Obvod indikátoru doby zálohování baterie

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





Příspěvek vysvětluje obvod indikátoru doby zálohování baterie pro monitorování využití energie baterie připojenou zátěží a pro odhad přibližné zbývající doby zálohy baterie. Tuto myšlenku požadoval pan Mehran Manzoor.

Cíle a požadavky obvodu



  1. Chci obvod, který zobrazuje zbývající čas zálohování mých počítačů (nebo baterie). Což snadno ukazuje čas zálohy.
  2. Bude použit pro počítač při práci bez elektřiny a při znalosti času na práci.
  3. Čas bude zobrazen pomocí 7 segmentových displejů.

Pomocí 4 LED indikátorů zálohování

Sedmisegmentový LED displej by mohl udělat obvod docela složitým, proto se pokusíme implementovat design pomocí 4 LED indikátorů, které lze snadno upgradovat na 8 LED přidáním dalšího Fáze komparátoru LM324

Kdykoli je pro provoz dané zátěže zapojen provoz na baterii, znalost doby zálohy baterie se stává v systému důležitým faktorem.



Indikátor doby zálohování však většinou nikdy není k dispozici, a to ani ve většině pokročilé nabíječky baterií , což znemožňuje uživateli realizovat zbývající záložní energii v rámci přidružené baterie. Za tak obtížných okolností je ponecháno na uživateli, aby uhodl celý čas vybíjení pomocí metod pokusu a omylu.

Konstrukce obvodu indikátoru doby zálohování baterie, která je zde uvedena, je navržena pro splnění výše uvedeného požadavku, takže uživatel je schopen vizuálně monitorovat dobu zálohování a stav spotřeby zátěže spojené s baterií nepřetržitě.

Kruhový diagram

Obvodový provoz

S odkazem na výše uvedený diagram můžeme vidět návrh skládající se z několika fází navrhované implementace.

Levá strana vzoru se skládá z a 4 LED indikátor stavu baterie pomocí operační zesilovače LM324, zatímco pravá strana je konfigurována kolem IC LM3915, což je sekvenční IC ovladač LED v režimu dot / bar.

Opampy z IC LM324 jsou zapojeny jako komparátory pro detekci úrovní napětí baterie s odkazem na úrovně napětí invertujících vstupů odvozené z výstupů IC LM3915.

U 12V baterie je P1 nastavena na aktivaci bílé LED na přibližně 11 V, P2 je nastavena na aktivaci žluté LED na přibližně 12V, P3 je nastavena na rozsvícení zelené LED na přibližně 13 V a shodně je P4 nastavena na zapnutí červená LED kolem 14V.

To znamená, že při 14 V, což je úroveň úplného nabití 12 V baterie, u které lze očekávat, že všechny LED diody zůstanou svítit.

Nastavení předvoleb

Výše uvedené nastavení předvoleb se provádí s odkazem na úroveň napětí dosaženou v situaci, kdy je pin # 1 LM3915 v aktivovaném stavu.

Pin # 1 je první výstupní pin IC LM3915, který je nastaven v aktivním stavu s odkazem na minimální napětí na jeho pinu # 5, což znamená, že pokud je napětí pinu # 5 zvýšeno, sekvence aktivace se odpovídajícím způsobem posune z pin # 1 na další pin # 18, a pak na pin # 17, a tak dále, až nakonec na pin # 10, který je posledním vývodem IC, což značí maximální rozsah detekce napětí dosažený na pin # 5.

Výše uvedené akce aktivují měnící se (rostoucí) referenční úroveň od kolíku # 1 po kolík # 10 kvůli sériově připojeným diodám a zenerovým diodám, které jsou vhodně vybrány pro generování odpovídajících zvyšujících se poklesů napětí napříč uvedenými vývody. Lze očekávat, že tyto poklesy napětí budou mezi 0,6 V a 5,7 V mezi vývody č. 1 až 10.

V průběhu výše uvedené sekvence aktivace pinout přeskočí z jednoho pinu na další, což znamená, že v kterémkoli okamžiku detekce zůstane aktivní pouze jeden pinout (ujistěte se, že pin # 9 není pro tuto podmínku připojen nebo otevřený)

Pin # 5 lze vidět připojený pomocí Rx což je rezistor snímající proud který je zapojen do série se záporným pólem zátěže a záporným pólem baterie.

Proto se u Rx vyvíjí malý potenciální rozdíl ekvivalentní spotřebě zátěže a zvyšuje se s rostoucí spotřebou zátěže.

V závislosti na spotřebě zátěže je aktivní jeden z odpovídajících výstupních pinů LM3915 (logicky nízký), což zase nastavuje okamžitou úroveň referenčního napětí pro všechny invertující piny LM324 operační zesilovač

LED diody spojené s operačním zesilovačem se rozsvítí porovnáním kolísání baterie s odkazem na zatěžovací proud, tj. S informacemi o referenční úrovni dosaženými při aktivaci výstupního kolíku LM3915.

To pomáhá operátorům zhruba vypočítat odhadovaný výkon baterie s ohledem na využití zátěží a indikovat to pomocí LED osvětlení.

Jak se zvyšuje spotřeba, kontrolky LED se odpovídajícím způsobem vypnou, což indikuje vyšší využití zátěží a odpovídajícím způsobem zkracuje dobu zálohování zbývající s baterií.

A naopak, pokud zátěž spotřebovává minimální energii, jsou operátoři schopni získat relativně nižší úroveň referenčního napětí z výstupního kolíku LM3915, což indikuje zbývající zbývající dobu zálohy baterie, a to prostřednictvím osvětlení příslušných LED.

Jak nastavit obvod

Rx je vybrán tak, že pin # 1 IC LM3915 se stane aktivním (logicky nízký) při minimální úrovni napětí napříč Rx, což lze provést připojením fiktivní zátěže s relativně nízkým výkonem pro zátěž.

10K předvolba spojená s pinem # 5 LM3915 může být použita pro jemné doladění výše uvedených výsledků.

Dále lze zvolit vyšší rozsah připojením zátěže dimenzované na spotřebu vyššího proudu nebo ekvivalentu maximálního bezpečného limitu vybíjení baterie.

Nyní může být 10K předvolba upravena, aby bylo zajištěno, že s výše uvedeným zatěžovacím kolíkem # 10 IC bude aktivní (logicky nízký). Toto nastavení by mohlo ovlivnit dřívější nastavení, proto může být nutné další ladění, dokud nebude s výsledky dosaženo středně příznivé podmínky.

Přednastavení LM324 lze upravit, jak bylo vysvětleno dříve v článku, je to jednoduše provedeno s odkazem získaným z pinu č. 1 IC LM3915 a nastavením předvoleb A1 až A4 podle vysvětlení uvedeného ve výše uvedených částech článku.

Seznam dílů pro navrhovaný obvod indikátoru doby zálohování baterie.

P1 --- 4 = všechny jsou 10k předvolby

R1 ---- R4 = 1K

R5 = 10 tis

Z1, Z2, Z3 = 3V zener, 1/2 watt

Z4 = 4,7 V zener, 1/2 watt

Z5, Z6 = 5,1 V zener

Všechny diody jsou 1N4148

Zbytek informací je uveden v diagramu.




Předchozí: Obvod nabíječky baterií Triac Další: Bezpečné laserové bezpečnostní poplachové obvody