Žemo lygio akumuliatoriaus indikatorius: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Kai kuriuose buitiniuose prietaisuose, maitinamuose ličio jonų baterijomis, nėra išsikrovusios baterijos indikatoriaus. Mano atveju tai yra įkraunama grindų šlavimo mašina su viena 3,7 V baterija. Nėra lengva nustatyti tikslų įkrovimo ir prijungimo prie pagrindinio lizdo laiką. Paprastai šlavimo mašiną įkraunu laiku, kai visiškai išsikrovusi baterija ir neveikia elektros variklis. Tokia situacija nėra labai patogi, ypač jei reikia nedelsiant naudoti šlavimo mašiną.

Ieškojau paprasto sprendimo, kaip aptikti įtampos lygį, kuriuo esant įkraunama. Šiame straipsnyje aprašytas paprastas žemo lygio ličio jonų akumuliatoriaus indikatorius. Suprojektuota grandinė gali būti naudojama bet kuriame elektroniniame įrenginyje, maitinamame ličio jonų akumuliatoriumi, ir gali padėti vartotojui laiku įkrauti akumuliatorių. Akumuliatoriaus indikatorius skirtas vienai ląstelei, tačiau jį galima lengvai pakeisti į daugiau elementų. Indikatorius gali būti naudojamas bet kuriai baterijai su nedideliu grandinės pakeitimu.

Pagrindinis indikatoriaus pranašumas yra labai teisėtas dabartinis suvartojimas, vidutiniškai mažesnis nei 10 mikroAmp. Dabartinis suvartojimas priklauso nuo indikatoriaus būsenos

Yra trys lygio indikatoriaus funkcijų būsenos:

• Indikatorius šviečia nuolat: akumuliatorius visiškai įkrautas.
• Indikatorius mirksi: reikia įkrauti akumuliatorių.
• Indikatoriaus šviesos diodas neužsidega: baterija įkrauta ir prietaisas paruoštas naudoti

1 žingsnis: Įvadas Ličio jonų akumuliatoriaus įkrovos indikatorius

Dalys:

Visas dalis galima įsigyti už mažiau nei 5 eurus.

Štai sąrašas:

• IC1 MC33164-3P, mikroelementų nepakankamos įtampos jutiklis TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, CMOS laikmatis, LCSC PN C34608
• R1, R2 rezistorius 10K, visi rezistoriai, kondensatoriai ir smulkūs komponentai LCSC
• R3 rezistorius 680K
• R4 rezistorius 680
• C1 kondensatorius M1
• C2 kondensatorius 1M
• C3 kondensatorius 10M
• D1, D2, D3 diodas 1N5819, LCSC PN C2474
• LED1 diodas, 3 mm, raudonas
• T1 varžto gnybtas

Rezistoriai yra skirti 0,25 W ar mažiau, kondensatoriai - 12 V ar daugiau.

Įrankiai:

• Lituoklis
• Akumuliatorinis gręžtuvas
• Karštas klijų pistoletas

2 žingsnis: grandinės aprašymas

Integruotas grandynas MC33164-3P yra lygio indikatoriaus pagrindas. Išsami informacija apie šį komponentą yra čia.

Paprastas grandinės aprašymas: Tai yra mikroprograma pagal įtampos jutiklį IC, trijų kaiščių plastikinėje pakuotėje, panaši į mažos galios tranzistorių. MC33164 suprojektuotas kaip mikroprocesoriaus atstatymo grandinė, nutrūkus galiai.

Jis aptinka įtampą ant 2 kaiščio. Palygina aptiktą įtampą su etalonine įtampa, mūsų atveju - 2,7 V. Rezultatas gali būti įvertintas kaip įtampos vertė 1 kaištyje. Jei nustatyta įtampa yra mažesnė nei 2, 7 V, išėjimas yra žemas ir artimas 0 V įtampai. Jei įėjimo įtampa yra didesnė nei 2, 7 V, 1 kaiščio vertė yra apie 3 V ar daugiau.

Įprasta pamatinė MC33164-3P vertė (3 po brūkšnelio reiškia 3 V) yra 2, 71 V. Esant šiai vertei, išvesties vertė pasikeičia. (Neatsižvelkite į histerezę.) Vieno elemento ličio jonų akumuliatoriaus įtampa yra: didžiausia įtampa yra 4,2 V, tipinė-3,7 V, o minimali-nuo 2,8 iki 3 V, tarkime, 2,9 V. Išleidimo ciklo pabaigoje yra minimali įtampa, ir šis įtampos lygis turėtų suaktyvinti mūsų žemo lygio indikatorių.

Etaloninė įtampa MC33164 yra per maža, palyginti su mūsų reikalavimais. Yra 2 sprendimai, kaip sumažinti įtampą. Pirmasis ir paprasčiausias yra įtampos skirstytuvas. Tačiau skirstytuvas sunaudoja papildomą srovę. Mažiau srovės sunaudojantis yra antrasis sprendimas, kai kai kurie komponentai nuosekliai sumažinami nuo 2,9 V iki 2,7 V. Diodai yra komponentai, turintys tam tikrą įtampos kritimą į priekį, ir jie gali būti sėkmingai naudojami. Dėl labai mažos srovės vertės bandymuose pasirenkamas geriausias mano turimas diodas.

R1, D1, D2, D3 funkcija yra sumažinti įėjimo įtampą. Jump J1 gali pašalinti paskutinį diodo įtampos kritimą, o įėjimo įtampa gali būti šiek tiek sumažinta. Išėjimas IC1 tiekiamas į laikmatį IC2. Jo aktyvioji vertė yra maža, o funkcija yra įjungti laikmatį. Deja, IC2 nėra įvesties kaiščio, kuris leistų įjungti šį IC be jokios invertuotos grandinės.

Aš nusprendžiau įjungti laikmatį ICM7555, pritaikydamas IC1 išvestį kaip minusinę įtampą IC2 1 kaiščiui. Komponentai C2, R3 nustato laikmačio laikotarpį, jis reguliuojamas maždaug 2 sekundes. Rezistorius R4 riboja srovę, rodančią LED1 diodą. Išbandyta akumuliatoriaus įtampa yra prijungta prie gnybto su 1 (plius) ir 2 (minus) kaiščiais. R2, C1 vertės rekomenduojamos iš duomenų lapo.

Laikmatis ICM7555 yra CMOS ekvivalentas 555. Jo pranašumas yra darbinė 2,5 V įtampa ir labai mažas srovės suvartojimas. Antrame paveikslėlyje yra labai paprasta grandinė kaip įtampos monitorius, rekomenduojamas duomenų lape. Ši schema taip pat gali būti naudojama, tačiau naudojant ICM7555 yra privalumas dėl žemos įtampos, kurią rodo mirksintis šviesos diodas, o tai labiau pastebima.

3 žingsnis: statyba

Dalys yra lituojamos ant vieno prototipų plokštės gabalo, kurio dydis 20x35 mm. Lentos išorėje yra LED diodas, galima montuoti matomoje vietoje. Stebima ličio jonų baterija prijungiama per varžto gnybtų bloką. Plokštė yra pakankamai maža, kad būtų galima įdėti į bet kurį įrenginį.

Prijungimas prietaiso viduje yra paprastas: tiesiog prijunkite laidus nuo gnybtų bloko prie akumuliatoriaus ir gręžkite skylę šviesos diodams ir pataisykite. Laidai gali būti tiesiogiai prijungti prie akumuliatoriaus laikiklių akumuliatoriaus laikiklio. Tokiu atveju srovė nutekama nepriklausomai, atsižvelgiant į jungiklio padėtį ir indikatorius veikia visą laiką.

Mano atveju po pagrindinio (žemos įtampos) jungiklio prijungiau žemo lygio indikatorių. Dėl įkroviklio plokštės, esančios įrenginio viduje, kuris yra atskirai prijungtas prie jungiklio ir atskirai prie akumuliatoriaus, prijungimo vieta „po jungiklio“nėra aiški. Aš naudoju paprastą sprendimą, prijungiu indikatorių tiesiai prie apkrovos, nuolatinės srovės variklio.

Prototipų plokštei reikia daugiau laiko prijungti visus komponentus laidais. Norėdami sutaupyti laiko, sukūriau 20x40 mm dydžio PCB su skylių komponentais. PCB yra tik vienas sluoksnis. Naudojant SMD komponentus, plokštės dydis gali sumažėti. Aš nesukūriau šio dizaino dėl sudėtingesnio litavimo ir manipuliavimo su labai mažomis dalimis. Pridedami Gerber failai PCB gamybai.

4 žingsnis: Išvada

Aprašytas žemo akumuliatoriaus įkrovos lygio indikatorius gali būti naudojamas bet kuriai baterijai, kurios įtampa didesnė kaip 2,5 V. Tokiu atveju praleiskite diodus D1, D2 ir D3 ir pridėkite vieną rezistorių R5 kaip įtampos skirstytuvo dalį prie R1. R1 vertė priklauso nuo aptikto įtampos lygio U ir gali būti apskaičiuota pagal:

R5 = 2,7*R1/(U-2,7)

Konstrukcija atliekama naudojant mažą PCB su skylių komponentais. Jei jūsų sandėlyje yra keletas SMD dalių, rekomenduoju naudoti SMD komponentus.

Plokštės dydis gali būti mažesnis, o konstrukcija leidžia praktikuoti naudojant SMD dalis.

Dėkojame, kad skaitote, ir smagiai leidžiate laiką statybose.