» un commentaire a été reçu avec des propositions intéressantes pour améliorer le design.
Étant donné qu'il est conseillé d'utiliser l'indicateur de batterie faible (article 3 du commentaire) sur tout appareil électronique autonome, pour éviter des pannes inattendues ou une panne d'équipement au moment le plus inopportun lorsque la batterie est faible, la fabrication d'un indicateur de batterie faible est couverte par un article séparé.
L'utilisation d'un indicateur de décharge est particulièrement importante pour la plupart des batteries au lithium avec une tension nominale de 3,7 volts (par exemple, les populaires 18650 d'aujourd'hui et les batteries Li-ion plates similaires ou courantes des téléphones de remplacement pour smartphone), car ils « n'aiment pas » vraiment les décharges inférieures à 3,0 volts et échouent donc. Certes, la plupart d'entre eux devraient avoir des circuits de protection d'urgence intégrés contre les décharges profondes, mais qui sait quel type de batterie vous avez entre les mains jusqu'à ce que vous l'ouvriez (la Chine est pleine de mystères).
Mais surtout, j'aimerais savoir à l'avance quelle charge est actuellement disponible dans la batterie utilisée. Nous pourrions alors connecter le chargeur à temps ou installer une nouvelle batterie sans attendre de tristes conséquences. Par conséquent, nous avons besoin d'un indicateur qui indiquera à l'avance que la batterie sera bientôt complètement épuisée. Pour mettre en œuvre cette tâche, il existe différentes solutions de circuits - des circuits sur un seul transistor aux dispositifs sophistiqués sur microcontrôleurs.
Dans notre cas, il est proposé de réaliser un simple indicateur de décharge de batterie au lithium, qui peut être facilement assemblé de vos propres mains. L'indicateur de décharge est économique et fiable, compact et précis pour déterminer la tension contrôlée.
Circuit indicateur de décharge
Le circuit est réalisé à l'aide de détecteurs de tension. Ils sont également appelés moniteurs de tension. Ce sont des puces spécialisées conçues spécifiquement pour le contrôle de tension. Les avantages indéniables des circuits de surveillance de tension sont une consommation d'énergie extrêmement faible en mode veille, ainsi que leur extrême simplicité et précision. Pour rendre l'indication de décharge encore plus visible et économique, nous chargeons la sortie du détecteur de tension sur une LED clignotante ou « lumière clignotante » sur deux transistors bipolaires.
Le détecteur de tension (DA1) PS T529N utilisé dans le circuit connecte la sortie (broche 3) du microcircuit au fil commun, lorsque la tension contrôlée sur la batterie diminue à 3,1 volts, mettant ainsi sous tension l'impulsion à haut rendement Générateur. En même temps, la LED ultra lumineuse commence à clignoter avec une période : pause - 15 secondes, flash court - 1 seconde. Cela vous permet de réduire la consommation de courant à 0,15 ma pendant la pause et à 4,8 ma pendant le flash. Lorsque la tension de la batterie est supérieure à 3,1 volts, le circuit indicateur est pratiquement éteint et ne consomme que 3 μA.
Comme l'a montré la pratique, le cycle d'indication indiqué est largement suffisant pour voir le signal. Mais si vous le souhaitez, vous pouvez définir un mode qui vous convient mieux en sélectionnant la résistance R2 ou le condensateur C1. En raison de la faible consommation de courant de l'appareil, un interrupteur d'alimentation séparé pour l'indicateur n'est pas fourni. L'appareil est opérationnel lorsque la tension d'alimentation est réduite à 2,8 volts.
Fabriquer un chargeur
1. Équipement.
Nous achetons ou sélectionnons parmi ceux disponibles des composants à assembler conformément au schéma.
2. Assemblage du circuit.
Pour vérifier la fonctionnalité du circuit et ses réglages, nous assemblons un indicateur de décharge sur un circuit imprimé universel. Pour faciliter l'observation (fréquence d'impulsion élevée), pendant le test, remplacez le condensateur C1 par un condensateur de plus petite capacité (par exemple 0,47 μF). Nous connectons le circuit à une alimentation électrique avec la possibilité d'ajuster en douceur la tension continue dans la plage de 2 à 6 volts.
3. Vérification du circuit.
Abaissez lentement la tension d'alimentation de l'indicateur de décharge, en commençant par 6 volts. Nous observons sur l'écran du testeur la valeur de tension à laquelle le détecteur de tension (DA1) s'allume et la LED commence à clignoter. Avec la sélection correcte d'un détecteur de tension, le moment de commutation doit être d'environ 3,1 volts.
4. Préparez la carte pour le montage et le soudage des pièces.
Nous découpons la pièce nécessaire à l'installation dans le circuit imprimé universel, limons soigneusement les bords du circuit imprimé, nettoyons et étamons les pistes de contact. La taille de la planche découpée dépend des pièces utilisées et de leur disposition lors de l'installation. Les dimensions de la planche sur la photo sont de 22 x 25 mm.
5. Installation du circuit débogué sur la carte de travail
Si le résultat est positif dans le fonctionnement du circuit sur le circuit imprimé, nous transférons les pièces sur la carte de travail, soudons les pièces et effectuons les connexions manquantes avec un fil de montage fin. Une fois le montage terminé, nous vérifions l'installation. Le circuit peut être assemblé de n'importe quelle manière pratique, y compris une installation murale.
6. Vérification du circuit de travail de l'indicateur de décharge
Nous vérifions la fonctionnalité du circuit indicateur de décharge et ses réglages en connectant le circuit à l'alimentation électrique, puis à la batterie testée. Lorsque la tension dans le circuit d'alimentation est inférieure à 3,1 volts, l'indicateur de décharge doit s'allumer.
Au lieu du détecteur de tension PS T529N (DA1) utilisé dans le circuit détecteur de tension pour une tension contrôlée de 3,1 volts, il est possible d'utiliser des microcircuits similaires d'autres fabricants, par exemple BD4731. Ce détecteur dispose d'un collecteur ouvert en sortie (comme en témoigne le chiffre supplémentaire « 1 » dans la désignation du microcircuit), et limite également indépendamment le courant de sortie à 12 mA. Cela vous permet d'y connecter directement une LED, sans limiter les résistances.
Il est également possible d'utiliser des détecteurs pour une tension de 3,08 volts dans le circuit - TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G. Il est conseillé de clarifier les paramètres exacts des détecteurs de tension sélectionnés dans leur fiche technique.
De la même manière, vous pouvez utiliser un autre détecteur de tension pour toute autre tension nécessaire au fonctionnement de l'indicateur.
La décision sur la deuxième partie de la question au paragraphe 3 du commentaire ci-dessus - le fonctionnement de l'indicateur de décharge uniquement en présence d'éclairage - a été reportée les raisons suivantes:
- le fonctionnement d'éléments supplémentaires dans le circuit nécessite une consommation d'énergie supplémentaire de la batterie, c'est-à-dire l'efficacité du système en souffre ;
- le fonctionnement de l'indicateur de décharge en journée est le plus souvent inutile, car il n'y a pas de « spectateurs » dans la salle et le soir, la batterie peut s'épuiser ;
- L'indicateur fonctionne plus clairement et plus efficacement la nuit, et il y a un interrupteur d'alimentation pour éteindre rapidement l'appareil.
Je n'ai pas envisagé l'utilisation d'un amplificateur opérationnel domestique proposée au paragraphe 2 du commentaire, en raison du débogage des modes de fonctionnement du circuit à des courants minimaux lors du processus de finition sur le circuit imprimé.
Pour résoudre le problème selon le point 1 du commentaire, j'ai légèrement modifié le schéma du dispositif « Veilleuse avec interrupteur acoustique ». Pourquoi ai-je allumé le bus d'alimentation positif du relais acoustique via un inverseur sur VT3, contrôlé par un relais photo fonctionnant en permanence.
Le démarrage réussi d’un moteur de voiture dépend en grande partie de l’état de charge de la batterie. Vérifier régulièrement la tension aux bornes avec un multimètre n'est pas pratique. Il est bien plus pratique d’utiliser un indicateur numérique ou analogique situé à côté du tableau de bord. Vous pouvez créer vous-même l'indicateur de charge de batterie le plus simple, dans lequel cinq LED aident à suivre la décharge ou la charge progressive de la batterie.
Diagramme schématique
Le schéma de circuit considéré d'un indicateur de niveau de charge est l'appareil le plus simple qui affiche le niveau de charge d'une batterie de 12 volts. Son élément clé est le microcircuit LM339, dans le boîtier duquel sont assemblés 4 amplificateurs opérationnels (comparateurs) du même type. La vue générale du LM339 et l'affectation des broches sont présentées dans la figure. 
Les entrées directes et inverses des comparateurs sont connectées via des diviseurs résistifs. Des LED indicatrices de 5 mm sont utilisées comme charge.
La diode VD1 sert à protéger le microcircuit des changements accidentels de polarité. La diode Zener VD2 définit la tension de référence, qui constitue la norme pour les mesures futures. Les résistances R1-R4 limitent le courant traversant les LED.
Principe d'opération
Le circuit indicateur de charge de la batterie LED fonctionne comme suit. Une tension de 6,2 volts stabilisée à l'aide de la résistance R7 et de la diode Zener VD2 est fournie à un diviseur résistif assemblé à partir de R8-R12. Comme le montre le schéma, des tensions de référence de différents niveaux sont formées entre chaque paire de ces résistances, qui sont fournies aux entrées directes des comparateurs. À leur tour, les entrées inverses sont interconnectées et connectées aux bornes de la batterie via les résistances R5 et R6.
Pendant le processus de charge (décharge) de la batterie, la tension aux entrées inverses change progressivement, ce qui entraîne une commutation alternée des comparateurs. Considérons le fonctionnement de l'amplificateur opérationnel OP1, chargé d'indiquer le niveau de charge maximum de la batterie. Posons la condition : si la batterie chargée a une tension de 13,5 V, alors la dernière LED commence à s'allumer. La tension de seuil à son entrée directe à laquelle cette LED s'allumera est calculée à l'aide de la formule :
U OP1+ = U ST VD2 – U R8,
U ST VD2 =U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)
I= U ST VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 mA,
U R8 = I*R8=0,34 mA*5,1 kOhm=1,7 V
UOP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 V
Cela signifie que lorsque l'entrée inverse atteint un potentiel supérieur à 4,5 volts, le comparateur OP1 commutera et un faible niveau de tension apparaîtra à sa sortie, et la LED s'allumera. À l'aide de ces formules, vous pouvez calculer le potentiel aux entrées directes de chaque amplificateur opérationnel. Le potentiel aux entrées inverses est obtenu à partir de l'égalité : U OP1- = I*R5 = U BAT – I*R6.
Circuit imprimé et pièces d'assemblage
Le circuit imprimé est constitué d'un PCB en aluminium simple face mesurant 40 x 37 mm, téléchargeable. Il est conçu pour le montage d'éléments DIP du type suivant :
- Résistances MLT-0,125 W avec une précision d'au moins 5 % (série E24)
R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 kOhm,
R5, R8 – 5,1 kOhms,
R6, R12 – 10 kOhms ; - toute diode basse consommation VD1 avec une tension inverse d'au moins 30 V, par exemple 1N4148 ;
- La diode Zener VD2 est de faible consommation avec une tension de stabilisation de 6,2 V. Par exemple, KS162A, BZX55C6V2 ;
- LED LED1-LED5 – type d'indicateur
À l'aide de deux résistances, vous pouvez régler la tension de claquage dans la plage de 2,5 V à 36 V.
Je vais donner deux schémas pour utiliser le TL431 comme indicateur de charge/décharge de batterie. Le premier circuit est destiné à un indicateur de décharge, et le second à un indicateur de niveau de charge.
La seule différence est l'ajout d'un transistor npn, qui activera une sorte de dispositif de signalisation, tel qu'une LED ou un buzzer. Ci-dessous, je vais donner une méthode de calcul de la résistance R1 et des exemples pour certaines tensions.
La diode Zener fonctionne de telle manière qu'elle commence à conduire le courant lorsqu'elle dépasse une certaine tension, dont nous pouvons définir le seuil à l'aide de R1 et R2. Dans le cas d'un indicateur de décharge, l'indicateur LED doit s'allumer lorsque la tension de la batterie est inférieure à celle requise. Par conséquent, un transistor n-p-n est ajouté au circuit.
Comme vous pouvez le voir, la diode Zener réglable régule le potentiel négatif, c'est pourquoi la résistance R3 est ajoutée au circuit, dont la tâche est d'allumer le transistor lorsque le TL431 est désactivé. Cette résistance est de 11k, sélectionnée par essais et erreurs. La résistance R4 sert à limiter le courant sur la LED, elle peut être calculée à l'aide.
Bien sûr, vous pouvez vous passer de transistor, mais la LED s'éteindra lorsque la tension descendra en dessous du niveau défini - le schéma est ci-dessous. Bien entendu, un tel circuit ne fonctionnera pas à basse tension en raison du manque de tension et/ou de courant suffisant pour alimenter la LED. Ce circuit présente un inconvénient qui est la consommation de courant constante, de l'ordre de 10 mA.
Dans ce cas, l'indicateur de charge sera allumé en permanence lorsque la tension sera supérieure à ce que nous avons défini avec R1 et R2. La résistance R3 sert à limiter le courant vers la diode.
Il est temps de faire ce que tout le monde préfère : les mathématiques
J'ai déjà dit au début que la tension de claquage peut être modifiée de 2,5V à 36V via l'entrée « Ref ». Essayons donc de faire quelques calculs. Supposons que l'indicateur s'allume lorsque la tension de la batterie descend en dessous de 12 volts.
La résistance de la résistance R2 peut avoir n'importe quelle valeur. Cependant, il est préférable d'utiliser des nombres ronds (pour faciliter le comptage), comme 1k (1 000 ohms), 10k (10 000 ohms).
On calcule la résistance R1 à l'aide de la formule suivante :
R1=R2*(Vo/2,5V – 1)
Supposons que notre résistance R2 ait une résistance de 1k (1000 Ohms).
Vo est la tension à laquelle le claquage doit se produire (dans notre cas 12V).
R1=1000*((12/2,5) - 1)= 1000(4,8 - 1)= 1000*3,8=3,8k (3800 Ohms).
C'est-à-dire que la résistance des résistances pour 12V ressemble à ceci :
Et voici une petite liste pour les paresseux. Pour la résistance R2=1k, la résistance R1 sera :
- 5V – 1k
- 7,2 V – 1,88k
- 9V – 2,6k
- 12V – 3,8k
- 15V - 5k
- 18V – 6,2k
- 20V – 7k
- 24V – 8,6k
Pour une basse tension, par exemple 3,6 V, la résistance R2 doit avoir une résistance plus élevée, par exemple 10k, car la consommation de courant du circuit sera moindre.
Oscilloscope USB portable, 2 voies, 40 MHz....
J'ai décidé de publier un autre article aujourd'hui. Encore une fois, je ne prétends pas être une « découverte », puisque tous les vélos ont été inventés il y a longtemps ! C'est juste qu'un jour, nous nous préparions à prendre un vol, et il n'y avait aucun indicateur de décharge de batterie, nous avons donc dû inventer et fabriquer de toute urgence des appareils pour ne pas endommager les batteries. Oui, les appareils sont simples, ils n'ont pas de bip. Mais les LED super lumineuses sont clairement visibles même par une journée ensoleillée, et nous étions donc sereins quant à la sécurité des batteries. Je suis d'accord que les appareils se sont avérés les plus simples, au niveau des années 80. Néanmoins
Ils font face à la tâche avec succès ! Écoutez, quelqu'un trouvera cela utile !
Indicateur de décharge de batterie Li Po.
On sait que les batteries Li Po ne peuvent pas se décharger en dessous de 3,2 Volts par cellule. Une décharge inférieure à cette valeur entraîne une défaillance rapide de la batterie. Par conséquent, il est extrêmement souhaitable de surveiller la tension limite de décharge de chaque groupe de batteries. Couper
le contrôleur de vitesse du moteur ne peut pas garantir un arrêt rapide
batterie Par conséquent, il est logique d’utiliser une protection supplémentaire, qui peut être un indicateur LED de batterie faible.
Dans ce circuit, une diode Zener réglable avec précision TL431 est utilisée comme comparateur. Le seuil est fixé par un diviseur de tension dans le circuit de l'UE (électrode de commande) de 15 kΩ (résistance inférieure dans le circuit) et 4,3 kΩ (résistance supérieure).
Avec ce rapport de résistances, la diode Zener TL431 se déclenche à la tension
en utilisant une banque de 3,2 volts. Lorsque la tension de la batterie est comprise entre 3,2 et 4,2 V,
La diode Zener TL431 est ouverte, la chute de tension à ses bornes n'est pas suffisante pour que la LED fonctionne et elle est éteinte. Lorsque la tension de la batterie atteint 3,2 V, la diode Zener se ferme et la LED s'allume grâce au courant traversant la résistance de 2 kohms.
L'indicateur est constitué de trois cellules identiques, ce qui permet de surveiller une à une les batteries 1S, 2S et 3S. En ajoutant une ou deux cellules supplémentaires, vous pouvez contrôler 4S et 5S
batteries. J'ai utilisé des LED bleues super lumineuses, elles me semblent être les plus
perceptible pendant la journée. J'ai refusé l'alarme sonore, car le son s'entend de relativement près, et je ne voulais pas augmenter les dimensions et le poids. Les LED suffisent amplement, surtout
qu'après l'atterrissage, vous récupérez toujours le modèle et il est facile de ne pas remarquer que la LED s'allume
impossible!
J'ai récupéré les broches de contact d'une carte électronique de disque dur inutilisable avec une interface IDE.
Ils sont bien entendu insérés dans le connecteur d’équilibrage de la batterie. Connecteurs symétriques
Je le sors du corps du modèle pour charger la batterie sans la retirer du modèle.
Je fixe l'écharpe Indicator au corps du modèle avec du ruban adhésif. Ensuite, vous pouvez facilement réorganiser
à un autre modèle.
Installation. On configure chaque cellule à tour de rôle ! Pour la configuration, vous avez besoin de trois batteries ordinaires de 1,5 Volt connectées en série, d'une résistance variable de 470 Ohm et d'un multimètre numérique. Nous connectons une résistance variable de 470 Ohm en série avec le fil positif de la batterie à l'aide d'un rhéostat. De cette façon, nous obtenons une source de tension de 4,5 V.
Nous prenons un connecteur à 2 broches adapté à la marche et y soudons seulement deux fils
de la batterie « - » et « + ». Comme mentionné ci-dessus, le « + » traverse une résistance variable. On place la résistance variable dans la position correspondant à la résistance minimale et on connecte le connecteur aux contacts correspondants de la cellule inférieure (ou supérieure). Puisque la résistance est réglée sur la position de résistance minimale, la pleine tension de 4,5 V est appliquée à la cellule et la LED ne doit pas s'allumer. Ensuite, on connecte le connecteur tour à tour à deux autres cellules et on s'assure que toutes les LED sont éteintes.
Ensuite on augmente progressivement la résistance de la résistance variable, tout en contrôlant
À l'aide d'un multimètre, mesurez la tension à la sortie de la résistance par rapport au fil négatif. À mesure que la résistance de la résistance augmente, la tension fournie à la cellule commencera à diminuer progressivement et lorsqu'elle atteindra 3,18.....3,2 Volts, la LED devrait s'allumer. Lorsque la résistance diminue, c'est-à-dire lorsque la tension fournie à la cellule augmente au-dessus de 3,2 V, la LED s'éteint à nouveau. Ainsi, en déplaçant le connecteur un à un vers les contacts correspondants, on vérifie toutes les cellules. Le seuil de commutation peut être modifié
sélection de résistance 4,3 kom. De plus, il peut être composé de 2 résistances, par exemple
si on met 2 com + 2 com = 4 com (seuil de commutation 3,14 V), et 3,3 com + 1 com = 4,3 com
(seuil de commutation 3,18 V) J'ai une résistance de 4,3 kΩ composée de deux (3,3 kΩ + 1 kΩ), visible sur les photographies. Les dimensions du circuit imprimé de l'indicateur à 3 cellules sont de 30 x 30 mm.
La diode Zener réglable TL431 est une pièce courante et est vendue dans les magasins de radio. De plus, ils sont utilisés dans presque toutes les alimentations à découpage (adaptateurs) pour contrôler l'optocoupleur de protection.
J'ai fait plusieurs pièces, elles fonctionnent bien, fournissent une indication en temps opportun.
Par conséquent, je le recommande pour la répétition par les modélistes d'avions - radioamateurs !
Forme générale. 
Diagramme schématique.
Installation
Vue depuis les pièces. Dimensions de la planche 30 x 30 mm.
Vue depuis les sentiers. Dimensions de la planche 30 x 30 mm.
Les LED sont des lueurs bleues très brillantes. Les bleus sont mieux vus par une journée ensoleillée.
Un indicateur LED du niveau de charge d'une batterie classique ou rechargeable, où tous les seuils sont réglés à l'aide de potentiomètres, peut être assemblé selon le schéma donné dans ce document. Un énorme plus, c'est qu'il fonctionne avec des piles de 3 à 28 V.
Circuit indicateur de batterie faible
Les indicateurs à diodes électroluminescentes eux-mêmes sont disponibles en différents types et couleurs, ceux recommandés sont indiqués dans le schéma lui-même. En raison des différences de chute de tension directe, les résistances de limitation de courant doivent être ajustées pour obtenir les meilleures performances et l'uniformité de la lueur. Selon le circuit, il est proposé que R18-R22 aient la même résistance - notez que ces résistances ne doivent finalement pas être égales. Cependant, s’ils sont tous de la même couleur, une seule valeur de résistance sera suffisante.
Couleur LED - niveau de charge
- Rouge: de 0 à 25%
- Orange : 25 — 50%
- Jaune : 50 — 75%
- Vert : 75 — 100%
- Bleu: >100% tension
Ici, le LM317 agit comme une simple référence de 1,25 V. La tension d'entrée minimale doit être supérieure de quelques volts à la tension de sortie. Tension d'entrée minimale = 1,25 V + 1,75 V = 3 V. Bien que le LM317 ait une charge minimale de 5 mA selon la fiche technique, aucun exemple n'a été trouvé qui ne fonctionnerait pas à 3,8 mA. C'est la résistance R5 (330 Ohms) qui assure la charge minimale.
Lors des tests, le niveau de charge de la batterie 4,5 V a été évalué, et c'est pour cela que les tensions du schéma sont données. La configuration est la suivante : tout d'abord, la tension de réponse de chaque comparateur doit être déterminée en fonction du niveau de décharge de la batterie, puis la tension doit être divisée par le coefficient de division du diviseur de tension. Ainsi, pour une batterie de 4,5 V, cela ressemble à ceci :
Tension de seuil
- 4,8 V 1,12 V
- 4,5V 1,05V
- 4,2 0,98V
- 3,9 V 0,91 V
Fonctionnement de l'indicateur d'état de la batterie
La puce LM317 U3 est une source de tension de référence de 1,25 volts. Les résistances R5 et R6 forment un diviseur de tension qui réduit la tension de la batterie à un niveau proche de la tension de référence. L'élément U2A est un amplificateur, donc quelle que soit la quantité de courant consommée par ce nœud, la tension reste stable. Les résistances R8 à R11 fournissent une résistance élevée aux entrées du comparateur. U1 se compose de quatre comparateurs qui comparent la tension de référence des potentiomètres avec la tension de la batterie. L'ampli-op LM358 U2B fonctionne également comme une sorte de comparateur qui contrôle une LED d'ordre inférieur.
Aux valeurs de tension limite, les LED peuvent ne pas briller clairement ; en règle générale, un scintillement se produit entre deux LED adjacentes. Pour éviter cela, une petite quantité de tension de rétroaction positive est ajoutée entre R14 et R17.
Tester l'indicateur
Si le test est effectué directement à partir de la batterie, veuillez noter que la protection contre l'inversion de polarité n'est pas fournie. Il est préférable de connecter dans un premier temps les circuits de puissance via une résistance de 100 Ohm pour limiter d'éventuels dysfonctionnements. Et après avoir déterminé que la polarité est correcte, cette résistance peut être retirée.
Version simplifiée de l'indicateur
Pour ceux qui souhaitent construire un appareil plus simple, la puce U2, toutes les diodes et certaines résistances peuvent être supprimées. Nous vous conseillons de commencer avec cette version, puis, après vous être assuré de son bon fonctionnement, de construire la version complète de l'indicateur de décharge de batterie. Bonne chance pour le lancement à tous !
