Lavt batteriindikator: 4 trinn

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-13 06:58

Noen husholdningsapparater som drives av Li-Ion-batterier, inneholder ikke en indikator for lavt batterinivå. I mitt tilfelle er det en oppladbar gulvfeier med ett 3,7 V batteri. Det er ikke lett å fastslå et eksakt tidspunkt for å lade det opp og sette det på stikkontakten. Vanligvis lader jeg feiemaskinen i tide når batteriet er helt dødt og elektrisk motor ikke går. En slik situasjon er ikke veldig behagelig, spesielt hvis du trenger å bruke feiemaskinen umiddelbart.

Jeg var på utkikk etter en enkel løsning, hvordan jeg oppdager spenningsnivå som lading skulle skje. I denne artikkelen er det beskrevet en enkel Li-ion-batteriindikator for lavt nivå. Designet krets kan brukes i alle elektroniske enheter som drives av Li-Ion-batteri og kan hjelpe brukeren med å lade batteriet i riktig tid. Batteriindikatoren er dedikert til én celle, men kan enkelt endres til flere celler. Indikatoren kan brukes for ethvert batteri med liten endring av kretsen.

Hovedfordelen med indikatoren er det lovlige strømforbruket, i gjennomsnitt mindre enn 10 mikroAmp. Nåværende forbruk avhenger av indikatorstatus

Det er tre funksjonstilstander for nivåindikator:

• Indikatorlampen lyser kontinuerlig: batteriet er fulladet.
• Indikatorlampen blinker: batteriet må lades.
• Indikatorlampen lyser ikke: batteriet er ladet og enheten er klar til bruk

Trinn 1: Introduksjon Li-Ion batterinivåindikator

Deler:

Alle deler kan kjøpes for mindre enn 5 Euro.

Her er listen:

• IC1 MC33164-3P, Micropower underspenning sensing Circuit TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, CMOS -timer, LCSC PN C34608
• R1, R2 motstand 10K, alle motstander, kondensatorer og små komponenter LCSC
• R3 motstand 680K
• R4 motstand 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

Motstander er for 0,25 W eller mindre, kondensatorer for 12V eller mer.

Verktøy:

• Loddejern
• Trådløs drill
• Varm limpistol

Trinn 2: Kretsbeskrivelse

Integrert krets MC33164-3P er hjertet i nivåindikatoren. Detaljert informasjon for denne komponenten er her.

Enkel beskrivelse av krets: Det er mikropower under spenningsføler IC, i trepinner plastpakke, lik transistor med lav effekt. MC33164 er designet som tilbakestillingskrets for mikroprosessor, i tilfelle strømfall.

Den oppdager spenning på pinne 2. Sammenligner detektert spenning med referansespenning, i vårt tilfelle 2,7V. Resultatet kan evalueres som spenningsverdi på pinne 1. Hvis detektert spenning er mindre enn 2, 7V, er utgangen lav og nær 0V. Hvis inngangsspenningen er over 2, 7V, er verdien på pinne 1 omtrent 3V eller mer.

Typisk referanseverdi for MC33164-3P (3 etter bindestrek betyr 3V), er 2, 71V. På denne verdien nøyaktig endres utgangsverdien. (Ikke vurder hysterese.) Spenninger for ett-cellers Li-Ion-batteri er: maksimal spenning er 4,2V, typisk spenning 3,7V og minimumsspenning er fra 2,8 til 3V, anta 2,9V. Minimumsspenning er tilstede på slutten av utladningssyklusen, og dette spenningsnivået bør aktivere indikatoren for lavt nivå.

Referansespenning for MC33164 er for lav sammenlignet med kravene våre. Det er 2 løsninger for å redusere spenning. Den første og den enkleste er spenningsdeleren. Men divider bruker ekstra strøm. Mindre strømkrevende er den andre løsningen, ved å bruke noen komponenter i serie for å redusere 2,9V til 2,7V. Dioder er komponenter med noe spenningsfall i foroverretning, og de kan brukes med hell. På grunn av veldig lav strømverdi, den beste diodetypen jeg har valgt ved tester.

Funksjonen til R1, D1, D2, D3 er å redusere inngangsspenningen. Jumper J1 kan eliminere det siste diodespenningsfallet og inngangsspenningen kan reduseres litt. Utgang IC1 mates til timer IC2. Den aktive verdien er lav, og funksjonen er å aktivere timer. Dessverre er det ingen inngangspinne på IC2, som gjør det mulig å aktivere denne IC uten noen inverterkrets.

Jeg bestemte meg for å aktivere timer ICM7555 ved å bruke utgang IC1 som minus spenning til pinne 1 på IC2. Komponentene C2, R3 bestemmer tidsuret, det justeres i ca. 2 sekunder. Motstand R4 begrenser strøm for indikering av LED1 -diode. Testet spenning fra batteriet er koblet til terminalen med pinne 1 (pluss) og 2 (minus). Verdier for R2, C1 anbefales fra databladet.

Timer ICM7555 er CMOS -ekvivalent med 555. Dens fordel er arbeidsspenning fra 2,5V og svært lavt strømforbruk. På det andre bildet er det en veldig enkel krets som spenningsmonitor anbefalt av databladet. Dette skjemaet kan også brukes, men bruk av ICM7555 er en fordel på grunn av lav spenning indikert av blinkende LED, noe som er mer merkbart.

Trinn 3: Konstruksjon

Deler er loddet på et stykke prototypebrett med størrelse 20x35mm. Utenfor brettet er LED -diode, kan monteres på synlig sted. Overvåket Li-Ion-batteri er tilkoblet via skrueklemme. Brettet er lite nok til å settes inn i hvilken som helst enhet.

Tilkoblingen inne i enheten er enkel: bare koble ledninger fra rekkeklemme til batteri og bore hull for LED og fikse det. Ledninger kan kobles direkte til batteripoler på batteriholderen.. I dette tilfellet tømmes strømmen uavhengig, i forhold til bryterposisjon og indikator fungerer hele tiden.

I mitt tilfelle har jeg koblet til lavnivåindikator etter hovedbryteren (lavspenning). På grunn av laderkortet inne i enheten, som er koblet separat til bryter og separat til batteri, er tilkoblingsstedet "etter bryter" ikke klart. Jeg bruker en enkel løsning, koble indikatoren direkte til lasten, likestrømsmotor.

Prototypebord krever mer tid for å koble alle komponenter med ledninger. For å spare denne tiden har jeg designet PCB, størrelse 20x40mm, med gjennomgående hullkomponenter. PCB inneholder bare ett lag. Bruk av SMD -komponenter kan redusere brettstørrelsen. Jeg laget ikke dette designet på grunn av mer kompleks lodding og manipulering med veldig små deler. Gerber -filer for PCB -fabrikasjon er vedlagt.

Trinn 4: Konklusjon

Beskrivet indikator for lavt batterinivå kan brukes for alle batterier med spenning over 2,5V. I et slikt tilfelle hopper du over dioder D1, D2 og D3 og legger til en motstand R5 som en del av spenningsdeleren til R1. Verdien på R1 avhenger av detekterte spenningsnivået U og kan beregnes av:

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

Konstruksjonen utføres på en liten PCB med gjennomgående hullkomponenter. Hvis du har noen SMD -deler på lager, anbefaler jeg å bruke SMD -komponenter.

Størrelsen på brettet kan være mindre og konstruksjonen lar deg øve på å bruke SMD -deler.

Takk for at du leser og ha det fint med konstruksjonen.