Obwód ostrzegawczy niskiego poziomu naładowania baterii 18650. Wskaźnik niskiego poziomu baterii. Montaż Wskaźnik niskiego poziomu baterii

W artykule zaproponowano dwie opcje wskaźnika, którego kolor zmienia się z zielonego na czerwony w miarę rozładowywania akumulatora. Istnieje ogromna liczba obwodów zaprojektowanych do wykonywania takich funkcji, ale moim zdaniem wszystkie są zbyt skomplikowane i drogie. Mój wskaźnik wymaga tylko pięciu elementów, z których jeden to dwukolorowa dioda LED.

Najprostszą wersję pokazano na rysunku 1. Jeżeli napięcie na zacisku B+ wynosi 9 V, to zaświeci się tylko zielona dioda LED, ponieważ napięcie bazy Q1 wynosi 1,58 V, natomiast napięcie emitera jest równe spadkowi napięcia na diodzie D1 w typowym przypadku wynosi 1,8 V, a Q1 jest utrzymywany w stanie zamkniętym. Gdy poziom naładowania akumulatora spada, napięcie na diodzie LED D2 pozostaje zasadniczo takie samo, a napięcie bazowe maleje, aż w pewnym momencie Q1 zacznie przewodzić prąd. W rezultacie część prądu zacznie płynąć do czerwonej diody LED D1, a udział ten będzie wzrastał, aż cały prąd popłynie do czerwonej diody LED.

W przypadku typowych elementów dwukolorowej diody LED różnica napięć przewodzenia wynosi 0,25 V. To właśnie ta wartość określa obszar przejścia z zielonego na czerwony. Całkowita zmiana koloru blasku, wyznaczonego stosunkiem rezystancji rezystorów dzielnika R1 i R2, następuje w zakresie napięcia

Środek obszaru przejścia z jednego koloru na drugi jest określony przez różnicę napięcia między diodą LED a złączem baza-emiter tranzystora i wynosi około 1,2 V. Zatem zmiana B+ z 7,1 V na 5,8 V spowoduje zmiana koloru z zielonego na czerwony.

Różnice napięcia będą zależeć od konkretnych kombinacji diod LED i mogą nie wystarczyć do pełnej zmiany kolorów. Jednakże proponowany obwód można nadal wykorzystać, łącząc diodę szeregowo z D2.

Na rysunku 2 rezystor R1 został zastąpiony diodą Zenera, co spowodowało znacznie węższy obszar złącza. Dzielnik nie ma już wpływu na obwód, a całkowita zmiana koloru blasku następuje, gdy napięcie B+ zmieni się zaledwie o 0,25 V. Napięcie w punkcie przejścia będzie równe 1,2 V + V Z. (Tutaj V Z jest napięciem na diodzie Zenera, w naszym przypadku równym około 7,2 V).

Wadą takiego obwodu jest to, że jest on powiązany z ograniczoną skalą napięcia diod Zenera. Sytuację dodatkowo komplikuje fakt, że niskonapięciowe diody Zenera mają zbyt gładką krzywą charakterystyczną, co nie pozwala dokładnie określić, jakie będzie napięcie V Z przy małych prądach w obwodzie. Jednym z rozwiązań tego problemu byłoby zastosowanie rezystora połączonego szeregowo z diodą Zenera, aby umożliwić niewielką regulację poprzez nieznaczne zwiększenie napięcia złącza.

Przy pokazanych wartościach rezystorów obwód pobiera prąd o natężeniu około 1 mA. Dzięki diodom LED o dużej jasności wystarczy to do korzystania z urządzenia w pomieszczeniach zamkniętych. Ale nawet tak niewielki prąd jest znaczący w przypadku akumulatora 9-woltowego, więc będziesz musiał wybierać pomiędzy pobieraniem dodatkowego prądu a ryzykowaniem pozostawienia włączonego zasilania, gdy go nie potrzebujesz. Najprawdopodobniej już po pierwszej nieplanowanej wymianie baterii zaczniesz odczuwać zalety tego monitora.

Obwód można przekształcić tak, aby przejście z zielonego na czerwony nastąpiło, gdy napięcie wejściowe wzrasta. W tym celu należy wymienić tranzystor Q1 na NPN oraz zamienić emiter z kolektorem. Za pomocą pary tranzystorów NPN i PNP można wykonać komparator okienny.

Biorąc pod uwagę dość dużą szerokość obszaru przejściowego, obwód na rysunku 1 najlepiej nadaje się do akumulatorów 9 V, natomiast obwód na rysunku 2 można dostosować do innych napięć.

Postanowiłem dzisiaj opublikować kolejny artykuł. Powtarzam, nie twierdzę, że jestem „odkryciem”, ponieważ wszystkie rowery zostały wynalezione dawno temu! Po prostu pewnego dnia przygotowywaliśmy się do lotu i w ogóle nie było wskaźników rozładowania baterii, więc musieliśmy pilnie wymyślić i pilnie wykonać urządzenia, aby nie zniszczyć baterii. Tak, urządzenia są proste, nie mają sygnalizatora dźwiękowego. Ale super jasne diody LED są wyraźnie widoczne nawet w słoneczny dzień, dlatego byliśmy spokojni o bezpieczeństwo akumulatorów. Zgadzam się, że urządzenia okazały się najprostsze, na poziomie lat 80-tych. Niemniej jednak
Z powodzeniem radzą sobie z zadaniem! Spójrz, ktoś uzna to za przydatne!

Wskaźnik rozładowania akumulatora Li Po.

Wiadomo, że akumulatory Li Po nie mogą rozładowywać się poniżej 3,2 V na ogniwo. Rozładowanie poniżej tej wartości prowadzi do szybkiej awarii akumulatora. Dlatego niezwykle pożądane jest monitorowanie granicznego napięcia rozładowania każdego zestawu akumulatorów. Odciąć
regulator prędkości silnika nie może zagwarantować terminowego wyłączenia
bateria Dlatego warto zastosować dodatkowe zabezpieczenie, jakim może być dioda LED informująca o niskim stanie baterii.

W tym obwodzie jako komparator zastosowano precyzyjnie regulowaną diodę Zenera TL431. Próg ustalany jest przez dzielnik napięcia w obwodzie UE (elektroda sterująca) o wartości 15 kΩ (dolny rezystor w obwodzie) i 4,3 kΩ (górny rezystor).
Przy takim stosunku rezystorów dioda Zenera TL431 jest wyzwalana napięciem
przy użyciu banku 3,2 V. Gdy napięcie akumulatora mieści się w zakresie 3,2...4,2 V,
Dioda Zenera TL431 jest otwarta, spadek napięcia na niej nie jest wystarczający, aby dioda LED działała i zostaje wyłączona. Gdy napięcie akumulatora osiągnie 3,2 V, dioda Zenera zamyka się, a dioda LED zapala się od prądu przepływającego przez rezystor 2 kΩ.

Wskaźnik składa się z trzech identycznych ogniw, co pozwala na monitorowanie akumulatorów 1S, 2S i 3S jeden po drugim. Dodając jedną lub dwie kolejne komórki, możesz kontrolować 4S i 5S
baterie. Użyłem niebieskich super jasnych diod LED, one wydają mi się najbardziej
zauważalne w ciągu dnia. Odmówiłem alarmu dźwiękowego, ponieważ dźwięk można usłyszeć stosunkowo blisko, a nie chciałem zwiększać wymiarów i wagi. Szczególnie diody LED są wystarczające
że po wylądowaniu nadal podnosisz model i łatwo nie zauważyć włączającej się diody LED
niemożliwe!

Styki pinów pobrałem z bezużytecznej płytki elektroniki dysku twardego z interfejsem IDE.
Są one oczywiście wpinane w złącze balansu akumulatora. Zbalansowane złącza
Wyciągam go na zewnątrz korpusu modelu, aby naładować akumulator bez wyjmowania go z modelu.
Mocuję szalik Indicator do korpusu modelu za pomocą taśmy. Następnie możesz łatwo zmienić aranżację
do innego modelu.

Organizować coś. Konfigurujemy każdą komórkę po kolei! Do konfiguracji potrzebne są trzy zwykłe akumulatory 1,5 V połączone szeregowo, rezystor zmienny 470 omów i multimetr cyfrowy. Łączymy szeregowo rezystor zmienny 470 omów z przewodem dodatnim akumulatora za pomocą reostatu. Otrzymujemy w ten sposób źródło napięcia 4,5 V.
Bierzemy 2-pinowe złącze odpowiednie dla stopnia i lutujemy do niego tylko dwa przewody
z akumulatora „-” i „+”. Jak wspomniano powyżej, „+” przechodzi przez rezystor zmienny. Ustawiamy rezystor zmienny w pozycji odpowiadającej minimalnej rezystancji i podłączamy złącze do odpowiednich styków dolnego (lub górnego) ogniwa. Ponieważ rezystor jest ustawiony w pozycji minimalnej rezystancji, do ogniwa przykładane jest pełne napięcie 4,5 V, a dioda LED nie powinna się świecić. Następnie podłączamy złącze kolejno do dwóch pozostałych ogniw i upewniamy się, że wszystkie diody LED są wyłączone.
Następnie stopniowo zwiększamy rezystancję rezystora zmiennego, kontrolując
Za pomocą multimetru zmierz napięcie na wyjściu rezystora w stosunku do przewodu ujemnego. Wraz ze wzrostem rezystancji rezystora napięcie dostarczane do ogniwa zacznie stopniowo spadać i gdy osiągnie wartość 3,18...3,2 V, dioda LED powinna się zaświecić. Gdy rezystancja rezystora spadnie, czyli gdy napięcie dostarczane do ogniwa wzrośnie powyżej 3,2 V, dioda LED ponownie zgaśnie. Zatem przesuwając złącze jeden po drugim do odpowiednich styków, sprawdzamy wszystkie ogniwa. Próg przełączania można zmienić
dobór rezystora 4,3 kom. Ponadto może składać się na przykład z 2 rezystorów

jeśli umieścisz 2 com + 2 com = 4 com (próg przełączania 3,14 V) i 3,3 com + 1 com = 4,3 com
(próg przełączania 3,18 V) Mam rezystor 4,3 kΩ złożony z dwóch (3,3 kΩ + 1 kΩ), co widać na zdjęciach. Wymiary płytki drukowanej wskaźnika 3-ogniwowego wynoszą 30 x 30 mm.
Regulowana dioda Zenera TL431 jest częścią wspólną i jest sprzedawana w sklepach radiowych. Ponadto są stosowane w prawie każdym zasilaczu impulsowym (adapterze) do sterowania transoptorem zabezpieczającym.
Zrobiłem kilka sztuk, działają dobrze, zapewniają terminowe wskazanie.
Dlatego polecam do powtórki modelarzom lotniczym - radioamatorom!

Formularz ogólny.




Schemat.

Instalacja

Widok z części. Rozmiar płyty 30 x 30 mm.

Widok ze ścieżek. Rozmiar płyty 30 x 30 mm.

Diody LED świecą bardzo jasno, na niebiesko. Niebieskie najlepiej widać w słoneczny dzień.

To proste urządzenie powiadomi Cię brzęczykiem o niskim poziomie naładowania akumulatora 12 V (na przykład samochodowego). Sygnał dźwiękowy wskaże, że poziom naładowania akumulatora jest niski i należy go naładować. Próg czułości komparatora wynosi około 0,2 V.

Obwód jest montowany przy użyciu tylko trzech tranzystorów i może być powtarzany nawet przez początkujących radioamatorów.

W stanie czuwania pobór prądu wynosi ok. 3 mA, a w czasie działania brzęczyka ok. 4 mA.

Schemat urządzenia pokazano na rysunku:

Lewa strona obwodu tranzystora T1 to komparator określający próg napięcia, poniżej którego akumulator nie powinien się rozładowywać. Prawa strona obwodu tranzystora T2 jest generatorem dźwięku i T3- wzmacniacz.

Stan rozładowania akumulatora można w przybliżeniu oszacować na podstawie danych zawartych w tabeli:

Po podłączeniu zasilania 12 V urządzenie od razu zaczyna działać, jeśli jednak tak się nie dzieje, oznacza to, że gdzieś w instalacji mógł zostać popełniony błąd.

Regulator R1 Powinieneś sprawić, że dźwięk brzęczyka zniknie, gdy akumulator będzie naładowany, a następnie brzęczyk włączy się, jeśli napięcie spadnie o około 0,2 V.

Sprawdzenie obwodu sprowadza się do prostych kroków.

Odłącz kolektor tranzystora T1 od obwodu, podłączając zasilanie i upewniając się, że generator dźwięku działa. Ton dźwięku można zmienić (jeśli nie jesteś zadowolony), wybierając wartość kondensatora C1. Następnie przywracamy połączenie kolektora T1 zgodnie ze schematem.

Następnie możesz przystąpić do konfiguracji komparatora zamontowanego na tranzystorze T1. Aby to zrobić, włącz zasilanie i zmierz napięcie na diodzie Zenera za pomocą woltomierza. ZD1: Powinno być 5 woltów. Następnie płynnie obróć potencjometr R1 i spraw, aby pojawił się sygnał dźwiękowy. Gdy płynnie przekręcimy suwak tego potencjometru w odwrotną stronę dźwięk powinien zniknąć.

Do ostatecznej konfiguracji zaleca się zasilanie obwodu z regulowanego źródła prądu stałego o napięciu do 15 woltów. Podłączamy multimetr cyfrowy równolegle do zasilacza w trybie woltomierza, ustawiamy napięcie na tym woltomierzu odpowiadające maksymalnemu poziomowi rozładowania akumulatora (wg tabeli powyżej) i regulujemy R1 Zapewniamy, że sygnał dźwiękowy zniknie. Naprawianie silnika R1 w znalezionej pozycji. Następnie zaczynamy płynnie obniżać napięcie na źródle zasilania, aż zabrzmi brzęczyk i upewniamy się, że jest ono o około 0,2 V niższe niż było wcześniej ustawione.

Przy jakim poziomie podnapięcia powinien włączyć się alarm dźwiękowy, każdy użytkownik może ustawić regulator R1 indywidualnie.

W oparciu o ten obwód można wykonać wtyczkę obciążenia do testowania akumulatorów pod obciążeniem, jeśli uzupełnisz obwód mocnym rezystorem drutowym o rezystancji około 1,2 oma, równolegle do przewodów zasilających obwodu. Taki wtyk obciążenia pozwoli sprawdzić stopień spadku napięcia akumulatora przy przepływie prądu o wartości około 10A, dopuszczalny poziom poboru ustawia się jak poprzednio potencjometrem R1.

W obwodzie jako tranzystor T2 Należy instalować wyłącznie określony typ tranzystora 2SC945. T1 I T3 można zastąpić analogami, na przykład 2SC1213, 2N2222 lub podobnymi krajowymi KT315, KT503. Dioda Zenera ZD1- dowolny małej mocy z napięciem stabilizacyjnym 5 woltów. Brzęczyk– konwencjonalny emiter elektrodynamiczny o rezystancji uzwojenia około 50 omów (stosuje się je na płytach komputerowych).

Wskaźnik LED poziomu naładowania akumulatora konwencjonalnego lub akumulatorowego, w którym wszystkie progi ustawiane są za pomocą potencjometrów, można zmontować według schematu podanego w tym materiale. Ogromnym plusem jest to, że współpracuje z akumulatorami od 3 do 28 V.

Obwód wskaźnika niskiego poziomu naładowania baterii

Same wskaźniki diodowe są dostępne w różnych typach i kolorach, zalecane pokazano na samym schemacie. Ze względu na różnice w spadku napięcia w kierunku przewodzenia, rezystory ograniczające prąd muszą zostać wyregulowane, aby uzyskać najlepszą wydajność i równomierność świecenia. Zgodnie z obwodem proponuje się, aby R18-R22 miały tę samą rezystancję - należy pamiętać, że rezystory te nie powinny docelowo być równe. Jeśli jednak wszystkie mają ten sam kolor, wystarczy jedna wartość rezystora.

Kolor diody LED - poziom naładowania

• Czerwony: od 0 do 25%
• Pomarańczowy : 25 — 50%
• Żółty : 50 — 75%
• Zielony : 75 — 100%
• Niebieski: >100% napięcia

Tutaj LM317 działa jako proste napięcie odniesienia 1,25 V. Minimalne napięcie wejściowe musi być o kilka woltów wyższe niż napięcie wyjściowe. Minimalne napięcie wejściowe = 1,25 V + 1,75 V = 3 V. Chociaż LM317 ma minimalne obciążenie w arkuszu danych wynoszące 5 mA, nie znaleziono żadnego egzemplarza, który nie działałby przy 3,8 mA. Minimalne obciążenie zapewnia rezystor R5 (330 omów).

W trakcie testów oceniano poziom naładowania akumulatora 4,5 V i właśnie w tym celu podano napięcia na wykresie. Konfiguracja wygląda następująco: najpierw należy określić napięcie odpowiedzi każdego komparatora zgodnie ze stopniem rozładowania akumulatora, następnie napięcie należy podzielić przez współczynnik podziału dzielnika napięcia. Zatem dla akumulatora 4,5 V wygląda to tak:

Próg napięcia

• 4,8 V 1,12 V
• 4,5 V 1,05 V
• 4,2 0,98 V
• 3,9 V 0,91 V

Działanie wskaźnika stanu baterii

Układ LM317 U3 jest źródłem napięcia odniesienia o napięciu 1,25 V. Rezystory R5 i R6 tworzą dzielnik napięcia, który obniża napięcie akumulatora do poziomu bliskiego napięciu odniesienia. Element U2A jest wzmacniaczem, więc niezależnie od tego, ile prądu pobiera ten węzeł, napięcie pozostaje stabilne. Rezystory R8 - R11 zapewniają wysoką rezystancję na wejściach komparatora. U1 składa się z czterech komparatorów, które porównują napięcie odniesienia potencjometrów z napięciem akumulatora. Wzmacniacz operacyjny LM358 U2B działa również jako rodzaj komparatora sterującego diodą LED niskiego rzędu.

Przy wartościach napięcia granicznego diody LED mogą nie świecić wyraźnie, z reguły pomiędzy dwiema sąsiednimi diodami LED występuje migotanie. Aby temu zapobiec, na R14 - R17 dodaje się niewielką ilość dodatniego napięcia sprzężenia zwrotnego.

Testowanie wskaźnika

Jeśli testowanie przeprowadzane jest bezpośrednio z akumulatora, należy pamiętać, że zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją nie jest zapewnione. Lepiej jest początkowo podłączyć obwody mocy przez rezystor 100 omów, aby ograniczyć możliwe awarie. Po ustaleniu, że polaryzacja jest prawidłowa, rezystor ten można usunąć.

Uproszczona wersja wskaźnika

Dla tych, którzy chcą zbudować prostsze urządzenie, można wyeliminować układ U2, wszystkie diody i część rezystorów. Radzimy zacząć od tej wersji, a następnie po upewnieniu się, że działa poprawnie, zbudować pełną wersję wskaźnika rozładowania baterii. Powodzenia wszystkim w uruchomieniu!

Li-ion jest bardzo kapryśny w przypadku nadmiernego rozładowania i żeby nie zabić akumulatora, postanowiłem zrobić domowy wskaźnik niskiego poziomu baterii na śrubokręt. opisane wcześniej. Dioda LED na obudowie akumulatora powinna zaświecić się i pozostać zapalona, ​​gdy napięcie spadnie poniżej określonego poziomu.

Dlaczego potrzebujesz wskaźnika niskiego poziomu baterii?

Na przykład używasz akumulatorów litowo-jonowych bez płytki zabezpieczającej. Aby ich przypadkowo nie przeciążyć, można zainstalować zwykły bezpiecznik 30 A. Bierzemy bezpiecznik samochodowy lub wykonujemy domowy z drutu miedzianego o przekroju 0,5 mm2.

Aby nie rozładować akumulatora ponad wymagany limit, stosujemy poniższy wskaźnik rozładowania, którego dioda zaświeci się, gdy akumulator zostanie rozładowany do ustawionego poziomu. Równoważenie odbywa się podczas ładowania, w tym celu przyniosłem złącze do korpusu.

Możesz także skonfigurować obwód na rozładowanie pośrednie, na przykład 50% lub 75% - typ wkrótce się skończy. Lub nawet użyj kilku obwodów skonfigurowanych dla różnych napięć. Na przykład trzy. Jeden świeci przy 75%, drugi przy 50%, a trzeci przy 25% naładowania.

Schemat domowego wskaźnika.

A więc do schematu (znalezionego w Internecie). Obwód został zmontowany, przetestowany i natychmiast zadziałał.

Obwód wykorzystuje TL431.

To bardzo wygodna rzecz, mówię ci. Dzięki niemu wiele schematów jest znacznie uproszczonych. Można więc od razu kupić ich paczkę, tak jak ja.

Na jego podstawie można też zrobić balanser do akumulatora, ale o tym innym razem.

Wziąłem to. Mają paczkę, tak jak my mamy jedną sztukę.

Tranzystor BC547 jest bardzo powszechny, kosztuje grosze i jest dostępny w każdym sklepie z częściami radiowymi. Móc kupuj też u Chińczyków, ale już jest bardzo tanio. Jeśli tylko weźmiesz też paczkę.

Kiedyś kupiłem już rezystory o różnych wartościach znamionowych. Tutaj jest bardzo tani zestaw rezystorów , który zachwyci Cię na długi czas.

R1*(dla mnie)=4,6 tys.; R2=1K; R3=11K (dopasowany do tranzystora BC547); R4=1,5K (dobieramy go dla diody LED w zależności od napięcia zasilania obwodu).

Bierzemy dowolną trzymilimetrową diodę LED małej mocy , po prostu nie jest wygodnie montować SMD w obudowie.

Obliczenie rezystora R1 dla wymaganego napięcia roboczego obwodu odbywa się według wzoru: R1=R2*(Vo/2,5 V - 1).

Spodziewałem się, że kontrolka zaświeci się przy napięciu 14 V, czyli 3,5 V na ogniwo (mój akumulator składa się z czterech akumulatorów o wartości nominalnej 3,7 V). W stanie pełnego naładowania 16,8 V (4,2 V na słoik). Przyjmijmy, że R2 jest równe 1K. (Przy ustawianiu niskich napięć, na przykład 3,6 V, należy wziąć R2 na 10 K).

Więc liczymy przy 14V. R2=1KOhm=1000 omów. R1=1000*(14V/2,5V-1)=1000*(5,6-1)=1000*4,6=4600 Ohm = 4,6KOhm ( Do wkrętarki 14,4 V (4 banki po 3,7 V każdy), przeliczone na lit.

Dla 12V (3 banki po 3,7 V każdy) Śrubokręt przy 10,5 V R2=1K R1=1000*(10,5/2,5-1)= 3,2KOhm.

Dla 18V (5 puszek po 3,7 V każda) Śrubokręt , przeliczony na lit: wyzwalanie przy 17,5 V R2=1K R1=1000*(17,5/2,5-1)= 6KOhm.

Lista wartości R1 przy R2=1KOhm dla tych, którym nie chce się liczyć:

• 5 V – 1 tys
• 7,2 V – 1,88 tys
• 9 V – 2,6 tys
• 10,5 V - 3,2 tys
• 12 V – 3,8 tys
• 14 V - 4,6 tys
• 15 V - 5 tys
• 17,5 V – 6 tys
• 18 V – 6,2 tys
• 20 V – 7 tys
• 24 V – 8,6 tys

Wskaźnik niskiego poziomu naładowania baterii wkrętarki.