Lavt batteriindikator: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Nogle husholdningsapparater, der drives af Li-Ion-batterier, indeholder ikke en indikator for lavt batteriniveau. I mit tilfælde er det en genopladelig gulvfejer med et 3,7 V batteri. Det er ikke let at bestemme et nøjagtigt tidspunkt for genopladning og tilslutning til stikkontakten. Normalt genoplader jeg fejemaskinen i tide, når batteriet er helt dødt, og elmotoren ikke kører. En sådan situation er ikke særlig behagelig, især hvis du skal bruge fejemaskine med det samme.

Jeg ledte efter en enkel løsning, hvordan man opdager spændingsniveau, ved hvilket opladning skal ske. I denne artikel beskrives en simpel lav-niveau Li-Ion-batteriindikator. Designet kredsløb kan bruges i enhver elektronisk enhed, der drives af Li-Ion-batteri, og kan hjælpe brugeren med at oplade batteriet i rette tid. Batteriindikatoren er dedikeret til en celle, men kan let ændres til flere celler. Indikatoren kan bruges til ethvert batteri med lille ændring af kredsløb.

Hovedfordelen ved indikatoren er meget lovligt strømforbrug, i gennemsnit mindre end 10 mikroAmps. Det aktuelle forbrug afhænger af indikatorstatus

Der er tre funktioner Tilstandsniveauindikator:

• Indikator -LED lyser konstant: batteriet er fuldt opladet.
• Indikatorlampen blinker: batteriet skal oplades.
• Indikatorlampen lyser ikke: batteriet er opladet, og enheden er klar til brug

Trin 1: Introduktion Li-Ion batteriniveauindikator

Dele:

Alle dele kunne købes for mindre end 5 Euro.

Her er listen:

• IC1 MC33164-3P, Micropower underspændingsfølelse Circuit TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, CMOS -timer, LCSC PN C34608
• R1, R2 modstand 10K, alle modstande, kondensatorer og små komponenter LCSC
• R3 modstand 680K
• R4 modstand 680
• C1 kondensator M1
• C2 kondensator 1M
• C3 kondensator 10M
• D1, D2, D3 diode 1N5819, LCSC PN C2474
• LED1 diode LED 3mm, rød
• T1 skrueterminal

Modstande er til 0,25 W eller mindre, kondensatorer til 12V eller mere.

Værktøjer:

• Loddekolbe
• Akku -boremaskine
• Varm limpistol

Trin 2: Kredsløbsbeskrivelse

Integreret kredsløb MC33164-3P er hjertet i niveauindikatoren. Detaljerede oplysninger om denne komponent er her.

Enkel beskrivelse af kredsløb: Det er mikropower under spændingsføler IC, i plastikpakke med tre ben, svarende til transistor med lav effekt. MC33164 er designet som nulstillingskredsløb til mikroprocessor i tilfælde af strømfald.

Det registrerer spænding på pin 2. Sammenligner detekteret spænding med referencespænding, i vores tilfælde 2,7V. Resultatet kunne vurderes som spændingsværdi på pin 1. Hvis detekteret spænding er mindre end 2, 7V, er output lav og tæt på 0V. Hvis indgangsspændingen er over 2, 7V, er den viste værdi på pin 1 omkring 3V eller mere.

Typisk referenceværdi for MC33164-3P (3 efter bindestreg betyder 3V) er 2, 71V. Præcis på denne værdi ændres outputværdien. (Overvej ikke hysterese.) Spændinger for et celles Li-Ion-batteri er: maksimal spænding er 4,2V, typisk spænding 3,7V og minimumsspænding er fra 2,8 til 3V, antag 2,9V. Minimumsspænding er til stede ved afslutningen af afladningscyklussen, og dette spændingsniveau bør aktivere vores indikator for lavt niveau.

Referencespænding til MC33164 er for lav sammenlignet med vores krav. Der er 2 løsninger til at reducere spænding. Den første og den enkleste er spændingsdeler. Men divider forbruger ekstra strøm. Mindre strømforbrug er den anden løsning, der bruger nogle komponenter i serie til at reducere 2,9V til 2,7V. Dioder er komponenter med et vis spændingsfald i fremadgående retning, og de kan bruges med succes. På grund af meget lav strømværdi, den bedste diodetype jeg har valgt ved test.

R1, D1, D2, D3's funktion er at reducere indgangsspændingen. Jumper J1 kan eliminere det sidste diodespændingsfald, og indgangsspændingen kan reduceres en smule. Output IC1 føres til timer IC2. Dens aktive værdi er lav, og funktionen er at aktivere timer. Desværre er der ikke nogen indgangsstift på IC2, som gør det muligt at aktivere denne IC uden invert kredsløb.

Jeg besluttede at aktivere timeren ICM7555 ved at anvende output IC1 som minus spænding til pin 1 i IC2. Komponenterne C2, R3 bestemmer tidsperioden, den justeres i ca. 2 sekunder. Modstand R4 begrænser strøm til angivelse af LED1 -diode. Testet spænding fra batteriet er forbundet til terminalen med ben 1 (plus) og 2 (minus). Værdier for R2, C1 anbefales fra databladet.

Timer ICM7555 svarer til CMOS 555. Dens fordel er arbejdsspænding fra 2,5V og meget lavt strømforbrug. På det andet billede er der et meget simpelt kredsløb som spændingsovervågning anbefalet af databladet. Dette skema kan også bruges, men brug af ICM7555 er en fordel på grund af lav spænding angivet med blinkende LED, hvilket er mere mærkbart.

Trin 3: Konstruktion

Dele er loddet på et stykke prototypebord med størrelse 20x35mm. Uden for brættet er LED -diode, kan monteres på synligt sted. Overvåget Li-Ion batteri tilsluttes via skrueklemme. Pladen er lille nok til at blive indsat i enhver enhed.

Tilslutningen inde i enheden er enkel: Tilslut bare ledninger fra terminalblokken til batteriet og bor hullet til LED og fix det. Ledninger kan tilsluttes direkte til batteripoler på batteriholderen.. I dette tilfælde tømmes strømmen uafhængigt i forhold til kontaktposition og indikator fungerer hele tiden.

I mit tilfælde har jeg tilsluttet lavindikator efter hovedkontakten (lavspænding). På grund af opladerkortet inde i enheden, der er tilsluttet separat til switch og separat til batteri, er forbindelsesstedet "efter switch" ikke klart. Jeg bruger en simpel løsning, tilslut indikatoren direkte til belastningen, DC -motor.

Prototypebord kræver mere tid til at forbinde alle komponenter med ledninger. For at spare denne tid har jeg designet PCB, størrelse 20x40mm, med gennemgående huller. PCB indeholder kun et lag. Brug af SMD -komponenter kan reducere pladestørrelse. Jeg lavede ikke dette design på grund af mere kompleks lodning og manipulation med meget små dele. Gerber -filer til PCB -fremstilling er vedhæftet.

Trin 4: Konklusion

Beskrivet indikator for lavt batteriniveau kan bruges til ethvert batteri med en spænding på mere end 2,5V. I et sådant tilfælde springer dioderne D1, D2 og D3 over og tilføjer en modstand R5 som en del af spændingsdeleren til R1. Værdien af R1 afhænger af detekteret spændingsniveau U og kan beregnes ved:

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

Konstruktionen udføres på en lille printplade med gennemgående huller. Hvis du har nogle SMD -dele på lager, anbefaler jeg at bruge SMD -komponenter.

Pladens størrelse kan være mindre, og konstruktionen giver dig mulighed for at øve dig i at bruge SMD -dele.

Tak fordi du læste med, og god fornøjelse med byggeriet.