Alacsony töltöttségi szint jelző: 4 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Egyes háztartási készülékek Li-Ion akkumulátorokkal működnek, nem tartalmaznak alacsony töltöttség-jelzőt. Esetemben ez egy újratölthető padlóseprő egy 3,7 V -os akkumulátorral. Nem könnyű meghatározni a pontos feltöltési és rögzítési időt. Általában időben feltöltöm a seprőgépet, amikor az akkumulátor teljesen lemerült, és az elektromos motor nem működik. Ez a helyzet nem túl kényelmes, különösen akkor, ha azonnal használni kell a seprőgépet.

Egyszerű megoldást kerestem, hogyan lehet érzékelni azt a feszültségszintet, amelynél a töltésnek meg kell történnie. Ebben a cikkben egy egyszerű, alacsony szintű Li-Ion akkumulátor jelzőt ismertetünk. A tervezett áramkör bármely Li-Ion akkumulátorral működő elektronikus eszközben használható, és segíthet a felhasználónak az akkumulátor megfelelő időben történő feltöltésében. Az akkumulátorjelző egy cella számára készült, de könnyen módosítható több cellára. Az indikátor bármilyen akkumulátorhoz használható, kis áramkör -módosításokkal.

Az indikátor fő előnye a nagyon törvényes áramfelvétel, átlagosan kevesebb, mint 10 mikroAmp. Az áramfogyasztás az indikátor állapotától függ

A szintjelző állapotának három funkciója van:

• A visszajelző LED folyamatosan világít: az akkumulátor teljesen fel van töltve.
• A visszajelző LED villog: az akkumulátort fel kell tölteni.
• A visszajelző LED nem világít: az akkumulátor fel van töltve, és a készülék használatra kész

1. lépés: Bevezetés a Li-Ion akkumulátor töltöttségi szint jelző

Alkatrészek:

Minden alkatrészt 5 eurónál olcsóbban lehetett megvásárolni.

Itt a lista:

• IC1 MC33164-3P, Mikroenergia-alulfeszültség érzékelő áramkör TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, CMOS időzítő, LCSC PN C34608
• R1, R2 10K ellenállás, minden ellenállás, kondenzátor és kis alkatrész LCSC
• R3 ellenállás 680K
• R4 ellenállás 680
• C1 kondenzátor M1
• C2 kondenzátor 1M
• C3 kondenzátor 10M
• D1, D2, D3 dióda 1N5819, LCSC PN C2474
• LED1 dióda led 3mm, piros
• T1 csavaros kapocs

Az ellenállások legfeljebb 0,25 W, a kondenzátorok 12 V vagy annál nagyobb teljesítményűek.

Eszközök:

• Forrasztópáka
• Akkumulátoros fúrógép
• Ragasztópisztoly

2. lépés: Az áramkör leírása

Az MC33164-3P integrált áramkör a szintjelző szíve. Erről az összetevőről itt talál részletes információkat.

Az áramkör egyszerű leírása: Mikroteljesítmény feszültségérzékelő IC alatt, három tűs műanyag csomagolásban, hasonlóan az alacsony teljesítményű tranzisztorhoz. Az MC33164 -et a mikroprocesszor visszaállítási áramkörének tervezték áramkimaradás esetén.

Feszültséget észlel a 2. tüskén. Összehasonlítja az észlelt feszültséget a referenciafeszültséggel, esetünkben 2,7 V -al. Az eredményt az 1. tüske feszültségértékeként lehet értékelni. Ha az észlelt feszültség kisebb, mint 2, 7 V, a kimenet alacsony és közel 0 V. Ha a bemeneti feszültség meghaladja a 2, 7 V -ot, akkor az 1 -es tüske értéke körülbelül 3 V vagy több.

Az MC33164-3P tipikus referenciaértéke (3 a kötőjel után 3V) 2, 71V. Pontosan ezen az értéken a kimeneti érték megváltozik. (Ne vegye figyelembe a hiszterézist.) Egy cellás Li-Ion akkumulátor feszültségei: a maximális feszültség 4,2 V, a tipikus feszültség 3,7 V és a minimális feszültség 2,8–3 V, feltételezve 2,9 V. A kisülési ciklus végén minimális feszültség van, és ennek a feszültségszintnek aktiválnia kell az alacsony szint jelzőt.

Az MC33164 referenciafeszültsége túl alacsony az igényeinkhez képest. 2 megoldás létezik a feszültség csökkentésére. Az első és legegyszerűbb a feszültségosztó. De az elválasztó extra áramot fogyaszt. A második megoldás az alacsonyabb áramfogyasztás, néhány komponenst sorba kötve 2,9 V -ról 2,7 V -ra csökkenti. A diódák olyan alkatrészek, amelyek némi feszültségcsökkenést mutatnak előre, és sikeresen használhatók. A nagyon alacsony áramérték miatt a legjobb dióda típus választom a tesztek alapján.

Az R1, D1, D2, D3 funkciója a bemeneti feszültség csökkentése. A J1 jumper megszüntetheti az utolsó dióda feszültségcsökkenését, és a bemeneti feszültség kissé csökkenhet. Az IC1 kimenet az IC2 időzítőhöz kerül. Aktív értéke alacsony, és funkciója az időzítő engedélyezése. Sajnos nincs olyan bemeneti csap az IC2 -n, amely lehetővé teszi ezt az IC -t invertáló áramkör nélkül.

Úgy döntöttem, hogy engedélyezem az ICM7555 időzítőt úgy, hogy az IC1 kimenetet mínusz feszültségként alkalmazom az IC2 1. tűjére. A C2, R3 komponensek határozzák meg az időzítő időtartamát, körülbelül 2 másodpercig állítják be. Az R4 ellenállás korlátozza az áramot a LED1 dióda kijelzésére. Az akkumulátor által tesztelt feszültség az 1 (plusz) és a 2 (mínusz) érintkezővel van a terminálhoz csatlakoztatva. Az R2, C1 értékeket az adatlapból ajánljuk.

Az ICM7555 időzítő az 555 CMOS megfelelője. Előnye a 2,5 V -os üzemi feszültség és a nagyon alacsony áramfelvétel. A második képen egy nagyon egyszerű áramkör látható, mint az adatlap által ajánlott feszültségfigyelő. Ez a séma is használható, de az ICM7555 használata előnyös, mivel a villogó LED jelzi az alacsony feszültséget, ami jobban észrevehető.

3. lépés: Építés

Az alkatrészek egy darab prototípus -táblán vannak forrasztva, 20x35 mm méretűek. A táblán kívül LED dióda található, látható helyre szerelhető. A felügyelt Li-Ion akkumulátor csavaros sorkapcson keresztül csatlakozik. A kártya elég kicsi ahhoz, hogy bármilyen eszközre behelyezhető legyen.

A készülék belsejében történő csatlakoztatás egyszerű: csak csatlakoztassa a vezetékeket a sorkapocsról az akkumulátorhoz és fúrja ki a LED -et, és rögzítse. A vezetékeket közvetlenül az elemtartó akkumulátor pólusaihoz lehet csatlakoztatni. Ebben az esetben az áram egymástól függetlenül lemerül, a kapcsoló helyzetéhez képest, és a kijelző folyamatosan működik.

Esetemben a fő (kisfeszültségű) kapcsoló után alacsony szintjelzőt csatlakoztattam. A készülék belsejében lévő töltőkártya miatt, amely külön van kapcsolva a kapcsolóhoz és külön az akkumulátorhoz, a csatlakozás helye "a kapcsoló után" nem világos. Egyszerű megoldást használok, közvetlenül a terheléses, egyenáramú motorhoz csatlakoztatom az indikátort.

A prototípus -tábla több időt igényel az összes alkatrész vezetékes csatlakoztatásához. Ennek az időnek a megtakarítása érdekében 20x40 mm méretű NYÁK -ot terveztem átmenő lyukú alkatrészekkel. A PCB csak egy réteget tartalmaz. Az SMD alkatrészek használata csökkentheti a tábla méretét. Ezt a kialakítást nem a bonyolultabb forrasztás és nagyon kicsi alkatrészekkel való manipuláció miatt készítettem. A Gerber -fájlok a NYÁK -gyártáshoz mellékelve.

4. lépés: Következtetés

A leírt, alacsony töltöttségi szint jelző minden 2.5V -nál nagyobb feszültségű akkumulátorhoz használható. Ebben az esetben hagyja ki a D1, D2 és D3 diódákat, és adjon hozzá egy R5 ellenállást a feszültségosztó részeként az R1 -hez. Az R1 értéke az észlelt U feszültségszinttől függ, és kiszámítható:

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

Az építés egy kis NYÁK -on történik, átmenő lyukakkal. Ha van raktáron néhány SMD alkatrész, javaslom az SMD alkatrészek használatát.

A tábla mérete kisebb lehet, és az építés lehetővé teszi az SMD alkatrészek használatát.

Köszönöm, hogy elolvastad, és jó szórakozást az építkezéshez.