Меню

Схема контроля напряжения аккумулятора 12в



Индикатор для проверки и контроля уровня зарядки АКБ

Каким образом можно сделать не сложный индикатор напряжения для АКБ на 12V, который эксплуатируют в автомобилях, скутерах, а также прочей технике. Поняв принцип действия схемы индикатора и назначение его деталей, схему можно будет подстроить практически под любой вид заряжаемых батарей, меняя номиналы у соответствующих электронных компонентов.

Не секрет что необходимо контролировать разряд аккумуляторов, поскольку у них существует пороговое напряжение. При разрядке ниже порогового напряжения в аккумуляторе произойдет потеря значительной части его емкости, в результате он не сможет выдать заявленный ток, а покупка нового — удовольствие не из дешевых.

Принципиальная схема с номиналами, что в ней указаны, даст приблизительную информацию о напряжении на выводах АКБ с помощью трех светодиодов. Светодиоды могут быть любых цветов, но рекомендовано использовать такие, как показаны на фото, они дадут более четкое ассоциированное представление о состоянии аккумулятора (фото 3).

Если горит светодиод зеленого цвета — напряжение аккумулятора в приделах нормы (от 11,6 до 13 Вольт). Горит белый – напряжение 13 Вольт и более. Когда горит красный светодиод – необходимо отключать нагрузку, АКБ нуждается в подзарядке током в 0,1А., поскольку напряжение аккумулятора ниже 11,5 В., батарея разряжена более чем на 80%.

Внимание, указаны приблизительные значения, могут быть отличия, все зависит от характеристик компонентов используемых в схеме.

У светодиодов, используемых в схеме, потребляемый ток очень мал, менее
15(mA). Те, кого это не устраивает, могут поставить в разрыв тактовую кнопку, в этом случае проверка АКБ будет произведена путем включения кнопки, и аналитики цвета загоревшегося светодиода.
Плату необходимо защитить от воды и укрепить на аккумуляторной батарее. Получился примитивный вольтметр с постоянным источником энергии, состояние АКБ можно проверить в любой момент.

Плата очень маленьких размеров — 2,2 см. Использована микросхема Im358 в DIP-8 корпусе, точность прецизионных резисторов 1 %, за исключением ограничителей силы тока. Можно устанавливать любые светодиоды (3 mm, 5 mm) с силой тока 20 mA.

Контроль был произведен при помощи блока питания лабораторного на стабилизаторе линейном LM 317, срабатывание устройства четкое, возможно свечение двух светодиодов одновременно. Для точной настройки рекомендовано применять резисторы для подстройки (фото 2), с их помощью максимально точно можно отрегулировать напряжения, при которых загорятся светодиоды.
Работа индикаторной схемы уровня зарядки аккумуляторной батареи. Главная деталь микросхема LM393 либо LM358 (аналоги КР1401СА3 / КФ1401СА3), в которой два компаратора (фото 5).

Читайте также:  Диаметр болта по допускаемому напряжению

Как видим из (фото 5) есть восемь ножек, четыре и восемь – питание, остальные – входы и выходы компаратора. Разберем принцип работы одного из них, выводов три, входов два (прямой (не инвертирующий) «+» и инвертирующий «-» ) выход один. Напряжение опорное поступает на инвертирующий «+» (с ним сравнивается подаваемое на инвертирующий «-» вход).
Если на прямом больше напряжение, чем на входе инвертирующем, (-) питания будет на выходе, в том случае когда наоборот (напряжения на инвертирующем большее, чем на прямом) на выходе (+) питания.

В цепь стабилитрон включен наоборот (анод к (-) катод к (+)), у него есть как говорят ток рабочий, при нем он будет хорошо стабилизировать, смотрим на графике (фото 7).

В зависимости от напряжения и мощности стабилитронов отличается ток, в документации указан ток минимума (Iz) и ток максимума (Izm) стабилизации. Необходимо выбрать нужный в указанном промежутке, хотя будет достаточно и минимального, резистор дает возможность достичь необходимого значения тока.

Ознакомимся с расчетом: полное напряжение равно 10 В., стабилитрон рассчитан на 5,6 В., имеем 10-5,6=4,4 В. Согласно документации min Iст=5 mA. В результате имеем R= 4,4 В. / 0,005 А. = 880 Ом. Возможны не большие отклонения в сопротивлении резистора, это не существенно, основным условием является ток не менее Iz.

Разделитель напряжения включает в себя три резистора 100 кОм, 10 кОм,
82 кОм. Определенное напряжение «оседает» на данных пассивных компонентах, далее оно подается на вход инвертирующий.

От уровня зарядки АКБ зависит напряжение. Схема работает следующим образом, ZD1 5V6 стабилитрон который подает напряжение в 5,6 В. к прямым входам (напряжение опорное сравнивается с напряжением на входах не прямых).

В случае сильного разряда батареи, к не прямому входу первого компаратора будет подано напряжение меньше, чем на вход прямой. К входу компаратора второго тоже будет подаваться напряжение большее.

В итоге первый даст «-» на выходе, второй же «+», загорится светодиод красного цвета.

Читайте также:  Расчет потерь напряжения для проводов сип

Светодиод зеленый будет светить, в случае если первый компаратор выдаст «+», а второй «-». Белый светодиод зажжется, если два компаратора подадут на выходе «+», по этой же причине возможно одновременное свечение зеленого и белого светодиодов.

Источник

Защита аккумулятора от глубокого разряда

Многие автомобилисты из личного опыта знают, что кислотные и гелевые аккумуляторы быстро выходят из строя от глубокого разряда до напряжения менее 10 вольт, причиной тому не выключенные своевременно магнитолы, усилители и другие автомобильные гаджеты являющиеся потребителями электрической энергии. Чтобы не допускать глубокого разряда аккумуляторной батареи, предлагаю собрать простое и надежное устройство которое не позволит разрядить гелевый или кислотный аккумулятор ниже 10 вольт.

Где же это устройство можно применить?

В современном мире существует очень много полезных автомобильных девайсов подключаемых к бортовой сети автомобиля через гнездо прикуривателя, позабыв отключить которые есть риск полностью разрядить аккумулятор. Тем более в советских автомобилях в отличии от иномарок прикуриватель не отключается поворотом замка зажигания.

Многие автолюбители на иномарки специально устанавливают дополнительный прикуриватель работающий без зажигания, чтобы заряжать телефон или ноутбук во время стоянки автомобиля с заглушенным двигателем. Защиту можно установить например на мощную аудио систему и тогда у настоящего меломана всегда в аккумуляторной батарее останется немного заряда для запуска двигателя. Вообщем вариантов применения данного устройства много надеюсь на вашу смекалку. Ну а пока вы будете размышлять, я расскажу, как это устройство защиты аккумулятора от глубокого разряда работает.

На этом рисунке изображена схема защиты аккумулятора от глубокого разряда.

На этом рисунке изображена печатная плата устройства защиты аккумулятора от глубокого разряда.

Данная схема очень надежная и не содержит дорогостоящих компонентов, собрать её под силу даже начинающему радиолюбителю с минимальным уровнем познаний в электронике. В состоянии покоя контакты реле Rel1 находятся в разомкнутом состоянии и лампочка La1 выполняющая роль нагрузки не горит. Чтобы включить нагрузку, надо кратковременно нажать кнопку S1 «Старт», минус питания подается на реле Rel1. Контакты реле замыкаются, включается нагрузка La1, ток через делитель напряжения построенный на постоянном резисторе R1 и подстроечном резисторе P1 поступает на базу транзистора T1 выполняющего роль ключа. Транзистор открывается и ток поступает на обмотку реле. Подстроечным резистором P1 подбирается минимальное напряжение при котором контакты реле будут находится в замкнутом состоянии.

Читайте также:  Реле контроля напряжения синотаймер

Как только аккумуляторная батарея разрядится и напряжение на делителе упадет, транзистор T1 закроется, контакты реле Rel1 разомкнуться и нагрузка La1 автоматически отключится. Кнопка S2 «Стоп» служит для отключения нагрузки в ручном режиме. При нажатии контакты кнопки соединяют резистор R1 с минусом в обход подстроечного резистора P1, напряжение на базе T1 пропадает и транзистор закрывается, контакты реле Rel1 размыкаются, нагрузка отключается. Настройка устройства заключается лишь в подстройке напряжения удержания реле. Для настройки устройства удобно использовать регулируемый блок питания, который при необходимости можно собрать своими руками.

Давайте рассмотрим настройку устройства поэтапно. Подстроечный резистор P1 вращаем по часовой стрелке до упора, то есть в правое положение. На блоке питания выставляем напряжение не менее 12В и нажимаем кнопку «Старт» . Если устройство не включилось, покрутите подстроечный резистор в разные стороны до упора и попробуйте запустить. Нажмите кнопку «Стоп» устройство будет выключено.

Включите устройство снова. Установите желаемое напряжение на блоке питания при котором вы хотите автоматически отключать нагрузку La1, например 10 вольт.

Медленно вращайте переменный резистор P1 против часовой стрелки до автоматического срабатывания защиты. На этом настройка устройства защиты от глубокого разряда для гелевых и кислотных аккумуляторов окончена.

Для четкой и надежной работы устройства не рекомендую заменять транзистор BD139 на советский аналог КТ815 потому что, после замены резко упадет чувствительность устройства. Данную схему можно переделать практически под любой аккумулятор достаточно заменить реле Rel1 и при необходимости подобрать сопротивление резистора R1.

Радиодетали для сборки устройства защиты аккумулятора от глубокого разряда

  • Транзистор Т1 BD139, советские КТ815 не ставить, они очень грубые
  • Реле Rel1 SRD-12VDS-SL-C или аналогичное соответствующее напряжению вашего аккумулятора
  • Резистор R1 10 кОм 0.25 Вт
  • Резистор подстроечный Р1 10 кОм
  • Кнопки S1, S2 с нормально разомкнутыми контактами, любые маломощные, какие вам понравятся, нагрузки на них нет ни какой.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать устройство защиты аккумулятора от глубокого разряда

Источник