Любое мобильное электронное устройство, будь то мобильный телефон, портативная колонка или музыкальный плеер, оснащено аккумулятором. В настоящее время литий-ионные батареи с номинальным напряжением 3,7 В стали особенно востребованными благодаря своей компактности, доступности и высокой ёмкости. Однако они чувствительны к глубокому разряду (ниже 3 В), поэтому важно регулярно контролировать уровень напряжения, чтобы избежать их повреждения. При сборке самодельных гаджетов полезно установить модуль, отображающий текущее напряжение. Представленная ниже схема такого модуля отличается универсальностью: её можно настроить для работы с различными типами аккумуляторов, включая низковольтные литий-ионные и автомобильные батареи.
Схема
Схема включает пять светодиодов, которые активируются при достижении определённого уровня напряжения на аккумуляторе. Порог срабатывания первых четырёх светодиодов регулируется подстроечными резисторами, тогда как пятый светодиод загорается при самом низком напряжении. Таким образом, если все пять светодиодов горят, аккумулятор полностью заряжен. Если же горит только первый светодиод, это сигнал о том, что аккумулятор нуждается в зарядке.
В схеме задействованы четыре компаратора для сравнения напряжения аккумулятора с эталонным значением. Все компараторы размещены в одном корпусе микросхемы LM239. Для создания эталонного напряжения в 1,25 вольт используется микросхема LM317LZ. Резисторы R1 и R2 образуют делитель, который снижает напряжение аккумулятора до уровня ниже 1,25 вольт, позволяя компараторам выполнить сравнение. Например, при использовании автомобильного аккумулятора на 12 вольт сопротивление резистора R6 следует увеличить до 120–130 кОм.
Для улучшения визуального восприятия показаний рекомендуется использовать светодиоды разных цветов, таких как синий, зелёный, жёлтый, белый и красный.
Сборка индикатора
Скачайте плату: https://sdelaysam-svoimirukami.ru/4684-universalnyj-indikator-razrjada-akkumuljatora.html
Вся схема изготавливается на печатной плате размерами 35 х 55 мм. Изготовить её можно методом ЛУТ, что я и сделал. Несколько фотографий процесса:
Для сверления отверстий используется сверло диаметром 0,8 мм. После этого рекомендуется залудить дорожки. После завершения изготовления платы можно приступать к монтажу компонентов. Сначала устанавливаются перемычки и резисторы, а затем все остальные элементы. Светодиоды можно либо вывести на провода, либо припаять в один ряд к плате. Для подключения проводов к аккумулятору рекомендуется использовать сдвоенный винтовой клеммник. Микросхему желательно установить в панельку, чтобы в будущем её можно было легко заменить. Важно правильно подключить выводы микросхемы LM317LZ: первый вывод должен быть соединён с минусом схемы, а третий — с плюсом. После завершения сборки необходимо удалить остатки флюса с платы, проверить правильность монтажа и убедиться в отсутствии замыканий между соседними дорожками.
Испытания и настройка
Теперь можно использовать любой аккумулятор и подключать его к плате для проверки работоспособности схемы. После подключения аккумулятора сначала измеряем напряжение на выводе 2 микросхемы LM317LZ — оно должно быть 1,25 вольт. Далее проверяем напряжение на соединении резисторов R1 и R2 — оно должно быть примерно 1 вольт. Затем берём вольтметр и регулируемый источник напряжения, чтобы с помощью подстроечных резисторов установить нужные пороги срабатывания для каждого светодиода. Для литий-ионного аккумулятора рекомендуется установить следующие пороги: LED1 — 4,1 В, LED2 — 3,9 В, LED3 — 3,7 В, LED4 — 3,5 В. При подключении аккумулятора к схеме важно соблюдать полярность, иначе устройство может выйти из строя.
На видео можно увидеть, как работает индикатор. Когда к нему подключили первый аккумулятор, загорелись четыре светодиода, что указывает на напряжение в диапазоне от 3,7 до 3,9 вольт. Второй и третий аккумуляторы вызвали загорание только трёх светодиодов, что свидетельствует о напряжении в пределах от 3,5 до 3,7 вольт.