Circuito indicatore del tempo di backup della batteria

Circuito indicatore del tempo di backup della batteria

Il post spiega un circuito di indicazione del tempo di backup della batteria per monitorare l'utilizzo della batteria da parte del carico collegato e per stimare il tempo di backup rimanente approssimativo della batteria. L'idea è stata richiesta dal Sig. Mehran Manzoor.



Obiettivi e requisiti del circuito

  1. Voglio un circuito che mostri il tempo rimanente di backup del mio computer (o batteria). Che mostra facilmente l'ora del backup.
  2. Sarà utilizzato per il computer mentre si lavora senza elettricità e si conosce il tempo per fare il lavoro.
  3. L'ora verrà visualizzata con l'aiuto di display a 7 segmenti.

Utilizzo dell'indicatore di backup a 4 LED

Un display LED a 7 segmenti potrebbe rendere il circuito piuttosto complesso, quindi proveremo a implementare il progetto utilizzando 4 indicatori LED, che possono essere facilmente aggiornati a 8 LED aggiungendone un altro Stadio comparatore LM324





Ogni volta che il funzionamento della batteria è coinvolto per il funzionamento di un dato carico, conoscere il tempo di backup della batteria diventa un fattore importante per il sistema.

Tuttavia, un indicatore del tempo di backup per lo più non viene mai fornito anche nella maggior parte dei file unità caricabatteria avanzate , il che rende impossibile per l'utente realizzare la potenza di backup rimanente all'interno della batteria associata. In circostanze così difficili, l'utente deve solo indovinare il tempo di scarica completo attraverso metodi di prova ed errore.



Il progetto di un circuito indicatore del tempo di backup della batteria presentato qui è progettato per soddisfare il requisito di cui sopra in modo che l'utente sia in grado di monitorare visivamente il tempo di backup e lo stato di consumo del carico collegato alla batteria in modo continuo.

Schema elettrico

Funzionamento del circuito

Facendo riferimento al diagramma sopra, possiamo vedere il progetto che comprende un paio di fasi per l'implementazione proposta.

Il lato sinistro del disegno è costituito da un file Circuito di indicazione dello stato della batteria a 4 LED utilizzando l'opamp LM324, mentre il lato destro è configurato attorno all'IC LM3915 che è un circuito integrato del driver della modalità punto / barra a LED sequenziale.

Gli operazionali dell'IC LM324 sono cablati come comparatori per rilevare i livelli di tensione della batteria con riferimento ai livelli di tensione degli ingressi invertenti derivati ​​dalle uscite dell'IC LM3915.

Per una batteria da 12V P1 è impostato per attivare il LED bianco a circa 11V, P2 è impostato per attivare il LED giallo a circa 12V, P3 è impostato per illuminare il LED verde a circa a 13V, e allo stesso modo P4 è regolato per accendere il LED rosso a circa 14V.

Ciò implica che a 14 V che è il livello di carica completo di una batteria da 12 V al quale ci si può aspettare che tutti i LED rimangano accesi.

Configurazione delle preimpostazioni

L'impostazione di cui sopra dei preset viene eseguita con riferimento a un livello di tensione raggiunto in una situazione in cui il pin # 1 dell'LM3915 è nello stato attivato.

Il pin # 1 è il primo pin di uscita dell'IC LM3915 che è impostato nello stato attivo con riferimento a una tensione minima sul suo pin # 5, il che significa che se la tensione del pin # 5 viene aumentata la sequenza di attivazione viene corrispondentemente spostata da pin # 1 al pin # 18 successivo, e poi al pin # 17, e così via fino al pin # 10 che è l'ultimo pinout dell'IC, indicante il range di rilevamento della tensione massima raggiunto al pin # 5.

Le azioni di cui sopra attivano un livello di riferimento variabile (crescente) dal pin # 1 al pin # 10 a causa dei diodi collegati in serie e dei diodi zener che sono opportunamente selezionati per generare cadute di tensione corrispondentemente crescenti attraverso i pinout indicati. Si prevede che queste cadute di tensione siano comprese tra 0,6 V e 5,7 V rispettivamente tra il pin n. 1 e il pin n. 10.

Durante il corso della sequenza di cui sopra, l'attivazione del pinout salta da un pin al successivo, il che significa che solo un pinout rimane attivo in qualsiasi istante del rilevamento (assicurarsi che il pin # 9 sia scollegato o aperto per questa condizione)

Il pin # 5 può essere visto collegato con Rx che è un resistore di rilevamento della corrente che è collegato in serie con il negativo del carico e il negativo della batteria.

Pertanto una piccola differenza di potenziale si sviluppa su Rx equivalente al consumo del carico, e aumenta all'aumentare del consumo del carico.

A seconda del consumo di carico, uno dei pin di uscita corrispondenti dell'LM3915 diventa attivo (logico basso), che a sua volta imposta il livello di tensione di riferimento istantaneo per tutti i pin di inversione dell'opamp LM324

I LED collegati all'opamp si accendono confrontando il volatge della batteria con riferimento alla corrente di carico, cioè con informazioni sul livello di riferimento ottenute all'attivazione del pin di uscita LM3915.

Questo aiuta gli operazionali a calcolare approssimativamente la potenza stimata della batteria rispetto all'utilizzo da parte del carico e ad indicare la stessa attraverso le illuminazioni a LED.

All'aumentare del consumo, i LED si spengono indicando corrispondentemente un maggiore utilizzo da parte del carico e corrispondentemente un minore tempo di backup rimasto con la batteria.

E al contrario, se il carico consuma una potenza minima, gli operazionali sono in grado di acquisire un livello di tensione di riferimento relativamente inferiore dal pin di uscita dell'LM3915 che indica un maggiore tempo di backup della batteria rimanente, attraverso l'illuminazione dei relativi LED.

Come impostare il circuito

Rx è selezionato in modo tale che il pin # 1 dell'IC LM3915 diventa attivo (logico basso) a un livello di tensione minimo attraverso Rx, ciò può essere fatto collegando un carico fittizio di potenza relativamente basso per il carico.

Il preset 10K associato al pin # 5 dell'LM3915 può essere utilizzato per la regolazione fine dei risultati di cui sopra.

Successivamente, è possibile selezionare la gamma più alta collegando un carico classificato per consumare una corrente maggiore o equivalente al limite massimo di scarica sicura della batteria.

Ora il preset 10K può essere regolato per assicurarsi che con il caricamento di cui sopra il pin # 10 dell'IC si attivi (logica bassa). Questa impostazione potrebbe influenzare l'impostazione precedente, pertanto potrebbe essere necessaria un'ulteriore regolazione fino a quando non si raggiunge una condizione favorevole intermedia con i risultati.

I preset dell'LM324 possono essere regolati come spiegato in precedenza nell'articolo, è semplicemente fatto con un riferimento acquisito dal pin # 1 di IC LM3915 e impostando i preset A1 su A4 come da spiegazione data nelle sezioni precedenti dell'articolo.

Elenco delle parti per il circuito di indicazione del tempo di backup della batteria proposto.

P1 --- 4 = tutti sono 10k preset

R1 ---- R4 = 1K

R5 = 10K

Z1, Z2, Z3 = 3V zener, 1/2 watt

Z4 = 4,7 V zener, 1/2 watt

Z5, Z6 = 5,1 V zener

Tutti i diodi sono 1N4148

Il resto delle informazioni è fornito nel diagramma.




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