Как спроектировать цепь индикатора уровня заряда батареи?

В последнее столетие все, что используется в повседневной жизни, является электронным. Большинство электронных компонентов небольшого размера используют батарею для питания. Иногда эти электронные устройства, такие как игрушки, бритвы, музыкальные плееры, автомобильные аккумуляторы и т. Д., Не имеют дисплея, показывающего уровень заряда батареи. Поэтому, чтобы проверить уровень заряда батареи, нам нужно устройство, которое укажет уровень заряда батареи и сообщит нам, что если батарея должна быть заменена немедленно или через некоторое время. Различные маркеры уровня заряда батареи доступны на рынке. Но если мы хотим, чтобы это устройство было недорогим, мы можем сделать его дома таким же эффективным, как и устройство, имеющееся на рынке.

В этом проекте я расскажу вам лучший способ спланировать простую цепь индикатора уровня заряда батареи, используя эффективно доступные сегменты с рынка. Индикатор уровня заряда батареи отображает состояние батареи, просто включив светодиоды. Например, пять светодиодов включены, что означает, что предел заряда батареи составляет 50%. Эта схема будет полностью основана на микросхеме LM914.

Как указать уровень заряда батареи с помощью LM3914 IC?

Эта статья разъясняет вам, как планировать индикатор уровня заряда батареи. Вы можете использовать эту схему для проверки аккумулятора автомобиля или инвертора. Таким образом, используя эту схему, мы можем увеличить срок службы батареи. Давайте соберем больше информации и начнем работать над этим проектом.

Шаг 1: Сбор Компонентов

Лучший подход к запуску любого проекта – составить список компонентов и провести краткое изучение этих компонентов, потому что никто не захочет зацикливаться на середине проекта только из-за отсутствующего компонента. Список компонентов, которые мы собираемся использовать в этом проекте, приведен ниже:

Шаг 2: Изучение компонентов

Теперь, когда мы знаем реферат нашего проекта и у нас есть полный список всех компонентов, давайте сделаем шаг вперед и кратко рассмотрим компоненты, которые мы собираемся использовать.

LM3914 – это интегральная схема. Его работа заключается в управлении дисплеями, которые визуально отображают изменение аналогового сигнала. К его выходу можно подключить до 10 светодиодов, ЖК-дисплеев или любой другой флуоресцентный дисплей. Эта интегральная схема может использоваться только потому, что порог линейного масштабирования линейно масштабируется. В базовой схеме это дает десятиступенчатую шкалу, которая может быть расширена до более чем 100 порций с другими последовательными ИС LM3914. В 1980 году эта микросхема была разработана компанией National Semiconductors. Но теперь, в 2019 году, он все еще доступен как Texas Instruments. Существует два основных варианта этой микросхемы. один – LM3915, который имеет шаг логарифмической шкалы в 3 дБ, а другой – LM3916, который управляет шкалой индикатора стандартного объема (SVI). Диапазон рабочего напряжения варьируется от 5 В до 35 В, и он может управлять светодиодными дисплеями на своем выходе, обеспечивая регулируемый выходной ток в диапазоне 2-30 мА. Внутренняя сеть этой ИС состоит из десяти компараторов и сети масштабирования резисторов. Каждый компаратор включается один за другим, когда уровень входного напряжения увеличивается. Эта микросхема может быть настроена на работу в двух разных режимах, режиме гистограммы и режиме точек. В режиме гистограммы все клеммы нижнего выхода включаются, а в точечном режиме одновременно включается только один выход. Устройство имеет 18 контактов.

Veroboard – отличный выбор для создания схемы, потому что единственная головная боль состоит в том, чтобы разместить компоненты на плате Vero, припаять их и проверить целостность, используя цифровой мультиметр. Как только схема расположения известна, обрежьте плату до разумного размера. Для этого положите доску на коврик для резки и, используя острое лезвие (надежно), и, соблюдая все меры предосторожности, несколько раз забивайте верх и основание вдоль прямой кромки (5 или несколько раз), перебегая отверстия. После этого поместите компоненты на плату близко, чтобы сформировать компактную цепь и припаять контакты в соответствии с подключением схемы. В случае какой-либо ошибки, попробуйте де-припаять соединения и перепаять их снова. Наконец, проверьте непрерывность. Выполните следующие шаги, чтобы сделать хорошую схему на Veroboard.

Veroboard

Шаг 3: Схемотехника

Ядром этой цепи маркера уровня заряда батареи является микросхема LM3914. Эта микросхема принимает аналоговое напряжение на входе и управляет 10 светодиодами напрямую в соответствии с уровнем переменного напряжения. В этой схеме нет необходимости в резисторах в сочетании со светодиодами, поскольку ток направляется самой микросхемой.

В этой схеме светодиоды (D1-D10) показывают предел заряда батареи либо в точечном режиме, либо в режиме отображения. Этот режим выбирается внешним переключателем sw1, который связан с девятым выводом IC. шестой и седьмой контакты микросхемы связаны с землей через резистор. Яркость светодиодов контролируется этим резистором. Здесь резистор R3 и POT RV1 составляют структуры делителя цепи. Здесь, в этой схеме, калибровка выполняется путем установки ручки потенциометра. Нет необходимости в каком-либо внешнем источнике питания для этой цепи.

Цепь предназначена для контроля от 10 В до 15 В постоянного тока. Схема будет работать независимо от того, равно ли напряжение батареи 3 В. Lm3914 управляет светодиодами, ЖК-дисплеями и вакуумными флуоресцентными лампами. ИС содержит гибкий эталонный и точный 10-ступенчатый делитель. Эта IC также может использоваться в качестве секвенсора.

Чтобы указать состояние выхода, мы можем подключить светодиоды разных цветов. Подключите красные светодиоды от D1 до D3, которые показывают фазу отключения вашей батареи, и используйте D8-D10 с зелеными светодиодами, которые показывают уровень заряда батареи от 80 до 100 и используют желтые светодиоды для оставшихся.

С небольшой регулировкой мы можем использовать эту схему для количественного определения диапазонов напряжения. Для этого отсоедините резистор R2 и интерфейс верхнего уровня напряжения на входе. Теперь перенесите противопоставление Pot RV1 на светодиоды D10. В настоящее время откачайте верхний уровень напряжения на входе и свяжите с ним более низкий уровень напряжения. Соедините высокоценный переменный резистор с пятно резистора R2 и изменяйте его, пока не загорится светодиод D1. Теперь отсоедините потенциометр и измерьте сопротивление на нем. Теперь подключите резистор того же значения вместо R2. Схема теперь будет измерять различные диапазоны напряжения.

Эта схема наиболее целесообразна для индикации 12 В уровня заряда батареи. В этой схеме каждый светодиод показывает 10 процентов заряда батареи.

Шаг 4: Имитация схемы

Перед созданием схемы лучше смоделировать и проверить все показания программного обеспечения. Мы собираемся использовать программное обеспечение Proteus Design Suite. Proteus – это программа, на которой моделируются электронные схемы.

Proteus 8 Professional можно загрузить с Вот

1. После загрузки и установки программного обеспечения Proteus откройте его. Откройте новую схему, щелкнув значок ISIS в меню.Новая схема.
2. Когда появится новая схема, щелкните значок P в боковом меню. Откроется окно, в котором вы можете выбрать все компоненты, которые будут использоваться.Новая схема
3. Теперь введите имя компонентов, которые будут использоваться для создания схемы. Компонент появится в списке справа.Выбор компонентов
4. Таким же образом, как и выше, ищите все компоненты. Они появятся в списке устройств.Список компонентов

Шаг 5: Сборка схемы

Теперь, когда мы знаем основные соединения, а также полную схему нашего проекта, давайте двигаться вперед и приступить к созданию аппаратного обеспечения нашего проекта. Следует иметь в виду, что схема должна быть компактной, а компоненты должны быть расположены так близко.

1. Возьмите Veroboard и протрите его сторону медным покрытием скребковой бумагой.
2. Теперь поместите компоненты аккуратно и достаточно близко, чтобы размер цепи не стал слишком большим
3. Тщательно сделайте соединения, используя паяльник. Если при выполнении соединений была допущена какая-либо ошибка, попробуйте демонтировать соединение и снова правильно припаять соединение, но, в конце концов, соединение должно быть надежным.
4. После того, как все соединения выполнены, проведите проверку целостности. В электронике проверка непрерывности – это проверка электрической цепи, чтобы проверить, протекает ли ток по желаемому пути (что это определенно полная цепь). Проверка непрерывности выполняется путем установки небольшого напряжения (проводного в сочетании со светодиодом или компонентом, создающим шум), например, пьезоэлектрическим динамиком) по выбранному пути.
5. Если проверка целостности пройдена, это означает, что цепь выполнена надлежащим образом. Теперь он готов к проверке.
6. Подключите аккумулятор к цепи.
7. Отрегулируйте потенциометр так, чтобы светодиод D1 начал светиться.
8. Теперь начните увеличивать входное напряжение. Вы увидите, что каждый светодиод будет светиться с шагом 1 В.

Схема будет выглядеть как на картинке ниже:

Принципиальная электрическая схема

Ограничения этой схемы

Есть некоторые ограничения для этой схемы. Некоторые из них приведены ниже:

1. Этот индикатор уровня заряда батареи работает только для небольших напряжений.
2. Значения компонентов являются теоретическими, они могут нуждаться в модификации на практике.

Приложения

Широкий спектр этой схемы индикатора уровня заряда батареи включает в себя:

1. С помощью этой схемы мы можем измерить уровень заряда аккумулятора автомобиля.
2. Состояние инвертора можно откалибровать с помощью этой схемы.

Appuals.com является участником партнерской программы Amazon Services LLC, и мы получаем комиссию за покупки, сделанные по нашим ссылкам.