Индикаторът за зареждане на батерията е необходимо нещо в домакинството на всеки шофьор. Уместността на такова устройство се увеличава многократно, когато по някаква причина кола откаже да запали в студена зимна сутрин. В тази ситуация си струва да решите дали да се обадите на приятел, който да дойде и да ви помогне да стартирате от батерията си, или дали батерията е умряла за дълго време, като се е разредила под критично ниво.
Защо да следите състоянието на батерията си?
Автомобилният акумулатор се състои от шест батерии, свързани последователно със захранващо напрежение 2,1 - 2,16V. Обикновено батерията трябва да произвежда 13 - 13,5 V. Не трябва да се допуска значително разреждане на батерията, тъй като това намалява плътността и съответно повишава температурата на замръзване на електролита.
Колкото по-високо е износването на батерията, толкова по-малко време държи заряд. През топлия сезон това не е критично, но през зимата страничните светлини, забравени, докато са включени, могат напълно да „убият“ батерията до момента, в който се върне, превръщайки съдържанието в парче лед.
В таблицата можете да видите температурата на замръзване на електролита в зависимост от степента на заряд на уреда.
| Зависимост на температурата на замръзване на електролита от степента на зареждане на батерията | ||||
|---|---|---|---|---|
| Плътност на електролита, mg/cm. куб | Напрежение, V (без товар) | Напрежение, V (с товар 100 A) | Ниво на заряд на батерията, % | Температура на замръзване на електролита, гр. Целзий |
| 1110 | 11,7 | 8,4 | 0,0 | -7 |
| 1130 | 11,8 | 8,7 | 10,0 | -9 |
| 1140 | 11,9 | 8,8 | 20,0 | -11 |
| 1150 | 11,9 | 9,0 | 25,0 | -13 |
| 1160 | 12,0 | 9,1 | 30,0 | -14 |
| 1180 | 12,1 | 9,5 | 45,0 | -18 |
| 1190 | 12,2 | 9,6 | 50,0 | -24 |
| 1210 | 12,3 | 9,9 | 60,0 | -32 |
| 1220 | 12,4 | 10,1 | 70,0 | -37 |
| 1230 | 12,4 | 10,2 | 75,0 | -42 |
| 1240 | 12,5 | 10,3 | 80,0 | -46 |
| 1270 | 12,7 | 10,8 | 100,0 | -60 |
Спад в нивото на заряд под 70% се счита за критичен. Всички автомобилни електрически уреди консумират ток, а не напрежение. Без товар дори силно разредена батерия може да покаже нормално напрежение. Но при ниско ниво, по време на стартиране на двигателя, ще се забележи силен спад на напрежението, което е тревожен сигнал.
Възможно е да забележите наближаващото бедствие своевременно само ако индикаторът е инсталиран директно в кабината. Ако, докато колата работи, тя постоянно сигнализира за разреждане, време е да отидете до сервиза.
Какви индикатори съществуват
Много батерии, особено тези без поддръжка, имат вграден сензор (хигрометър), чийто принцип на работа се основава на измерване на плътността на електролита.
Този сензор следи състоянието на електролита и относителната стойност на неговите показатели. Не е много удобно да се качвате под капака на автомобил няколко пъти, за да проверите състоянието на електролита в различни режими на работа.
Електронните устройства са много по-удобни за наблюдение на състоянието на батерията.
Видове индикатори за зареждане на батерията
Автомобилните магазини продават много от тези устройства, различни по дизайн и функционалност. Фабричните устройства са условно разделени на няколко вида.
По метод на свързване:
- към гнездото на запалката;
- към бордовата мрежа.
По метод на показване на сигнала:
- аналогов;
- дигитален.
Принципът на работа е същият, определя нивото на заряд на батерията и показва информация във визуална форма.
Принципна схема на индикатора Как да направите индикатор за зареждане на батерията с помощта на светодиоди?
Има десетки различни схеми за управление, но те дават идентични резултати. Възможно е сами да сглобите такова устройство от скрап материали. Изборът на схема и компоненти зависи единствено от вашите възможности, въображение и асортимента на най-близкия радиомагазин.
Ето диаграма, за да разберете как работи светодиодният индикатор за зареждане на батерията. Този преносим модел може да се сглоби „на коляно“ за няколко минути.
D809– ценеров диод 9V ограничава напрежението на светодиодите, а самият диференциатор е сглобен на три резистора. Този светодиоден индикатор се задейства от ток във веригата. При напрежение 14V и повече, токът е достатъчен, за да светят всички светодиоди, при напрежение 12-13,5V те светят VD2И VD3, под 12V - VD1.
По-усъвършенствана опция с минимум части може да бъде сглобена с помощта на бюджетен индикатор за напрежение - чип AN6884 (KA2284).
Верига на светодиоден индикатор за нивото на зареждане на батерията на компаратор на напрежение
Схемата работи на принципа на компаратора. VD1– 7.6V ценеров диод, той служи като източник на референтно напрежение. R1– делител на напрежение. По време на първоначалната настройка той се настройва на такава позиция, че всички светодиоди да светят при напрежение 14V. Подаденото напрежение на входове 8 и 9 се сравнява чрез компаратор и резултатът се декодира на 5 нива, като светят съответните светодиоди.
Контролер за зареждане на батерията
За да следим състоянието на батерията, докато зарядното устройство работи, ние правим контролер за зареждане на батерията. Схемата на устройството и използваните компоненти са максимално достъпни, като в същото време осигуряват пълен контрол върху процеса на презареждане на батерията.
Принципът на работа на контролера е следният: докато напрежението на батерията е под напрежението на зареждане, зеленият светодиод свети. Щом напрежението се изравни, транзисторът се отваря, светвайки червения светодиод. Смяната на резистора пред основата на транзистора променя нивото на напрежение, необходимо за включване на транзистора.
Това е универсална верига за наблюдение, която може да се използва както за автомобилни батерии с висока мощност, така и за миниатюрни литиеви батерии.
Когато батерията е разредена, стартирането на колата е доста проблематично. За да избегнете такава неприятна „изненада“, достатъчно е просто да използвате волтметър от време на време. Въпреки това, не всички шофьори и не винаги правят това, защото е много по-удобно да имате някакво устройство, което показва колко дълго ще продължи зареждането на батерията.
Какви са индикаторите?
Акумулаторната батерия (или батерията) се състои от шест взаимосвързани елемента, напрежението във всеки обикновено трябва да бъде около 2,15 волта, т.е. общото напрежение на батерията се доближава до 13,5 волта. Ако зарядът падне под критичните стойности (приблизително 9,5 волта), това може да доведе до дълбоко разреждане на батерията и в резултат на това до нейната пълна повреда.
Съвременните технологии „срещат“ шофьорите наполовина и улесняват живота им максимално. Например, много автомобили вече имат бордови компютри, които също следят нивото на зареждане на батерията.
Въпреки това, докато тази опция не е достъпна за всички, е необходимо да се използват други видове индикатори на този важен индикатор. Така че можете да намерите отделни кристални дисплеи на таблото, има индикатори за влагомер и можете също (ако имате съответните умения) да направите сами индикатор за зареждане на батерията. Много алармени устройства от този тип трябва да бъдат свързани към бордовата мрежа на автомобила, за да могат да следят нивото на зареждане на батерията.
Вграден индикатор за зареждане
Най-често срещаният тип индикатор на необслужваеми батерии е хидрометър. Състои се от ухо, световод, крак и плувка (затова се нарича плувка). Кракът със светлинния водач се намира вътре в батерията, към крака е прикрепен поплавък, с помощта на който се определя нивото на електролита в батерията. На корпуса на батерията има шпионка, която показва трите основни състояния на батерията:
- зелената плаваща топка свети през зрителното око, което означава, че батерията е заредена повече от половината;
- окото остава черно (това се вижда през индикаторната тръба), това е сигнал, че поплавъкът е напълно потопен в електролитната течност, следователно неговата плътност е намалена и батерията трябва да се зареди;
Допълнителна информация.Някои модели ареометри имат червен поплавък, който се вижда в "прозореца", когато зарядът и плътността на електролита намаляват.
- ако само повърхността на течността вътре в батерията се вижда в „окото“, това означава, че е „жадна“ - нивото на електролита е критично, спешно е необходимо да се добави дестилирана вода (и това е доста трудно да се направи, тъй като такива батерии не изискват поддръжка).
Забележка!Въпреки че вграденият индикатор за зареждане на батерията от този тип ви позволява незабавно да определите съществуващия проблем (или липсата му), съдейки по някои потребителски отзиви, показанията на такива устройства често са неверни и самите те бързо се развалят.
По правило това се дължи на следните причини:
- данните идват само от една акумулаторна клетка от шест и нивото на течността в тях може да варира значително;
- пластмасовите части на индикатора не могат да издържат на температурните условия на батерията, така че данните се получават неправилно;
- поплавъчните индикатори по никакъв начин не определят температурата на електролитната течност, но плътността също зависи от нея, така че електролит при ниска температура ще покаже нормално ниво на плътност, докато също ще бъде ниско.
Фабрични индикатори под формата на панели
В специализираните магазини можете да намерите много различни устройства за наблюдение на батерията, всеки собственик на автомобил може да избере дизайна и функциите, които да му харесат. Индикаторите се различават и по начина на свързване: към запалката или към бордовата мрежа на автомобила. Основната задача на всички устройства обаче е една и съща - да определят колко е заредена батерията и да сигнализират за това.
Има индикатори, които трябва да сглобите сами, като конструктор. Като пример, DC-12 V. Позволява да се контролира зареждането на батерията, както и работата на контролното реле.
Такова малко устройство за управление работи в диапазона от 2,5 до 18 волта, консумира много малко електроенергия - до 20 милиампера, размерите на прозореца на индикатора са 4,3 на 2 см.
Ако инсталирате втора батерия в кола, можете да използвате индикатор от TMS - това е малък панел от индустриален алуминий със светодиоди с вграден волтметър и превключвател между съседни батерии.
Сред скъпите модели (и неоправдано скъпи за цената на нова батерия) можем да подчертаем контролерите на напрежението на американската компания „Faria Euro Black Style“. Цветът на корпуса обикновено е черен, диаметърът на прозореца на дисплея е 5,3 см, а екранът е осветен в бяло. За захранване са необходими 12 волта.
Как сами да сглобите индикатор за зареждане
Ако собственик на кола се чувства удобно с поялник, той може да сглоби анализатора със собствените си ръце, можете да намерите много диаграми за сглобяване. Използвайки един, най-простият, можете да сглобите индикатор за зареждане, напомнящ описания по-горе DC-12 V. Той работи на същите принципи: той е свързан към бордовата мрежа и определя напрежението на батерията в рамките на 6-14 волта.
За да сглобите устройството, ще ви трябват транзистори, резистори, ценерови диоди, печатна платка и по един червен, син и зелен светодиод. След сглобяването, съгласно схемата, платката се поставя на таблото, а краищата на светодиодите се поставят на място, удобно за гледане. В този случай напълно заредената батерия ще бъде показана в зелено, синьо - когато зарядът е нормален (от 11 до 13 волта), а ако батерията е близо до разреждане, червеният светодиод ще светне.
Неприятно е, когато колата не може да запали просто защото акумулаторът е изтощен в най-неподходящия момент. Индикатор за напрежение, закупен в магазин или запоен сами, ще помогне да се избегнат неприятни „изненади“ и да предупреди предварително, че батерията изисква презареждане.
Видео
Сравнително простият дизайн на прост и малък индикатор, който се захранва директно от акумулатора на автомобила и показва наличието на заряд в акумулатора. Веригата съдържа три светодиода с различни цветове.
Първи светодиод - червено, светва само когато напрежението на клемите на батерията е под 11,4-11,6 волта, това ще означава, че батерията е разредена. Червеният индикатор вероятно ще свети често за собственици на стари домашни автомобили с изтощена батерия; особено през зимата електролитът често замръзва и батерията губи част от своя капацитет и номинално напрежение. Свързах два светодиода паралелно за по-добра видимост.
Най-малкото сензорът ще покаже, че колата ви не се зарежда точно защото батерията е изтощена, докато индустриалният сензор не винаги работи точно.
Втори светодиод - жълто (или оранжево). Този светодиод свети, ако напрежението на клемите на акумулатора е около 11,6-13,6 волта и можете да разберете какво точно напрежение има на акумулатора по светенето на светодиода. Ако този индикатор свети ярко, до този момент колата не е стартирана, което означава, че има нормално напрежение на клемите на акумулатора, но ако свети слабо, тогава напрежението е не повече от 12 волта и батерията се нуждае от лесно презареждане.
Третият показател - зелено, обикновено светва при работещ двигател, когато напрежението на клемите на акумулатора е над 13,6 волта. Ако зеленият светодиод свети постоянно по време на шофиране, това е съвсем нормално, защото така трябва да бъде. В моя случай добавих още 2 зелени светодиода и ги свързах паралелно.
Веригата може да бъде сглобена върху парче макет, поставено в малък пластмасов калъф и скрито, да речем, в жабката, така че блясъкът на светодиодите да не отвлича вниманието на водача.
Веригата използва три местни транзистора, два от които са с обратна проводимост, които при желание могат да бъдат заменени с по-често срещания KT315, транзисторът KT3107 може успешно да бъде заменен с KT361.Изборът на транзистори не е критичен, буквално всеки транзистори (дори средна и висока мощност) на определени структури, много вносни аналози, например KT3107 могат да бъдат заменени с BC556/557, KT3102 с S9012/9014/9018 и др.
Не всички автомобили имат индикатор, който показва нивото на зареждане на батерията. Собственикът на автомобила трябва самостоятелно да следи този индикатор, като периодично го проверява с волтметър, като преди това е изключил акумулатора от електрическата мрежа на автомобила. Въпреки това, просто електронно устройство ще ви позволи да получите приблизителни показатели, без да напускате салона.
Избор на верига и компоненти
Завършен дизайн
Структурно домашно изработеният индикатор за наблюдение на зареждането на батерията се състои от електронен блок, върху тялото на който има три светодиода: червен, син и зелен. Изборът на цвят може да бъде различен - важно е при активиране на един от тях получената информация да бъде правилно интерпретирана.
Поради малкия размер на устройството можете да използвате обикновен макет. Оптималната схема на устройството е предварително избрана. Можете да намерите няколко модела, но най-често срещаната и следователно работеща версия на индикатора за зареждане на батерията е показана на фигурата.
Схема на платката и нейните компоненти
Преди да инсталирате компоненти, е необходимо да ги подредите върху печатната платка според схемата. Едва след това можете да го изрежете до желания размер. Важно е индикаторът да има минимални размери. Ако планирате да го монтирате в корпус, трябва да вземете предвид вътрешните му размери.
Тази схема е предназначена за наблюдение на работата на автомобилна батерия с мрежово напрежение от 6 до 14 V. За други стойности на този параметър трябва да се променят характеристиките на компонентите. Техният списък е показан в таблицата.
Най-простата версия е показана на фигура 1. Ако напрежението на клема B+ е 9 V, само зеленият светодиод ще свети, тъй като базовото напрежение на Q1 е 1,58 V, докато напрежението на емитера е равно на спада на напрежението върху D1 светодиода в типичен случай е 1,8 V, а Q1 се държи затворен. Тъй като зарядът на батерията намалява, напрежението върху LED D2 остава по същество същото и базовото напрежение намалява и в даден момент Q1 ще започне да провежда ток. В резултат на това част от тока ще започне да се разклонява в червения светодиод D1 и този дял ще се увеличи, докато целият ток потече в червения светодиод.
| Снимка 1. | Основна електрическа схема на монитор за напрежение на батерията. |
За типичните елементи на двуцветен светодиод разликата в предните напрежения е 0,25 V. Именно тази стойност определя областта на преход от зелено към червено. Пълна промяна в цвета на сиянието, зададена от съотношението на съпротивленията на разделителните резистори R1 и R2, настъпва в диапазона на напрежението
Средата на преходната област от един цвят към друг се определя от разликата в напрежението между светодиода и прехода база-емитер на транзистора и е приблизително 1,2 V. По този начин промяната на B+ от 7,1 V до 5,8 V ще доведе до промяна от зелено към червено.
Разликите в напрежението ще зависят от конкретни светодиодни комбинации и може да не са достатъчни за пълно превключване на цветовете. Въпреки това, предложената схема все още може да се използва чрез свързване на диод последователно с D2.
На Фигура 2 резисторът R1 е заменен с ценеров диод, което води до много по-тясна област на свързване. Разделителят вече не влияе на веригата и пълна промяна в цвета на блясъка настъпва, когато напрежението B + се промени само с 0,25 V. Напрежението на преходната точка ще бъде равно на 1,2 V + V Z. (Тук V Z е напрежението на ценеровия диод, в нашия случай равно на приблизително 7,2 V).
Недостатъкът на такава схема е, че тя е свързана с ограничена скала на напрежението на ценеровите диоди. Допълнително усложнява ситуацията фактът, че нисковолтовите ценерови диоди имат характерна крива, която е твърде гладка, което не позволява точно да се определи какво ще бъде напрежението V Z при ниски токове във веригата. Едно решение на този проблем би било да се използва резистор последователно с ценеровия диод, за да се позволи леко регулиране чрез леко увеличаване на напрежението на прехода.
С показаните стойности на резистора, веригата консумира ток от около 1 mA. При светодиоди с висока яркост това е достатъчно, за да използвате устройството на закрито. Но дори този малък ток е значителен за 9-волтова батерия, така че ще трябва да избирате между черпене на допълнителен ток и риск да оставите захранването включено, когато не ви трябва. Най-вероятно след първата непланирана смяна на батерията ще започнете да усещате предимствата на този монитор.
Веригата може да се преобразува така, че преходът от зелено към червено да се случи, когато входното напрежение се увеличи. За да направите това, транзисторът Q1 трябва да бъде заменен с NPN и емитерът и колекторът трябва да бъдат разменени. И като използвате двойка NPN и PNP транзистори, можете да направите прозорец за сравнение.
Като се има предвид доста голямата ширина на преходния регион, веригата на фигура 1 е най-подходяща за 9V батерии, докато веригата на фигура 2 може да бъде адаптирана за други напрежения.
