Как разработать схему индикатора уровня заряда батареи?

В последнее столетие все, что используется в повседневной жизни, является электронным. Большинство небольших электронных компонентов используют батарею для питания себя. Иногда эти электронные устройства, такие как игрушки, бритвы, музыкальные плееры, автомобильные аккумуляторы и т. Д., Не имеют дисплея, показывающего уровень заряда батареи. Таким образом, чтобы проверить уровень заряда батареи, нам нужно устройство, которое будет указывать уровень заряда батареи и сообщать нам, следует ли заменить батарею немедленно или через некоторое время. На рынке доступны различные индикаторы уровня заряда батареи. Но если мы хотим, чтобы это устройство было недорогим, мы можем сделать его дома таким же эффективным, как и устройства, доступные на рынке.

В этом проекте я расскажу вам, как лучше всего спланировать простую схему индикатора уровня заряда батареи с использованием доступных на рынке сегментов. Индикатор уровня заряда батареи показывает состояние батареи, просто включая светодиоды. Например, горение пяти светодиодов означает, что заряд батареи составляет 50%. Эта схема будет полностью основана на микросхеме LM914.

Как указать уровень заряда батареи с помощью LM3914 IC?

В этой статье разъясняется, как спланировать индикатор уровня заряда батареи. Вы можете использовать эту схему для проверки аккумулятора автомобиля или инвертора. Таким образом, используя эту схему, мы можем продлить срок службы батареи. Давайте соберем еще немного информации и начнем работать над этим проектом.

Шаг 1: Сбор компонентов

Лучший способ начать любой проект - это составить список компонентов и провести их краткое изучение, потому что никто не захочет останавливаться на середине проекта только из-за отсутствия компонента. Список компонентов, которые мы собираемся использовать в этом проекте, приведен ниже:

• LM3914 IC
• Светодиод (x10)
• Потенциометр - 10кОм
• Аккумулятор 12 В
• Резистор 56 кОм
• Резистор 18 кОм
• 4,7 кОм резистор
• Veroboard
• Соединительные провода

Шаг 2: Изучение компонентов

Теперь, когда мы знаем аннотацию нашего проекта, а также у нас есть полный список всех компонентов, давайте сделаем шаг вперед и проведем краткое изучение компонентов, которые мы собираемся использовать.

LM3914 представляет собой интегральную схему. Его задача - управлять дисплеями, которые визуально показывают изменение аналогового сигнала. На его выходе мы можем подключить до 10 светодиодов, ЖК-дисплеев или любой другой компонент флуоресцентного дисплея. Эту интегральную схему можно использовать только потому, что порог линейного масштабирования линейно масштабируется. В базовой конфигурации он дает десятиступенчатую шкалу, которая может быть расширена до более чем 100 частей с помощью других последовательных микросхем LM3914. В 1980 году эта ИС была разработана компанией National Semiconductors. Но теперь, в 2019 году, он по-прежнему доступен как Texas Instruments. Есть два основных варианта этой ИС. один - LM3915, который имеет шаг логарифмической шкалы 3 дБ, а другой - LM3916, который управляет шкалой стандартного индикатора 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 цепи масштабирования резисторов. Каждый компаратор включается один за другим, когда уровень входного напряжения увеличивается. Эта ИС может быть настроена на работу в двух разных режимах: Режим гистограммы и Точечный режим . В режиме гистограммы все клеммы нижнего выхода включаются, а в точечном режиме одновременно включается только один выход. Всего в устройстве 18 контактов.

Veroboard - отличный выбор для создания схемы, потому что единственная головная боль - это разместить компоненты на плате Vero, припаять их и проверить целостность с помощью цифрового мультиметра. Как только схема будет известна, отрежьте плату до разумного размера. Для этого поместите доску на коврик для резки и, используя острое лезвие (надежно) и соблюдая все меры безопасности, несколько раз надрежьте груз сверху и снизу по прямой кромке (5 или несколько раз), переезжая проемы. После этого расположите компоненты на плате вплотную, чтобы сформировать компактную схему, и припаяйте контакты в соответствии с подключениями схемы. В случае ошибки попробуйте распаять соединения и снова припаять их. Наконец, проверьте целостность. Выполните следующие шаги, чтобы создать хорошую схему на Veroboard.

Veroboard

Шаг 3: схемотехника

Ядром этой схемы маркера уровня заряда батареи является микросхема LM3914. Эта ИС принимает аналоговое напряжение в качестве входа и напрямую управляет 10 светодиодами в соответствии с уровнем переменного напряжения. В этой схеме нет необходимости в резисторах вместе со светодиодами, поскольку ток направляется самой ИС.

В этой схеме светодиоды (D1-D10) показывают предел заряда батареи в точечном режиме или режиме отображения. Этот режим выбирается внешним переключателем sw1, который связан с девятым выводом IC. Шестой и седьмой выводы IC связаны с землей через резистор. Яркость светодиодов регулируется этим резистором. Здесь резистор R3 и POT RV1 составляют схему делителя потенциала. Здесь, в этой схеме, калибровка выполняется с помощью ручки потенциометра. Нет необходимости во внешнем источнике питания для этой схемы.

Схема предназначена для контроля от 10 В до 15 В постоянного тока. Схема будет работать независимо от того, составляет ли напряжение аккумулятора 3 В. Lm3914 управляет светодиодами, ЖК-дисплеями и вакуумными люминесцентными лампами. Микросхема содержит гибкую ссылку и точный делитель на 10 шагов. Эта ИС также может работать как секвенсор.

Для индикации состояния выхода мы можем подключить светодиоды разных цветов. Подключите красные светодиоды от D1 к D3, которые демонстрируют фазу отключения вашей батареи, и используйте D8-D10 с зелеными светодиодами, которые показывают уровень заряда батареи от 80 до 100, и используйте желтые светодиоды для оставшегося заряда.

После небольшой настройки мы можем использовать эту схему для количественного определения диапазонов напряжения. Для этого отключения резистор R2 и интерфейс верхнего уровня напряжения на входе. Теперь переместите оппозицию Pot RV1 на свечение светодиода D10. В настоящий момент снимите верхний уровень напряжения на входе и свяжите с ним более низкий уровень напряжения. Подключите высокоомный переменный резистор к точке резистора R2 и колеблете его, пока не загорится светодиод D1. Теперь отключите потенциометр и измерьте сопротивление на нем. Теперь подключите резистор того же номинала вместо R2. Теперь схема будет измерять различные диапазоны напряжения.

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

Шаг 4: Моделирование схемы

Перед изготовлением схемы лучше смоделировать и проверить все показания на программном обеспечении. Программное обеспечение, которое мы собираемся использовать, - это Дизайнерский люкс Proteus . 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, нажав кнопку ИГИЛ значок в меню.

   Новая схема.

2. Когда появится новая схема, нажмите на п значок в боковом меню. Это откроет окно, в котором вы можете выбрать все компоненты, которые будут использоваться.

   Новая схема

   дескриптор устройства не удалось
3. Теперь введите название компонентов, которые будут использоваться для создания схемы. Компонент появится в списке справа.

   Выбор компонентов

4. Таким же образом, как описано выше, найдите все компоненты. Они появятся в Устройства Список.

   Список компонентов

Шаг 5: Сборка схемы

Теперь, когда мы знаем основные соединения, а также полную схему нашего проекта, давайте продвинемся вперед и приступим к созданию оборудования для нашего проекта. Следует иметь в виду, что схема должна быть компактной, а компоненты должны располагаться так близко.

1. Возьмите Veroboard и протрите скребком его сторону с медным покрытием.
2. Теперь аккуратно разместите компоненты и достаточно близко, чтобы размер схемы не стал очень большим.
3. Осторожно выполните соединения, используя паяльник. Если при соединении допущена какая-либо ошибка, попробуйте распаять соединение и снова припаять соединение должным образом, но в конце концов соединение должно быть плотным.
4. После того, как все подключения будут выполнены, проведите проверку целостности. В электронике проверка целостности цепи - это проверка электрической цепи, чтобы проверить, течет ли ток по желаемому пути (что, несомненно, это полная цепь). Проверка целостности выполняется путем установки небольшого напряжения (соединенного вместе со светодиодом или элементом, создающим волнение, например, пьезоэлектрическим динамиком) по выбранному пути.
5. Если проверка на непрерывность прошла успешно, это означает, что схема сделана должным образом. Теперь он готов к тестированию.
6. Подключите аккумулятор к цепи.
7. Настройте потенциометр так, чтобы светодиод D1 начал светиться.
8. Теперь начните увеличивать входное напряжение. Вы заметите, что каждый светодиод загорится с шагом 1 В.

Схема будет выглядеть как на изображении ниже:

Принципиальная электрическая схема

Ограничения этой схемы

У этой схемы есть некоторые ограничения. Некоторые из них приведены ниже:

1. Индикатор уровня заряда батареи работает только при малых напряжениях.
2. Значения компонентов являются теоретическими, они могут нуждаться в практической модификации.

Приложения

В широкий спектр данной схемы индикатора уровня заряда батареи входят:

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