Индикатор за ниско ниво на батерията: 4 стъпки

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 12:57

Някои домакински уреди, захранвани от литиево-йонни батерии, не съдържат индикатор за изтощена батерия. В моя случай това е акумулаторна машина за почистване на пода с една батерия 3.7 V. Не е лесно да се определи точното време за презареждане и свързването му към основния контакт. Обикновено зареждам чистачката навреме, когато батерията е напълно изтощена и електрическият мотор не работи. Подобна ситуация не е много удобна, особено ако трябва незабавно да използвате метене.

Търсех просто решение, как да открия нивото на напрежение, при което трябва да настъпи зареждане. В тази статия е описан прост индикатор за ниско ниво на литиево-йонна батерия. Проектираната схема може да се използва във всяко електронно устройство, захранвано от литиево-йонна батерия и може да помогне на потребителя да зарежда батерията в подходящо време. Индикаторът за батерията е предназначен за една клетка, но може лесно да бъде променен в повече клетки. Индикаторът може да се използва за всяка батерия с малка модификация на веригата.

Основното предимство на индикатора е много нормалното потребление на ток, средно по -малко от 10 микроАмпера. Текущото потребление зависи от състоянието на индикатора

Има три индикатора за състояния на състоянието на нивото:

• Индикаторът светва непрекъснато: батерията е напълно заредена.
• Индикаторът мига: батерията трябва да се зареди.
• Индикаторът не свети: батерията е заредена и устройството е готово за употреба

Стъпка 1: Въведение Индикатор за нивото на литиево-йонната батерия

Части:

Всички части могат да бъдат закупени за по -малко от 5 евро.

Ето списъка:

• IC1 MC33164-3P, Микроелектрическа верига за понижено напрежение TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, CMOS таймер, LCSC PN C34608
• R1, R2 резистор 10K, всички резистори, кондензатори и малки компоненти LCSC
• R3 резистор 680K
• R4 резистор 680
• C1 кондензатор M1
• C2 кондензатор 1M
• C3 кондензатор 10M
• D1, D2, D3 диод 1N5819, LCSC PN C2474
• LED1 диод LED 3 мм, червен
• Винтова клема T1

Резисторите са за 0,25 W или по -малко, кондензаторите за 12V или повече.

Инструменти:

• Поялник
• Акумулаторна бормашина
• Пистолет за горещо лепило

Стъпка 2: Описание на веригата

Интегралната схема MC33164-3P е сърцето на индикатора за ниво. Подробна информация за този компонент е тук.

Просто описание на веригата: Това е микро мощност под напрежение, чувствителна IC, в три пинов пластмасов пакет, подобен на транзистор с ниска мощност. MC33164 е проектиран като верига за нулиране на микропроцесор, в случай на спад на мощността.

Той открива напрежение на щифт 2. Сравнява откритото напрежение с референтното напрежение, в нашия случай 2.7V. Резултатът може да се оцени като стойност на напрежение на щифт 1. Ако откритото напрежение е по -малко от 2, 7V, изходът е нисък и близо до 0V. Ако входното напрежение е над 2, 7V, представената стойност на щифт 1 е около 3V или повече.

Типичната референтна стойност за MC33164-3P (3 след тире означава 3V) е 2, 71V. Точно на тази стойност изходната стойност се променя. (Не вземайте предвид хистерезиса.) Напреженията за една клетъчна литиево-йонна батерия са: максималното напрежение е 4.2V, типичното напрежение 3.7V и минималното напрежение е от 2.8 до 3V, приемете 2.9V. Минималното напрежение е налице в края на цикъла на разреждане и това ниво на напрежение трябва да активира нашия индикатор за ниско ниво.

Референтното напрежение за MC33164 е твърде ниско в сравнение с нашите изисквания. Има 2 решения за намаляване на напрежението. Първият и най -простият е делител на напрежение. Но разделителят консумира допълнителен ток. По -малкото потребление на ток е второто решение, използващо някои компоненти последователно, за да намали 2.9V до 2.7V. Диодите са компоненти с известен спад на напрежението в посока напред и те могат да се използват успешно. Поради много ниската стойност на тока, най -добрият тип диод, който съм избрал, е тестван.

Функцията на R1, D1, D2, D3 е да намали входното напрежение. Скок J1 може да елиминира последния спад на напрежението на диода и входното напрежение може леко да намалее. Изходът IC1 се подава към таймер IC2. Активната му стойност е ниска и функцията е да активира таймера. За съжаление, няма входен щифт на IC2, който позволява да се активира тази IC без никаква инвертна верига.

Реших да активирам таймера ICM7555 чрез прилагане на изход IC1 като минус напрежение към пин 1 на IC2. Компонентите C2, R3 определят периода на таймера, той се регулира за около 2 секунди. Резистор R4 ограничава тока за индикация на диод LED1. Изпитаното напрежение от батерията е свързано към клема с изводи 1 (плюс) и 2 (минус). Стойностите за R2, C1 се препоръчват от информационния лист.

Таймерът ICM7555 е CMOS еквивалент на 555. Предимството му е работно напрежение от 2.5V и много ниска консумация на ток. На втората снимка има много проста схема като монитор за напрежение, препоръчан от листа с данни. Тази схема също може да се използва, но използването на ICM7555 е предимство, поради ниското ниво на напрежение, посочено от мигащ светодиод, което е по -забележимо.

Стъпка 3: Строителство

Частите са запоени върху едно парче прототипна дъска с размер 20х35 мм. Извън платката е LED диод, може да се монтира на видимо място. Контролираната литиево-йонна батерия е свързана чрез винтов клемен блок. Дъската е достатъчно малка, за да се постави на всяко устройство.

Връзката вътре в устройството е проста: просто свържете проводниците от клемния блок към батерията и пробийте отвор за LED и го фиксирайте. Проводниците могат да бъдат свързани директно към полюсите на батерията на държача на батерията. В този случай токът се източва независимо по отношение на позицията на превключвателя и индикаторът работи през цялото време.

В моя случай съм свързал индикатор за ниско ниво след главния (ниско напрежение) превключвател. Поради зарядното табло вътре в устройството, което е свързано отделно към превключвателя и отделно към батерията, мястото за свързване "след превключвателя" не е ясно. Използвам просто решение, свържете индикатора директно към товара, DC мотор.

Дъската за прототипиране изисква повече време за свързване на всички компоненти чрез проводници. За да спестя това време, съм проектирал печатна платка, размер 20x40 мм, с компоненти през отвори. ПХБ съдържа само един слой. Използването на SMD компоненти може да намали размера на дъската. Не направих този дизайн поради по -сложно запояване и манипулиране с много малки части. Прикачени са файлове Gerber за производство на печатни платки.

Стъпка 4: Заключение

Описаният индикатор за ниско ниво на батерията може да се използва за всяка батерия с напрежение над 2.5V. В такъв случай пропуснете диодите D1, D2 и D3 и добавете един резистор R5 като част от делителя на напрежението към R1. Стойността на R1 зависи от откритото ниво на напрежение U и може да се изчисли чрез:

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

Конструкцията се извършва върху малка платка с компоненти през отвори. Ако имате на склад някои SMD части, препоръчвам да използвате SMD компоненти.

Размерът на дъската може да бъде по -малък, а конструкцията ви позволява да практикувате използването на SMD части.

Благодаря ви за четенето и приятно прекарване със строителството.