряда, но кто знает какой аккумулятор в ваших руках, пока вы его не вскроете (Китай полон загадок).

Но главное, хотелось бы заранее узнать, какой заряд в настоящее время имеется в используемом аккумуляторе. Тогда мы могли бы вовремя подключить зарядку или поставить новый аккумулятор, не дожидаясь грустных последствий. Поэтому нам нужен индикатор, который заранее подаст сигнал о том, что аккумулятор скоро сядет окончательно. Для реализации этой задачи существуют различные схемотехнические решения — от схем на одном транзисторе до навороченных устройств на микроконтроллерах.

В нашем случае, предлагается изготовить простой индикатор разряда литиевых аккумуляторов, который с легкостью собирается своими руками. Индикатор разряда отличается экономичностью и надежностью, компактностью и точностью определения контролируемого напряжения.

Схема индикатора разряда

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
Схема выполнена с применением, так называемых детекторов напряжения. Их еще называют мониторами напряжения. Это специализированные микросхемы, разработанные специально для контроля напряжения. Неоспоримые достоинства схем на мониторах напряжения — чрезвычайно низкое энергопотребление в дежурном режиме, а также ее крайняя простота и точность. Чтобы сделать индикацию разряда еще более заметной и экономичной, выход детектора напряжения нагружаем на мигающий светодиод или «мигалку» на двух биполярных транзисторах.

Применяемый в схеме детектор напряжения (DA1) PS Т529Н соединяет выход (вывод 3) микросхемы с общим проводом, при снижении контролируемого напряжения на батарее до 3,1 вольта, включая этим питание на генератор импульсов высокой скважности. При этом сверхяркий светодиод начинает вспыхивать с периодом: пауза — 15 сек., короткая вспышка — 1 сек. Это позволяет снизить потребляемый ток до 0,15 ma в паузе, и 4,8 ma при вспышке. При напряжении на аккумуляторе более 3,1 вольта, схема индикатора практически отключается и потребляет всего 3 мкa.

Как показала практика, указанного цикла индикации вполне достаточно, чтобы увидеть сигнал. Но при желании можно установить более удобный для вас режим подбором резистора R2 или конденсатора С1. В связи с малым током потребления устройства, отдельный выключатель напряжения питания для индикатора не предусмотрен. Устройство работоспособно при снижении питающего напряжения до 2,8 вольта.

Изготовление зарядного устройства

1. Комплектация.
Приобретаем или подбираем из имеющихся в наличии, комплектующие для сборки в соответствии со схемой.

2. Сборка схемы.
Для проверки работоспособности схемы и ее настройки, собираем индикатор разряда на универсальной монтажной плате. Для удобства наблюдения (большая частота импульсов), на время проверки, заменяем конденсатор С1 на конденсатор меньшей емкости (например 0,47 мкф). Подключаем схему к блоку питания с возможностью плавной регулировки постоянного напряжения в пределах от 2 до 6 вольт.

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов

3. Проверка схемы.
Медленно понижаем напряжение питания индикатора разряда, начиная с 6 вольт. Наблюдаем на дисплее тестера величину напряжения, при которой включится детектор напряжения (DA1) и начнет мигать светодиод. При правильном подборе детектора напряжения, момент переключения должен состояться в районе 3,1 вольта.

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
Индикатор разряда литиевых аккумуляторов

4. Готовим плату для монтажа и пайки деталей.
Вырезаем необходимый для монтажа кусочек из универсальной печатной платы, аккуратно обрабатываем края платы напильником, очищаем и лудим контактные дорожки. Размер вырезаемой платы зависит от применяемых деталей и их компоновки при монтаже. Размеры платы на фото 22 х 25 мм.

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов

5. Монтаж отлаженной схемы на рабочую плату
При положительном результате в работе схемы на монтажной плате, переносим детали на рабочую плату, паяем детали, выполняем недостающую разводку соединений тонким монтажным проводом. По окончании сборки проверяем монтаж. Схема может быть собрана любым удобным способом, в том числе и навесным монтажом.

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
Индикатор разряда литиевых аккумуляторов

6. Проверка рабочей схемы индикатора разряда
Проверяем работоспособность схемы индикатора разряда и ее настройки, подключив схему к блоку питания, а затем к тестируемому аккумулятору. При напряжении в цепи питания менее 3,1 вольта, индикатор разряда должен включиться.

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
Индикатор разряда литиевых аккумуляторов

Вместо применяемого в схеме детектора напряжения (DA1) PS Т529Н на контролируемое напряжение 3,1 вольта, возможно применить аналогичные микросхемы других производителей, например BD4731. Этот детектор имеет открытый коллектор на выходе (о чем свидетельствует дополнительная циферка «1» в обозначении микросхемы), а также самостоятельно ограничивает выходной ток на уровне 12 мА. Это позволяет подключать к ней светодиод напрямую, без ограничительных резисторов.

В схеме также возможно применить детекторы на напряжение 3.08 вольта — TS809CXD, TCM809TENB713, МСР103Т-315Е/ТТ, САТ809ТТВI-G. Точные параметры выбираемых детекторов напряжения желательно уточнить в их datasheet.

Аналогичным образом можно применить и другой детектор напряжения на любое другое необходимое для работы индикатора напряжение.

Решение по второй части вопроса в п.3 приведенного комментария – работы индикатора разряда только при наличии освещенности, отложено по следующим причинам:
— работа дополнительных элементов в схеме, требует дополнительных затрат энергии от аккумулятора, т.е. страдает экономичность схемы;
— работа индикатора разряда днем, чаще всего, бесполезна, т.к. в комнате нет «зрителей», а к вечеру заряд батареи может и закончиться;
— работа индикатора в темное время суток ярче и эффективнее, а для быстрого отключения устройства имеется выключатель питания.

Применение, предложенного по п.2 комментария, отечественного операционного усилителя не рассматривал, по причине отладки режимов работы схемы по минимальным токам, в процессе доводки на монтажной плате.

Для решения задачи по п. 1 комментария, несколько изменил схему устройства «Ночник с акустическим включателем». Для чего включил положительную шину питания акустического реле через инвертор на VT3, с управлением от постоянно работающего фотореле.

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
Индикатор разряда литиевых аккумуляторов
Таким образом, добавив две детали (на монтажной плате выделены овалом), получили возможность частично отключать акустическое реле в светлое время суток. Частичное отключение потому, что различные элементы обеих микросхем работают и в акустическом и в фото реле, но имеют общее питание, следовательно не отключаются полностью. Тем не менее некоторый эффект по энергосбережению имеется.
До доработки, схема устройства потребляла в дежурном режиме 1,1 ma.

После доработки, схема устройства потребляет в дежурном режиме в светлое время — 0,4 ma, в темное время — 1,7 ma (разница в 0,6 ma – плата за работу VT3).

Таким образом, можно посчитать, что в летнее время доработка оправдана и дает экономию, а зимой (когда длинные ночи) менее выгодна. Но имеется простое решение – шунтировать VT3 двухпозиционным переключателем «зима-лето» или «вкл-выкл».

Индикатор разряда литиевых аккумуляторов Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *