Indikator nizke ravni baterije: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Nekateri gospodinjski aparati, ki jih poganjajo Li-Ion baterije, ne vsebujejo indikatorja prazne baterije. V mojem primeru gre za talno pometanje z enim polnilcem 3,7 V. Natančnega časa za polnjenje in priključitev na glavno vtičnico ni enostavno določiti. Običajno pravočasno napolnim pometač, ko je baterija popolnoma prazna in elektromotor ne deluje. Takšna situacija ni zelo prijetna, še posebej, če morate takoj uporabiti pometač.

Iskal sem preprosto rešitev, kako zaznati raven napetosti, pri kateri naj bi prišlo do polnjenja. V tem članku je opisan preprost indikator nizke ravni Li-Ion baterije. Oblikovano vezje se lahko uporablja v kateri koli elektronski napravi, ki deluje na osnovi Li-Ion baterije, in lahko uporabniku pomaga pri pravilnem polnjenju baterije. Indikator baterije je namenjen eni celici, vendar ga je mogoče enostavno spremeniti v več celic. Indikator se lahko uporablja za vse baterije z majhnimi spremembami vezja.

Glavna prednost indikatorja je zelo zakonita poraba toka, v povprečju manj kot 10 mikroAmp. Trenutna poraba je odvisna od stanja indikatorja

Obstajajo tri funkcije Indikator stanja ravni:

• Kontrolna lučka neprekinjeno sveti: baterija je popolnoma napolnjena.
• LED indikator utripa: baterijo je treba napolniti.
• LED indikator ne sveti: baterija je napolnjena in naprava je pripravljena za uporabo

1. korak: Uvod Kazalnik nivoja Li-Ion baterije

Deli:

Vse dele je mogoče kupiti za manj kot 5 evrov.

Tu je seznam:

• IC1 MC33164-3P, Vezje za zaznavanje podnapetosti mikroenergije TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, časomer CMOS, LCSC PN C34608
• R1, R2 upor 10K, vsi upori, kondenzatorji in majhne komponente LCSC
• R3 upor 680K
• R4 upor 680
• C1 kondenzator M1
• C2 kondenzator 1M
• C3 kondenzator 10M
• D1, D2, D3 dioda 1N5819, LCSC PN C2474
• LED1 dioda LED 3 mm, rdeča
• Vijačni priključek T1

Upori so za 0,25 W ali manj, kondenzatorji za 12V ali več.

Orodja:

• Spajkalnik
• Akumulatorski vrtalnik
• Pištola za vroče lepilo

2. korak: Opis vezja

Integrirano vezje MC33164-3P je srce indikatorja nivoja. Podrobne informacije o tej komponenti so tukaj.

Enostaven opis vezja: To je mikro moč pod IC napetostjo, v plastični embalaži s tremi zatiči, podobno tranzistorju z nizko močjo. MC33164 je zasnovan kot vezje za ponastavitev mikroprocesorja v primeru izpada električne energije.

Zazna napetost na zatiču 2. Primerja zaznano napetost z referenčno napetostjo, v našem primeru 2,7V. Rezultat bi lahko ocenili kot vrednost napetosti na zatiču 1. Če je zaznana napetost manjša od 2, 7V, je izhod nizek in blizu 0V. Če je vhodna napetost večja od 2, 7 V, je predstavljena vrednost na zatiču 1 približno 3 V ali več.

Tipična referenčna vrednost za MC33164-3P (3 po pomišljaju pomeni 3V) je 2, 71V. Natančno pri tej vrednosti se spremeni izhodna vrednost. (Ne upoštevajte histereze.) Napetosti za enocelično Li-Ion baterijo so: največja napetost 4,2 V, tipična napetost 3,7 V in najmanjša napetost 2,8 do 3 V, predpostavimo 2,9 V. Najnižja napetost je prisotna na koncu cikla praznjenja in ta napetostna raven bi morala aktivirati naš indikator nizke ravni.

Referenčna napetost za MC33164 je prenizka v primerjavi z našimi zahtevami. Obstajata 2 rešitvi za zmanjšanje napetosti. Prvi in najpreprostejši je delilnik napetosti. Toda razdelilnik porabi dodaten tok. Druga rešitev je poraba manjšega toka, pri kateri se nekatere komponente zaporedoma zmanjšajo za 2,9 V na 2,7 V. Diode so komponente z nekaj padcem napetosti v smeri naprej in jih je mogoče uspešno uporabiti. Zaradi zelo nizke vrednosti toka sem najboljšo vrsto diode, ki sem jo izbral, izbral s preskusi.

Funkcija R1, D1, D2, D3 je zmanjšati vhodno napetost. Skakalec J1 bi lahko odpravil zadnji padec napetosti diode, vhodna napetost pa bi se lahko nekoliko zmanjšala. Izhod IC1 se napaja v časovnik IC2. Njegova aktivna vrednost je nizka in funkcija je omogočiti časovnik. Na žalost na IC2 ni vhodnega zatiča, ki bi omogočal to IC brez kakršnega koli invertirnega vezja.

Odločil sem se, da omogočim časovnik ICM7555 z uporabo izhoda IC1 kot minus napetosti na pin 1 IC2. Komponente C2, R3 določajo časovnik, nastavljen je za približno 2 sekundi. Upor R4 omejuje tok za prikaz diode LED1. Preizkušena napetost iz akumulatorja je priključena na priključek z zatiči 1 (plus) in 2 (minus). Vrednosti za R2, C1 so priporočene iz podatkovnega lista.

Časovnik ICM7555 je CMOS ekvivalent 555. Njegova prednost je delovna napetost od 2,5 V in zelo nizka poraba toka. Na drugi sliki je zelo preprosto vezje kot nadzor napetosti, ki ga priporoča podatkovni list. To shemo bi lahko uporabili tudi, vendar je uporaba ICM7555 prednost zaradi nizke napetosti, ki jo označuje utripajoča LED, kar je bolj opazno.

3. korak: Gradnja

Deli so spajkani na enem kosu prototipne plošče velikosti 20x35 mm. Zunaj plošče je LED dioda, ki jo je mogoče namestiti na vidno mesto. Nadzorovana Li-Ion baterija je priključena preko vijačne sponke. Plošča je dovolj majhna, da jo lahko vstavite v katero koli napravo.

Priključitev znotraj naprave je preprosta: samo priključite žice od priključnega bloka do baterije in izvrtajte luknjo za LED in jo popravite. Žice lahko priključite neposredno na stebričke akumulatorja na nosilcu baterije. V tem primeru tok teče neodvisno, glede na položaj stikala in indikator deluje ves čas.

V mojem primeru sem po glavnem (nizkonapetostnem) stikalu priključil indikator nizke ravni. Zaradi polnilne plošče v napravi, ki je ločeno priključena na stikalo in ločeno na baterijo, priključno mesto "po stikalu" ni jasno. Uporabljam preprosto rešitev, priključite indikator neposredno na obremenitev, enosmerni motor.

Plošče za izdelavo prototipov zahtevajo več časa za povezavo vseh komponent z žicami. Da bi prihranil ta čas, sem oblikoval tiskano vezje, velikosti 20x40 mm, s sestavnimi deli skozi luknje. PCB vsebuje samo eno plast. Uporaba komponent SMD lahko zmanjša velikost plošče. Tega modela nisem naredil zaradi bolj zapletenega spajkanja in manipuliranja z zelo majhnimi deli. Priložene so datoteke Gerber za izdelavo PCB.

4. korak: Zaključek

Opisani indikator nizkega nivoja baterije se lahko uporablja za vsako baterijo z napetostjo več kot 2,5 V. V tem primeru preskočite diode D1, D2 in D3 in dodajte en upor R5 kot del delilnika napetosti na R1. Vrednost R1 je odvisna od zaznane napetostne stopnje U in jo je mogoče izračunati z:

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

Konstrukcija se izvaja na majhnem tiskanem vezju s sestavnimi deli skozi luknje. Če imate na zalogi nekaj SMD delov, priporočam uporabo SMD komponent.

Velikost plošče je lahko manjša, konstrukcija pa vam omogoča vadbo z uporabo SMD delov.

Hvala za branje in lepo se imejte pri gradnji.