Wskaźniki poziomu rozładowania akumulatora. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Ładowarki, akumulatory, ogniwa galwaniczne

 Komentarze do artykułu

Monitorowanie stanu akumulatorów stanowi problem zarówno dla właścicieli samochodów, jak i radioamatorów, którzy wykorzystują je w sprzęcie przenośnym lub jako część zasilaczy awaryjnych. Nieprzestrzeganie zasad użytkowania akumulatorów (przeładowanie, głębokie rozładowanie) skraca żywotność i pogarsza wydajność tych produktów.

Literatura radioamatorska opisuje sporo urządzeń przeznaczonych do monitorowania napięcia akumulatora. W przypadku akumulatorów o małej pojemności głównym wymaganiem jest niski pobór prądu. Wymaganie to spełnia np. jednoprogowy sygnalizator [1], pobierający w stanie czuwania jedynie 2 µA. W przypadku akumulatorów samochodowych „żarłocznych”, ale o szerszych możliwościach, całkiem odpowiednie są wskaźniki dwuprogowe, na przykład te zaproponowane w [2, 3].

Sygnalizacja stanu baterii odbywa się w nich na różne sposoby: w pierwszym urządzeniu, gdy napięcie spadnie poniżej progu, włącza się i świeci stale pojedyncza dioda LED; w drugim pojedyncza żarówka świeci w sposób ciągły, gdy napięcie przekracza górną (lub dolną) granicę; w trzecim stosowane są dwie diody LED, a stan baterii zależy od jasności ich blasku (połowa lub normalna).

Nie ma wątpliwości, że takie opcje alarmu nie są do końca wygodne - stale świecący wskaźnik przyciąga niewiele uwagi (zwłaszcza, że ​​​​na desce rozdzielczej samochodu jest więcej niż wystarczająca ilość świecących wskaźników), a także bardzo trudno jest rozróżnić stopień jasności diod LED, szczególnie w świetle dziennym.

Zasadnicza różnica pomiędzy projektami przedstawionymi w tym artykule polega na tym, że niestandardowe tryby są sygnalizowane migającymi wskaźnikami, które znacznie częściej przyciągają uwagę. Jest to szczególnie ważne, jeśli nie znajdują się one stale przed oczami (jak deska rozdzielcza w samochodzie), ale znajdują się w zasilaczu awaryjnym, który znacznie rzadziej jest monitorowany wizualnie – problemy ze spadkiem napięcia akumulatora z „normalny” zakres jest dość rzadki. Trzeba jednak mieć pewność, że akumulator jest naładowany lub ładowany, a także znać stopień jego rozładowania.

Rysunek 1 przedstawia schematyczny diagram wskaźnika monitorowania napięcia w zakresie 7-9 V akumulatora typu 7D-0,115, który jest często stosowany w sprzęcie przenośnym. Podstawą jest układ opublikowany w [1], w którym źródło napięcia odniesienia oraz urządzenie progowe wykonane są na uniwersalnym chipie logicznym K176LP1, a wadą zauważaną przez autorów tej publikacji jest zauważalna zależność progu od temperatury otoczenia (spada o 0,25 V wraz ze wzrostem temperatury o 10°C) można uznać za w pełni akceptowalną cenę przy niskim zużyciu energii. Czujnik ten oprócz zmiany parametrów kilku rezystorów uzupełniony jest o generator impulsów oparty na inwerterach CMOS K176LA7.

(kliknij, aby powiększyć)

Napięcie sterowanego akumulatora z dzielnika na rezystorach R1-R3 podawane jest na wejście komparatora (pin 3 DD1). Jeżeli napięcie na nim jest wyższe od progu ustawionego przez rezystor R2, na jego wyjściu (pin 12) znajduje się log „0”, który utrzymuje generator impulsów w stanie zablokowanym. W tym przypadku pin 3 DD1 to log „1”, a falownik DD2.3 zapewnia wyłączenie diody LED. W tym stanie pobór prądu nie przekracza kilku mikroamperów, co pozwala na podłączenie wskaźnika do akumulatora z pominięciem wyłącznika zasilania i ciągłe monitorowanie jego stanu.

Jeżeli napięcie spadnie poniżej progu, na wyjściu komparatora pojawi się log 1, który uruchomi generator na elementach DD2.1-DD2.2.Dioda VD1, która jest obciążeniem falownika DD2.3, zaczyna migać o częstotliwości około 1 Hz, a urządzenie pobiera co prawda mniej niż w prototypie [1], ale nadal znaczny prąd (jednostki miliamperów).

Możliwe jest podłączenie diody LED VD1 bezpośrednio do wyjścia falownika bez rezystora balastowego, ponieważ element logiczny pełni rolę źródła prądu - prąd wyjściowy jest ograniczony wartościami prądów początkowych struktur CMOS i jest zgodny z trybem pracy zakres prądowy większości diod LED [4].

Rysunek 2 przedstawia płytkę drukowaną urządzenia (widok od strony przewodów).

Istnieje możliwość skomponowania rezystorów R1 i R4 z kilku połączonych szeregowo rezystorów o mniejszej rezystancji. Nieużywane wejścia dodatkowego elementu 2I-NOT układu DD2 są uziemione.

Druga konstrukcja przeznaczona jest do pracy w ramach awaryjnego źródła zasilania ze stacjonarnym szczelnym akumulatorem FIAMM-GS 12 V o pojemności 7,2 Ah. W przeciwieństwie do akumulatorów samochodowych, w takim źródle zasilania akumulator ładowany jest w sposób ciągły z ładowarki sieciowej, poprzez ogranicznik prądu i napięcia. Przy odpowiedniej konstrukcji przeładowania są praktycznie wyeliminowane, a sygnalizowanie podwyższonego napięcia jest w oczywisty sposób niepotrzebne.

Jednak niezwykle konieczna jest kontrola stopnia rozładowania akumulatora po zaniku napięcia sieciowego i przełączanie odbiorców na źródło rezerwowe, aby zapobiec głębokiemu rozładowaniu i terminowe wyłączenie tego obciążenia. Pożądane jest również, aby wskaźnik rozładowania pokazywał kilka poziomów - zbliżonych do ładunku nominalnego (podczas ładowania akumulatora z sieci), a także rozładowania, na przykład na poziomie 50 i 75%.

Schemat ideowy wskaźnika spełniającego takie wymagania przedstawiono na rys. 3. Posiada już komparator dwuprogowy (oparty na układzie do podłączenia dwóch wzmacniaczy operacyjnych [2]), który w połączeniu z generatorem impulsów i dwoma wskaźnikami LED jest w stanie pokazać 3 stopnie rozładowania akumulatora, w tym dwa, dla lepszej widoczności migaj, gdy pojemniki są w połowie opróżnione.

(kliknij, aby powiększyć)

Progi odpowiedzi komparatorów ustalane są przez rezystory dzielnika napięcia R1 (regulacja), R2-R4. Wartości podane w obwodzie odpowiadają dwóm progom: U1 = 12,1 V (DA1.1) i U2 = 12,8 V (DA1.2) przy napięciu odniesienia Uop = 3,3 V, uzyskanym z diody Zenera KS133A ładowarki. Dla innych zastosowań należy przewidzieć dla niego miejsce na płytce drukowanej wraz z rezystorem 1-1,2 kOhm.

Jeden z komparatorów (OA DA1.2) steruje generatorem impulsów, a drugi (OA DA1.1) kontroluje kolor włączonej diody LED. Tabela 1 pomoże zilustrować logikę wskaźnika.

Tabela 1

(kliknij, aby powiększyć)

Uwaga: M - meander o współczynniku wypełnienia 2 i okresie ≥1s.

Jeżeli napięcie akumulatora przekroczy U2, na wyjściu komparatora DA1.2 (punkt kontrolny D) będzie log „0”, który utrzymuje generator impulsów, zamontowany na elementach DD1.2, DD1.3, R5, C2, podobnie jak poprzedniego obwodu, w trybie gotowości. W punkcie kontrolnym G, gdzie podłączone są katody obu diod LED, pojawia się log „0”. Kolor aktualnie włączonej diody LED zależy od napięcia na wyjściu komparatora DA1.1 (punkt kontrolny C) - przy logu „0” zgaśnie zielony VD4, ale falownik DD1.1 (sterowanie punkt E) włączy czerwone VD3.

Gdy Ucc jest poniżej progu U1, na wyjściu DA1.2 w punkcie D pojawia się log „1”, który uruchamia generator impulsów, a w punkcie G pojawia się fala prostokątna: przy „0” diody LED są włączone, a przy „1” są wyłączone. Diody VD1 i VD2 blokują pojawienie się napięcia o odwrotnej polaryzacji na diodach LED.

Pomimo tego, że diody LED można było podłączyć bezpośrednio do wyjść elementów logicznych DD1, podobnie jak w poprzedniej konstrukcji, w tym urządzeniu nadal jest zainstalowany rezystor balastowy R6. Dzieje się tak dlatego, że tutaj napięcie zasilania wskaźnika jest wyższe, a zielona dioda LED świeci ciągle w trybie czuwania. Aby niepotrzebnie nie nagrzewać obudowy i nie przekroczyć limitu mocy zalecanego w [4] dla układu DD1, prąd ogranicza się do 10 mA - jasność importowanej dwukolorowej diody LED jest w zupełności wystarczająca, aby można było ją włączyć zauważalne nawet w świetle dziennym.

Zatem stale świecący zielony wskaźnik wskazuje normalny stan i wystarczające naładowanie akumulatora; migające zielone światło oznacza, że ​​pojemność wkrótce się wyczerpie; miganie na czerwono oznacza konieczność wyłączenia po krótkim czasie zbędnych urządzeń.

Pobór prądu wskaźnika wynosi około 25-30 mA, co jest całkiem akceptowalne dla akumulatora stacjonarnego o takiej pojemności.

Rysunek 4 pokazuje płytkę drukowaną od strony przewodnika.

W obu urządzeniach można zastosować następujące części: rezystory - dowolny odpowiedni rozmiar; kondensatory: C1 - małe kondensatory elektrolityczne na napięcie co najmniej 16 V (ich pojemność nie jest krytyczna), C2 - małe importowane ceramiczne; Diody typu AL307 lub dowolne inne, które osoba powtarzająca projekt uzna za odpowiednie pod względem koloru i rozmiaru.

W pierwszym wskaźniku układ DD2 można zastąpić K561LA7, ale DD1 nie ma analogów w innych seriach. W drugim wskaźniku DA1 można zastąpić (z korektą płytki drukowanej) dowolną parą pojedynczych lub podwójnych wzmacniaczy operacyjnych o napięciu zasilania 15 V, a diody VD1, VD2 - KD521, KD522 z dowolnym indeksem lub importowany analog 1N4148.

Konfiguracja obu urządzeń sprowadza się do doboru rezystorów w dzielnikach i dopasowania progów za pomocą rezystorów dostrajających. Opisane konstrukcje działają bezawaryjnie już ponad 2 lata.

Literatura:

1. Chodakowski E., Andruszczenko V. Wskaźnik rozładowania akumulatora//Radio.-1986.-nr 11.P.62.
2. Margulis A. Alarm napięcia samochodu//Radio.-1987.Nr 2.-P.54-55.
3. Serebrovsky O. Wskaźnik napięcia akumulatora samochodowego//Radio.-1991.- Nr 12.P.64.
4. 4. Danyuk D., Pilko G. Zastosowanie serii 176 z diodami LED // Radioamator.-1994.- nr 2.-P.24.

Autorzy: A.I. Chomenko, wiceprezes Chygryński

Zobacz inne artykuły Sekcja Ładowarki, akumulatory, ogniwa galwaniczne.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Sztuczna skóra do emulacji dotyku 15.04.2024

W świecie nowoczesnych technologii, w którym dystans staje się coraz bardziej powszechny, ważne jest utrzymywanie kontaktu i poczucia bliskości. Niedawne odkrycia w dziedzinie sztucznej skóry dokonane przez niemieckich naukowców z Uniwersytetu Saary wyznaczają nową erę wirtualnych interakcji. Niemieccy naukowcy z Uniwersytetu Saary opracowali ultracienkie folie, które mogą przenosić wrażenie dotyku na odległość. Ta najnowocześniejsza technologia zapewnia nowe możliwości wirtualnej komunikacji, szczególnie tym, którzy znajdują się daleko od swoich bliskich. Ultracienkie folie opracowane przez naukowców, o grubości zaledwie 50 mikrometrów, można wkomponować w tekstylia i nosić jak drugą skórę. Folie te działają jak czujniki rozpoznające sygnały dotykowe od mamy lub taty oraz jako elementy uruchamiające, które przekazują te ruchy dziecku. Dotyk rodziców do tkaniny aktywuje czujniki, które reagują na nacisk i odkształcają ultracienką warstwę. Ten ... >>

Żwirek dla kota Petgugu Global 15.04.2024

Opieka nad zwierzętami często może być wyzwaniem, szczególnie jeśli chodzi o utrzymanie domu w czystości. Zaprezentowano nowe, ciekawe rozwiązanie od startupu Petgugu Global, które ułatwi życie właścicielom kotów i pomoże im utrzymać w domu idealną czystość i porządek. Startup Petgugu Global zaprezentował wyjątkową toaletę dla kotów, która automatycznie spłukuje odchody, utrzymując Twój dom w czystości i świeżości. To innowacyjne urządzenie jest wyposażone w różne inteligentne czujniki, które monitorują aktywność Twojego zwierzaka w toalecie i aktywują automatyczne czyszczenie po użyciu. Urządzenie podłącza się do sieci kanalizacyjnej i zapewnia sprawne usuwanie nieczystości bez konieczności ingerencji właściciela. Dodatkowo toaleta ma dużą pojemność do spłukiwania, co czyni ją idealną dla gospodarstw domowych, w których mieszka więcej kotów. Miska na kuwetę Petgugu jest przeznaczona do stosowania z żwirkami rozpuszczalnymi w wodzie i oferuje szereg dodatkowych funkcji ... >>

Atrakcyjność troskliwych mężczyzn 14.04.2024

Od dawna panuje stereotyp, że kobiety wolą „złych chłopców”. Jednak najnowsze badania przeprowadzone przez brytyjskich naukowców z Monash University oferują nowe spojrzenie na tę kwestię. Przyjrzeli się, jak kobiety reagowały na emocjonalną odpowiedzialność mężczyzn i chęć pomagania innym. Wyniki badania mogą zmienić nasze rozumienie tego, co sprawia, że ​​mężczyźni są atrakcyjni dla kobiet. Badanie przeprowadzone przez naukowców z Monash University prowadzi do nowych odkryć na temat atrakcyjności mężczyzn w oczach kobiet. W eksperymencie kobietom pokazywano zdjęcia mężczyzn z krótkimi historiami dotyczącymi ich zachowania w różnych sytuacjach, w tym reakcji na spotkanie z bezdomnym. Część mężczyzn ignorowała bezdomnego, inni natomiast pomagali mu, kupując mu jedzenie. Badanie wykazało, że mężczyźni, którzy okazali empatię i życzliwość, byli bardziej atrakcyjni dla kobiet w porównaniu z mężczyznami, którzy okazali empatię i życzliwość. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Oceany ocieplają się szybciej niż oczekiwano 09.11.2018 Stopniowo ocieplająca się planeta to prawdziwa planeta przyszłości ludzkości – ale równie poważnym zagrożeniem są stopniowo ocieplające się przestrzenie oceaniczne. Rzeczywiście problem ten bezpośrednio przyczynia się do wzrostu ilości tlenu i tlenku węgla wytwarzanego w atmosferze, tym samym zwiększając ogólny stopień nagrzania planety – jednak dziś specjaliści z Scripps Institution of Oceanology opublikowali raport na temat wyników ich nowego badania, które donosi, że dynamika wzrostu ilości ciepła w oceanach może być o 60% wyższa niż wcześniej sądzono. A to biorąc pod uwagę fakt, że eksperci porównali swoje dane ze wskaźnikami najgorszych scenariuszy w kontekście globalnego ocieplenia oceanów. Tradycyjną metodą dynamicznego pomiaru temperatury w oceanach jest system Argo – system czujników i czujników zainstalowanych na terenie wielu obszarów oceanicznych. Jest jednak powiązana z pewnymi datami i nie pozwala na pomiar tej temperatury, biorąc pod uwagę zmieniające się czynniki środowiskowe. Dlatego zespół opracował inny system pomiaru temperatury oceanów, wykorzystujący APO, który łączy określoną objętość tlenu i dwutlenku węgla uwalnianego przez oceany do atmosfery, a następnie porównuje te dane z poprzednimi modelami pomiarowymi. Tym samym specyficzne ogrzewanie oceanów jest zauważalnie wyższe niż poprzednie liczby, co wskazuje na znacznie większy charakter problemu. Ich badania wskazują, że każdego roku oceany na świecie pochłaniają do 13 zeta-dżuli ciepła - co w przybliżeniu odpowiada całkowitej ilości energii elektrycznej wytworzonej przez całą ludzkość w tym samym czasie. To dość wysoka liczba, która w taki czy inny sposób wiąże się z potrzebą znalezienia alternatywnego sposobu przeciwdziałania tak szybkiemu i destrukcyjnemu wpływowi czynników globalnego ocieplenia – z których większość jest w jakiś sposób związana z naturalnymi cyklami planety.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowe 14-pinowe mikrokontrolery Flash

▪ Kask do wczesnej diagnostyki udaru

▪ IC integruje przełącznik RF, obwód o zmiennej pojemności i mikrokontroler

▪ centrum wstydu

▪ Inteligentne telewizory Ultra HD z serii Vizio P

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Mikrokontrolery. Wybór artykułów

▪ artykuł Lwa poznaje się po pazurach. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Jakie gwiazdy nazywane są czerwonymi olbrzymami i jak wysoka jest ich średnia gęstość? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Produkty do wykańczania. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy

▪ artykuł Timer z automatycznym wyłączaniem i obsługą jednym przyciskiem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Potężne tranzystory polowe serii KP742. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024