Индикатор зарядки аккумулятора из светодиода своими руками. Индикатор разряда аккумулятора шуруповерта на TL431

29.01.2019

Читатель Максим недавно прислал Li-ion аккумуляторы формата 18650, предупредив, что они не любят глубокого разряда, равно как и перезаряда (для меня, трансформаторно-сетевой души, такие вещи в новинку). Ладно, с зарядкой вопрос почти решен — Дядюшка Ляо пообещал выслать модули на TP4056. А уж с контролем низкого напряжения можно и самостоятельно разобраться, например, применив сдвоенный компаратор LM393 .


Немного теории . Литий-ионный аккумулятор 18650 называется так из-за размеров: диаметр 18 мм, длина 65 мм. Как и любой Li-ion, не имеет «эффекта памяти», не терпит полной разрядки (ниже 3 вольт лучше не разряжать) и при неправильной зарядке может взорваться. Есть модели со встроенной защитой, которая отключает батарею при глубоком разряде и по окончании зарядки, но моих это не касается.



Полностью заряженная батарея выдает 4,2 вольта. Соединив их последовательно, получаем 8,4 вольта, чего вполне хватает для работы «Спидолы 242» на свежем воздухе почти без помех и совсем без мультипликативного фона, и даже с подсветкой. Чтобы при хранении «крокодилы» случайно не замкнулись — закусываю их на ушную палочку или зубочистку. Из-под изоленты выглядывает металлическое ушко — точка соединения двух «банок».



Принцип работы . Измеряемое напряжение с делителя R1 , R2 поступает на инвертирующие входы компараторов In-1 , In-2 (оно в два раза меньше входного), а эталонное (3,3 вольта) — на прямые входы In+1 , In+2 .

Допустим, батарея полностью заряжена (8,4 вольта). Тогда на второй и шестой ногах микросхемы 4,2 вольта, что больше, чем 3,3. Красный светодиод VD2 не включен, светится зеленый VD3 . Напряжение в норме.



Батарея разрядилась до 7 вольт. Измеряемое напряжение — 3,5 вольта, все еще больше, чем 3,3, и все еще светится зеленый индикатор.



Батарея разрядилась до 6,4 вольта. Измеряемое напряжение — 3,2 вольта, что меньше, чем 3,3. Включается красный светодиод, а зеленый гаснет. Пора заряжать.

Путевые заметки:
— из экономии индикатор включается «по требованию» через тактовую кнопку;
— при длительной работе левая часть схемы (резисторы и стабилитрон) греется сильнее, чем хотелось бы;
— с помощью R3 можно немного менять пределы срабатывания компаратора: так, при 750 Омах это было 6 вольт ровно, а при подключении в параллель к ним 1,5 кОм (общее сопротивление 500 Ом) стало 6,4 вольта;
— подобрав стабилитрон VD1 и резистор R3 , можно следить за разрядом аккумуляторов на другое напряжение;



— если хочется посадить VD3 катодом на «землю» (например, в случае двухцветного светодиода), то надо подключить R5 и анод VD3 к седьмой ноге микросхемы, а In+2 и In-2 поменять местами;
— если индикация нормального напряжения не нужна, то все элементы и связи ко второму компаратору (ножки 5 -7) можно убрать.

Потрошить свою батарею и немедленно припаивать индикатор не стал — авось, не последняя, а вот изоленты жалко.





На будущее — в продаже есть модульные держатели, с помощью которых можно легко собрать воедино неограниченное количество аккумуляторов.

А вот проверенная схема всегда сгодится.

Дополнение от 15.09.16



Равно как и сгодится старый ноутбучный аккумулятор, которому можно дать второй шанс (пусть и с электроникой попроще, типа радиоприемника). Сдвоенные «банки» не стал разделять, поэтому их последовательное соединение вышло довольно длинным. Слева и справа — модули зарядки на TP4056.

Самая распространённая проблема водителей – это отсутствие в автомобиле на панели с приборами. Такая проблема создаёт некоторый дискомфорт, в связи с тем, что водитель поздно замечает, разряженный аккумулятор, особенно если большой показатель . Стоит обратить внимание, что собирается такой прибор для индикации довольно легко.

Измерять заряд аккумулятора можно и самому с помощью вольтметра. На сегодняшний день вольтметры очень дорогие, а так, как он не сильно то и обходим, потому что для нас важно лишь значение, до которого может доходить заряд.

Стоит обратить внимание на то, что прибор, с помощью которого будет измеряться заряд аккумулятора можно сделать своими руками и без вольтметра.

Ниже приведена система для создания , в качестве индикатора взята светодиодная лампа. Когда напряжение падает и заряд аккумулятора низкий, загорается светодиодная лампа, что и служит индикатором к подзарядке.

Глядя на схему, можно убедиться в том, что собрать её будет несложно. Любой элемент системы легко купить. Как транзисторы можно использовать:

  • КТ 315Б
  • КТ 3102
  • S 9012
  • S 9014
  • S 9016

В качестве светодиодной лампы, можно приобрести любую, главное, чтобы её рабочее напряжение было в пределах 15–20 В.

Главный и незаменимый элемент системы – это переменный резистор R2, с его помощью устанавливается предел, при котором срабатывает индикатор, несмотря на то, что в схеме написано взять его с 1,5 кОм, необходимо брать более мощный в пределах 20 кОм. Потому что если брать R1= 20 кОм, то такого сопротивления будет мало, для того чтобы открыть ключ VT1.

Если брать аккумулятор с обыкновенным зарядом в 12 В и больше, то транзистор VT1 будет открывать и шунтировать индикаторную светодиодную лампу HL1. Когда напряжение аккумулятора падает, то VT1 будет со временем уменьшаться, пока не закроется, после его отключения, откроется VT2 и загорится светодиодная лампа HL1, это и служит сигналом о том, что заряд аккумулятора низкий. Для такой схемы, возможно, подключить любой порог сигнализирования.

В качестве платы можно использовать материал с ПК или старого телевизора. По размерам такая система маленькая и удобная.

Чтобы настроить систему, необходим прибор для питания с , с помощью которого будет регулироваться резистор, и выставляться пределы для срабатывания сигнализации.

В случае необходимости можно сделать несколько таких схем с разными порогами чувствительности, для более точного измерения.


Индикатор разряда Li-ion/Li-pol аккумулятора

Как то обзавелся я Li-ion –выми аккумуляторам, все бы хорошо, да не умеют они отключатся сами когда полностью разряжены. Была выдрата «платка- выключалка» с батареи мобильника,и припаяна к батареи.

Глубоко в лесу заряжая от нее телефон, я понял что батарея все таки села, и на сколько села было не ясно.Через неделю вернувшись домой,я в ужасе понял что похоже я перешел границу глубокого разряда, «платка- выключалка» оказалась нерабочей.

Задался поиском простого и надежного индикатора. К сожалению в Интернете я встретил только примитивные конструкции на «рассыпухе».Я уверен что потратил бы не один день подбирая номиналы резисторов и стабилитронов.

К счастью я нашел пример использования ADC микроконтроллера.

Язык С знал поверхностно, но все таки решил приспособить для своей задачи этот кусок кода.
Сначала была использована atmega8,с внешним источником опорного напряжения на диодах, но как выяснилось этот ИОН сильно плавал. Внутрений же ИОН atmega8 был 2.56в и его использовать для измерения напряжения до 2.5 нельзя.

Порывшись в деталях я нашел atmega88-"отлично у нее внутренний ИОН 1.1в!"
Нарисовал схемку,что бы удобно было разводку печатки делать.


Сделал платку и подкорректировал и дописал программку под свои нужды.
Неуверенность была в том заработает ли мега от 2.5в,без проблем работала от 2.3в. Алгоритм работы устройства такой:

При появления питания индицирует напряжение источника питания, где то через 10с гаснут индикаторы, и через минуту снова загораются.
Если напряжение ниже ~2.5-2.6в начинает мигать самый последний светодиод, независимо была ли потушина индикация или нет.
Если вдруг напряжение выросло-перестает мигать,и возвращается в нормальный режим.
Такой алгоритм был выбран для уменьшения разряда батареи.
Ток потребления без индикации 0.2мА,с индикацие 24мА.
Для большей работоспособности при малых напряжениях использован внутренний генератор на 128кгц(следует учесть при повторном программировании!).
Каждый светодиод зажигается если напряжение больше какого то значения, в данном случае:
2.5v 2.7v 2.9v 3.1v 3.3v 3.6v 3.8v 4.0v
Точность индикатора к моему удивлении получилась достаточно высокая.
Печатная плата в формате Sprint Layout, размер 2х3см.

Получился вот такой девайсик:



Отдельный вопрос касается программирования микроконтроллера.
Я пользуюсь программатором от PROTTOSS http://prottoss.com/...programmer.htm.
5-я версия avr студии не поддерживае avr910,а в 4-й в AVR PROG нет такого микроконтролера,к тому же на компьютере у меня нет com портов для PonyProg. Выйти из замкнутого круга удалось скачав CodeVisionAVR205(вылеченную),порадовало окошко чип програмера похожее на Pony Prog.

Ну и самое главное фузы:





Как вам эта статья?

Нравится
Так себе
Не нравится

Заработало ли это устройство у вас?

Заработало сразу
Заработало после плясок с бубном
Не заработало совсем

53 16 9

Dr. Alex
VictorSL
ReZZZZZZZ
vagrom
maslinkoff