Индикатор за ниво на зареждане. Прост индикатор за зареждане на LiIon батерия. Изработване на контролна схема за зареждане на акумулатор на автомобил

Когато батерията е разредена, стартирането на колата е доста проблематично. За да избегнете такава неприятна „изненада“, достатъчно е просто да използвате волтметър от време на време. Въпреки това, не всички шофьори и не винаги правят това, защото е много по-удобно да имате някакво устройство, което показва колко дълго ще продължи зареждането на батерията.

Какви са индикаторите?

Акумулаторната батерия (или батерията) се състои от шест взаимосвързани елемента, напрежението във всеки обикновено трябва да бъде около 2,15 волта, т.е. общото напрежение на батерията се доближава до 13,5 волта. Ако зарядът падне под критичните стойности (приблизително 9,5 волта), това може да доведе до дълбоко разреждане на батерията и в резултат на това до нейната пълна повреда.

Съвременните технологии „срещат“ шофьорите наполовина и улесняват живота им максимално. Например, много автомобили вече имат бордови компютри, които също следят нивото на заряд на батерията.

Въпреки това, докато тази опция не е достъпна за всички, е необходимо да се използват други видове индикатори на този важен индикатор. Така че можете да намерите отделни кристални дисплеи на таблото, има индикатори за влагомер и можете също (ако имате съответните умения) да направите сами индикатор за зареждане на батерията. Трябва да се свържат много сигнални устройства от този тип бордова мрежаавтомобил, за да могат да следят нивото на зареждане на батерията.

Вграден индикатор за зареждане

Най-често срещаният тип индикатор на необслужваеми батерии е хидрометър. Състои се от ухо, световод, крак и плувка (затова се нарича плувка). Крачето със световода се намира вътре в батерията, към крака е прикрепен поплавък, с помощта на който се определя нивото на електролита в батерията. На корпуса на батерията има шпионка, която показва трите основни състояния на батерията:

• зелената плаваща топка свети през зрителното око, което означава, че батерията е заредена повече от половината;
• окото остава черно (това се вижда през индикаторната тръба), това е сигнал, че поплавъкът е напълно потопен в електролитната течност, следователно неговата плътност е намалена и батерията трябва да се зареди;

Допълнителна информация.Някои модели ареометри имат червен поплавък, който се вижда в "прозореца", когато зарядът и плътността на електролита намаляват.

• ако само повърхността на течността вътре в батерията се вижда в „окото“, това означава, че е „жадна“ - нивото на електролита е критично, спешно е необходимо да се добави дестилирана вода (и това е доста трудно да се направи, тъй като такива батерии не изискват поддръжка).

Забележка!Въпреки че вграденият индикатор за зареждане на батерията от този тип ви позволява незабавно да определите съществуващия проблем (или липсата му), съдейки по някои потребителски отзиви, показанията на такива устройства често са неверни и самите те бързо се развалят.

По правило това се дължи на следните причини:

• данните идват само от една акумулаторна клетка от шест и нивото на течността в тях може да варира значително;
• пластмасовите части на индикатора не могат да издържат температурен режимработа на батерията, така че данните се получават неправилно;
• поплавъчните индикатори по никакъв начин не определят температурата на електролитната течност, но плътността също зависи от нея, така че електролит при ниска температура ще покаже нормално ниво на плътност, докато също ще бъде ниско.

Фабрични индикатори под формата на панели

В специализираните магазини можете да намерите много различни устройства за наблюдение на батерията; всеки собственик на автомобил може да избере дизайна и функциите си по свой вкус. Индикаторите се различават и по начина на свързване: към запалката или към бордовата мрежа на автомобила. Основната задача на всички устройства обаче е една и съща - да определят колко е заредена батерията и да сигнализират за това.

Има индикатори, които трябва да сглобите сами, като конструктор. Като пример, DC-12 V. Позволява да се контролира зареждането на батерията, както и работата на контролното реле.

Такова малко устройство за управление работи в диапазона от 2,5 до 18 волта, консумира много малко електроенергия - до 20 милиампера, размерите на прозореца на индикатора са 4,3 на 2 см.

Ако инсталирате втора батерия в кола, можете да използвате индикатор от TMS - това е малък панел от индустриален алуминий със светодиоди с вграден волтметър и превключвател между съседни батерии.

Сред скъпите модели (и неоправдано скъпи за цената на нова батерия) можем да подчертаем контролерите на напрежението на американската компания „Faria Euro Black Style“. Цветът на корпуса обикновено е черен, диаметърът на прозореца на дисплея е 5,3 см, а екранът е осветен в бяло. За захранване са необходими 12 волта.

Как сами да сглобите индикатор за зареждане

Ако собственикът на автомобила е удобен с поялник, той може да сглоби анализатора със собствените си ръце; Използвайки един, най-простият, можете да сглобите индикатор за зареждане, напомнящ на DC-12 V, описан по-горе. Той работи на същите принципи: той е свързан към бордовата мрежа и определя напрежението на батерията в рамките на 6-14 волта.

За да сглобите устройството, ще ви трябват транзистори, резистори, ценерови диоди, печатна платка и по един червен, син и зелен светодиод. След сглобяването, съгласно схемата, платката се поставя на таблото, а краищата на светодиодите се поставят на място, удобно за гледане. В този случай напълно заредената батерия ще бъде показана в зелено, синьо - когато зарядът е нормален (от 11 до 13 волта), а ако батерията е близо до разреждане, червеният светодиод ще светне.

Неприятно е, когато колата не може да запали просто защото акумулаторът е изтощен в най-неподходящия момент. Индикатор за напрежение, закупен в магазин или запоен сами, ще помогне да се избегнат неприятни „изненади“ и да предупреди предварително, че батерията изисква презареждане.

Видео

Успешно стартиране двигател на колазависи до голяма степен от нивото на зареждане на батерията. Редовната проверка на напрежението на клемите с мултицет е неудобна. Много по-практично е да използвате цифров или аналогов индикатор, разположен до него табло. Най-простият индикаторМожете сами да направите зарядно устройство, в което пет светодиода помагат да се следи постепенното разреждане или зареждане на батерията.

Схематична диаграма

Разглежданата електрическа схема на индикатор за ниво на зареждане е най-простото устройство, което показва нивото на зареждане на 12-волтова батерия. Неговият ключов елемент е микросхемата LM339, в корпуса на която са монтирани 4 операционни усилвателя (компаратора) от същия тип. Общият изглед на LM339 и разпределението на щифтовете са показани на фигурата. Преките и обратните входове на компараторите са свързани чрез резистивни делители. Като товар се използват 5 mm индикаторни светодиоди.

Диодът VD1 служи за защита на микросхемата от случайни промени на полярността. Ценеровият диод VD2 задава референтното напрежение, което е стандарт за бъдещи измервания. Резисторите R1-R4 ограничават тока през светодиодите.

Принцип на действие

Веригата на светодиодния индикатор за зареждане на батерията работи по следния начин. Напрежение от 6,2 волта, стабилизирано с помощта на резистор R7 и ценеров диод VD2, се подава към резистивен делител, сглобен от R8-R12. Както може да се види от диаграмата, между всяка двойка от тези резистори, референтни напрежения различни нива, които се подават на директните входове на компараторите. На свой ред обратните входове са взаимно свързани и свързани към клемите на батерията чрез резистори R5 и R6.

В процеса на зареждане (разреждане) на батерията напрежението на инверсните входове постепенно се променя, което води до редуващо се превключване на компараторите. Помислете за работата операционен усилвател OP1, който отговаря за индикацията на максималното ниво на зареждане на батерията. Нека зададем условието: ако заредената батерия има напрежение 13,5 V, тогава последният светодиод започва да свети. Праговото напрежение на неговия директен вход, при което този светодиод ще светне, се изчислява по формулата:
U OP1+ = U ST VD2 – U R8,
U ST VD2 =U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)
I= U ST VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 mA,
U R8 = I*R8=0,34 mA*5,1 kOhm=1,7 V
U OP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 V

Това означава, че когато се достигне потенциал от повече от 4,5 волта на обратния вход, компараторът OP1 ще превключи и ниско нивонапрежение и светодиодът ще светне. Използвайки тези формули, можете да изчислите потенциала на директните входове на всеки операционен усилвател. Потенциалът на обратните входове се намира от равенството: U OP1- = I*R5 = U BAT – I*R6.

Печатна платка и монтажни части

Печатната платка е изработена от едностранно фолио PCB с размери 40 на 37 мм, което може да бъде изтеглено. Предназначен е за монтаж на DIP елементи от следния тип:

• Резистори MLT-0,125 W с точност най-малко 5% (серия E24)
  R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 kOhm,
  R5, R8 – 5,1 kOhm,
  R6, R12 – 10 kOhm;
• всеки диод с ниска мощност VD1 с обратно напрежение най-малко 30 V, например 1N4148;
• Zener диод VD2 е с ниска мощност със стабилизиращо напрежение 6,2 V. Например KS162A, BZX55C6V2;
• Светодиоди LED1-LED5 – тип индикатор

Индикаторът за зареждане на батерията е необходимо нещо в домакинството на всеки шофьор. Уместността на такова устройство се увеличава многократно, когато по някаква причина кола откаже да запали в студена зимна сутрин. В тази ситуация си струва да решите дали да се обадите на приятел, който да дойде и да ви помогне да стартирате от батерията си, или дали батерията е умряла за дълго време, като се е разредила под критично ниво.

Защо да следите състоянието на батерията си?

Автомобилният акумулатор се състои от шест батерии, свързани последователно със захранващо напрежение 2,1 - 2,16V. Обикновено батерията трябва да произвежда 13 - 13,5 V. Не трябва да се допуска значително изпускане батерия, тъй като в този случай плътността намалява и съответно се повишава температурата на замръзване на електролита.

Колкото по-високо е износването на батерията, толкова по-малко време държи заряд. През топлия сезон това не е критично, но през зимата те се забравят, когато са включени габаритни светлинидокато се върнат, те могат напълно да „убият“ батерията, превръщайки съдържанието в парче лед.

В таблицата можете да видите температурата на замръзване на електролита в зависимост от степента на заряд на уреда.

Спад в нивото на заряд под 70% се счита за критичен. Всички автомобилни електрически уреди консумират ток, а не напрежение. Без товар дори силно разредена батерия може да покаже нормално напрежение. Но при ниско ниво, по време на стартиране на двигателя, ще се забележи силен спад на напрежението, което е тревожен сигнал.

Възможно е да забележите наближаващото бедствие своевременно само ако индикаторът е инсталиран директно в кабината. Ако, докато колата работи, тя постоянно сигнализира за разреждане, време е да отидете до сервиза.

Какви индикатори съществуват

Много батерии, особено тези без поддръжка, имат вграден сензор (хигрометър), чийто принцип на работа се основава на измерване на плътността на електролита.

Този датчик следи състоянието на електролита и относителната стойност на неговите показатели. Не е много удобно да се качвате няколко пъти под капака на кола, за да проверите състоянието на електролита в различни режими на работа.

Електронните устройства са много по-удобни за наблюдение на състоянието на батерията.

Видове индикатори за зареждане на батерията

Автомобилните магазини продават много от тези устройства, различни по дизайн и функционалност. Фабричните устройства са условно разделени на няколко вида.

По метод на свързване:

• към гнездото на запалката;
• към бордовата мрежа.

По метода на показване на сигнала:

• аналогов;
• дигитален.

Принципът на работа е същият, определя нивото на заряд на батерията и показва информация във визуална форма.

Как да направите индикатор за зареждане на батерията с помощта на светодиоди?

Има десетки различни схеми за контрол, но те дават идентични резултати. Възможно е сами да сглобите такова устройство от скрап материали. Изборът на схема и компоненти зависи единствено от вашите възможности, въображение и асортимента на най-близкия радиомагазин.

Ето диаграма, за да разберете как работи светодиодният индикатор за зареждане на батерията. Този преносим модел може да се сглоби „на коляно“ за няколко минути.

D809– ценеров диод 9V ограничава напрежението на светодиодите, а самият диференциатор е сглобен на три резистора. Такива Лед индикаторзадействан от ток във веригата. При напрежение от 14V и повече, токът е достатъчен, за да светят всички светодиоди; VD2И VD3, под 12V - VD1.

По-усъвършенствана опция с минимум части може да бъде сглобена с помощта на бюджетен индикатор за напрежение - чип AN6884 (KA2284).

Схема Лед индикаторниво на зареждане на батерията на компаратора на напрежение

Схемата работи на принципа на компаратора. VD1– 7.6V ценеров диод, той служи като източник на референтно напрежение. R1– делител на напрежение. По време на първоначалната настройка той се настройва на такава позиция, че всички светодиоди да светят при напрежение 14V. Напрежението, подадено на входове 8 и 9, се сравнява чрез компаратор и резултатът се декодира на 5 нива, като светят съответните светодиоди.

Контролер за зареждане на батерията

За следене на състоянието на батерията по време на работа зарядно устройство, ние правим контролер за зареждане на батерията. Схемата на устройството и използваните компоненти са максимално достъпни, като в същото време осигуряват пълен контрол върху процеса на презареждане на батерията.

Принципът на работа на контролера е следният: докато напрежението на батерията е под напрежението на зареждане, зеленият светодиод свети. Щом напрежението се изравни, транзисторът се отваря, светвайки червения светодиод. Смяната на резистора пред основата на транзистора променя нивото на напрежение, необходимо за включване на транзистора.

Това универсална схемаконтрол, който може да се използва както за мощен автомобилни акумулатори, и за миниатюрни литиеви батерии.