Pokazatelj niske razine baterije: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Neki kućanski aparati koji se napajaju Li-Ion baterijama ne sadrže indikator prazne baterije. U mom slučaju radi se o punjivim podmetačima sa jednom baterijom od 3,7 V. Nije lako odrediti točno vrijeme za ponovno punjenje i priključivanje na glavnu utičnicu. Obično punim čistač na vrijeme, kad je baterija potpuno ispražnjena i električni motor ne radi. Takva situacija nije baš ugodna, pogotovo ako trebate odmah koristiti stroj za čišćenje.

Tražio sam jednostavno rješenje, kako otkriti razinu napona na kojoj bi se trebalo dogoditi punjenje. U ovom članku opisan je jednostavan indikator Li-Ion baterije niske razine. Dizajnirano kolo može se koristiti u bilo kojem elektroničkom uređaju koji se napaja Li-Ion baterijom i može pomoći korisniku da napuni bateriju u pravo vrijeme. Indikator baterije namijenjen je jednoj ćeliji, ali se može lako promijeniti na više ćelija. Indikator se može koristiti za bilo koju bateriju s malim izmjenama kruga.

Glavna prednost indikatora je vrlo zakonita potrošnja struje, u prosjeku manja od 10 mikroAmp. Trenutna potrošnja ovisi o stanju indikatora

Postoje tri funkcije Indikator stanja razine:

• LED indikator svijetli stalno: baterija je potpuno napunjena.
• LED indikator treperi: potrebno je napuniti bateriju.
• LED indikator ne svijetli: baterija je napunjena i uređaj je spreman za uporabu

Korak 1: Uvod Pokazivač razine Li-Ion baterije

Dijelovi:

Svi se dijelovi mogu kupiti za manje od 5 eura.

Evo popisa:

• IC1 MC33164-3P, Sklop osjetljivog podnapona za mikronapon TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, CMOS mjerač vremena, LCSC PN C34608
• R1, R2 otpornik 10K, svi otpornici, kondenzatori i male komponente LCSC
• R3 otpornik 680K
• R4 otpornik 680
• C1 kondenzator M1
• C2 kondenzator 1M
• C3 kondenzator 10M
• D1, D2, D3 dioda 1N5819, LCSC PN C2474
• LED1 dioda led 3 mm, crvena
• Vijčani terminal T1

Otpornici su za 0,25 W ili manje, kondenzatori za 12V ili više.

Alati:

• Lemilica
• Akumulatorska bušilica
• Pištolj za vruće ljepilo

Korak 2: Opis kruga

Integrirano kolo MC33164-3P srce je pokazatelja razine. Detaljne informacije o ovoj komponenti nalaze se ovdje.

Jednostavan opis kruga: To je mikro snaga pod naponom osjetljivim IC -om, u tri pinska plastična pakiranja, slično tranzistoru male snage. MC33164 je dizajniran kao sklop za resetiranje mikroprocesora, u slučaju pada napajanja.

On detektira napon na pinu 2. Uspoređuje otkriveni napon s referentnim naponom, u našem slučaju 2.7V. Rezultat se može ocijeniti kao vrijednost napona na pinu 1. Ako je detektirani napon manji od 2, 7V, izlaz je nizak i blizu 0V. Ako je ulazni napon veći od 2, 7V, prikazana vrijednost na pinu 1 je oko 3V ili više.

Tipična referentna vrijednost za MC33164-3P (3 nakon crtice znači 3V) je 2, 71V. Točno na ovoj vrijednosti, izlazna vrijednost se mijenja. (Ne uzimajte u obzir histerezu.) Naponi za jednu ćelijsku Li-Ion bateriju su: maksimalni napon je 4,2 V, tipični napon 3,7 V, a minimalni napon od 2,8 do 3 V, pretpostavimo 2,9 V. Minimalni napon prisutan je na kraju ciklusa pražnjenja i ova razina napona trebala bi aktivirati naš indikator niske razine.

Referentni napon za MC33164 je prenizak u usporedbi s našim zahtjevima. Postoje 2 rješenja za smanjenje napona. Prvi i najjednostavniji je razdjelnik napona. No, razdjelnik troši dodatnu struju. Manje trošenje struje je drugo rješenje koje koristi neke komponente u nizu za smanjenje 2,9 V na 2,7 V. Diode su komponente s padom napona u smjeru naprijed i mogle bi se uspješno koristiti. Zbog vrlo niske vrijednosti struje, najbolju vrstu diode koju sam izabrao testirao sam.

Funkcija R1, D1, D2, D3 je smanjiti ulazni napon. Skakač J1 mogao bi ukloniti posljednji pad napona diode, a ulazni napon bi se mogao malo smanjiti. Izlaz IC1 dovodi se u mjerač vremena IC2. Njegova aktivna vrijednost je niska, a funkcija je omogućiti mjerač vremena. Nažalost, nema ulaza na IC2, što omogućuje omogućavanje ovog IC -a bez ikakvog invertirajućeg kruga.

Odlučio sam omogućiti mjerač vremena ICM7555 primjenom izlaza IC1 kao minus napona na pin 1 IC2. Komponente C2, R3 određuju vremensko razdoblje, podešava se na oko 2 sekunde. Otpornik R4 ograničava struju za pokazivanje LED1 diode. Ispitani napon iz baterije spojen je na stezaljku s pinovima 1 (plus) i 2 (minus). Vrijednosti za R2, C1 preporučuju se iz podatkovnog lista.

Timer ICM7555 je CMOS ekvivalent 555. Njegova je prednost radni napon od 2,5 V i vrlo niska potrošnja struje. Na drugoj slici nalazi se vrlo jednostavan sklop kao monitor napona koji preporučuje podatkovna tablica. Ova bi se shema također mogla koristiti, ali korištenje ICM7555 je prednost jer je napon niske razine naznačen trepćućom LED, što je uočljivije.

Korak 3: Izgradnja

Dijelovi su lemljeni na jednom komadu ploče za izradu prototipova veličine 20x35 mm. Izvan ploče je LED dioda, može se montirati na vidljivo mjesto. Nadzirana Li-Ion baterija spojena je pomoću vijčanog priključnog bloka. Ploča je dovoljno mala da se može umetnuti u bilo koji uređaj.

Spajanje unutar uređaja je jednostavno: samo spojite žice s priključnog bloka na bateriju i izbušite rupu za LED i popravite je. Žice se mogu spojiti izravno na stupove baterija na držaču baterije. U ovom slučaju struja se neovisno ispušta, u odnosu na položaj prekidača i indikator radi cijelo vrijeme.

U mom slučaju, spojio sam indikator niske razine nakon glavnog (niskonaponskog) prekidača. Zbog ploče punjača unutar uređaja, koja je zasebno spojena na prekidač, a odvojeno na bateriju, mjesto spajanja "nakon prekidača" nije jasno. Koristim jednostavno rješenje, spojite indikator izravno na opterećenje, istosmjerni motor.

Ploče za izradu prototipa zahtijevaju više vremena za povezivanje svih komponenti žicama. Kako bih uštedio ovo vrijeme, dizajnirao sam PCB, veličine 20x40 mm, sa komponentama kroz rupe. PCB sadrži samo jedan sloj. Korištenje SMD komponenti može smanjiti veličinu ploče. Ovaj dizajn nisam napravio zbog složenijeg lemljenja i manipuliranja vrlo malim dijelovima. U prilogu su Gerber datoteke za izradu PCB -a.

Korak 4: Zaključak

Opisani pokazatelj niske razine napunjenosti baterije može se koristiti za bilo koju bateriju s naponom većim od 2,5 V. U tom slučaju preskočite diode D1, D2 i D3 i dodajte jedan otpornik R5 kao dio razdjelnika napona u R1. Vrijednost R1 ovisi o otkrivenoj naponskoj razini U i može se izračunati prema:

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

Konstrukcija se izvodi na malom PCB -u sa sastavnim dijelovima. Ako imate na zalihi neke SMD dijelove, preporučujem upotrebu SMD komponenti.

Veličina ploče može biti manja, a konstrukcija vam omogućuje vježbanje korištenjem SMD dijelova.

Hvala vam na čitanju i ugodno se provedite u gradnji.