23.02.202227.05.2017

Con dos resistencias, la tensión de ruptura puede ajustarse entre 2,5 V y 36 V.

Daré dos esquemas para usar el TL431 como indicador de carga / descarga de la batería. El primer circuito es para el indicador de descarga y el segundo para el indicador de nivel de carga.

La única diferencia es la adición de un transistor npn, que activará algún tipo de dispositivo de señalización, por ejemplo, un LED o un zumbador. A continuación daré un método para calcular la resistencia R1 y ejemplos para algunos voltajes.

El diodo zener funciona de tal manera que comienza a conducir corriente cuando se supera un cierto voltaje en él, cuyo umbral podemos establecer usando R1 y R2. En el caso de un indicador de descarga, el indicador LED debe encenderse cuando el voltaje de la batería es inferior al necesario. Por lo tanto, se agrega un transistor npn al circuito.

Como puede ver, el diodo zener ajustable regula el potencial negativo, por lo que se agrega una resistencia R3 al circuito, cuya tarea es encender el transistor cuando el TL431 está apagado. Esta resistencia es de 11k, seleccionada por prueba y error. La resistencia R4 sirve para limitar la corriente en el LED, se puede calcular usando.

Por supuesto, puede prescindir de un transistor, pero luego el LED se apagará cuando el voltaje caiga por debajo del nivel establecido: el circuito está debajo. Por supuesto, dicho circuito no funcionará con voltajes bajos debido a la falta de voltaje y/o corriente suficiente para alimentar el LED. Este circuito tiene una desventaja, que es el consumo de corriente constante, en la región de 10 mA.

En este caso, el indicador de carga estará encendido constantemente cuando el voltaje sea mayor al que hemos determinado usando R1 y R2. La resistencia R3 sirve para limitar la corriente al diodo.

Es hora de lo que más les gusta a todos: las matemáticas.

Ya dije al principio que el voltaje de ruptura se puede cambiar de 2.5V a 36V a través de la entrada "Ref". Entonces, intentemos calcular algo. Suponga que el indicador debe encenderse cuando el voltaje de la batería cae por debajo de los 12 voltios.

La resistencia de la resistencia R2 puede tener cualquier valor. Sin embargo, es mejor usar números redondos (para facilitar el conteo), como 1k (1000 ohmios), 10k (10 000 ohmios).

La resistencia R1 se calcula utilizando la siguiente fórmula:

R1=R2*(Vo/2.5V - 1)

Supongamos que nuestra resistencia R2 tiene una resistencia de 1k (1000 ohmios).

Vo es el voltaje al que debe ocurrir la ruptura (en nuestro caso 12V).

R1 \u003d 1000 * ((12 / 2.5) - 1) \u003d 1000 (4.8 - 1) \u003d 1000 * 3.8 \u003d 3.8k (3800 ohmios).

Es decir, la resistencia de las resistencias para 12V es la siguiente:

Y aquí hay una pequeña lista para los perezosos. Para la resistencia R2=1k, la resistencia R1 será:

5V - 1k
7.2V - 1.88k
9V - 2,6k
12V - 3,8k
15V - 5k
18V - 6,2k
20V - 7k
24V - 8.6k

Para voltaje bajo, por ejemplo, 3.6V, la resistencia R2 debe tener una resistencia mayor, por ejemplo, 10k, ya que el consumo de corriente del circuito será menor.

Osciloscopio USB portátil, 2 canales, 40 MHz....

Otra embarcación de fin de semana: un indicador de descarga de la batería.
La batería tiene miedo de descargarse en exceso, de ella depende su vida útil y es necesario controlar su voltaje para cargarla a tiempo; y la madre no dará dinero para nuevas "baterías" en un futuro próximo.

Recopilamos el indicador de descarga de la batería, especialmente para principiantes: simple, de "basura". Hay un millón de opciones en Internet, yo elegí este esquema. Lo ensamblé en una placa de prueba, experimenté con él, funciona. Tal vez alguien sea útil. Y aquí está el esquema:

Con tales denominaciones de piezas, configuré el trimmer R2 (encontré un ELECTRON de múltiples vueltas a 10 kOhm en la basura) el umbral para 8 y 5 voltios. La histéresis en el primer caso es de 0,4 V, en el segundo, de 0,15 V. Por cierto, es mejor tomar un recortador con múltiples vueltas, pero solo un kilo-ohmio para 3, porque en una configuración de 8V su resistencia es de aproximadamente 1,6 kOhm, y para 5V - aproximadamente 2,6 kOhm

Puede cambiar la histéresis seleccionando la resistencia R4, pero si su resistencia es demasiado baja, el umbral de encendido se resiente: el LED se encenderá suavemente, lo cual no es una tripa; y si es grande (decenas de ohmios), la histéresis será enorme, hasta varios voltios, lo que también es pésimo. También tengo dudas sobre la estabilidad térmica de este circuito, pero funciona bien en una habitación. El diagrama muestra el consumo de corriente cuando el LED está apagado/encendido y el voltaje de entrada es de 5 V.
"Otaka, pequeños, mierda..."

Abajo en la foto de la Protoboard se ensambla y se muestra el funcionamiento de este circuito. Entonces, a un voltaje de 8.25 voltios, tenemos un LED no se ilumina

Pero tan pronto como el voltaje cae a 8 voltios, nuestro LED indica inmediatamente un voltaje bajo.

La aplicación de este circuito se puede encontrar en diversos equipos de radio, el cual es alimentado por elementos electroquímicos. También puede modificar esta cascada y reemplazar el LED con otro circuito que encienda o apague la energía de respaldo o la carga de la batería.

Recientemente decidí armar un indicador para mi batería y encontré, en mi opinión, el circuito indicador de descarga de batería más simple. Cualquiera puede montar este circuito, incluso un radioaficionado principiante.

El circuito está construido sobre 2 transistores (kt315), pero estos transistores se pueden reemplazar por otros más potentes (kt815 o kt817) o se pueden instalar sus análogos, como s9014, s9016, etc.

La resistencia variable tiene una resistencia de 1 a 2,2 kOhm. El LED es estándar, con un voltaje de 2,5 a 3 voltios, no importa el color.

Para configurar nuestro indicador, lo conectamos a la fuente de alimentación y establecemos el voltaje deseado, luego giramos la resistencia variable. Si el LED está encendido, la batería debe cargarse; de lo contrario, todo está bien. El diagrama es muy preciso y simple. El LED se enciende inmediatamente sin previo aviso.

Obras para el siglo XII. baterías, aunque se puede configurar para 3-6 V. Si ensamblamos varios dispositivos de este tipo con diferentes voltajes, siempre sabremos el estado de nuestra batería.

Las descripciones de los dispositivos que indican la descarga de una batería a menudo se publican en la literatura. Están construidos tanto en elementos discretos como en microcircuitos. Pero para estos fines, también se producen microcircuitos especializados, que se denominan supervisores (detector de subtensión). La base del indicador de descarga de la batería es un microcircuito especializado de la serie KR1171.

Estos microcircuitos están especialmente diseñados para controlar la disminución de la tensión de alimentación en la tecnología de microprocesadores. El microcircuito incluye una fuente de voltaje de referencia, un comparador que compara los voltajes de referencia y suministro, y un interruptor de transistor hecho de acuerdo con un circuito de colector abierto (Fig. 1).

Para implementar el indicador más simple, basta con conectar un LED y una resistencia limitadora de corriente al microcircuito. Al mismo tiempo, las dimensiones del dispositivo son casi iguales a las dimensiones del microcircuito y el LED (puede tomar la resistencia más pequeña). El único inconveniente de este indicador puede considerarse un número rígidamente fijo de microcircuitos fabricados en esta serie, cada uno de los cuales está diseñado para un voltaje de umbral específico. El voltaje de umbral para cada microcircuito en serie se indica directamente en su nombre después de las letras SP. Las principales características se dan en la tabla.1.

Aunque los voltajes de umbral fijo crean algunas dificultades, aún le permiten crear indicadores para diferentes baterías. Entonces, en el chip KR1171SP20 (Upor = 2 V), puede crear un indicador muy compacto para usar en dispositivos alimentados por dos baterías de níquel-cadmio: juguetes, equipos fotográficos, reproductores, receptores, linternas, etc. Dimensiones pequeñas y corriente mínima el consumo hacen posible incrustar el indicador en cualquier dispositivo listo. Un desarrollo adicional del indicador puede ser la adición de un dispositivo de señalización audible. Su esquema puede ser cualquiera, pero el consumo de corriente en el modo "Apagado" debe ser lo más pequeño posible, y el dispositivo de señalización debe permanecer operativo en el voltaje de umbral requerido. Para una batería sellada con plomo para un voltaje nominal de 12 V, se ensambló un indicador, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 2.

Bajo consumo de corriente en modo "Off" le permite incrustar este indicador en dispositivos con monitoreo continuo del voltaje de la batería. En este caso, el indicador se puede conectar al interruptor de encendido del dispositivo, directamente a los terminales de la batería. Para convertir este indicador a un voltaje diferente, basta con colocar el chip correspondiente de la serie KR1171 y calcular la resistencia R1 para el nuevo voltaje. La excepción es KR1171SP20, porque a un voltaje de umbral de 2V, el generador en el chip K561LA7 se niega a funcionar.
Para conseguir unas dimensiones mínimas, en lugar del altavoz Ls1, es recomendable utilizar el radiador más pequeño y con un volumen sonoro aceptable. Con la ayuda de la resistencia R6, puedes cambiar el volumen del sonido. Resistencias - tipo MLT, OMLT, etc. potencia 0.125W. Condensador SZ: cualquiera con una corriente de fuga mínima, el resto son K10-7, K10-17 o KM. LED: cualquiera con una corriente nominal de no más de 10 mA. El color, el brillo y las dimensiones se seleccionan en función de condiciones específicas. La configuración del indicador se reduce a la selección de la resistencia R6 para garantizar el volumen máximo del modelo piezoeléctrico aplicado.

El esquema del indicador de carga de la batería en los LED. Circuito de control de carga de batería de 12 voltios

Realizamos un circuito de control de carga de batería para un coche.

En este artículo quiero contarte cómo hacer un control automático del cargador, es decir, que el cargador se apague solo cuando se complete la carga, y cuando baje el voltaje de la batería, el cargador se vuelva a encender.

Mi padre me pidió que hiciera este dispositivo, ya que el garaje está lejos de casa y no es muy conveniente correr para verificar cómo se siente la carga allí, configurado para cargar la batería. Por supuesto, puede comprar este dispositivo en Ali, pero después de la introducción del pago por envío, la tarifa aumentó y, por lo tanto, se decidió hacer un producto casero con sus propias manos. Si alguien quiere comprar un tablero listo para usar, aquí está el enlace. http://ali.pub/1pdfut

Busqué una pizarra en Internet en formato .lay, y no la encontré. Decidí hacer todo yo mismo. Y conocí el programa Sprint Layout por primera vez. por lo tanto, simplemente no conocía muchas funciones (por ejemplo, una plantilla), dibujé todo manualmente. Es bueno que el tablero no sea tan grande, todo salió bien. Luego agua oxigenada con ácido cítrico y grabado. Perforé todas las pistas y perforé agujeros. Otras piezas de soldadura, Bueno, aquí está el módulo terminado.

Esquema de repetición;

Tablero en formato .lay descarga…

Mis mejores deseos…

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Sencillo indicador de carga y descarga de batería

Este indicador de carga de la batería se basa en el diodo zener regulado TL431. Con dos resistencias, la tensión de ruptura puede ajustarse entre 2,5 V y 36 V.

Daré dos esquemas para usar el TL431 como indicador de carga / descarga de la batería. El primer circuito es para el indicador de descarga y el segundo para el indicador de nivel de carga.

La única diferencia es la adición de un transistor npn, que activará algún tipo de dispositivo de señalización, como un LED o un zumbador. A continuación daré un método para calcular la resistencia R1 y ejemplos para algunos voltajes.

Circuito indicador de batería baja

El diodo zener funciona de tal manera que comienza a conducir corriente cuando se excede un cierto voltaje, cuyo umbral podemos establecer usando un divisor de voltaje entre las resistencias R1 y R2. En el caso de un indicador de descarga, el indicador LED debe encenderse cuando el voltaje de la batería es inferior al necesario. Por lo tanto, se agrega un transistor npn al circuito.

Circuito indicador de batería

En este caso, el indicador de carga estará encendido constantemente cuando el voltaje sea mayor al que hemos determinado usando R1 y R2. La resistencia R3 sirve para limitar la corriente al diodo.

Es hora de lo que más les gusta a todos: las matemáticas.

Dije al principio que el voltaje de ruptura se puede cambiar de 2.5V a 36V a través de la entrada "Ref". Entonces, intentemos calcular algo. Suponga que el indicador debe encenderse cuando el voltaje de la batería cae por debajo de los 12 voltios.

La resistencia de la resistencia R2 puede tener cualquier valor. Sin embargo, es mejor usar números redondos (para facilitar el conteo), como 1k (1000 ohmios), 10k (10 000 ohmios).

La resistencia R1 se calcula utilizando la siguiente fórmula:

R1=R2*(Vo/2.5V - 1)

Supongamos que nuestra resistencia R2 tiene una resistencia de 1k (1000 ohmios).

Vo es el voltaje al que debe ocurrir la ruptura (en nuestro caso 12V).

R1 \u003d 1000 * ((12 / 2.5) - 1) \u003d 1000 (4.8 - 1) \u003d 1000 * 3.8 \u003d 3.8k (3800 ohmios).

Es decir, la resistencia de las resistencias para 12V es la siguiente:

Y aquí hay una pequeña lista para los perezosos. Para la resistencia R2=1k, la resistencia R1 será:

5V - 1k
7.2V - 1.88k
9V - 2,6k
12V - 3,8k
15V - 5k
18V - 6,2k
20V - 7k
24V - 8.6k

Para voltaje bajo, por ejemplo, 3.6V, la resistencia R2 debe tener una resistencia mayor, por ejemplo, 10k, ya que el consumo de corriente del circuito será menor.

Fuente

www.joyta.ru

El indicador de nivel de batería más simple

Lo más sorprendente es que el circuito indicador de nivel de batería no contiene transistores, microcircuitos o diodos zener. Solo los LED y las resistencias están conectados de tal manera que se proporciona una indicación del nivel del voltaje aplicado.

Esquema de indicadores

El funcionamiento del dispositivo se basa en el voltaje de encendido inicial del LED. Cualquier LED es un dispositivo semiconductor que tiene un punto de voltaje límite, solo después de excederlo comienza a funcionar (brillar). A diferencia de una lámpara incandescente, que tiene características de corriente-voltaje casi lineales, el LED está muy cerca de la característica de un diodo zener, con una fuerte pendiente de corriente a medida que aumenta el voltaje. Si conecta los LED en serie con resistencias, entonces cada LED comenzará a encenderse solo después de que el voltaje exceda la suma de los LED en la cadena para cada segmento de la cadena por separado. El umbral de voltaje para abrir o encender un LED puede oscilar entre 1,8 V y 2,6 V. Todo depende de la marca en concreto, por lo que cada LED se enciende solo después de que se encienda el anterior.

Montaje del indicador de nivel de batería

Ensamblé el circuito en una placa de circuito universal, soldando la salida de los elementos entre sí. Para una mejor percepción, tomé LED de diferentes colores. Este indicador se puede hacer no solo para seis LED, sino, por ejemplo, para cuatro. Puede usar el indicador no solo para la batería, sino también para crear una indicación de nivel en la música. Altavoces. Conectando el dispositivo a la salida del amplificador de potencia, paralelo a la columna. De esta manera se pueden monitorear niveles críticos para el sistema acústico, se pueden encontrar otras aplicaciones de este circuito en verdad muy simple.

sdelaysam-svoimirukami.ru

Indicador de fin de batería en LED

El indicador de carga de la batería es algo necesario en la economía de cualquier automovilista. La relevancia de un dispositivo de este tipo aumenta muchas veces cuando, en una fría mañana de invierno, el automóvil, por alguna razón, se niega a arrancar. En esta situación, vale la pena decidir si llamar a un amigo para que venga y ayude a encender su batería, o si se le ordenó a la batería vivir durante mucho tiempo, descargándose por debajo de un nivel crítico.

¿Por qué monitorear la salud de la batería?

La batería del coche consta de seis baterías conectadas en serie con una tensión de alimentación de 2,1 - 2,16 V. Normalmente, la batería debe dar de 13 a 13,5 V. Es imposible permitir una descarga significativa de la batería, ya que esto reduce la densidad y, en consecuencia, aumenta la temperatura de congelación del electrolito.

Cuanto mayor es el desgaste de la batería, menos tiempo mantiene la carga. En la estación cálida, esto no es crítico, pero en invierno, las luces de estacionamiento olvidadas en el estado encendido, cuando regresan, pueden "matar" por completo la batería, convirtiendo el contenido en un pedazo de hielo.

En la tabla se puede ver la temperatura de congelación del electrolito, según el grado de carga del equipo.

La dependencia de la temperatura de congelación del electrolito en el grado de carga de la batería.

Densidad del electrolito, mg/cm. cubo	Voltaje, V (sin carga)	Voltaje, V (con una carga de 100 A)	El grado de carga de la batería,%	Punto de congelación del electrolito, gr. Celsius
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

Se considera que un nivel de carga crítico está por debajo del 70%. Todos los electrodomésticos del automóvil no consumen tensión, sino corriente. Sin carga, incluso una batería muy descargada puede mostrar un voltaje normal. Pero a un nivel bajo, durante el arranque del motor, habrá una fuerte “caída” de voltaje, que es una señal de alarma.

Es posible notar una catástrofe que se aproxima de manera oportuna solo cuando se instala un indicador directamente en la cabina. Si durante la operación del automóvil constantemente señala sobre la descarga, es hora de ir a la estación de servicio.

¿Cuáles son los indicadores?

Muchas baterías, especialmente las que no requieren mantenimiento, tienen un sensor incorporado (higrómetro), cuyo principio de funcionamiento se basa en medir la densidad del electrolito.

Este sensor monitorea el estado del electrolito y el valor de sus indicadores es relativo. No es muy conveniente meterse debajo del capó del automóvil varias veces para verificar el estado del electrolito en diferentes modos de funcionamiento.

Para controlar el estado de la batería, los dispositivos electrónicos son mucho más convenientes.

Tipos de indicadores de carga de la batería

Las tiendas de automóviles venden muchos de estos dispositivos, que difieren en diseño y funcionalidad. Los dispositivos de fábrica se dividen condicionalmente en varios tipos.

Método de conexión:

a la toma del encendedor de cigarrillos;
a la red de a bordo.

A modo de visualización de la señal:

cosa análoga;
digital.

El principio de funcionamiento es el mismo para ellos, determinando el nivel de carga de la batería y mostrando información de forma visual.

Diagrama esquemático del indicador.

Hay docenas de esquemas de control diferentes, pero dan el mismo resultado. Tal dispositivo se puede ensamblar independientemente de materiales improvisados. La elección de un circuito y componentes depende únicamente de sus capacidades, imaginación y el alcance de la tienda de radio más cercana.

Aquí hay un diagrama para entender cómo funciona el indicador LED de batería. Tal modelo portátil se puede ensamblar "sobre la rodilla" en unos minutos.

D809: un diodo zener de 9 V limita el voltaje en los LED y el diferenciador en sí está ensamblado en tres resistencias. Tal indicador LED se activa por la corriente en el circuito. A un voltaje de 14 V y superior, la intensidad de la corriente es suficiente para encender todos los LED, a un voltaje de 12-13,5 V, VD2 y VD3 se encienden, por debajo de 12 V - VD1.

Se puede ensamblar una versión más avanzada con un mínimo de piezas en un indicador de voltaje económico: el chip AN6884 (KA2284).

Esquema del indicador led del nivel de carga de la batería en el comparador de voltaje

El circuito funciona según el principio de un comparador. VD1 es un diodo zener de 7,6 V, sirve como fuente de voltaje de referencia. R1 es un divisor de voltaje. Durante la configuración inicial, se establece en una posición tal que, con un voltaje de 14 V, todos los LED se encienden. La tensión suministrada a las entradas 8 y 9 se compara a través de un comparador, y el resultado se decodifica en 5 niveles, encendiendo los LED correspondientes.

controlador de carga de la batería

Para monitorear el estado de la batería mientras el cargador está funcionando, creamos un controlador de carga de la batería. El esquema del dispositivo y los componentes utilizados son lo más accesibles posible, al tiempo que brindan un control total sobre el proceso de recarga de las baterías.

El principio de funcionamiento del controlador es el siguiente: mientras el voltaje de la batería es menor que el voltaje de carga, el LED verde está encendido. Tan pronto como el voltaje es igual, el transistor se abre, encendiendo un LED rojo. Cambiar la resistencia frente a la base del transistor cambia el nivel de voltaje requerido para encender el transistor.

Este es un circuito de control universal que se puede usar tanto para baterías de automóviles potentes como para baterías de litio en miniatura.

svetodiodinfo.ru

¿Cómo hacer un indicador LED de batería?

El buen arranque del motor de un automóvil depende en gran medida del estado de carga de la batería. Es inconveniente verificar regularmente el voltaje en los terminales con un multímetro. Es mucho más práctico utilizar un indicador digital o analógico situado junto al salpicadero. El indicador de carga de la batería más simple se puede hacer a mano, en el que cinco LED ayudan a rastrear la descarga o carga gradual de la batería.

diagrama de circuito

El diagrama de circuito considerado del indicador de nivel de carga es el dispositivo más simple que muestra el nivel de carga de la batería (batería) a 12 voltios.
Su elemento clave es el chip LM339, en cuyo caso se ensamblan 4 amplificadores operacionales (comparadores) del mismo tipo. La vista general del LM339 y la asignación de pines se muestra en la figura.
Las entradas directa e inversa de los comparadores se conectan mediante divisores resistivos. Los LED indicadores de 5 mm se utilizan como carga.

El diodo VD1 sirve como protección para el microcircuito contra una inversión de polaridad accidental. El diodo Zener VD2 establece el voltaje de referencia, que es el estándar para futuras mediciones. Las resistencias R1-R4 limitan la corriente a través de los LED.

Principio de funcionamiento

El circuito del indicador LED de batería funciona de la siguiente manera. Un voltaje de 6,2 voltios estabilizado con la ayuda de la resistencia R7 y un diodo zener VD2 se alimenta a un divisor resistivo ensamblado a partir de R8-R12. Como puede verse en el diagrama, se forman voltajes de referencia de diferentes niveles entre cada par de estas resistencias, que se alimentan a las entradas directas de los comparadores. A su vez, las entradas inversas están interconectadas y conectadas a los terminales de la batería a través de las resistencias R5 y R6.

En el proceso de carga (descarga) de la batería, el voltaje en las entradas inversas cambia gradualmente, lo que conduce a la conmutación alternativa de los comparadores. Considere el funcionamiento del amplificador operacional OP1, que se encarga de indicar el nivel máximo de carga de la batería. Establezcamos la condición, si la batería cargada tiene un voltaje de 13,5 V, entonces el último LED comienza a arder. El umbral de tensión en su entrada directa, en el que se encenderá este LED, se calcula mediante la fórmula: /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 mA,UR8 = I*R8=0,34 mA*5,1 kOhm= 1,7 VUOP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 V

Esto significa que cuando se alcance un valor de potencial de más de 4,5 voltios en la entrada inversa, el comparador OP1 cambiará y aparecerá un nivel de voltaje bajo en su salida, y el LED se encenderá. Usando estas fórmulas, puede calcular el potencial en las entradas directas de cada amplificador operacional. El potencial en las entradas inversas se encuentra a partir de la igualdad: UOP1- = I*R5 = UBAT - I*R6.

PCB y piezas de montaje

La placa de circuito impreso está hecha de textolita de lámina de una cara de 40 por 37 mm de tamaño, que se puede descargar aquí. Está diseñado para montar elementos DIP del siguiente tipo:

resistencias MLT-0.125 W con una precisión de al menos 5% (fila E24) R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11 - 1 kOhm, R5, R8 - 5.1 kOhm, R6, R12 - 10 kOhm;
cualquier diodo VD1 de baja potencia con un voltaje inverso de al menos 30 V, por ejemplo, 1N4148;
diodo zener de baja potencia VD2 con un voltaje de estabilización de 6,2 V. Por ejemplo, KS162A, BZX55C6V2;
diodos emisores de luz LED1-LED5 - indicador tipo AL307 de cualquier color de luminiscencia.

Este circuito se puede usar no solo para controlar el voltaje en baterías de 12 voltios. Habiendo recalculado los valores de las resistencias ubicadas en los circuitos de entrada, obtenemos un indicador LED para cualquier voltaje deseado. Para hacer esto, debe establecer los voltajes de umbral a los que se encenderán los LED y luego usar las fórmulas para volver a calcular las resistencias dadas anteriormente.

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Esquemas de indicadores de descarga de baterías de iones de litio para determinar el nivel de carga de una batería de litio (por ejemplo, 18650)

¿Qué podría ser más triste que una batería repentinamente agotada en un quadrocopter durante un vuelo o un detector de metales apagado en un claro prometedor? ¡Si pudiera saber de antemano cuánto está cargada la batería! Entonces podríamos conectar el cargador o poner un nuevo juego de baterías sin esperar tristes consecuencias.

Y aquí es donde nace la idea de hacer algún tipo de indicador que dé una señal de antemano de que la batería se agotará pronto. Los radioaficionados de todo el mundo estaban entusiasmados con la implementación de esta tarea, y hoy en día hay un carro completo y un carro pequeño de varias soluciones de circuitos, desde circuitos en un solo transistor hasta dispositivos sofisticados en microcontroladores.

¡Atención! Los circuitos dados en el artículo solo señalan un bajo voltaje en la batería. Para evitar una descarga profunda, debe apagar manualmente la carga o usar controladores de descarga.

Opción número 1

Comencemos, quizás, con un circuito simple en un diodo zener y un transistor:

Vamos a ver cómo funciona.

Siempre que el voltaje esté por encima de un cierto umbral (2,0 voltios), el diodo zener está averiado, respectivamente, el transistor está cerrado y toda la corriente fluye a través del LED verde. Tan pronto como el voltaje en la batería comienza a caer y alcanza un valor del orden de 2.0V + 1.2V (caída de voltaje en la unión base-emisor del transistor VT1), el transistor comienza a abrirse y la corriente comienza a redistribuirse. entre ambos LED.

Si tomamos un LED de dos colores, obtenemos una transición suave de verde a rojo, incluida toda la gama intermedia de colores.

La diferencia típica de voltaje directo en los LED de dos colores es de 0,25 voltios (el rojo se enciende a un voltaje más bajo). Es esta diferencia la que determina la región de transición completa entre el verde y el rojo.

Así, a pesar de su sencillez, el circuito permite saber con antelación que la batería ha comenzado a agotarse. Siempre que el voltaje de la batería sea de 3,25 V o más, el LED verde estará encendido. Entre 3,00 y 3,25 V, el rojo comienza a mezclarse con el verde: cuanto más cerca de 3,00 voltios, más rojo. Y finalmente, a 3V, solo se enciende el rojo puro.

La desventaja del circuito es la dificultad en seleccionar diodos zener para obtener el umbral de respuesta requerido, así como en el consumo de corriente constante del orden de 1 mA. Bueno, es posible que las personas daltónicas no aprecien esta idea con el cambio de colores.

Por cierto, si coloca un transistor de un tipo diferente en este circuito, se puede hacer que funcione de manera opuesta: la transición de verde a rojo ocurrirá, por el contrario, si aumenta el voltaje de entrada. Aquí está el esquema modificado:

Opción número 2

El siguiente circuito usa el chip TL431, que es un regulador de voltaje de precisión.

El umbral está determinado por el divisor de voltaje R2-R3. Con las clasificaciones indicadas en el circuito, es de 3,2 voltios. Cuando el voltaje de la batería cae a este valor, el microcircuito deja de desviar el LED y se enciende. Esta será una señal de que la descarga total de la batería está muy cerca (el voltaje mínimo permitido en un banco de iones de litio es de 3,0 V).

Si se usa una batería para alimentar el dispositivo desde varias latas de una batería de iones de litio conectadas en serie, entonces el circuito anterior debe conectarse a cada banco por separado. Como esto:

Para montar el circuito conectamos una fuente de alimentación regulable en lugar de pilas y seleccionando la resistencia R2 (R4) conseguimos el encendido del LED en el momento que lo necesitemos.

Opción número 3

Y aquí hay un diagrama simple de un indicador de descarga de batería de iones de litio en dos transistores:
El umbral de funcionamiento lo establecen las resistencias R2, R3. Los transistores soviéticos antiguos se pueden reemplazar con BC237, BC238, BC317 (KT3102) y BC556, BC557 (KT3107).

Opción número 4

Un circuito basado en dos transistores de efecto de campo, que consume literalmente microcorrientes en modo de espera.

Cuando el circuito está conectado a una fuente de alimentación, se forma un voltaje positivo en la puerta del transistor VT1 utilizando el divisor R1-R2. Si el voltaje es más alto que el voltaje de corte del transistor de efecto de campo, se abre y tira de la puerta VT2 a tierra, cerrándola.

En cierto punto, cuando la batería se descarga, el voltaje extraído del divisor se vuelve insuficiente para desbloquear VT1 y se cierra. En consecuencia, aparece un voltaje cercano al voltaje de suministro en la puerta del segundo dispositivo de campo. Se abre y enciende el LED. El brillo del LED nos indica la necesidad de recargar la batería.

Los transistores encajarán en cualquier canal n con un voltaje de corte bajo (cuanto más bajo, mejor). No se ha probado el rendimiento del 2N7000 en este circuito.

Opción número 5

Tres transistores:

Creo que el diagrama no necesita explicación. Gracias al gran coeficiente amplificación de tres etapas de transistor, el circuito funciona muy claramente: entre el LED encendido y el LED apagado, una diferencia de 1 centésima de voltio es suficiente. El consumo de corriente con la indicación encendida es de 3 mA, con el LED apagado - 0,3 mA.

A pesar de la apariencia voluminosa del circuito, la placa terminada tiene unas dimensiones bastante modestas:

Del colector VT2, puede tomar una señal que permita la conexión de la carga: 1 - habilitado, 0 - deshabilitado.

Los transistores BC848 y BC856 se pueden reemplazar por BC546 y BC556, respectivamente.

Opción número 6

Me gusta este circuito porque no solo enciende la indicación, sino que también corta la carga.

La única lástima es que el circuito en sí no apaga la batería y sigue consumiendo energía. Y ella come, gracias al LED encendido constantemente, mucho.

El LED verde en este caso actúa como fuente de voltaje de referencia, consumiendo una corriente de alrededor de 15-20 mA. Para deshacerse de un elemento tan voraz, en lugar de una fuente de voltaje de referencia, puede usar el mismo TL431, encendiéndolo de acuerdo con el siguiente esquema *:

* Conecte el cátodo TL431 al segundo pin del LM393.

Opción número 7

Un circuito que utiliza los llamados monitores de voltaje. También se les llama supervisores y detectores de voltaje (voltdetectors) Estos son microcircuitos especializados diseñados específicamente para monitorear el voltaje.

Aquí, por ejemplo, hay un circuito que enciende un LED cuando el voltaje de la batería cae a 3.1V. Montado en BD4731.

De acuerdo, ¡no podría ser más fácil! El BD47xx tiene una salida de colector abierto y también autolimita la corriente de salida a 12 mA. Esto le permite conectar un LED directamente a él, sin resistencias limitadoras.

Del mismo modo, puede aplicar cualquier otro supervisor a cualquier otro voltaje.

Aquí hay algunas opciones más para elegir:

a 3,08 V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
a 2,93 V: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
Serie MN1380 (o 1381, 1382, solo difieren en los casos). Para nuestros propósitos, la opción de drenaje abierto es la más adecuada, como lo demuestra el número adicional "1" en la designación del chip: MN13801, MN13811, MN13821. El voltaje de respuesta está determinado por el índice de letras: MN13811-L es solo 3,0 voltios.

También puede tomar el análogo soviético - KR1171SPhh:

Dependiendo de la designación digital, el voltaje de detección será diferente:

La red de voltaje no es muy adecuada para monitorear baterías de iones de litio, pero no creo que deba descartar por completo este microcircuito.

Las ventajas indiscutibles de los circuitos en los monitores de voltaje son el consumo de energía extremadamente bajo en estado apagado (unidades e incluso fracciones de microamperios), así como su extrema simplicidad. A menudo, todo el circuito encaja perfectamente en los pines LED:

Para que la indicación de descarga sea aún más visible, la salida de un detector de voltaje puede ser impulsada por un LED parpadeante (p. ej., serie L-314). O para ensamblar usted mismo el "intermitente" más simple en dos transistores bipolares.

A continuación se muestra un ejemplo de un circuito listo para usar que notifica que la batería se agotó mediante un LED parpadeante:

A continuación se analizará otro circuito con un LED parpadeante.

Opción número 8

Un circuito frío que activa el parpadeo del LED si el voltaje de la batería de litio cae a 3,0 voltios:

Este circuito hace que un LED superbrillante con un ciclo de trabajo del 2,5 % parpadee (es decir, pausa larga - parpadeo corto - pausa de nuevo). Esto le permite reducir el consumo de corriente a valores ridículos: en estado apagado, el circuito consume 50 nA (¡nano!), Y en el modo de parpadeo del LED, solo 35 μA. ¿Puedes sugerir algo más económico? Difícilmente.

Como puede ver, la operación de la mayoría de los circuitos de control de descarga es comparar un cierto voltaje de referencia con un voltaje controlado. En el futuro, esta diferencia se amplifica y enciende / apaga el LED.

Por lo general, una etapa de transistor o un amplificador operacional conectado de acuerdo con un circuito comparador se usa como amplificador para la diferencia entre el voltaje de referencia y el voltaje en una batería de litio.

Pero hay otra solución. Elementos lógicos: los inversores se pueden utilizar como amplificador. Sí, este es un uso no estándar de la lógica, pero funciona. Tal esquema se muestra en la siguiente versión.

Opción número 9

Esquema en 74HC04.

La tensión de funcionamiento del diodo zener debe ser inferior a la tensión de disparo del circuito. Por ejemplo, puede tomar diodos zener de 2,0 a 2,7 voltios. El ajuste fino del umbral lo establece la resistencia R2.

El circuito extrae alrededor de 2 mA de la batería, por lo que también debe encenderse después del interruptor de alimentación.

Opción número 10

¡Esto ni siquiera es un indicador de descarga, sino un voltímetro LED completo! Una escala lineal de 10 LED ofrece una representación visual del estado de la batería. Toda la funcionalidad se implementa en un solo chip LM3914:

El divisor R3-R4-R5 establece los voltajes de umbral inferior (DIV_LO) y superior (DIV_HI). En los valores indicados en el diagrama, el brillo del LED superior corresponde a un voltaje de 4,2 voltios, y cuando el voltaje cae por debajo de los 3 voltios, el último LED (inferior) se apagará.

Al conectar la novena salida del microcircuito a la "tierra", puede transferirlo al modo "punto". En este modo, siempre está encendido solo un LED correspondiente a la tensión de alimentación. Si lo deja como en el diagrama, se encenderá una escala completa de LED, lo cual es irracional desde el punto de vista de la eficiencia.

Como LED, debe tomar solo LED rojos, porque. tienen el voltaje directo más pequeño durante la operación. Si, por ejemplo, tomamos LED azules, entonces cuando la batería está baja a 3 voltios, lo más probable es que no se enciendan en absoluto.

El chip en sí consume alrededor de 2,5 mA, más 5 mA por cada LED encendido.

La desventaja del circuito puede considerarse la imposibilidad de configurar individualmente el umbral de encendido para cada LED. Puede establecer solo los valores inicial y final, y el divisor integrado en el microcircuito dividirá este intervalo en 9 segmentos iguales. Pero, como saben, hacia el final de la descarga, el voltaje de la batería comienza a caer muy rápidamente. La diferencia entre baterías descargadas al 10% y al 20% puede ser de décimas de voltio, y si comparas las mismas baterías, solo descargadas al 90% y al 100%, ¡puedes ver la diferencia en un voltio entero!

Un gráfico típico de descarga de una batería de iones de litio a continuación demuestra claramente esta circunstancia:

Por tanto, el uso de una escala lineal para indicar el grado de descarga de la batería no parece muy adecuado. Necesitamos un circuito que le permita establecer los valores de voltaje exactos en los que se encenderá uno u otro LED.

El siguiente diagrama proporciona un control total sobre los momentos en que se encienden los LED.

Opción número 11

Este circuito es un indicador de batería/voltaje de batería de 4 dígitos. Implementado en cuatro amplificadores operacionales que forman parte del chip LM339.

El circuito es operable hasta un voltaje de 2 Voltios, consume menos de un miliamperio (sin contar el LED).

Por supuesto, para reflejar el valor real de la capacidad restante y gastada de la batería, es necesario tener en cuenta la curva de descarga de la batería utilizada (teniendo en cuenta la corriente de carga) al configurar el circuito. Esto le permitirá establecer los valores de voltaje exactos correspondientes, por ejemplo, al 5%-25%-50%-100% de la capacidad residual.

Opción número 12

Y, por supuesto, el alcance más amplio se abre cuando se usan microcontroladores con una fuente de voltaje de referencia incorporada y que tienen una entrada ADC. Aquí la funcionalidad está limitada solo por su imaginación y habilidades de programación.

Como ejemplo, damos el circuito más simple en el controlador ATMega328.

Aunque aquí, para reducir las dimensiones de la placa, sería mejor llevar el ATTiny13 de 8 pies en el paquete SOP8. Entonces sería totalmente increíble. Pero deja que esta sea tu tarea.

El LED se toma de tres colores (de la tira de LED), pero solo están involucrados el rojo y el verde.

El programa terminado (boceto) se puede descargar desde este enlace.

El programa funciona de la siguiente manera: cada 10 segundos se consulta la tensión de alimentación. Según los resultados de la medición, el MK controla los LED mediante PWM, lo que le permite obtener diferentes tonos de brillo al mezclar los colores rojo y verde.

Una batería recién cargada emite aproximadamente 4,1 V: el indicador verde está encendido. Durante la carga, hay un voltaje de 4,2 V en la batería, mientras que el LED verde parpadeará. Tan pronto como el voltaje caiga por debajo de 3,5 V, el LED rojo parpadeará. Esta será una señal de que la batería está casi agotada y es hora de cargarla. En el resto del rango de voltaje, el indicador cambiará de color de verde a rojo (dependiendo del voltaje).

Opción número 13

Bueno, para merendar, propongo la opción de reelaborar la placa de protección estándar (también se les llama controladores de carga-descarga), que la convierte en un indicador de batería descargada.

Estas placas (módulos PCB) se extraen de baterías de teléfonos móviles viejas casi a escala industrial. Simplemente recoja una batería de teléfono móvil desechada en la calle, destrúyala y el tablero está en sus manos. Todo lo demás se desecha adecuadamente.

¡¡¡Atención!!! Hay tableros que incluyen protección contra sobredescarga a voltajes inaceptablemente bajos (2,5 V e inferiores). Por lo tanto, de todas las placas que tiene, debe seleccionar solo aquellas copias que funcionen con el voltaje correcto (3.0-3.2V).

La mayoría de las veces, una placa PCB es así:

El microensamblaje 8205 consta de dos dispositivos de campo de miliohmios ensamblados en una carcasa.

Después de haber realizado algunos cambios en el circuito (que se muestra en rojo), obtendremos un excelente indicador de la descarga de una batería de iones de litio, que prácticamente no consume corriente en estado apagado.

Dado que el transistor VT1.2 es responsable de desconectar el cargador del banco de baterías durante la recarga, es superfluo en nuestro circuito. Por lo tanto, excluimos completamente este transistor de la operación al romper el circuito de drenaje.

La resistencia R3 limita la corriente a través del LED. Su resistencia debe seleccionarse de tal manera que el brillo del LED ya se note, pero el consumo de corriente aún no sea demasiado grande.

Por cierto, puede guardar todas las funciones del módulo de protección y realizar la indicación utilizando un transistor separado que controla el LED. Es decir, el indicador se encenderá simultáneamente con la desconexión de la batería en el momento de la descarga.

En lugar de 2N3906, cualquier transistor p-n-p de baja potencia disponible a mano servirá. Simplemente soldar el LED directamente no funcionará, porque. la corriente de salida del microcircuito que controla las teclas es demasiado pequeña y requiere amplificación.

¡Tenga en cuenta que los propios circuitos indicadores de descarga consumen energía de la batería! Para evitar una descarga inaceptable, conecte los circuitos indicadores después del interruptor de alimentación o utilice circuitos de protección para evitar una descarga profunda.

Como, probablemente, no es difícil de adivinar, los circuitos se pueden usar y viceversa, como indicador de carga.

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Indicador para verificar y monitorear el nivel de carga de la batería

¿Cómo se puede hacer un indicador de voltaje simple para una batería de 12V, que se usa en automóviles, scooters y otros equipos? Habiendo entendido el principio de funcionamiento del circuito indicador y el propósito de sus partes, el circuito se puede ajustar a casi cualquier tipo de batería recargable cambiando las clasificaciones de los componentes electrónicos correspondientes.

No es ningún secreto que es necesario controlar la descarga de las baterías, ya que tienen un voltaje umbral. Cuando se descarga por debajo del voltaje de umbral en la batería, se perderá una parte importante de su capacidad, como resultado, no podrá entregar la corriente declarada, y comprar uno nuevo no es un placer barato.

Un diagrama de circuito con las clasificaciones que se indican en él brindará información aproximada sobre el voltaje en los terminales de la batería utilizando tres LED. Los LED pueden ser de cualquier color, pero se recomienda utilizar los que se muestran en la foto, ya que darán una idea asociada más clara del estado de la batería (foto 3).

Si el LED verde está encendido, el voltaje de la batería está dentro de los límites normales (de 11,6 a 13 voltios). El blanco está encendido: el voltaje es de 13 voltios o más. Cuando el LED rojo está encendido, es necesario desconectar la carga, la batería necesita recargarse con una corriente de 0,1 A, ya que el voltaje de la batería es inferior a 11,5 V, la batería está descargada en más del 80 %.

Atención, se indican valores aproximados, puede haber diferencias, todo depende de las características de los componentes utilizados en el circuito.

Los LED utilizados en el circuito tienen un consumo de corriente muy bajo, menos de 15 (mA). Aquellos que no estén satisfechos con esto pueden poner un botón de reloj en el espacio, en cuyo caso se verificará la batería al encender el botón y se analizará el color del LED encendido. El tablero debe protegerse del agua y fortalecerse en el batería. Resultó un voltímetro primitivo con una fuente constante de energía, el estado de la batería se puede verificar en cualquier momento.

La placa tiene un tamaño muy pequeño: 2,2 cm. El chip Im358 se usa en un paquete DIP-8, la precisión de las resistencias de precisión es del 1%, con la excepción de los limitadores de corriente. Puede instalar cualquier LED (3 mm, 5 mm) con una corriente de 20 mA.

El control se realizó utilizando una fuente de alimentación de laboratorio en un estabilizador lineal LM 317, el funcionamiento del dispositivo es claro, es posible que dos LED brillen simultáneamente. Para un ajuste fino, se recomienda utilizar resistencias de ajuste (foto 2), con su ayuda, puede ajustar los voltajes a los que se encienden los LED con la mayor precisión posible.Funcionamiento del circuito indicador del nivel de carga de la batería. La parte principal es el chip LM393 o LM358 (análogos KR1401CA3 / KF1401CA3), en el que hay dos comparadores (foto 5).

Como se puede ver en la (foto 5) hay ocho patas, cuatro y ocho son de potencia, el resto son entradas y salidas del comparador. Analicemos el principio de funcionamiento de uno de ellos, hay tres salidas, dos entradas (directa (no inversora) "+" e inversora "-") salida uno. La tensión de referencia se suministra a la inversión "+" (la tensión suministrada a la entrada inversora "-" se compara con ella) que la directa) en la salida de potencia (+).

El diodo zener va conectado al circuito al revés (ánodo a (-) cátodo a (+)), tiene como dicen corriente de trabajo, con eso se va a estabilizar bien, mira la gráfica (foto 7 ).

Dependiendo del voltaje y la potencia de los diodos zener, la corriente difiere, la documentación indica la corriente mínima (Iz) y la corriente máxima (Izm) de estabilización. Es necesario elegir el que necesita en el intervalo especificado, aunque el mínimo será suficiente, la resistencia permite alcanzar el valor de corriente requerido.

Familiaricémonos con el cálculo: el voltaje total es de 10 V, el diodo zener está diseñado para 5,6 V, tenemos 10-5,6 \u003d 4,4 V. Según la documentación, min Ist \u003d 5 mA. Como resultado, tenemos R \u003d 4.4 V. / 0.005 A. \u003d 880 Ohms. Son posibles pequeñas desviaciones en la resistencia de la resistencia, esto no es esencial, la condición principal es una corriente de al menos Iz.

El divisor de voltaje incluye tres resistencias de 100 kOhm, 10 kOhm, 82 kOhm. Un cierto voltaje se "establece" en estos componentes pasivos, luego se alimenta a la entrada inversora.

El voltaje depende del nivel de carga de la batería. El circuito funciona de la siguiente manera, un diodo zener ZD1 5V6 que suministra una tensión de 5,6 V a las entradas directas (la tensión de referencia se compara con la tensión de las entradas no directas).

En caso de descarga fuerte de la batería, se aplicará a la entrada no directa del primer comparador una tensión inferior a la entrada directa. También se aplicará un voltaje mayor a la entrada del segundo comparador.

Como resultado, el primero dará "-" en la salida, el segundo dará "+", el LED rojo se encenderá.

El LED verde se encenderá si el primer comparador da "+" y el segundo "-". El LED blanco se encenderá si dos comparadores dan “+” en la salida, por la misma razón, los LED verde y blanco pueden encenderse simultáneamente.