Индикатор для автомобильного аккумулятора своими руками

Поделки своими руками для автолюбителей

Простой и точный индикатор заряда-разряда АКБ

Сегодня статья будет с процессом сборки простого индикатора уровня заряда аккумуляторов, но с более высокоточной схемой, которая пригодна для реального использования и может стать отличным дополнением на панели приборов вашего автомобиля.

Индикатор построен на базе микросхемы ELM339, она в свою очередь представляет из себя четыре отдельных компаратора в едином корпусе.

Компаратор имеет два входа и один выход, он просто сравнивает напряжение на входах, исходя из этого на выходе получаем либо логический 0, либо единицу.

Использованный в схеме компаратор можно найти на платах компьютерного блока питания, ориентируйтесь по цифрам 339, буквы могут отличаться в зависимости от производителя.

В качестве индикаторов задействованы 3 миллиметровые светодиоды.

Схема работает очень простым образом, имеем источник опорного напряжения в лице стабилитрона, цепочки из резисторов представляют из себя делители, которые создают на входах компараторов определенное напряжение, назовем их пороговыми.

Компаратор постоянно сравнивает эти напряжения с напряжением, которые образуют делитель на резисторах R5 и R6, этот делитель снижает напряжение тестируемой батареи в три раза, если напряжение на прямом входе компаратора больше чем на инверсном, то на выходе получаем логическую единицу или напряжение питания.

Светодиод светится, если всё наоборот, то на выходе получаем логическую 0 или массу питания, светодиод в данном случае не светится.

Входные делители подобраны в узком диапазоне, поскольку схема предназначена для работы в качестве индикатора заряда 12-вольтовых аккумуляторов.

Маломощный диод 4148 защищает микросхему компаратора от обратной полярности.

Токо-ограничивающие резисторы для светодиодов подбираются с сопротивлением от 1 до 2,2 килом, можно ограничиться всего одним резистором.

Печатная плата довольно компактна, рисовал на скорую руку, но разводка неплохая, кстати её вы можете скачать в конце статьи.

Для проверки этой платы нам нужен лабораторный источник питания на котором нужно выставить напряжение около 13,5 — 14 вольт, имитируя полностью заряженный автомобильный аккумулятор.

Загораются сразу все светодиоды, постепенно снижая напряжение на блоке питания мы можем наблюдать потухание светодиодов при определенных напряжениях.

Горение только красных светодиодов означает, что аккумулятор почти разряжен.

Можно пересчитать входные делители и использовать схему для аккумуляторов с иным напряжением, кстати эту схему можно также применить и в зарядных устройствах.

Источник

Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах

Зачем следить за состоянием аккумулятора?

Автомобильный аккумулятор состоит из шести последовательно соединённых аккумуляторных батарей с напряжением питания 2,1 — 2,16В. В норме АКБ должен выдавать 13 — 13,5В. Нельзя допускать значительного разряда аккумуляторной батареи, поскольку при этом падает плотность и, соответственно, повышается температура промерзания электролита.

Чем выше износ аккумулятора, тем меньшее время он удерживает заряд. В тёплое время года это не критично, а вот зимой забытые во включённом состоянии габаритные огни к моменту возвращения способны полностью «убить» аккумулятор, превратив содержимое в кусок льда.

В таблице можно увидеть температуру промерзания электролита, в зависимости от степени заряженности агрегата.

Зависимость температуры промерзания электролита от степени заряда аккумулятора
Плотность электролита, мг/см. куб.	Напряжение, В (без нагрузки)	Напряжение, В (с нагрузкой 100 А)	Степень заряда АКБ, %	Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1110	11,7	8,4	0,0	-7
1130	11,8	8,7	10,0	-9
1140	11,9	8,8	20,0	-11
1150	11,9	9,0	25,0	-13
1160	12,0	9,1	30,0	-14
1180	12,1	9,5	45,0	-18
1190	12,2	9,6	50,0	-24
1210	12,3	9,9	60,0	-32
1220	12,4	10,1	70,0	-37
1230	12,4	10,2	75,0	-42
1240	12,5	10,3	80,0	-46
1270	12,7	10,8	100,0	-60

Критическим считается падение уровня заряда ниже 70%. Все автомобильные электроприборы потребляют не напряжение, а ток. Без нагрузки даже сильно разряженный аккумулятор может показывать нормальное напряжение. Но при низком уровне, во время запуска двигателя, будет отмечаться сильная «просадка» напряжения, что является тревожным сигналом.

Своевременно заметить приближающуюся катастрофу возможно лишь в том случае, когда непосредственно в салоне установлен индикатор. Если во время работы автомобиля он постоянно сигнализирует о разрядке – пора ехать на СТО.

Какие существуют индикаторы

Многие АКБ, особенно необслуживаемые, имеют встроенный датчик (гигрометр), принцип работы которого основан на измерении плотности электролита.

Этот датчик контролирует состояние электролит и ценность его показателей относительна. Не очень удобно по несколько раз залазить под капот автомобиля, что бы проконтролировать состояние электролита в разных режимах работы.

Для контроля состояния АКБ значительно удобнее электронные приборы.

Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

В автомагазинах продаётся множество таких устройств, различающихся дизайном и функционалом. Фабричные приборы условно делятся на нескольких типов.

По способу подключения:

• к разъёму прикуривателя;
• к бортовой сети.

По способу отображения сигнала:

Принцип работы у них одинаков, определение уровня заряда АКБ и отображение информации в наглядном виде.

Принципиальная схема индикатора

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

Существуют десятки разнообразных схем контроля, но результат они выдают идентичный. Подобное устройство возможно собрать самостоятельно из подручных материалов. Выбор схемы и комплектующих зависит исключительно от ваших возможностей, фантазии и ассортимента ближайшего магазина радиотоваров.

Вот схема для понимания как работает индикатор заряда аккумулятора на светодиодах. Такую портативную модель можно собрать «на коленке» за несколько минут.

Д809 – стабилитрон на 9В ограничивает напряжение на светодиодах, а на трёх резисторах собран сам дифференциатор. Такой светодиодный индикатор срабатывает на силу тока в цепи. При напряжении 14В и выше сила тока достаточно для свечения всех светодиодов, при напряжении 12-13,5В светятся VD2 и VD3, ниже 12В — VD1.

Более продвинутый вариант при минимуме деталей можно собрать на бюджетном индикаторе напряжения — микросхеме AN6884 (KA2284).

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

Схема работает по принципу компаратора. VD1 – стабилитрон на 7,6В, он служит в качестве эталонного источника напряжения. R1 – делитель напряжения. При первоначальной настройке он выставляется в такое положение, чтобы при напряжении 14В светились все светодиоды. Напряжение, поступающее на входы 8 и 9, сравнивается через компаратор, а результат дешифруется на 5 уровней, зажигая соответствующие светодиоды.

Контроллер зарядки АКБ

Что бы отслеживать состояние аккума во время работы зарядного устройства, делаем контроллер заряда АКБ. Схема устройства и используемые компоненты максимально доступны, в то же время обеспечивают полный контроль над процессом подзарядки батарей.

Принцип работы контроллера следующий: пока напряжение на аккумуляторе ниже напряжения заряда – горит зелёный светодиод. Как только напряжение сравняется, открывается транзистор, зажигая красный светодиод. Изменение резистора перед базой транзистора меняет уровень напряжения, необходимого для открытия транзистора.

Это универсальная схема контроля, которую можно использовать как для мощных автомобильных аккумуляторов, так и для миниатюрных литиевых батареек-аккумуляторов.

Источник

Индикатор напряжения для авто своими руками

Учитывая, что во многих старых автомобилях нет ни вольтметра, ни какой другой системы контроля напряжения на аккумуляторе, имеют популярность самодельные конструкции индикаторов напряжения. Использоваться они могут везде, где фигурируют автомобильные аккумуляторы. Показания такого индикатора максимально просты и понятны: имеются три светодиода, каждый из которых загорается, когда напряжение на аккумуляторе лежит в том или ином диапазоне. В частности, для представленной ниже схемы:

• HL1 горит при напряжении на входе 0 — 10 В
• HL2 при напряжении от 11 до 13 В
• HL3 при напряжении более 13В

Сама схема проста и очень дёшево в плане стоимости компонентов.

Смысл работы также довольно понятен, если внимательно присмотреться. Первым делом стоит обратить внимание на транзистор VT1 — при подаче питания на вход схемы от тестируемого аккумулятора он сразу открывается, даже если напряжение на аккумуляторе мало — ток на его базу поступает через цепочку HL2 — R3 — R2. Светодиод HL2 при этом не загорается, так как протекающий через него ток слишком мал, чтобы вызвать заметное свечение, тем не менее, его достаточно для открытия транзистора VT1. Соответственно входным напряжением запитывается цепочка HL1 — R1 и первый светодиод начинает светиться. Далее следует обратить внимание на элементы VD1, R5, где VD1 — это стабилитрон на 10В (кроме Д814В можно использовать любой другой). Если напряжение на входе превышает 10-11В, то стабилитрон «открывается» и начинает пропускать ток, поступающий на базу VT2, соответственно VT2 открывается, пуская ток через второй светодиод HL2 и заставляя его светиться. Первый транзистор при этом закрывается, так как его база оказывается уравнена по потенциалу с эмиттером и ток через неё протекает, соответственно HL1 погасает. Повышаем входное напряжение дальше. Когда оно достигает 12-13В, начинает течь ток через элементы VD2, R9, где VD2 — стабилитрон на 12, также можно применить любой другой помимо указанного. Вследствие этого открываются транзисторы VT3, VT4, из которых VT4 зажигает последний, третий светодиод, а VT3 шунтирует HL2, таким образом, кроме 3-го все светодиоды оказываются погашены. Вот такой интересный принцип работы, похожий на чехарду из открывающихся и закрывающихся транзисторов. При необходимости схему можно перенастроить на индикацию каких угодно других диапазонов напряжений, взяв стабилитроны на нужные значения.

Транзисторы можно использовать любые маломощные, обратите внимание, что VT1 и VT2 имеют NPN структуру, а VT3, VT4 — PNP. Подойдут, соответственно КТ315, КТ3102, BC547 и КТ361, КТ3107, BC557. При желании схему вообще можно собрать на SMD элементах, тогда плата получится невероятно маленькой. Светодиоды такого любого цвета, но нагляднее взять классические для таких индикаторов цвета зелёный-жёлтый-красный. Удобна схема тем, что не требует внешнего питания — получает она его непосредственно от самого тестируемого аккумулятора.

Собрать всю схему на печатной плате, трассировка которой представлена выше. Если плата будет использоваться в автомобиле, важно выполнить все соединения да и саму плату максимально надёжно, не жалея флюса и припоя, ведь вся автомобильная электроника испытывает сильное механическое воздействие из-за тряски и вибрации.

Для подключения к тестируемому аккумулятору автор вывел провода с крокодилами на концах, при штатной установке платы крокодилы будут лишними. Также стоит упомянуть, что схема потребляет ток от подключенного аккумулятора непрерывно, поэтому оставлять её подключенной к бортовой сети авто подключенной на постоянной основе нельзя, необходимо предусмотреть включение по кнопке (без фиксации) или привязать к одному из положений замка зажигания. Вид собранной платы ниже. Удачной сборки!

Источник