دائرة مؤشر خطأ شحن البطارية

دائرة مؤشر خطأ شحن البطارية

تشرح المقالة دائرة مؤشر حالة البطارية والتي يمكن استخدامها أيضًا كدائرة مؤشر خطأ شحن البطارية. الفكرة طلبها السيد فايزان.



التصميم

تهتم الفكرة المقدمة هنا بجميع المعلمات المطلوبة لشحن البطارية بشكل مثالي وآمن.

بالإشارة إلى دائرة مؤشر خطأ شحن البطارية الموضحة ، يمكن فهم التصميم بمساعدة النقاط التالية:





IC LM3915 وهو محرك عرض نقطي / شريط LED IC يشكل وحدة مؤشر الشحن الرئيسية للدائرة ، وهو pin5 هو مدخل الاستشعار ، ويتم استشعار ارتفاع جهد البطارية عند هذا الدبوس ويستجيب IC له عن طريق إنتاج تسلسل متناسب إضاءة LED عبر مخرجاتها العشرة ، كما هو موضح مع 10 مصابيح LED متصلة.

يمكن أيضًا رؤية LM317 IC موصولًا عند مدخل الدائرة ، فهو موصّل كمولد تيار ثابت بحيث تكون الدائرة قادرة على إنتاج مؤشرات وعمليات خالية من الأخطاء بغض النظر عن مستوى الإدخال الحالي. تم اختيار Rx بشكل مناسب لتمكين ذلك بشكل صحيح.



مخطط الرسم البياني

عندما يتم تشغيل الطاقة ، فإن مكثف 100 فائق التوهج / 25 فولت عبر الإعداد المسبق لـ pin5 من IC يقوم مؤقتًا بتثبيت pin5 بحيث تبدأ جميع مخرجات IC بالبقاء مغلقًا.

يعد هذا أمرًا مهمًا للتأكد من أن TIP122 قادر على بدء عملية الشحن وأن BC557 ممنوع من التبديل العرضي في وضع التشغيل بسبب عابر الزيادة الأولية.

بمجرد شحن 100 فائق التوهج ، يُسمح لـ pin5 باستشعار الجهد الفعلي الذي تستخدمه البطارية أثناء شحنها ، والذي يجب أن يكون عادةً في أي مكان يتراوح بين 3 و 3.3 فولت لبطارية 3.7 فولت ليثيوم أيون مفرغة بالكامل.

هنا يمكن تعيين كل مؤشر LED للإشارة إلى زيادة قدرها 0.42 فولت ، مما يعني أن إضاءة مؤشر LED العاشر تشير إلى 4.2 فولت والتي يمكن افتراض أنها مؤشر مستوى شحن البطارية الكامل.

هذا يعني أيضًا أنه أثناء التشغيل ، يجب إضاءة 7 مصابيح LED للإشارة إلى مستوى تفريغ البطارية الصحيح وعملية الشحن.

أقل من 7 مصابيح LED مضاءة تشير إلى بطارية مفرغة بشكل سيئ أو بطارية تالفة تستهلك تيارًا زائدًا عن النطاق المحدد.

مع إضاءة جميع مصابيح LED أثناء تشغيل مفتاح الطاقة ، فإن ذلك يعني إما أن البطارية مشحونة بالكامل أو أن البطارية لا تقبل الشحن وهي معيبة.

في ظل الظروف العادية ، يجب إضاءة حوالي 7/8 من مصابيح LED عند تشغيل مفتاح الطاقة ، ومع زيادة جهد البطارية بسبب الشحن ، يجب أن تتسلسل مصابيح LED أيضًا عن طريق إضاءة مصابيح LED الثامنة والتاسعة والعاشرة بالتتابع.

بمجرد إضاءة مؤشر LED العاشر ، يتم إرسال منطق منخفض إلى قاعدة TIP122 والذي يتم منعه الآن من التحيز الأساسي وبالتالي يتم قطع جهد الشحن عن البطارية ، مما يؤدي إلى إيقاف جهد الشحن عن البطارية.

يتم أيضًا إرسال المنطق المنخفض من الدبوس العاشر إلى قاعدة BC557 الموضحة والتي توصل وتوصل pin5 من IC مباشرة بمصدر 5V مع التأكد من أن مؤشر LED العاشر مغلق ويتم قفل الوضع حتى يتم إيقاف تشغيل الطاقة وتشغيلها لمزيد من الإجراءات.

كيفية اقامة الدائرة

إنه أبسط جزء في التصميم.

في البداية لا تقم بتوصيل أي بطارية عبر النقاط المعروضة.

ضع 4.2V دقيقة عند الإدخال.

ابدأ الآن في ضبط الإعداد المسبق لـ pin5 بحيث تضيء مصابيح LED بالتتابع ويضيء مؤشر LED العاشر بشكل مشرق.

ختم البيزيت بمجرد تأكيد ذلك.

تم تعيين جميع دارة مؤشر خطأ شحن البطارية الآن لإشارات خطأ البطارية المقترحة وأيضًا مؤشرات مستوى الشحن.

حلبة مؤشر خطأ البطارية باستخدام مؤشر LED وامض.

يُظهر التحديث التالي تصميمًا أبسط يمكن استخدامه للإشارة إلى خلل في شحن البطارية من خلال وميض LED

في البداية ، قد يُفترض أن كلا من مخرجات opamp منخفضة ، إذا تم تفريغ البطارية أقل من 11 فولت ، فسيتم الإشارة إلى ذلك من خلال وميض LED سريعًا. يجب ضبط C1 لتحقيق هذا الوميض السريع.

يتم تعيين opamps السفلية باستخدام الإعداد المسبق لـ pin5 بحيث عندما تصل بطارية 12V المتصلة إلى حوالي 12.5 فولت ، يرتفع دبوس الإخراج الخاص بها ، بمجرد حدوث ذلك ، يقوم مشغل BC547 ويضيف مكثفًا عالي القيمة C2 بالتوازي مع C1 يبطئ معدل الوميض بشكل كبير مشيرًا إلى أن البطارية قد دخلت مرحلة الشحن العليا التالية وأيضًا أن البطارية جيدة وتقبل الشحن جيدًا.

مع استمرار شحن البطارية واكتساب مستوى جهد يبلغ حوالي 14 فولت ، فإن الجزء العلوي الذي تم ضبطه باستخدام pin3 مسبق الضبط للتشغيل في هذه النقطة يؤدي إلى تشغيل مرتفع عبر مؤشر LED المتصل لإيقاف وميضه وإضاءةه إلى صلب.

بمجرد حدوث ذلك ، قد يفترض المستخدم أن البطارية وصلت إلى مستوى الشحن الأمثل وقد يزيلها من الشاحن.

كيف يتم الإشارة إلى عطل البطارية

1) إذا كان وميض LED سريعًا سيشير في البداية إلى أن البطارية الموصلة قد تم تفريغها بشكل زائد ، ولكن يجب أن تتحسن هذه الحالة ويجب أن ينتقل مؤشر LED إلى وميض بطيء بعد ساعة أو نحو ذلك اعتمادًا على حالة البطارية. إذا لم يحدث ذلك ، فقد يُفترض أن البطارية لا تقبل الشحن بسبب تلف داخلي أو ماس كهربائي.

2) إذا أضاء مصباح LED بشكل ثابت عند تشغيل الطاقة ، فهذا يشير بوضوح إلى وجود بطارية معيبة قد تكون غير نشطة تمامًا داخليًا وغير قادرة على قبول أي تيار.

يمكن ترقية دائرة مؤشر خطأ شحن البطارية الموضحة أعلاه من أجل قطع الشحن الزائد التلقائي من خلال بعض التعديلات كما هو موضح في الرسم التخطيطي التالي:

أثناء إعداد الإعدادين المسبقين ، تأكد من أن ارتباط 100K يظل غير متصل في الجزء العلوي.

بعد إعداد العتبات ، يمكن إعادة توصيل ارتباط 100 كيلو إلى الموضع.

لن تبدأ الدائرة الكهربائية حتى يتم توصيل البطارية ، لذا تأكد من توصيل البطارية المراد شحنها أولاً ثم تشغيل الطاقة.

بالنسبة لبطارية 3.7 فولت ، يجب استبدال زينر 4.7 فولت باثنين

يُظهر تحقيق بسيط متعمق أنه في الدائرة أعلاه ، لن يكون لـ C2 مسار تفريغ عبر BC547 المتصل ، وبالتالي لن يساعد في إبطاء التذبذبات بينما يكون opamp السفلي في حالة التنشيط.

من المحتمل أن يتم التنفيذ الصحيح للمفهوم أعلاه باستخدام optocoupler كما هو موضح في الشكل التالي.

هنا بدلاً من استهداف مكثف تحديد التردد C2 ، يتم تحديد نظير المقاوم للتحكم المقصود في التردد ومعدل وميض LED:

تخطيطي لمؤشر خطأ LED وامض

الآن يبدو أفضل بكثير.




السابق: عمل دائرة تفريغ RF قوية التالي: دائرة قفل الباب بالأشعة تحت الحمراء التي يتم التحكم فيها عن بعد