Ενδειξη τάσης μπαταρίας σε LED

Τροφοδοτικά, μπαταρίες, φωτοβολταϊκά, ανεμογεννήτριες.
Texnikos
Δημοσιεύσεις: 17
Εγγραφή: 12 Ιαν 2014, 11:43
Ονομα: Ploutarchos

Ενδειξη τάσης μπαταρίας σε LED

Δημοσίευσηαπό Texnikos » 19 Ιαν 2014, 05:52

Γιωργο υπαρχει κανενα απλο κυκλωματακι που να μας δειχνει την κατασταση μιας μπαταριας π.χ αυτοκινητου εστω και με 3 led ?

Άβαταρ μέλους
GeorgeVita
Διαχειριστής
Δημοσιεύσεις: 501
Εγγραφή: 04 Σεπ 2013, 21:51
Ονομα: Γιώργος
Επικοινωνία:

Ενδειξη τάσης μπαταρίας σε LED

Δημοσίευσηαπό GeorgeVita » 19 Ιαν 2014, 11:27

Υπάρχουν πολλές λύσεις για "ένδειξη κατάστασης μπαταρίας" με τον απλούστερο τον ... καταναλωτικό, δηλαδή με λίγα € αγοράζεις ένα βολτόμετρο/θερμόμετρο αυτοκινήτου με LCD. Προφανώς όμως σε ενδιαφέρουν τα ηλεκτρονικά κυκλώματα, οπότε θα αναφέρω και τους "ηλεκτρονικούς" τρόπους που μου έρχονται στο νου:

1. zener σε σειρά με το LED
Το LED θα ανάβει λίγο-λίγο όταν η τάση εισόδου περάσει το όριο Vzener και ανάβει πάρα πολύ όταν η τάση φτάσει το Vmax της μπαταρίας. Σε σειρά σίγουρα θα τοποθετηθεί και μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος. Βασικό μειονέκτημα η μεταβολή φωτεινότητας του LED.

Εικόνα

2. zener που ενεργοποιεί τρανζίστορ για να ανάψει το LED
Λίγο καλύτερη λύση είναι η χρήση τρανζίστορ (2η περίπτωση) που άγει όταν Vin>Vzener. Εκεί ανάλογα με την R1 η μεταβολή ρεύματος στη βάση του τρανζίστορ το φέρνει σχεδόν πάντα στον κόρο με αποτέλεσμα το LED να ανάβει σχεδόν το ίδιο (θα υπάρχει μεταβολή φωτεινότητας λόγω Vin):

Εικόνα

Στο παραπάνω κύκλωμα θα ανάψει το LED όταν η τάση μπαταρίας (Vin) είναι μεγαλύτερη από την τάση Vzener συν την οδήγηση του τρανζίστορ (Vbe), άρα περίπου στα 12.3V. Επαναλαμβάνοντας το κύκλωμα με άλλες zener θα έχεις επιπλέον σημεία ενδείξεων.

3. συγκριτής τάσης που έχει στην έξοδο τα LED
Αν μπορούμε να δεχτούμε ένα πιο σύνθετο κύκλωμα, η χρήση συγκριτών θα δώσει ακριβέστερο και καλύτερο οπτικό αποτέλεσμα. Ομως θα χρειαστούμε ένα 4-πλό op-amp (λ.χ. LM324) ή ένα 4-πλό συγκριτή (λ.χ. LM339), κάποια αναφορά τάσης για σταθερότητα μετρήσεων (Vref, zener ή σταθεροποιητή) και μερικές αντιστάσεις για να ρυθμίσουμε τα σημεία ενδείξεων.

4. LM3914 ρυθμισμένο ως βολτόμετρο με όρια Vmin-Vmax ανάλογα της μπαταρίας
Με ένα LM3914 (που και αυτό εσωτερικά έχει συγκριτές) μπορούμε να έχουμε μια βαθμονομημένη κλίμακα μετρήσεως σε 10 LED. Για χαμηλή κατανάλωση θα χρησιμοποιήσουμε ένδειξη "τελείας" ("dot"). Ισως να επιλεγούν 4-5 σημεία αντί των 10 εξόδων. Το μόνο που χρειάζεται είναι ο υπολογισμός Vmin, Vmax και Iled.

Εικόνα

Στο παραπάνω κύκλωμα θα βλέπουμε την τάση της μπαταρίας από 10.5-15.0V σε βήματα του 0.5V. Εφόσον χρησιμοποιούμε την εσωτερική Vref ως Rhigh, το πάνω όριο μέτρησης στην είσοδο του LM3914 θα είναι 1.25V, δηλαδή 12 φορές μικρότερο από την μέγιστη τάση εισόδου (15V/12=1.25V). Αυτό καθορίζει και τον διαιρέτη τάσης στην είσοδο (1:12). Για να μετράμε "από 10.5V" ρυθμίζουμε την τάση στο Rlow ίση με 10.5V/12=0.875V μέσω της κλίμακας αντιστάσεων 1200Ω, τρίμερ 200Ω και 470Ω.
Η μικρότερη τάση ρύθμισης θα είναι όταν το δρομέας του τρίμερ είναι στα 0Ω: 1.25Vx(1200/1870)=0.8V
Αντίστοιχα η μεγαλύτερη τάση ρύθμισης με το τρίμερ στα 200Ω: 1.25Vx(1400/1870)=0.93V
Αρα μπορούμε να ρυθμίσουμε το κάτω όριο ένδειξης από 12χ0.8V=9.6V έως 12x0.93V=11.5V

Η φωτεινότητα των LED έχει ρυθμιστεί στα 6.7mA, γιατί σύμφωνα με το datasheet αντιστοιχεί στο δεκαπλάσιο του ρεύματος του Vref, άρα 10χ1.25V/(1200Ω+200Ω+470Ω)=0.0067A

Σχετικό: datasheet του LM3914

Ενδειξη "Low Battery" για φορητά συστήματα:
Παρακάτω δείχνω και ένα σύγχρονο κύκλωμα για ένδειξη "low battery" για τάσεις έως 6V. Χρησιμοποιεί το TLV3011 που περιέχει την αναφορά τάσης και ένα συγκριτή σε κέλυφος SOT-23-6:

Εικόνα

Περισσότερα στο datasheet του TLV3011.


Επιστροφή σε “Ενέργεια, τροφοδοσία”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης