بطاريات الليثيوم أيون حساسة جدًا لسوء الاستخدام. يمكن لأجهزة الشحن الحديثة تحليل حالتها أثناء عملية الشحن، ولكن لن يكون من غير الضروري تثبيت إضافة واحدة بسيطة على ترانزستور واحد ومصباحين LED، والتي، بغض النظر عن الجهاز نفسه، ستظهر الحالة الحقيقية للبطارية. يوضح الشكل أدناه مخططًا كهربيًا لتحديد جهد بطاريات Li-Ion.
دائرة LED لمؤشر جهد بطارية الليثيوم أيون
عندما ينخفض جهد الإمداد إلى أقل من 2.6 فولت، ينخفض التيار المار عبر قاعدة الترانزستور وينغلق. يضيء مؤشر LED1 ويتم إيقاف تشغيل مؤشر LED2. عندما يتجاوز الجهد 2.6 فولت، يبدأ الترانزستور في فتح وإغلاق LED LED1، في نفس الوقت يضيء LED2. تعني هذه الحالة أن البطارية لا تحتاج إلى إعادة الشحن.
لكن ضع في اعتبارك أن حدود الجهد تختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على نوع ولون مصابيح LED المختارة. يحتوي مؤشر LED الأحمر القياسي على انخفاض جهد أمامي قدره 1.7 فولت؛ الصمام الأخضر حوالي 2.1 فولت.
يستخدم هذا التصميم مصابيح LED حمراء بجهد أمامي يبلغ حوالي 1.6 فولت عند 2 مللي أمبير. قد تتطلب المؤشرات الأخرى تحديد القيم، على سبيل المثال، تثبيت صمام ثنائي شوتكي بدلاً من 1n4148. يمكن تركيب مصابيح LED بيضاء أو زرقاء ذات 3 فولتات مباشرة في بعض الحالات.
يوضح الجدول بوضوح حالات التشغيل التي يحتوي عليها المؤشر. يستهلك الجهاز تيارًا قليلًا، لذا يمكنك الاعتماد على عمر بطارية طويل، ما لم يكن بالطبع في المخزن. يمكنك بناء مؤشر الجهد هذا في وحدة الشحن أو الاختبار. إن إضافة ثنائيات زينر على التوالي مع مصابيح LED تجعل دائرة المؤشر البسيطة هذه مناسبة لمستويات الجهد العالي أيضًا.
Li-ion متقلب جدًا في التفريغ الزائد ولكي لا تقتل البطارية ، قررت أن أصنع واحدة محلية الصنع مؤشر انخفاض البطاريةلمفك البراغي. الموصوفة في وقت سابق. يجب أن يضيء مؤشر LED الموجود على علبة البطارية ويظل مضاءً عندما ينخفض الجهد عن المستوى المحدد.
لماذا تحتاج إلى مؤشر انخفاض البطارية؟
على سبيل المثال، أنت تستخدم بطاريات ليثيوم أيون بدون لوحة حماية. من أجل عدم التحميل الزائد عن طريق الخطأ، يمكنك تثبيت فتيل عادي 30 أمبير. نأخذ فتيل السيارة أو نصنع فتيلًا محلي الصنع من سلك نحاسي بمقطع عرضي 0.5 مم 2.
من أجل عدم الإفراط في تفريغ البطارية بما يتجاوز الحد المطلوب، نستخدم مؤشر التفريغ أدناه، والذي سيضيء مؤشر LED الخاص به عند تفريغ البطارية إلى المستوى المحدد. يتم إجراء التوازن أثناء الشحن، ولهذا أحضرت موصلا للجسم.
يمكنك أيضًا تكوين الدائرة للتفريغ المتوسط، على سبيل المثال 50% أو 75% - سوف ينفد النوع قريبًا. أو حتى استخدم عدة دوائر تم تكوينها لجهود مختلفة. على سبيل المثال، ثلاثة. يضيء أحدهما بنسبة 75% والثاني بنسبة 50% والثالث بنسبة 25% من الشحن.
مخطط مؤشر محلية الصنع.
إذن إلى الرسم التخطيطي (الموجود على الإنترنت). تم تجميع الدائرة واختبارها وعملها على الفور.
تستخدم الدائرة TL431.
إنه أمر مريح للغاية، سأخبرك. يتم تبسيط العديد من المخططات إلى حد كبير معها. لذا يمكنك شراء حزمة منها دفعة واحدة، كما فعلت أنا.
وبناءً على ذلك، يمكنك أيضًا إنشاء موازن للبطارية، ولكن المزيد عن ذلك في وقت آخر.
أخدتها. لديهم حزمة، كما لدينا قطعة واحدة.
الترانزستور BC547 شائع جدًا، ويكلف فلسًا واحدًا ومتوفر في أي متجر لمكونات الراديو. يستطيع شراء من الصينيين أيضا، لكنها بالفعل رخيصة جدًا. إذا كنت تأخذ حزمة فقط.
ذات مرة قمت بالفعل بشراء مقاومات بتصنيفات مختلفة. هنا مجموعة مقاومات رخيصة جدًا ، والتي سوف تسعدك لفترة طويلة.
R1*(بالنسبة لي)=4.6K; R2=1K; R3=11K (مطابق للترانزستور BC547)؛ R4=1.5K (نختاره لـ LED اعتمادًا على جهد إمداد الدائرة).
نحن نأخذ أي LED منخفض الطاقة بحجم ثلاثة ملليمترات ، ليس من المناسب تركيب SMD في العلبة.
يتم حساب المقاوم R1 لجهد التشغيل المطلوب للدائرة وفقًا للصيغة: R1=R2*(Vo/2.5V - 1).
كنت أتوقع أن يضيء المؤشر عند 14 فولت، أي عند 3.5 فولت لكل خلية (تتكون بطاريتي من أربع بطاريات بقيمة اسمية 3.7 فولت). في حالة الشحن الكامل، 16.8 فولت (4.2 فولت لكل وعاء). لنأخذ R2 يساوي 1K. (عند الضبط على الفولتية المنخفضة، على سبيل المثال 3.6 فولت، يجب أن تأخذ R2 إلى 10K).
لذلك نحن نحسب عند 14 فولت. R2 = 1 كيلو أوم = 1000 أوم. R1=1000*(14 فولت/2.5 فولت-1)=1000*(5.6-1)=1000*4.6=4600 أوم = 4.6 كيلو أوم ( لمفك البراغي 14.4 فولت (4 بنوك جهد كل منها 3.7 فولت)، محولة إلى الليثيوم).
ل 12 فولت (3 بنوك كل منها 3.7 فولت) مفك براغي عند 10.5 فولت R2=1K R1=1000*(10.5/2.5-1)= 3.2 كيلو أوم.
ل 18 فولت (5 علب بقوة 3.7 فولت لكل منها) مفك براغي ، تحويلها إلى الليثيوم: اثار عند 17.5 فولت R2=1K R1=1000*(17.5/2.5-1)= 6 كيلو أوم.
قائمة قيم R1 عند R2=1KOhm لأولئك الذين يتكاسلون عن العد:
- 5 فولت - 1 ك
- 7.2 فولت – 1.88 كيلو
- 9 فولت – 2.6 كيلو
- 10.5 فولت - 3.2 كيلو
- 12 فولت – 3.8 كيلو
- 14 فولت - 4.6 كيلو
- 15 فولت - 5 كيلو
- 17.5 فولت - 6 كيلو
- 18 فولت – 6.2 كيلو
- 20 فولت – 7 كيلو
- 24 فولت – 8.6 كيلو
مؤشر انخفاض بطارية مفك البراغي جاهز.
يعمل بشكل واضح ومستقر. لا يلزم الإعداد.
للتجميع اشتريت من الصينيين مع الشحن المجاني:
مجموعة مقاومات مكونة من 30 قيمة، كل منها 10 قطع
. فيجو 300 قطعة.
أعتقد أن هذا الموضوع سيكون مناسبًا لأولئك الذين لديهم أكثر من سيارتين. كقاعدة عامة، يتم استخدام أحدهما في الشتاء والآخر في الصيف. أي أن أحدهم يجلس في مرآب أو موقف للسيارات موسمًا واحدًا في السنة. وبينما هو واقف هناك، لا نعرف كيف حال بطاريته. لا، بالطبع يمكنك "اختباره" بشكل دوري باستخدام مقياس الفولتميتر أو شراء مؤشر جاهز، والذي يوجد الكثير منه على نفس Ali-express (على سبيل المثال، يتم إدخاله في ولاعة السجائر). لكنني أردت أن أصنع مؤشرًا خاصًا بي يُظهر القيم المتوسطة للشحنة المتبقية للبطارية. حسنا، على سبيل المثال، أكثر من 75٪، 75٪، 50٪ و 25٪ شحن. علاوة على ذلك، أود أن أكون كسولًا جدًا بشأن صحة البطارية بحيث لا أضطر إلى الصعود مرة أخرى أسفل غطاء السيارة وتفريغ الشاحن دون داع.
لقد بحثت عن مخططات مقبولة على الإنترنت لفترة طويلة. لقد جمعت بعض. لكنها ليست هي نفسها. إن تباطؤ الإشارة هو أنه سيكون من الأفضل لو لم تكن موجودة، ومن الأسهل والأكثر موثوقية قياس هذا المؤشر باستخدام جهاز اختبار. إما أن الإعدادات عائمة ولا يوجد استقرار، أو بشكل عام يتغير سطوع مؤشر LED بسلاسة اعتمادًا على جهد البطارية واذهب واكتشف ما هو موجود عليها. وبعد ذلك وجدت مخططًا واحدًا على بعض المواقع البرتغالية. إنها بسيطة إلى درجة عدم الاحتشام ويبدو أنها يجب أن تنجح. إنه مبني على مضخم التشغيل UA741. ها هي:
وفيه قمت فقط بتغيير قيمة ديود الزينر من 6.2 فولت إلى 7.5 فولت. العمليات واضحة. يضيء مؤشر LED عند الإعداد المطلوب (يتم تنظيمه عن طريق قطع المقاوم R2). من الأفضل استخدام R2 متعدد المنعطفات، لأن ضبطها على الجهد المطلوب ليس بالأمر السهل. الحساسية في منطقة الزناد لطيفة للغاية ويؤدي الدوران غير المرئي تقريبًا لبرغي الضبط إلى نقل الجهد المطلوب إلى الجانب.
من الضروري التهيئة باستخدام مصدر طاقة مختبري دقيق ومنظم باستخدام مقياس الفولتميتر الرقمي الذي يُظهر أعشارًا (أو الأفضل من ذلك، أجزاء من المئات، لقد قمت بتشغيل جهاز اختبار رقمي بالتوازي) من فولت. وبما أنني أردت أن أرى درجة شحن البطارية بالتدرجات المذكورة أعلاه، فقد قمت بتجميع دائرة من ثلاث كتل من هذا القبيل. وهنا رسم للتوقيع:
عندما تكون البطارية مشحونة بالكامل، يكون الجهد الموجود عليها أعلى من 12.7 فولت، في حين لا يضيء مصباح LED واحد وكل شيء على ما يرام (الصورة 1).
تضيء الكتلة الأولى مؤشر LED الأخضر عندما يكون الجهد عند أطراف البطارية أقل من 12.5 فولت، وهو ما يتوافق مع حوالي 75٪ من شحن البطارية (الصورة 2).
يضيء الثاني مؤشر LED الأصفر عندما يكون الجهد أقل من 12.2 فولت، وهو ما يمثل حوالي 50% شحن (الصورة 3).
حسنًا، الثالث، الأحمر، يضيء عندما يكون الجهد أقل من 11.7 فولت أو حوالي 25٪ من شحن البطارية المتبقي (الصورة 4).
لقد استخدمت إعدادات الجهد لبطاريات AGM (لديها في سيارتي). بالنسبة للحمضية العادية، يمكن تغييرها إلى غيرها. تم وضع اللوحة في علبة صغيرة (40 مم × 70 مم). في هذه الحالة، قمت بوضع مفتاح إضافي صغير الحجم عند انقطاع السلك الموجب من أجل الراحة، حتى لا يتم إزالة المشابك من أطراف البطارية عندما لا تكون هناك حاجة إلى قياسات وحتى لا يستهلك الجهاز، على الرغم من صغر حجمه (حوالي 20 مللي أمبير، يتم تحديده بشكل أساسي من خلال تيار مصابيح LED المشتعلة من البطارية. يتم توصيل سلك مزدوج باللون الأحمر والأسود مع مشابك في الأطراف بالبطارية من الجهاز (الصورة 5).
يتم توصيل الجهاز بشكل دائم بأطراف بطارية السيارة المتوقفة في المرآب. عند الضرورة، عند الذهاب إلى المرآب، دون "الرقص" غير الضروري، أقوم بتشغيل المفتاح الموجود على الجهاز، وألاحظ اللون الذي تضاء به "الأضواء" وأرى ما إذا كانت بطاريتي سليمة أم أنها تحتاج إلى "معالجة".
ومن نظرية البطاريات القابلة لإعادة الشحن، نتذكر أنه لا يمكن تفريغ بطاريات الليثيوم تحت مستوى 3.2 فولت لكل خلية، وإلا فإنها تفقد قدرتها المقصودة وتفشل بشكل أسرع بكثير. ولذلك، فإن مراقبة الحد الأدنى لمستوى الجهد مهم جدًا بالنسبة لبطاريات الليثيوم. بالطبع، في الهاتف المحمول أو الكمبيوتر المحمول، يتم استبعاد إمكانية التفريغ الحرج بواسطة وحدة تحكم ذكية، ولكن يمكن قتل بطارية المصباح الصيني بسرعة كبيرة، ثم الكتابة في المنتديات حول حماقة ينتجها الصينيون. لمنع حدوث ذلك، أقترح تجميع إحدى الدوائر البسيطة لمؤشر تفريغ بطارية الليثيوم.
يتم استخدام LED كعنصر إشارة في هذه الدائرة. يتم استخدام صمام ثنائي زينر قابل للتعديل بدقة TL431 كمقارن. تذكر أن TL 431 عبارة عن صمام ثنائي زينر سيليكون قابل للتعديل بجهد خرج يمكن ضبطه على أي قيمة من 2.5 إلى 36 فولت باستخدام مقاومتين خارجيتين. يتم تعيين عتبة استجابة الدائرة بواسطة مقسم الجهد في دائرة قطب التحكم. بالنسبة لبطارية السيارة، تحتاج إلى تحديد قيم مقاومة مختلفة.
من الأفضل أن تأخذ مصابيح LED زرقاء ساطعة، فهي الأكثر وضوحًا. Zener diode TL431 - يستخدم في العديد من تبديل مصادر الطاقة في دائرة التحكم في optocoupler للحماية ويمكن استعارته من هناك.
طالما أن الجهد أعلى من مستوى معين، في مثالنا 3.25 فولت، فإن صمام ثنائي الزينر يعمل في وضع الانهيار، وبالتالي، يتم قفل الترانزستور ويتدفق كل التيار عبر LED الأخضر. بمجرد أن يبدأ جهد بطارية الليثيوم أيون في الانخفاض في النطاق من 3.25 إلى 3.00 فولت، يبدأ VT1 في الفتح ويتدفق التيار عبر كلا مصابيح LED.
عندما يكون جهد البطارية 3 فولت أو أقل، يضيء المؤشر الأحمر فقط. العيب الخطير للدائرة هو صعوبة اختيار ثنائيات الزينر للحصول على عتبة الاستجابة المطلوبة، بالإضافة إلى استهلاك التيار العالي البالغ 1 مللي أمبير.
يتم ضبط مستوى استجابة المؤشر عن طريق تحديد قيم المقاوم R2 و R3.
بفضل استخدام العاملين الميدانيين، فإن الاستهلاك الحالي للدائرة صغير جدًا.
يتم تشكيل الجهد الإيجابي عند بوابة الترانزستور VT1 باستخدام مقسم تم تجميعه عبر مقاومتين R1-R2. إذا كان مستواه أعلى من جهد قطع مفتاح المجال، فإنه يفتح بوابة VT2 ويزيتها بالسلك المشترك، وبالتالي يمنعها.
في لحظة معينة، عندما تنفد بطارية الليثيوم أيون، لا يكون الجهد الكهربي من المقسم كافيًا لفتح VT1 ويتم قفله. تظهر إمكانية عند البوابة VT2 القريبة من مستوى الإمداد، وبالتالي يتم فتحها ويضيء مؤشر LED. يشير التوهج إلى الحاجة إلى إعادة شحن البطارية.
مؤشر التفريغ على شريحة TL431 |
يتم تعيين عتبة الاستجابة بواسطة مقسم عبر المقاومات R2-R3. وبالتقديرات المبينة في الشكل فهي تساوي 3.2 فولت. عندما يتم خفض هذه العتبة على البطارية، سيتوقف التجميع الدقيق عن تحويل مؤشر LED وسيضيء.
إذا كنت تستخدم بطارية تتكون من عدة بطاريات متصلة على التوالي، فيجب توصيل الدائرة المذكورة أعلاه بكل بنك.
لإعداد الدائرة، نقوم بتوصيل مصدر طاقة منظم بدلاً من البطارية ونختار R2 (R4) للتأكد من أن المؤشر يضيء عند الفاصل الزمني المطلوب.
يبدأ المؤشر، الذي يستخدم كمصباح LED، في الوميض بمجرد انخفاض جهد البطارية إلى ما دون المستوى الذي يمكن التحكم فيه. تعتمد دائرة الكاشف على تجميع دقيق متخصص MN13811، ويتم تنفيذ الدائرة باستخدام الترانزستورات ثنائية القطب Q1 و Q2.
إذا تم استخدام شريحة MN13811-M، فعندما ينخفض جهد البطارية إلى أقل من 3.2 فولت، يبدأ مؤشر LED في الوميض. الميزة الكبيرة للدائرة هي أنه أثناء المراقبة، تستهلك الدائرة أقل من 1 ميكرو أمبير، وفي وضع الوميض تستهلك حوالي 20 مللي أمبير. يستخدم الجهاز ترانزستورات ثنائية القطب ذات موصلية مختلفة. تتوفر الدوائر المتكاملة من سلسلة MN13811 لجهود مختلفة، اعتمادًا على الحرف الأخير، لذلك إذا كان التجميع الدقيق مطلوبًا لعتبة استجابة مختلفة، فيمكنك استخدام نفس الدائرة الدقيقة، ولكن بفهرس حروف مختلف.
المشكلة الأكثر شيوعًا التي يواجهها السائقون هي عدم وجود لوحة أجهزة القياس في السيارة. تسبب هذه المشكلة بعض الانزعاج نظراً لأن السائق يلاحظ متأخراً أن البطارية فارغة، خاصة إذا كان المؤشر مرتفعاً. تجدر الإشارة إلى أن جهاز العرض هذا سهل التجميع.
يمكنك قياس شحن البطارية بنفسك باستخدام الفولتميتر. اليوم، أصبحت أجهزة قياس الفولتميتر باهظة الثمن، لكننا لا نلتف حولها كثيرًا، لأن الشيء الوحيد المهم بالنسبة لنا هو القيمة التي يمكن أن تصل إليها الشحنة.
يجدر الانتباه إلى حقيقة أن الجهاز الذي سيتم قياس شحن البطارية به يمكن تصنيعه بيديك وبدون الفولتميتر.
يوجد أدناه نظام للإنشاء باستخدام مصباح LED كمؤشر. عندما ينخفض الجهد الكهربائي وينخفض شحن البطارية، يضيء مصباح LED، والذي يعمل كمؤشر لإعادة الشحن.
بالنظر إلى الرسم البياني، يمكنك أن ترى أنه لن يكون من الصعب تجميعه. من السهل شراء أي عنصر من عناصر النظام. كيف يمكن استخدام الترانزستورات:
- كي تي 315 ب
- كيه تي 3102
- س 9012
- س 9014
- س 9016
يمكنك شراء أي مصباح LED، طالما أن جهد تشغيله يتراوح بين 15-20 فولت.
العنصر الرئيسي الذي لا غنى عنه في النظام هو المقاوم المتغير R2، وبمساعدته يتم تحديد الحد الذي يتم عنده تشغيل المؤشر، على الرغم من حقيقة أن الدائرة تقول أنه يجب أخذه بـ 1.5 كيلو أوم، فمن الضروري اتخاذ إجراء أكثر قوة واحد في حدود 20 كيلو أوم. لأنه إذا أخذنا R1 = 20 كيلو أوم، فلن تكون هذه المقاومة كافية لفتح مفتاح VT1.
إذا كنت تأخذ بطارية بشحنة عادية تبلغ 12 فولتًا أو أكثر، فسوف يفتح الترانزستور VT1 ويتجاوز مصباح مؤشر LED HL1. عندما ينخفض جهد البطارية، سينخفض VT1 بمرور الوقت حتى يتم إغلاقه، وبعد إيقاف تشغيله، سيتم فتح VT2 وسيضيء مصباح HL1 LED، وهذا بمثابة إشارة إلى أن شحن البطارية منخفض. لمثل هذه الدائرة، من الممكن توصيل أي عتبة إنذار.
يمكنك استخدام مواد من جهاز كمبيوتر أو تلفزيون قديم كلوحة. حجم هذا النظام صغير ومريح.
لإعداد النظام، تحتاج إلى جهاز إمداد بالطاقة يتم من خلاله ضبط المقاوم وتعيين حدود تفعيل الإنذار.
إذا لزم الأمر، يمكنك إنشاء العديد من هذه الدوائر بعتبات حساسية مختلفة للحصول على قياسات أكثر دقة.
مضخم صوت بسيط للسيارة أحادي الكتلة يعتمد على TDA1560Q موصل USB خارجي في راديو السيارة
