Индикатор разряда аккумулятора на tl431: Простой универсальный индикатор разряда аккумулятора на микросхеме TL431 | Лучшие самоделки своими руками — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Простой индикатор заряда и разряда 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.

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.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

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.

Обновление (29/10/21)

Резистор R3 для схемы с транзистором можно рассчитать по следующей формуле :

R3 = (U_min— V_REF) / I_min

U_min— минимальное напряжение
V_REF — 2,5 В
I_min — минимальный ток

Однако значение Umin следует принимать ниже предполагаемого. Для 12В возьмем 11,8 В. Необходимо также добавить 2 мА для правильной работы схемы — чтобы при минимальном напряжении (в нашем случае менее 12 В) через резистор протекал ток более 1 мА.

R3 = (11,8 В — 2,5 В) / 0,002 A = 4650 Ом

Резистор R4 можно рассчитать по следующей формуле:

R4 = (U_on— I_min * R3 -U_led) / I_led

U_on — напряжение в рабочем состоянии — включено
I_min— минимальное значение тока, протекающего через TL431 — возьмем 1 мА
R3 – рассчитан ранее
U_led — напряжение на светодиоде
I_led — ток, протекающий через светодиод

Предположим: U_on = 12 В, I_min_off = 1 мА, R3 = 4,7 кОм , U_led = 2,4 В, I_led = 10 мА.

R4 = (12 В-0,001 А * 4700 Ом-2,4 В) / 0,010 А = 9,6 В-4,7 / 0,010 А = 4,9 / 0,010 А = 490 Ом

Таким образом, у нас будет полностью функциональная схема. Помните, что эта схема может быть нагружена током максимумом 100 мА (один светодиод примерно 25 мА). По схеме индикатора разряда нужно проверить максимальную нагрузку транзистора (для BC547 она составляет 100 мА). Потребление тока самого TL431 составляет всего 1,5 мкА — практически незаметно.

Минимальный порог напряжения — тот, который еще не повредит аккумулятор, составляет 0,9 В на ячейку. Однако все зависит от того, где вы хотите использовать схему, например, в случае летающих радиомоделей, напряжение на ячейку 0,9 В не является правильным, поскольку сигнализация включится только тогда, когда вертолет уже будет лежать на земле. Поэтому с летающими моделями лучше поставить 1,2 В на ячейку и конечно вместо светодиода лучше использовать зуммер.

Блок питания 0…30В/3A

Набор для сборки регулируемого блока питания. ..

Подробнее

Индикатор заряда на tl431

Схема индикатора разряда аккумулятора

Схема индикатора заряда аккумулятора

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

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:

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

Схема индикатора разряда аккумулятора

Схема индикатора заряда аккумулятора

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

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:

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

Всем привет! Давно ничего не выкладывал, да и на само радиолюбительство подзабил в последнее время. Данный проект у меня уже давно «висит», вот нашёл время поделиться им с вами.

Итак, что и зачем: в большинстве моих (и не только моих) поделок используются элементы питания li-ion номиналом 3,7в — стандартные 18650, всяческие аккумы из сотовых телефонов и китайские разнокалиберные «лепёхи». На том же алиэкспресс есть модули зарядки, повышающие модули, модули для контроля разряда и прочая полезная ерунда, которая сильно облегчает жизнь. Но я не нашёл ничего вменяемого чтобы следить за уровнем заряда батареи и в случае достижения какого-то порогового значения сообщать об этом. Можно конечно сделать слежение на мозгах мк самоделки, либо поставить вольтметр за 70р с того же али, но всегда либо ног у мк не хватает, либо решение получается чрезмерным и громоздким. Исходя из всего этого возникла цель сделать маленькое и просто устройство, которое можно было бы клепать пачками из дешевых компонентов и которое выполняло бы свою функцию — показывало бы что батарея садится и её нужно зарядить.

Началось с вот такой схемы, которую я нашёл на просторах интернета:

Тут используются 4 резистора, R1 и R2 составляют делитель напряжения на управляющем контакте TL431, R3 подтяжка базы NPN транзистора к плюсу питания, R4 — токоограничивающий для индикаторного светодиода, уже упомянутый NPN-транзистор, а также регулируемый стабилитрон TL431, который является сердцем всей схемы.

Сначала был собран DIP-прототип, для проверки работоспособности, вот его фото, если кто захочет в таком варианте повторить:

Образец тесты прошёл, после чего была разработана (слово то какое громкое) новая схема на смд компонентах, собственно к чему я и стремился:

После ЛУТ, травления и сверловки я получил несколько таких вот малышек (часть уже где-то просрал):

ну и собственно готовое изделие, я бы даже сказал модуль:

вот он же в сравнении с драйвером шаговика А4988

получилось довольно компактно, удобно, а самое главное функцию свою выполняет и настраивается легко, для настройки понадобится ЛБП или любой регулируемый БП, выставляем напряжение срабатывания (то, при котором мы хотим видеть сигнал о разряде), затем крутим подстроечник пока светодиод не погаснет или не загорится — ловим «границу», затем уже проверяем работу индикатора изменением входного напряжения с ЛБП. Вот видео работы уже настроенного модуля:

Специально для тех, кто любит орать о сверхогромном потреблении питания и разрядке батареи от второстепенных потребителей в ущерб основному устройству:

при работе как видно потребляется аж целых 10 мА, а при заряженной батарее в 4 раза меньше — 2,3 мВ, что разрядит среднестатистический 1000 мАч аккум «очень быстро» — аж за 18 суток, но это опять же если модуль будет подключен к батарее постоянно. Поэтому при подключении необходимо предусмотреть выключатель, который размыкает цепь батареи полностью, давая ей полностью насладиться процессом саморазряда. Опять же можно заметить что я, как криворукий бабуин вместо 300 омного резистора в цепи светодиода воткнул 68 омный, что так же влияет на потребление. Пробовать с 300ом тупо обламывает, оставлю это моим покорным читателям.

И для тех, кто стойкий оловянный солдатик и дочитал до этого места, я напишу как эта ебала работает:

Вся соль заключается в особенности регулируемого стабилитрона ТЛ431 — он начинает пропускать ток через себя только при наличии на управляющей ноге напряжения равном или выше 2,6в, следовательно при правильно подобранном делителе напряжения из R1 и R2, где первый равен 1,5кОм а второй является подстроечным, на управляющую ногу ТЛ431 при заряженной батарее приходит напряжение, которое выше 2,6в, следовательно весь ток идёт через стабилитрон и светодиод не горит. Как только напряжение на батарее становится ниже порогового — на ТЛ431 приходит меньше 2,6в и он закрывается, тем самым открывая транзистор и зажигая светодиод. Просто как с балкона поссать.

Кто не хочет заморачиваться с подбором резисторов в делителе — вот вам скрин из полезной проги на андроиде:

3,3в — напряжение срабатывания

1,5кОм — постоянный резистор

5,6кОм — значение подстроечника

2,603В — получаемое на выходе делителя, то есть на входе ТЛ431

Какие могут быть нюансы:

1) забыть отзеркалить плату при печати (как я) — тупо переворачиваем полупроводники кверху ногами и всё ок

2) не работает схема — пробуем перевернуть ТЛ431 кверху ногами, ушлые китайцы штампуют ТЛ432 под видом ТЛ431 (у них распиновка зеркальная)

3) не горит светодиод/горит тускло — шаманим с номиналом токоограничивающего резистора

Ссылка на скачивание печаток в формате *.lay:

В общем сумбурно как-то изложил, но вроде инфу донёс, пишите вопросы, пожелания, советы, буду рад почитать.

Простая схема светодиодного индикатора разряда литиевого аккумулятора Li-ion на стабилитроне TL431. « ЭлектроХобби

Простая схема светодиодного индикатора разряда литиевого аккумулятора Li-ion на стабилитроне TL431. « ЭлектроХобби

Блог Принципиальные Cхемы

Вашему 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.

Итак, 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.

Параллельно аноду и катоду стабилитрона подключена цепь, состоящая из база-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 база-эмиттерном переходе биполярный транзистор открывается и пропускает ток через коллектор-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 база-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 похожий на КТ315, к примеру КТ3102.

Теперь 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 тогда, 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:

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.

Поиск по сайту

Меню разделов

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 аккумулятора 18650 своими руками. Индикатор разряда аккумулятора на TL431

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».

Индикатор заряда аккумулятора – нужная штука в хозяйстве любого автомобилиста. Актуальность такого устройства возрастает многократно, когда холодным зимним утром автомобиль, почему-то, отказывается заводиться. В этой ситуации стоит определиться, то ли звонить другу, что бы тот приехал и помог завестись от своей батареи, либо аккумулятор приказал долго жить, разрядившись ниже критического уровня.

Зачем следить за состоянием аккумулятора?

Автомобильный аккумулятор состоит из шести последовательно соединённых аккумуляторных батарей с напряжением питания 2,1 — 2,16В. В норме АКБ должен выдавать 13 — 13,5В. Нельзя допускать значительного разряда аккумуляторной батареи, поскольку при этом падает плотность и, соответственно, повышается температура промерзания электролита.

Чем выше износ аккумулятора, тем меньшее время он удерживает заряд. В тёплое время года это не критично, а вот зимой забытые во включённом состоянии габаритные огни к моменту возвращения способны полностью «убить» аккумулятор, превратив содержимое в кусок льда.

В таблице можно увидеть температуру промерзания электролита, в зависимости от степени заряженности агрегата.

Зависимость температуры промерзания электролита от степени заряда аккумулятора
Плотность электролита, мг/см. куб.	Напряжение, В (без нагрузки)	Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)	Степень заряда АКБ, %	Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1110	11,7	8,4	0,0	-7
1130	11,8	8,7	10,0	-9
1140	11,9	8,8	20,0	-11
1150	11,9	9,0	25,0	-13
1160	12,0	9,1	30,0	-14
1180	12,1	9,5	45,0	-18
1190	12,2	9,6	50,0	-24
1210	12,3	9,9	60,0	-32
1220	12,4	10,1	70,0	-37
1230	12,4	10,2	75,0	-42
1240	12,5	10,3	80,0	-46
1270	12,7	10,8	100,0	-60

Критическим считается падение уровня заряда ниже 70%. Все автомобильные электроприборы потребляют не напряжение, а ток. Без нагрузки даже сильно разряженный аккумулятор может показывать нормальное напряжение. Но при низком уровне, во время запуска двигателя, будет отмечаться сильная «просадка» напряжения, что является тревожным сигналом.

Своевременно заметить приближающуюся катастрофу возможно лишь в том случае, когда непосредственно в салоне установлен индикатор. Если во время работы автомобиля он постоянно сигнализирует о разрядке – пора ехать на СТО.

Какие существуют индикаторы

Многие АКБ, особенно необслуживаемые, имеют встроенный датчик (гигрометр), принцип работы которого основан на измерении плотности электролита.

Этот датчик контролирует состояние электролит и ценность его показателей относительна. Не очень удобно по несколько раз залазить под капот автомобиля, что бы проконтролировать состояние электролита в разных режимах работы.

Для контроля состояния АКБ значительно удобнее электронные приборы.

Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

В автомагазинах продаётся множество таких устройств, различающихся дизайном и функционалом. Фабричные приборы условно делятся на нескольких типов.

По способу подключения:

к разъёму прикуривателя;
к бортовой сети.

По способу отображения сигнала:

аналоговые;
цифровые.

Принцип работы у них одинаков, определение уровня заряда АКБ и отображение информации в наглядном виде.

Принципиальная схема индикатора

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

Существуют десятки разнообразных схем контроля, но результат они выдают идентичный. Подобное устройство возможно собрать самостоятельно из подручных материалов. Выбор схемы и комплектующих зависит исключительно от ваших возможностей, фантазии и ассортимента ближайшего магазина радиотоваров.

Вот схема для понимания как работает индикатор заряда аккумулятора на светодиодах. Такую портативную модель можно собрать «на коленке» за несколько минут.

Д809 – стабилитрон на 9В ограничивает напряжение на светодиодах, а на трёх резисторах собран сам дифференциатор. Такой светодиодный индикатор срабатывает на силу тока в цепи. При напряжении 14В и выше сила тока достаточно для свечения всех светодиодов, при напряжении 12-13,5В светятся VD2 и VD3 , ниже 12В — VD1 .

Более продвинутый вариант при минимуме деталей можно собрать на бюджетном индикаторе напряжения — микросхеме AN6884 (KA2284) .

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

Схема работает по принципу компаратора. VD1 – стабилитрон на 7,6В, он служит в качестве эталонного источника напряжения. R1 – делитель напряжения. При первоначальной настройке он выставляется в такое положение, чтобы при напряжении 14В светились все светодиоды. Напряжение, поступающее на входы 8 и 9, сравнивается через компаратор, а результат дешифруется на 5 уровней, зажигая соответствующие светодиоды.

Контроллер зарядки АКБ

Что бы отслеживать состояние аккума во время работы зарядного устройства, делаем контроллер заряда АКБ. Схема устройства и используемые компоненты максимально доступны, в то же время обеспечивают полный контроль над процессом подзарядки батарей.

Принцип работы контроллера следующий: пока напряжение на аккумуляторе ниже напряжения заряда – горит зелёный светодиод. Как только напряжение сравняется, открывается транзистор, зажигая красный светодиод. Изменение резистора перед базой транзистора меняет уровень напряжения, необходимого для открытия транзистора.

Это универсальная схема контроля, которую можно использовать как для мощных автомобильных аккумуляторов, так и для миниатюрных литиевых батареек-аккумуляторов.

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.

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!

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.

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.

Читатель Максим недавно прислал Li-ion аккумуляторы формата 18650, предупредив, что они не любят глубокого разряда, равно как и перезаряда (для меня, трансформаторно-сетевой души, такие вещи в новинку). Ладно, с зарядкой вопрос почти решен — Дядюшка Ляо пообещал выслать модули на TP4056. А уж с контролем низкого напряжения можно и самостоятельно разобраться, например, применив сдвоенный компаратор LM393 .

Немного теории . Литий-ионный аккумулятор 18650 называется так из-за размеров: диаметр 18 мм, длина 65 мм. Как и любой Li-ion, не имеет «эффекта памяти», не терпит полной разрядки (ниже 3 вольт лучше не разряжать) и при неправильной зарядке может взорваться. Есть модели со встроенной защитой, которая отключает батарею при глубоком разряде и по окончании зарядки, но моих это не касается.

Полностью заряженная батарея выдает 4,2 вольта. Соединив их последовательно, получаем 8,4 вольта, чего вполне хватает для работы «Спидолы 242» на свежем воздухе почти без помех и совсем без мультипликативного фона, и даже с подсветкой. Чтобы при хранении «крокодилы» случайно не замкнулись — закусываю их на ушную палочку или зубочистку. Из-под изоленты выглядывает металлическое ушко — точка соединения двух «банок».

Принцип работы . Измеряемое напряжение с делителя R1 , R2 поступает на инвертирующие входы компараторов In-1 , In-2 (оно в два раза меньше входного), а эталонное (3,3 вольта) — на прямые входы In+1 , In+2 .

Допустим, батарея полностью заряжена (8,4 вольта). Тогда на второй и шестой ногах микросхемы 4,2 вольта, что больше, чем 3,3. Красный светодиод VD2 не включен, светится зеленый VD3 . Напряжение в норме.

Батарея разрядилась до 7 вольт. Измеряемое напряжение — 3,5 вольта, все еще больше, чем 3,3, и все еще светится зеленый индикатор.

Батарея разрядилась до 6,4 вольта. Измеряемое напряжение — 3,2 вольта, что меньше, чем 3,3. Включается красный светодиод, а зеленый гаснет. Пора заряжать.

Путевые заметки:
— из экономии индикатор включается «по требованию» через тактовую кнопку;
— при длительной работе левая часть схемы (резисторы и стабилитрон) греется сильнее, чем хотелось бы;
— с помощью R3 можно немного менять пределы срабатывания компаратора: так, при 750 Омах это было 6 вольт ровно, а при подключении в параллель к ним 1,5 кОм (общее сопротивление 500 Ом) стало 6,4 вольта;
— подобрав стабилитрон VD1 и резистор R3 , можно следить за разрядом аккумуляторов на другое напряжение;

— если хочется посадить VD3 катодом на «землю» (например, в случае двухцветного светодиода), то надо подключить R5 и анод VD3 к седьмой ноге микросхемы, а In+2 и In-2 поменять местами;
— если индикация нормального напряжения не нужна, то все элементы и связи ко второму компаратору (ножки 5 -7) можно убрать.

Потрошить свою батарею и немедленно припаивать индикатор не стал — авось, не последняя, а вот изоленты жалко.

На будущее — в продаже есть модульные держатели, с помощью которых можно легко собрать воедино неограниченное количество аккумуляторов.

А вот проверенная схема всегда сгодится.

Дополнение от 15.09.16

Равно как и сгодится старый ноутбучный аккумулятор, которому можно дать второй шанс (пусть и с электроникой попроще, типа радиоприемника). Сдвоенные «банки» не стал разделять, поэтому их последовательное соединение вышло довольно длинным. Слева и справа — модули зарядки на TP4056.

» поступил комментарий с интересными предложениями по доработке конструкции.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Схема контроля заряда аккумулятора 12 вольт

Содержание

Схема индикатора разряда аккумулятора
Схема индикатора заряда аккумулятора
Зачем следить за состоянием аккумулятора?
Какие существуют индикаторы
Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи
Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?
Контроллер зарядки АКБ

В статье предлагаются два варианта индикатора, цвет свечения которого, по мере разряда батареи, изменяется от зеленого до красного. Существует огромное количество схем, предназначенных для выполнения таких функций, но все из них, на мой взгляд, слишком сложны и дороги. Для моего индикатора требуется всего пять компонентов, один из которых – двухцветный светодиод.

Простейший вариант показан на Рисунке 1. Если напряжение на клемме B+ равно 9 В, будет светиться только зеленый светодиод, поскольку напряжение на базе Q1 равно 1.58 В, в то время, как напряжение на эмиттере, равное падению напряжения на светодиоде D1, в типичном случае составляет 1.8 В, и Q1 удерживается в закрытом состоянии. По мере уменьшения заряда батареи напряжение на светодиоде D2 остается практически неизменным, а напряжение на базе уменьшается, и в какой-то момент времени Q1 начнет проводить ток. В результате часть тока станет ответвляться в красный светодиод D1, и эта доля будет увеличиваться до тех пор, пока в красный светодиод не потечет весь ток.


Рисунок 1.	*Базовая схема монитора напряжения батареи.*

Для типичных элементов двухцветного светодиода различие в прямых напряжениях составляет 0.25 В. Именно этим значением определяется область перехода от зеленого цвета свечения к красному. Полная смена цвета свечения, задаваемая соотношением сопротивлений резисторов делителя R1 и R2, происходит в диапазоне напряжений

Середина области перехода от одного цвета к другому определяется разностью напряжений на светодиоде и на переходе база-эмиттер транзистора и равна приблизительно 1.2 В. Таким образом, изменение B+ от 7.1 В до 5.8 В приведет к смене зеленого свечения на красное.

Различия в напряжениях будут зависеть от конкретных комбинаций светодиодов и, возможно, их будет недостаточно для полного переключения цветов. Тем не менее, предлагаемую схему все равно можно использовать, включив диод последовательно с D2.

На Рисунке 2 резистор R1 заменен стабилитроном, в результате чего область перехода становится намного более узкой. Делитель больше не оказывает влияния на схему, и полная смена цвета свечения происходит при изменении напряжения B+ всего на 0.25 В. Напряжение точки перехода будет равно 1.2 В + V_Z. (Здесь V_Z – напряжение на стабилитроне, в нашем случае равное примерно 7.2 В).


Рисунок 2.	*Схема на основе стабилитрона.*

Недостатком такой схемы является ее привязка к ограниченной шкале напряжений стабилитронов. Еще больше усложняет ситуацию тот факт, что низковольтные стабилитроны имеют слишком плавный излом характеристики, не позволяющий точно определить, каким будет напряжение V_Z при малых токах в схеме. Одним из вариантов решения этой проблемы может быть использование резистора, включенного последовательно со стабилитроном, чтобы иметь возможность небольшой подстройки за счет некоторого увеличения напряжения перехода.

При показанных сопротивлениях резисторов схема потребляет ток порядка 1 мА. Со светодиодами повышенной яркости этого достаточно для использования прибора внутри помещения. Но даже такой небольшой ток весьма значителен для 9-вольтовой батареи, поэтому вам придется выбирать между дополнительным потреблением тока и риском оставить питание включенным, когда необходимости в нем нет. Скорее всего, после первой внеплановой замены батареи вы почувствуете пользу от этого монитора.

Схему можно преобразовать таким образом, чтобы переход от зеленого к красному свечению происходил в случае повышения входного напряжения. Для этого транзистор Q1 надо заменить на NPN и поменять местами эмиттер и коллектор. А с помощью пары NPN и PNP транзисторов можно сделать оконный компаратор.

С учетом довольно большой ширины переходной области, схема на Рисунке 1 лучше всего подходит для 9-вольтовых батарей, в то время как схема на Рисунке 2 может быть адаптирована для других напряжений.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

Схема индикатора разряда аккумулятора

Схема индикатора заряда аккумулятора

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

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:

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

Зачем следить за состоянием аккумулятора?

Зависимость температуры промерзания электролита от степени заряда аккумулятора
Плотность электролита, мг/см. куб.	Напряжение, В (без нагрузки)	Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)	Степень заряда АКБ, %	Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1110	11,7	8,4	0,0	-7
1130	11,8	8,7	10,0	-9
1140	11,9	8,8	20,0	-11
1150	11,9	9,0	25,0	-13
1160	12,0	9,1	30,0	-14
1180	12,1	9,5	45,0	-18
1190	12,2	9,6	50,0	-24
1210	12,3	9,9	60,0	-32
1220	12,4	10,1	70,0	-37
1230	12,4	10,2	75,0	-42
1240	12,5	10,3	80,0	-46
1270	12,7	10,8	100,0	-60

Какие существуют индикаторы

Для контроля состояния АКБ значительно удобнее электронные приборы.

Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

По способу подключения:

к разъёму прикуривателя;
к бортовой сети.

По способу отображения сигнала:

Принцип работы у них одинаков, определение уровня заряда АКБ и отображение информации в наглядном виде.

Принципиальная схема индикатора

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

Контроллер зарядки АКБ

Uh-Oh Руководство по подключению индикатора уровня заряда батареи

Дом
Учебники
Uh-Oh Руководство по подключению индикатора уровня заряда батареи

≡ Страниц

Авторы: Тони_К

Избранное Любимый 8

Введение

Любой, кто занимается проектом с питанием от батареи, знает, как это может быть неприятно, когда батарея садится или разряжается слишком низко, чтобы предотвратить условия отключения. TL431 в комплекте индикатора уровня заряда батареи Uh-Oh может помочь предотвратить эти разочарования.

TL431 — опорное напряжение

Пенсионер COM-11078

Пенсионер

Избранное Любимый 6

Список желаний

Комплект индикатора уровня заряда батареи SparkFun «Uh-oh»

Пенсионер КОМПЛЕКТ-11087

1 Пенсионер

Избранное Любимый 4

Список желаний

Это руководство покажет вам, как использовать ваш индикатор после того, как вы спаяли все вместе.

Аккумуляторные технологии

Основы аккумуляторов, используемых в портативных электронных устройствах: LiPo, NiMH, батарейки типа «таблетка» и щелочные.

Избранное Любимый 47

Делители напряжения

Превратите большое напряжение в меньшее с помощью делителей напряжения. В этом руководстве рассказывается: как выглядит схема делителя напряжения и как она используется в реальном мире.

Избранное Любимый 68

Резисторы

Учебник по резисторам. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно/последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применение резисторов.

Избранное Любимый 54

Диоды

Диодный праймер! Свойства диодов, типы диодов и применение диодов.

Избранное Любимый 67

Светодиоды (LED)

Изучите основы светодиодов, а также некоторые более сложные темы, которые помогут вам рассчитать требования для проектов, содержащих много светодиодов.

Избранное Любимый 65

Электроэнергия

Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт обучающего веселья!

Избранное Любимый 52

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения непрерывности, напряжения, сопротивления и силы тока.

Избранное Любимый 64

Пример подключения

После того, как вы спаяли комплект, пришло время начать контролировать уровень заряда батареи. В этом примере мы будем подключать индикатор к липо-батарее на 3,7 В, которая питает Arduino Uno. Мы также включим в схему зарядное устройство/усилитель Power Cell-LiPo, чтобы гарантировать, что мы сможем перезарядить аккумулятор, когда он достигнет предела низкого напряжения.

Соединения:

Uno → зарядное устройство PowerCell

5V → VCC
Земля → Земля

Зарядное устройство PowerCell → индикатор Uh-Oh

PowerCell + → Sys +
PowerCell — → Система —

Индикатор Uh-Oh → Аккумулятор

Разъем JST на аккумуляторе имеет вырез и соответствует вырезу на индикаторе Uh-Oh.

Вот диаграмма Fritzing, показывающая фактические соединения между Uno, PowerCell, индикатором Uh-Oh и батареей.

После того, как вы все подключили, вам нужно будет отрегулировать потенциометр на плате индикатора Uh-Oh на напряжение, при котором вы хотите получать уведомления.

Установка порогового значения

После того, как все подключено правильно, пришло время точно настроить индикатор батареи в соответствии с потребностями вашего проекта. Для этого вам понадобится мультиметр, чтобы измерить сопротивление на потенциометре и, таким образом, установить порог напряжения, при котором включается светодиод.

Во-первых, если он подключен, отключить аккумулятор от индикатора . Мы можем измерить сопротивление подстроечного резистора только в том случае, если в нем нет батареи.

На плате расположены две контрольные точки. Они имеют маркировку на задней стороне: TP1 и GND .

Возьмите удобный мультиметр и установите его на сопротивление. Поместите положительный щуп на точку TP1, а отрицательный щуп на GND.

Удерживая оба щупа в одной руке, другой рукой поверните потенциометр с надписью «Adj.» Поворачивайте его до тех пор, пока мультиметр не покажет желаемое сопротивление. Используйте приведенную ниже таблицу, чтобы определить, какой порог напряжения вам нужен и, следовательно, какое сопротивление. Чтобы рассчитать эти значения самостоятельно или найти значение, не указанное в этой таблице, посетите следующий раздел.

Порог напряжения	ТП Сопротивление
3,0 В	8,3 кОм;
3,1 В	8,0 кОм
3,2 В	7,8 кОм
3,3 В	7,5 кОм;
3,4 В	7,3 кОм;
3,5 В	7,1 кОм
3,6 В	6,9 кОм
3,7 В	6,7 кОм;

Например, если вы хотите, чтобы светодиод загорался, когда ваша LiPo батарея достигает напряжения 3,2 В, вам нужно, чтобы сопротивление подстроечного резистора было около 7,8 кОм.

Вычисление порогового значения

Если вам нужно значение, не указанное в таблице в предыдущем разделе, или если вы хотите лучше понять, как работает индикатор батареи Uh-Oh, в этом разделе будет рассмотрено, как работает индикатор.

Чтобы рассчитать пороговое значение напряжения, мы должны свериться со схемой индикатора батареи Uh-Oh и техническим описанием TL431. Эти диаграммы из таблицы данных особенно полезны. Они показывают, что происходит внутри TL431.

Обратите внимание, что R ₁ и R ₂ из этой схемы используются в приведенном ниже уравнении делителя напряжения, а НЕ R ₁, указанные на схеме.

Индикатор батареи работает как простой делитель напряжения. Первым битом необходимой информации является прямое падение напряжения на светодиоде. Для включения светодиоду нужно не менее 2,5В. Это будет служить нашим V _из в следующем уравнении делителя напряжения:

Потенциометр, используемый на этой плате, составляет 10 кОм, поэтому мы можем сказать:

Таким образом,

После того, как мы подставим эти значения, у нас останется следующее уравнение:

Далее нам нужно вычислить V _в . Это значение напряжения батареи, при котором вы хотите получить уведомление. Например, если вы хотите, чтобы светодиод включался, когда напряжение батареи достигает 3,25 В, вы должны подставить это значение для V _в, а затем найти R ₂.

Используя предыдущий раздел в качестве руководства, измерьте и поверните подстроечный резистор, пока ваш мультиметр не покажет около 7 692 Ом.

Вы можете использовать это уравнение для расчета любого порогового напряжения батареи!

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знаете, как работать с индикатором уровня заряда батареи, вы можете попробовать взломать плату для работы с батареями разного номинала. Ознакомьтесь с номиналами шунтирующего регулятора или подумайте о поиске другого регулятора.

Ресурсы

TL431 Лист данных
Репозиторий GitHub

транзисторов — Как улучшить эту схему состояния батареи (монитор напряжения)?

Задавать вопрос

Спросил 1 год, 7 месяцев назад

Изменено 1 год, 5 месяцев назад

Просмотрено 224 раза

\$\начало группы\$

Как можно улучшить индикатор «Батарея в норме», не слишком усложняя (или даже упрощая)?

Предполагаемая функция состоит в том, чтобы светодиод загорался с относительно постоянной яркостью, когда напряжение питания превышает пороговое значение. Когда напряжение питания падает ниже этого порога, светодиод должен как можно быстрее полностью погаснуть. Ток холостого хода должен быть как можно меньше.

Для схемы, показанной на рисунке, это график тока через светодиод для напряжения питания до 10 В: R3 — это один V _BE падение.

R1 устанавливает ток светодиода выше порогового значения. (Q3 служит регулятором тока.) Таким образом, светодиод не тускнеет по мере снижения напряжения от максимального до достижения порогового значения.

Пара Шиклаи используется для того, чтобы переход происходил в более узком диапазоне напряжений и чтобы ток базы Q1 не нагружал делитель. Здесь можно было бы использовать пару Дарлингтона, но делитель нужно было бы отрегулировать так, чтобы меньшее напряжение было 2 × В _BE .

Отредактировано для уточнения особенностей схемы образца:

Источник 9 В был выбран только потому, что батарея 9 В легко доступна для тестирования. Я хотел бы что-то легко адаптируемое к другим напряжениям.
Ток 2,5 мА через светодиод также несколько произволен. Относительно постоянная яркость более важна, чем фактическое значение.
Я мог бы заменить полевой транзистор JFET и его истоковый резистор встроенным диодом регулятора тока, и это было бы практически эквивалентно. (У меня не было модели для одного из них.)

напряжение
транзисторы
светодиоды
батареи

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Простой способ — использовать стабилитрон, для 9В батареи хороший выбор 6v8 или 7v5. Когда напряжение на R2 выше 0,7 В, т. е. Vbatt выше, чем Vzen + 0,7, светодиод горит.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Добавьте резистор к югу от Q2 (последовательно с коллектором), подключите южный конец R3 к коллектору Q2 вместо земли.

Это даст гистерезис, повышающий скорость переключения светодиода. попробуй 22 Ом для начала.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Я согласен с Джейсеном. Чистым изменением схемы является добавление одного резистора, так что это самый простой мод. Это вариант стандартной двухтранзисторной схемы триггера Шмитта. Q1 действует как компаратор (думайте о его Vbe как о опорном диоде), а не как линейный усилитель. Резистор, добавленный к коллектору Q2, является частью делителя напряжения, который устанавливает точку срабатывания, а полярность сигнала Q2 совпадает по фазе с базой Q1. Это положительная обратная связь, которая дает более «быстрый» отклик на изменение входных данных.

Я не силен в Spice, но вот симы до и после, которые показывают гораздо более быстро меняющийся ток светодиода. Обратите внимание, что обе точки срабатывания смещаются при добавлении гистерезиса.

Раньше: R4 и R5 не включены в цепь.

После: R2 перемещается и корректируется, чтобы стать R4, и добавляется R5.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Может ли схема с положительной обратной связью быть первоначальной идеей?

Заимствует вашу идею использования резистора 68k для поляризации BE-перехода, но обратная связь вызывает резкое увеличение тока:

Это не идеально, поскольку яркость будет уменьшаться постепенно, прежде чем светодиод резко погаснет. Если настроить гистерезис и макс. Светодиодный ток, возможно, он соответствует вашим потребностям. Ограничение тока светодиода (больше битов или MOSFET) или напряжения (стабилитрон и резистор) также уменьшит колебания тока.

Редактировать: я пока сохраняю приведенную выше схему и загружаю одну из предложенных мной модификаций:

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Попробуйте это, 2-транзисторный приемник постоянного тока, который управляется через стабилитрон в качестве порога обнаружения. Вот схема, взятая из внутреннего Google:

Simple constant-current driver

В эту схему добавьте стабилитрон последовательно с R1 и подключите его анод к Vbb. Не считая светодиода, 5 компонентов вместо 6, 2 транзистора вместо 3.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Отвечая на мой собственный вопрос с помощью специального решения IC, которое не особенно умно и немного дороже:

Выход компаратора может обеспечить достаточный ток для светодиодного индикатора (с резистором).

Добавление еще одного резистора к контакту 5 добавит некоторый гистерезис, чтобы индикатор не мигал из-за небольших колебаний нагрузки, когда заряд батареи приближается к пороговому значению.

Редактирую свой ответ, чтобы отметить, что @MathKeepsMeBusy дал ответ на блокировку при пониженном напряжении, который также может выполнить эту работу.

\$\конечная группа\$

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Обязательно, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Индикатор низкого заряда батареи Lipoly

Аккумуляторы Lipoly являются отличным источником питания для наших AEG, они обеспечивают большую силу тока и доступны в различных формах и размерах, которые подходят практически для любого AEG. Но есть у них и обратная сторона, они склонны к сбоям при переразряде. Их номинальное напряжение составляет 3,7 В (4,2 В — полная зарядка), но не должно опускаться ниже их критического напряжения 2,7 В. Новые разработки в области электроники AEG защищают батарею от слишком низкого заряда путем отключения питания или звукового предупреждения, указывающего на низкое напряжение батареи. Копим на SW-COMP «Panther» или «Cheetah», вот дешевый и простой в сборке 11,1-вольтовый липо-индикатор.

Конструкция схемы «deadbug» упрощает установку (синие резисторы = допуск 1%):
Щелкните изображение, чтобы открыть его в полном размере.

Светодиоды установлены непосредственно на схеме, но позже их решили подключить, как показано на других рисунках.
Щелкните изображение, чтобы открыть его в полном размере.

Цепь подключена параллельно входу переключателя Mosfet. Здесь он установлен внутри щеки SCAR:

В случае отсутствия переключателя MOSFET, его можно подключить к разъему пистолета (не к аккумулятору).

Светодиод загорается при напряжении ниже 9В:
Щелкните изображение, чтобы открыть его в полном размере.

Проект состоит из регулируемого шунтового регулятора TL431, 3 резисторов (допуск 1% для точности) и 2 суперярких светодиодов (для обеспечения видимости в дневное время). Все эти детали доступны в Alexan (P50) или в любом магазине электроники.
Светодиоды загораются, когда напряжение падает ниже 9 В.V, поскольку это простая схема, она загорится даже при временном падении напряжения, например, при стрельбе из пистолета, в моем тесте светодиоды не загораются при полностью заряженной батарее даже в полностью автоматическом режиме. Когда светодиоды начинают загораться во время стрельбы, это должно быть предупреждением о том, что ваши батареи приближаются к разрядке, а когда они загораются постоянно, вы должны немедленно отключить батареи и зарядить их. Наконец, когда пистолет не используется, отключите аккумулятор, так как цепь будет включена (я думаю, что потребление тока очень минимально, но по-прежнему рекомендуется отключать аккумулятор, когда пистолет не используется).
Схема выше предназначена для 11,1 В липоли, если вы используете 7,4 В, измените R3 на 3,3 кОм, как указано в таблице. Если вы хотите получить индикацию выше 9 В, соответственно измените R3, возможно, на немного меньшее значение.

Загрузки

Индикатор низкого заряда батареи Lipoly — Ссылка

Точный измеритель LC

Создайте свой собственный точный измеритель LC (измеритель емкости и индуктивности) и начните создавать собственные катушки и катушки индуктивности. Этот LC-метр позволяет измерять невероятно малые индуктивности, что делает его идеальным инструментом для изготовления всех типов ВЧ-катушек и катушек индуктивности. LC Meter может измерять индуктивность от 10 нГн до 1000 нГн, 1 мкГн — 1000 мкГн, 1 мГн — 100 мГн и емкости от 0,1 пФ до 900 нФ. Схема включает автоматический выбор диапазона, а также переключатель сброса и обеспечивает очень точные и стабильные показания.

Вольт-амперметр PIC

Вольт-амперметр измеряет напряжение 0–70 В или 0–500 В с разрешением 100 мВ и потребляемый ток 0–10 А или более с разрешением 10 мА. Счетчик является идеальным дополнением к любому источнику питания, зарядным устройствам и другим электронным устройствам, где необходимо контролировать напряжение и ток. В измерителе используется микроконтроллер PIC16F876A с жидкокристаллическим дисплеем 16×2 с подсветкой.

Частотомер/счетчик 60 МГц

Частотомер/счетчик измеряет частоту от 10 Гц до 60 МГц с разрешением 10 Гц. Это очень полезное стендовое испытательное оборудование для тестирования и определения частоты различных устройств с неизвестной частотой, таких как генераторы, радиоприемники, передатчики, функциональные генераторы, кристаллы и т. д.

Генератор функций XR2206, 1 Гц — 2 МГц

Генератор функций XR2206, 1 Гц — 2 МГц, создает высококачественные синусоидальные, прямоугольные и треугольные сигналы высокой стабильности и точности. Выходные сигналы могут быть модулированы как по амплитуде, так и по частоте. Выход 1 Гц — 2 МГц Функциональный генератор XR2206 может быть подключен непосредственно к счетчику 60 МГц для установки точной выходной частоты.

BA1404 Стерео FM-передатчик HI-FI

Будьте в эфире со своей собственной радиостанцией! BA1404 HI-FI стереофонический FM-передатчик передает высококачественный стереосигнал в FM-диапазоне 88–108 МГц. Его можно подключить к любому источнику стереозвука, такому как iPod, компьютер, ноутбук, CD-плеер, Walkman, телевизор, спутниковый ресивер, кассетная дека или другая стереосистема для передачи стереозвука с превосходной четкостью по всему дому, офису, двору или лагерная площадка.

Плата ввода-вывода USB

Плата ввода-вывода USB представляет собой миниатюрную впечатляющую плату для разработки / замену параллельного порта с микроконтроллером PIC18F2455/PIC18F2550. USB IO Board совместима с компьютерами Windows/Mac OSX/Linux. При подключении к плате ввода-вывода Windows будет отображаться как COM-порт RS232. Вы можете управлять 16 отдельными контактами ввода-вывода микроконтроллера, отправляя простые последовательные команды. Плата USB IO питается от порта USB и может обеспечить до 500 мА для электронных проектов. USB IO Board совместима с макетом.

Комплект для измерения ESR / емкости / индуктивности / транзистора

Комплект для измерения ESR — это удивительный мультиметр, который измеряет значения ESR, емкость (100 пФ — 20 000 мкФ), индуктивность, сопротивление (0,1 Ом — 20 МОм), тестирует множество различных типов транзисторов, таких как NPN, PNP, FET, MOSFET, тиристоры, SCR, симисторы и многие типы диодов. Он также анализирует характеристики транзистора, такие как напряжение и коэффициент усиления. Это незаменимый инструмент для устранения неполадок и ремонта электронного оборудования путем определения работоспособности и исправности электролитических конденсаторов. В отличие от других измерителей ESR, которые измеряют только значение ESR, этот измеряет значение ESR конденсатора, а также его емкость одновременно.

Комплект усилителя для наушников Audiophile

Комплект усилителя для наушников Audiophile включает в себя высококачественные аудиокомпоненты, такие как операционный усилитель Burr Brown OPA2134, потенциометр регулировки громкости ALPS, шинный разветвитель Ti TLE2426, фильтрующие конденсаторы Panasonic FM со сверхнизким ESR 220 мкФ/25 В, Высококачественные входные и развязывающие конденсаторы WIMA и резисторы Vishay Dale. 8-DIP обработанный разъем IC позволяет заменять OPA2134 многими другими микросхемами с двумя операционными усилителями, такими как OPA2132, OPA2227, OPA2228, двойной OPA132, OPA627 и т. д. Усилитель для наушников достаточно мал, чтобы поместиться в жестяную коробку Altoids, а благодаря низкому энергопотреблению может питаться от одного 9батарея В.

Комплект Arduino Prototype

Arduino Prototype — впечатляющая плата для разработки, полностью совместимая с Arduino Pro. Он совместим с макетной платой, поэтому его можно подключить к макетной плате для быстрого прототипирования, а контакты питания VCC и GND доступны на обеих сторонах печатной платы. Он небольшой, энергоэффективный, но при этом настраиваемый благодаря встроенной перфорированной плате 2 x 7, которую можно использовать для подключения различных датчиков и разъемов. Arduino Prototype использует все стандартные сквозные компоненты для простоты конструкции, два из которых скрыты под разъемом IC. Плата оснащена 28-контактным разъемом DIP IC, заменяемым пользователем микроконтроллером ATmega328, прошитым загрузчиком Arduino, кварцевым резонатором 16 МГц и переключателем сброса. Он имеет 14 цифровых входов/выходов (0-13), 6 из которых могут использоваться как выходы ШИМ и 6 аналоговых входов (A0-A5). Скетчи Arduino загружаются через любой адаптер USB-Serial, подключенный к разъему 6-PIN ICSP female. Плата питается напряжением 2-5 В и может питаться от батареи, такой как литий-ионный элемент, два элемента AA, внешний источник питания или адаптер питания USB.

200-метровый 4-канальный беспроводной радиочастотный пульт дистанционного управления 433 МГц

Возможность беспроводного управления различными приборами внутри и снаружи дома — это огромное удобство, которое может сделать вашу жизнь намного проще и веселее. Радиочастотный пульт дистанционного управления обеспечивает большой радиус действия до 200 м / 650 футов и может найти множество применений для управления различными устройствами, и он работает даже через стены. Вы можете управлять освещением, вентиляторами, системой кондиционирования, компьютером, принтером, усилителем, роботами, гаражными воротами, системами безопасности, моторизованными шторами, моторизованными оконными жалюзи, дверными замками, разбрызгивателями, моторизованными проекционными экранами и всем остальным, о чем вы только можете подумать.

Ода TL431 и зарядному устройству LiFePO4

по:

Ботаник Ральф любит дешевые и грязные хаки, и за это мы ему аплодируем. Его последняя разработка — зарядное устройство LiFePO4, которое он сделал из деталей, которые были у него под рукой, менее чем за 0,50 доллара США. (Хотя мы думаем, что на самом деле он сделал это для удовольствия. )

В основе схемы лежит программируемый шунтовой стабилизатор TL431, который сам по себе является отличным и недооцененным чипом. Если вы не знакомы с TL431 (также известным как LM431), вы обязаны получить техническое описание и подобрать пару при следующем заказе электронных компонентов. На самом деле, это такой замечательный чип, что мы не можем удержаться и не рассказать вам о нем ни минуты.

TL431

Несмотря на вводящий в заблуждение электрический символ, думайте о TL431 как о переключающем транзисторе, активируемом напряжением. Когда напряжение на эталонном выводе ниже 2,5 В, транзистор не работает. Когда напряжение на эталонном контакте выше 2,5 В, транзистор действует как замкнутый переключатель, отводя около 100 мА тока на землю.

Если вы привяжете контрольный контакт к катоду, TL431 будет вести себя как стабилитрон с напряжением пробоя 2,5 В, но это слишком мало. TL431 представляет собой полноценную микросхему с прецизионным опорным уровнем напряжения, компаратором и активным транзистором, собранными внутри. Возможность подавать разные напряжения на опорный вывод и катод делает его интересным.

В простейшей схеме вы можете управлять светодиодом с помощью TL431. Подключите светодиод и токоограничивающий резистор к катоду и заземлите анод TL431. Тогда при напряжении на эталоне выше 2,5В светодиод загорится ярко. 2.5В вам не интересно? Вы можете добавить делитель напряжения, чтобы увеличить пороговое значение до любого значения выше 2,5 В, которое вы хотите. Здесь показан светодиод, который загорается только при входном напряжении 5 В или выше. Вы можете использовать эту идею везде, где вам нужен переключатель, активируемый напряжением, например, в качестве монитора низкого напряжения батареи.

Зарядные устройства для аккумуляторов и обратная связь

TL431 хорош в качестве переключателя, но его эффективность зависит от обратной связи. Чтобы сделать стабилизатор напряжения из схемы светодиода, показанной здесь, все, что вам нужно сделать, это добавить транзистор вместо светодиода; пусть TL431 включает транзистор, когда напряжение падает ниже целевого напряжения, и выключает, когда напряжение поднимается выше. Действительно, это дешевое и веселое применение стабилизатора напряжения — то, на чем заканчивают работу почти все TL431 — обеспечение регулирования напряжения в импульсных источниках питания. На самом деле, у вас, вероятно, есть несколько в блоке питания вашего компьютера прямо сейчас.

Итак, вернемся к Ботану Ральфу и его зарядному устройству. Простое зарядное устройство Ральфа, по сути, представляет собой простую схему регулятора напряжения. Он выбрал резисторы для установки напряжения R1 и R2 , чтобы дать ему 2,5 В на TL431, когда на выходе видно 3,6 В, напряжение, при котором батарея LiFePO4 в основном заряжается.

Чтобы увидеть TL431 в действии, сначала представьте, что он не проводит ток (выключен). Ток протекает от источника питания через RB1 и в транзистор, включив его. Напряжение на Vout увеличивается, батарея заряжается, и пропорционально увеличивается напряжение в середине делителя напряжения. Когда оно достигает порога 2,5 В, TL431 включается и потребляет ток, лишая транзистор тока базы и одновременно зажигая светодиод.

Поскольку батареи LiFePO4 любят заряжать постоянным током почти до конца их диапазона, Ральф выбрал базовый резистор транзистора 9.0708 RB1 для ограничения максимального тока, подаваемого на батареи. Он проверил выходной ток полузаряженной батареи, чтобы убедиться, что он прав.

Теперь мы не совсем уверены, что это схема зарядного устройства постоянного тока. В конце концов, основная схема — это регулятор напряжения. Рассчитывать на то, что коэффициент усиления по току транзистора будет постоянным в зависимости от температуры или разных транзисторов, немного схематично — например, Art of Electronics прямо предупреждает вас об изменчивости значения коэффициента усиления по току. Но элементы LiFePO4 выглядят довольно надежными по сравнению с другими литиевыми батареями, а профиль напряжения действительно варьируется от 3,4 В при 10% заряда до 3,6 В при 90% заряда. Достаточно постоянный.

В нем также отсутствует ряд функций, которые нам нравятся в других зарядных устройствах LiPO, таких как определение температуры батареи и отключение по завершении зарядки. Но опять же, элементы LiFePO4 достаточно надежны для перезарядки, поэтому ему, вероятно, это сойдет с рук, если он не будет оставлять батареи в зарядном устройстве очень долго. В конце концов, это взлом.

TL431 в естественной среде обитания: рядом с оптоизолятором в дешевом импульсном блоке питания
Итак, во-первых, мы хотели бы поблагодарить Ральфа за то, что он напомнил нам об очень полезной детали для минималистской электроники. Спецификация TL431 полна интересных приложений, и объединенные функции источника опорного напряжения и транзистора, управляемого компаратором, в куске кремния стоимостью в пару центов делают это возможным. Если вам нужен выключатель, управляемый напряжением, где-то в вашем проекте, теперь вы знаете, где искать.
Кен Ширриф написал очень хороший анализ TL431, включающий изображения кристаллов. И для действительно эзотерического использования TL431, вот конструкция кристального радиоприемника, в которой TL431 используется как аудиоусилитель.
Что вы думаете о дизайне зарядного устройства Ральфа? У вас есть любимые трюки для TL431? Какой кусок кремния вы бы назвали необработанным неизвестным драгоценным камнем? Дайте нам знать в комментариях и отправьте совет о частях, которые вы хотели бы видеть в будущем.

Posted in Рекомендуемые, Hackaday Columns, SliderTagged зарядное устройство, постоянный ток, LiFePO4, регулятор, шунт, tl431
Zone.com — электронные комплекты, электронные проекты, электронные схемы, электроника «сделай сам»

FM-радиоприемник TDA7000 с усилителем LM386
Опубликовано 7 июня 2022 г. • Категория: FM-радио / приемники

Простая схема и простота сборки Самодельный FM-радиоприемник TDA7000 с микросхемой усилителя LM386. Сборка FM-радио всегда интересна любителям электроники. TDA7000, который интегрирует монофонический FM-радио на всем пути от антенного входа до аудиовыхода. Снаружи ИМС TDA7000 имеется только один перестраиваемый LC-контур гетеродина, несколько недорогих керамических конденсаторов и один резистор. TDA7000 значительно снижает затраты на сборку и настройку после производства, поскольку только схема генератора нуждается в настройке во время производства, чтобы установить пределы настроенного диапазона частот. Полное FM-радио может быть сделано достаточно маленьким, чтобы поместиться внутри калькулятора, прикуривателя, брелка для ключей или даже тонких часов. TDA7000 также может использоваться в качестве приемника в таком оборудовании, как беспроводные телефоны, радиостанции CB, радиоуправляемые модели, пейджинговые системы, звуковой канал телевизора или другие системы демодуляции FM.
BA1404 Стерео FM-передатчик с усилителем
Опубликовано 4 мая 2022 г. • Категория: FM-передатчики

Соберите довольно простую схему высококачественного стереофонического FM-передатчика, как показано на фото. Схема основана на микросхеме BA1404 от ROHM Semiconductors и усилителе S9018 для расширения диапазона передатчика. BA1404 представляет собой монолитный стереофонический FM-модулятор, который имеет встроенные схемы стереомодулятора, FM-модулятора и ВЧ-усилителя. FM-модулятор может работать на частоте от 76 до 108 МГц, а источник питания для схемы может быть от 6 до 12 вольт.
Портативный регулируемый настольный источник питания 1–32 В, 0–5 А
Опубликовано 13 апреля 2022 г. • Категория: Блоки питания

Я слишком долго жил без регулируемого блока питания лабораторного стола. Блок питания, который я использовал для питания большинства своих проектов, слишком часто подвергался короткому замыканию. Я фактически убил 2 случайно и нуждался в замене. В моей мастерской лежало много липо-аккумуляторов 18650, поэтому я решил использовать их для создания портативного регулируемого настольного источника питания, который можно было бы легко перемещать и использовать на ходу. Блок питания состоит из повышающего модуля питания постоянного тока, дисплея напряжения и тока, переключателя, подстроечных потенциометров стандартного размера 10K, XT-60 и балансировочного разъема для зарядки массива из 8×4 аккумуляторов 18650.
Усилитель FM-передатчика мощностью 1 Вт
Опубликовано 30 марта 2022 г. • Категория: FM-передатчики

1 Вт Усилитель FM-передатчика с разумно сбалансированной конструкцией, предназначенной для усиления радиочастот в диапазоне 88–108 МГц. Это может считаться довольно чувствительной конфигурацией при использовании с качественными транзисторами ВЧ-усилителя мощности, триммерами и катушками индуктивности. Он предполагает коэффициент усиления мощности от 9 до 12 дБ (от 9 до 15 раз). При входной мощности 0,1 Вт выходная мощность может быть значительно больше 1 Вт. Транзистор Т1 желательно выбирать исходя из входного напряжения. Для напряжения 12В рекомендуется использовать транзисторы типа 2N4427, КТ920А, КТ934А, КТ904, BLX65, 2SC1970, BLY87. Для напряжения 18-24В возможно использование транзисторов типа 2N3866, 2N3553, КТ922А, BLY91, BLX92A. Вы также можете рассмотреть возможность использования 2N2219 с входным напряжением 12 В, однако это даст выходную мощность около 0,4 Вт.
Декодер DCC для Arduino
Опубликовано 14 марта 2022 г. • Категория: Разное

Современные модели железных дорог управляются в цифровом виде с использованием протокола Digital Command Control (DCC), аналогичного сетевым пакетам. Эти пакеты данных содержат адрес устройства и набор инструкций, который встроен в виде напряжения переменного тока и подается на железнодорожный путь для управления локомотивами. Большим преимуществом DCC по сравнению с аналоговым управлением постоянным током является то, что вы можете независимо контролировать скорость и направление многих локомотивов на одном и том же железнодорожном пути, а также управлять многими другими осветительными приборами и аксессуарами, используя тот же сигнал и напряжение. Коммерческие декодеры DCC доступны на рынке, однако их стоимость может довольно быстро возрасти, если у вас есть много устройств для управления. К счастью, вы можете самостоятельно собрать простой DCC-декодер Arduino для декодирования DCC-сигнала и управления до 17 светодиодами/аксессуарами на каждый DCC-декодер.
Простейший FM-приемник
Опубликовано 1 февраля 2022 г. • Категория: FM-радио / приемники

Это, пожалуй, один из самых простых и маленьких FM-приемников для приема местных FM-станций. Простой дизайн делает его идеальным для карманного FM-приемника. Аудиовыход приемника усиливается микросхемой усилителя LM386, которая может управлять небольшим динамиком или наушниками. Схема питается от трех элементов питания типа ААА или АА. Секция FM-приемника использует два радиочастотных транзистора для преобразования частотно-модулированных сигналов в аудио. Катушка L1 и переменный конденсатор образуют контур настроенного резервуара, который используется для настройки на любые доступные FM-станции.
FM-передатчик мощностью 7 Вт
Опубликовано 20 января 2022 г. • Категория: FM-передатчики

Это сборка известного FM-передатчика Veronica. Передатчик был построен на двух отдельных платах. Первая плата (на фото выше) — это сам передатчик Veronica с выходной мощностью 600 мВт при питании от напряжения 12 В или 1 Вт при питании от напряжения 16 В. Вторая плата представляет собой ВЧ-усилитель мощности, в котором используется транзистор 2SC1971 для усиления выходного сигнала Veronica примерно до 7 Вт. Хотя передатчик может питаться от 9-16 В, рекомендуется, чтобы и передатчик, и усилитель питались от напряжения 12 В, поскольку 600 мВт является верхним пределом для управления транзистором 2SC1971.
Простой стереофонический FM-передатчик с использованием микроконтроллера AVR
Опубликовано вторник, 4 января 2022 г. • Категория: FM-передатчики

Я был очарован идеей сделать простой стереокодировщик для создания стерео FM-передатчика. Не то чтобы стерео много значило для меня вдали от компьютера. Я использую передатчик FM-радиовещания для передачи выходного сигнала моих компьютеров на FM-радио на кухне, в спальне, на подъездной дорожке и в саду. В этих условиях я считаю, что моно достаточно, будь то музыка или радиопрограммы из Интернета, поскольку я все равно в основном занят чем-то другим. Когда я стою на четвереньках в саду, по локоть сажаю куст, музыка действительно не кажется более сладкой, когда она звучит в стерео. Но это не помешало мне увлечься идеей создания стереокодера. Стерео всегда казалось большим количеством схем и беспокойства из-за небольшой выгоды, которую оно давало. То есть до нескольких недель назад.
Стерео FM-приемник
Опубликовано Пятница, 24 декабря 2021 г. • Категория: FM-радио / приемники

Высокочувствительный приемник TEA5711 позволяет принимать удаленные станции на расстоянии более 150 миль (240 км). Хорошая селективность достигается с помощью керамических фильтров с узкой полосой пропускания. Автоматический контроль частоты AFC захватывает станции для приема без дрейфа. Стереоразделение, которое зависит от мощности сигнала, очень заметно на сильных сигналах. А в высококачественных наушниках звук насыщенный, с глубокими базами и высокими высокими частотами, что позволяет часами наслаждаться стереомузыкой.
Простой самодельный FM-передатчик
Опубликовано 1 октября 2021 г. • Категория: FM-передатчики

Вы когда-нибудь задумывались, как так получилось, что вы можете просто настроиться на свой любимый канал FM-радио. Более того, когда-нибудь возникало желание создать собственную FM-станцию на определенной частоте? Ну, если ответ да на любой из этих вопросов, то вы находитесь в правильном месте!. Мы собираемся заняться изготовлением небольшого FM-передатчика для хобби с действительно простым руководством по компонентам и компонентами, которые легко доступны с полки.

Стр. 1 из 80: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 23 24 24 26 28 28 29 31 33 33 34 35 36 37 38 39 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 7980
Circuit-Zone.com © 2007-2022. Все права защищены.

Индикаторы и сигнализаторы на регулируемом стабилитроне TL431
Интегральный стабилизатор TL431 применяется в основном в источниках питания. Впрочем, для него можно найти еще множество применений. Некоторые из этих схем представлены в этой статье.
В этой статье пойдет речь о простых и полезных устройствах, сделанных с использованием микросхем TL431 . Но в данном случае не стоит бояться слова «микросхема», у нее всего три вывода, и внешне она похожа на простой маломощный транзистор в ТО90 пакет.
Сначала немного истории
Так получилось, что все электронщики знают магические числа 431, 494. Что это?
TEXAS INSTRUMENTS была в авангарде полупроводниковой эры. Все это время она находится на первом месте в списке мировых лидеров по производству электронных компонентов, прочно удерживая себя в первой десятке или, как говорят чаще, в мировом рейтинге ТОП-10. Первая интегральная схема была создана еще в 1958 Джеком Килби, сотрудником этой компании.
Сейчас TI производит широкий спектр микросхем, название которых начинается с префиксов TL и SN. Это соответственно аналоговые и логические (цифровые) микросхемы, которые навсегда вошли в историю ТИ и до сих пор находят широкое применение.
Среди самых первых в списке «волшебных» микросхем, наверное, следует считать регулируемый стабилизатор напряжения TL431 . В трехвыводном корпусе этой микросхемы спрятано 10 транзисторов, а функция, выполняемая ею, такая же, как и у обычного стабилитрона (стабилитрона).
Но за счет этого усложнения микросхема обладает более высокой термостойкостью и повышенными наклонными характеристиками. Его главная особенность в том, что с помощью внешнего делителя напряжение стабилизации можно изменять в пределах 2,5…30 В. Для последних моделей нижний порог составляет 1,25 В.
TL431 был создан сотрудником TI Барни Холландом в начале семидесятых годов. Потом занимался копированием микросхемы стабилизатора другой фирмы. Мы бы сказали копировать, а не копировать. Так Барни Холланд позаимствовал у исходной микросхемы источник опорного напряжения, и на его основе создал отдельную микросхему-стабилизатор. Сначала он назывался TL430, а после некоторых доработок стал называться TL431.
С тех пор прошло много времени, и сейчас нет ни одного компьютерного блока питания, где бы он ни нашел применение. Он также находит применение практически во всех маломощных импульсных источниках питания. Одним из таких источников, который сейчас есть в каждом доме, является зарядное устройство для сотовых телефонов. Такому долголетию можно только позавидовать. На рис. 1 показана функциональная схема TL431.
Рис. 1. Функциональная схема TL431.
Барни Холланд также создал не менее известный и до сих пор востребованный TL494 чип. Это двухтактный ШИМ-регулятор, на базе которого создано множество моделей импульсных блоков питания. Поэтому число 494 также по праву относится к «магическим».
Теперь перейдем к рассмотрению различных конструкций на базе микросхемы TL431.
Индикаторы и сигнализаторы
Микросхема TL431 может использоваться не только по прямому назначению в качестве стабилитрона в блоках питания. На его основе можно создавать различные световые индикаторы и даже звуковые сигнализаторы. С помощью таких устройств можно отслеживать множество различных параметров.
Во-первых, это просто электрическое напряжение. Если любую физическую величину с помощью датчиков представить в виде напряжения, то можно сделать устройство, контролирующее, например, уровень воды в баке, температуру и влажность, освещенность или давление жидкости или газа .
Сигнализатор перенапряжения
Работа такого сигнализатора основана на том, что при напряжении на управляющем электроде стабилитрона DA1 (вывод 1) менее 2,5 В стабилитрон закрывается, только через него протекает небольшой ток, обычно не более 0,3…0,4 мА. Но этого тока достаточно для очень слабого свечения светодиода HL1. Для предотвращения этого явления достаточно параллельно светодиоду подключить резистор сопротивлением около 2…3 КОм. Схема детектора перенапряжения показана на рисунке 2.9.0011
Рис. 2. Детектор перенапряжения.
Если напряжение на управляющем электроде превысит 2,5 В, стабилитрон откроется и загорится светодиод HL1. необходимое ограничение тока через стабилитрон DA1 и светодиод HL1 обеспечивает резистор R3. Максимальный ток стабилитрона 100 мА, тогда как аналогичный параметр светодиода HL1 всего 20 мА. Именно из этого условия рассчитывается сопротивление резистора R3. точнее, это сопротивление можно рассчитать по приведенной ниже формуле.
R3 = (Упит — Ухл — Уда) / Ихл. Здесь используются следующие обозначения: Uпит — напряжение питания, Uhl — прямое падение напряжения на светодиоде, Uda напряжение на разомкнутой цепи (обычно 2В), Ihl ток светодиода (устанавливается в пределах 5…15 мА). Также не стоит забывать, что максимальное напряжение для стабилитрона TL431 всего 36 В. Этот параметр также нельзя превышать.
Уровень тревоги
Напряжение на управляющем электроде, при котором загорается светодиод HL1 (Uз), устанавливается делителем R1, R2. параметры делителя рассчитываются по формуле:
R2 = 2,5*R1/(Uz — 2,5). Для более точной настройки порога срабатывания можно вместо резистора R2 установить подстроечный подстроечный, номиналом в полтора раза больше рассчитанного. После изготовления настойки его можно заменить постоянным резистором, сопротивление которого равно сопротивлению вводимой части настройки.
Иногда требуется контролировать несколько уровней напряжения. В этом случае потребуется три таких сигнализатора, каждый из которых настроен на свое напряжение. Таким образом можно создать целую линейку индикаторов, линейную шкалу.
Для питания схемы индикации, состоящей из светодиода HL1 и резистора R3, можно использовать отдельный источник питания, даже нестабилизированный. При этом контролируемое напряжение подается на вывод резистора R1, который должен быть отключен от резистора R3. При таком включении контролируемое напряжение может составлять от трех до нескольких десятков вольт.
Индикатор пониженного напряжения
Рисунок 3. Индикатор пониженного напряжения.
Отличие этой схемы от предыдущей в том, что светодиод включается по другому. Такое включение называется инверсным, так как светодиод загорается при замыкании микросхемы. Если контролируемое напряжение превышает порог, установленный делителем R1, R2, микросхема разомкнута, и ток протекает через резистор R3 и выводы 3 — 2 (катод — анод) микросхемы.
На микросхеме в этом случае происходит падение напряжения 2 В, чего недостаточно для зажигания светодиода. Чтобы светодиод не гарантированно загорался, последовательно с ним устанавливают два диода. Некоторые типы светодиодов, например синие, белые и некоторые виды зеленого цвета, загораются при превышении напряжения 2,2 В. В этом случае вместо диодов VD1, VD2 устанавливаются перемычки из проволоки.
Когда контролируемое напряжение становится меньше заданного делителем R1, R2, микросхема замыкается, напряжение на ее выходе будет значительно больше 2 В, поэтому светодиод HL1 загорится.
Если требуется контролировать только изменение напряжения, индикатор можно собрать по схеме, представленной на рисунке 4.
Рисунок 4. Индикатор изменения напряжения.
В этом индикаторе используется двухцветный светодиод HL1. Если контролируемое напряжение превышает пороговое значение, загорается красный светодиод, а если напряжение низкое, загорается зеленый.
В случае, когда напряжение близко к заданному порогу (примерно 0,05…0,1 В), оба индикатора гаснут, так как передаточная характеристика стабилитрона имеет ярко выраженный наклон.
Если требуется отслеживать изменение какой-либо физической величины, то резистор R2 можно заменить датчиком, изменяющим сопротивление под воздействием окружающей среды. Аналогичное устройство показано на рисунке 5.
Рисунок 5. Схема контроля параметров окружающей среды.
Условно на одной схеме показано сразу несколько датчиков. Если это будет фототранзистор, то получится фотореле. Пока освещенность большая, фототранзистор открыт, а его сопротивление мало. Следовательно, напряжение на управляющем выводе DA1 меньше порогового; в результате светодиод не горит.
При уменьшении освещенности сопротивление фототранзистора увеличивается, что приводит к увеличению напряжения на управляющем выводе DA1. Когда это напряжение превышает пороговое значение (2,5 В), стабилитрон открывается и загорается светодиод.
Если вместо фототранзистора на вход прибора подключить терморезистор, например, серии ММТ, то получится индикатор температуры: при понижении температуры загорится светодиод.
Такую же схему можно использовать как датчик влажности, например, земли. Для этого вместо термистора или фототранзистора следует подключить электроды из нержавеющей стали, которые на некотором расстоянии друг от друга воткнуть в землю. Когда земля высохнет до уровня, определенного при настройке, загорится светодиод.
Порог срабатывания устройства во всех случаях устанавливается с помощью переменного резистора R1.
Кроме перечисленных световых индикаторов на микросхеме TL431 также можно собрать звуковой индикатор. Схема такого индикатора показана на рисунке 6.
Рисунок 6. Звуковой индикатор уровня жидкости.
Для контроля уровня жидкости, например воды в ванне, в цепь подключается датчик из двух нержавеющих пластин, которые расположены на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга.