Príspevok vysvetľuje obvod indikátora času zálohovania batérie na sledovanie spotreby energie batérie pripojeným zaťažením a na odhad približného zostávajúceho času zálohy batérie. O túto myšlienku požiadal pán Mehran Manzoor.

Ciele a požiadavky obvodov

Chcem obvod, ktorý zobrazuje zostávajúci čas zálohovania mojich počítačov (alebo batérie). Čo ľahko ukazuje čas zálohovania.
Bude sa používať pri počítači pri práci bez elektriny a pri zisťovaní času potrebného na prácu.
Čas sa zobrazí pomocou 7 segmentových displejov.

Pomocou 4 LED indikátora zálohovania

Sedemsegmentový LED displej by mohol obvod poriadne skomplikovať, preto sa pokúsime implementovať dizajn pomocou 4 LED indikátorov, ktoré je možné ľahko upgradovať na 8 LED pridaním ďalšieho Stupeň komparátora LM324

Kedykoľvek je pri prevádzke daného zaťaženia zapojená batéria, znalosť doby zálohovania batérie sa stáva dôležitým faktorom systému.

Ukazovateľ času zálohovania sa však väčšinou nikdy neposkytuje, a to ani vo väčšine prípadov pokročilé nabíjačky batérií , čo znemožňuje používateľovi realizovať zostávajúci záložný výkon v rámci príslušnej batérie. Za takýchto zložitých okolností je len na používateľovi, aby hádal čas úplného vybitia pomocou metód pokusu a omylu.

Konštrukcia obvodu indikátora času zálohovania batérie, ktorá je tu uvedená, je navrhnutá tak, aby spĺňala vyššie uvedenú požiadavku, takže používateľ je schopný vizuálne monitorovať čas zálohovania a stav spotreby záťaže spojenej s batériou nepretržite.

Schéma zapojenia

Prevádzka obvodu

Na vyššie uvedenom diagrame vidíme návrh pozostávajúci z niekoľkých etáp navrhovanej implementácie.

Ľavá strana vzoru pozostáva z a 4 LED obvod indikátora stavu batérie pomocou operačného zosilňovača LM324, zatiaľ čo pravá strana je nakonfigurovaná okolo IC LM3915, čo je sekvenčný integrovaný obvod ovládača LED bodového / barového režimu.

Opampy z IC LM324 sú zapojené ako komparátory na detekciu úrovní napätia batérie s odkazom na úrovne napätia invertujúcich vstupov odvodené z výstupov IC LM3915.

“vysvetlený striedavý a jednosmerný prúd ”

Pre 12V batériu je P1 nastavená na aktiváciu bielej LED okolo 11V, P2 je nastavená na aktiváciu žltej LED okolo 12V, P3 je nastavená na rozsvietenie zelenej LED približne na 13V a P4 je rovnako nastavená na zapínanie červená LED okolo 14V.

To znamená, že pri 14 V, čo je úroveň úplného nabitia 12 V batérie, pri ktorej možno očakávať, že všetky LED diódy zostanú svietiť.

Nastavenie predvolieb

Vyššie uvedené nastavenie predvoľieb sa vykonáva s odkazom na úroveň napätia dosiahnutú v situácii, keď je pin # 1 na LM3915 v aktivovanom stave.

Pin # 1 je prvý výstupný pin IC LM3915, ktorý je nastavený v aktívnom stave s odkazom na minimálne napätie na jeho pin # 5, čo znamená, že ak sa zvýši napätie pin # 5, postupnosť aktivácie sa príslušne posunie z pin # 1 na ďalší pin # 18, a potom na pin # 17, a tak ďalej, až nakoniec na pin # 10, ktorý je posledným vývodom IC, čo značí maximálny rozsah detekcie napätia dosiahnutý na kolíku # 5.

Vyššie uvedené činnosti aktivujú meniacu sa (zvyšujúcu sa) referenčnú úroveň od kolíka # 1 po kolík # 10 kvôli sériovo pripojeným diódam a zenerovým diódam, ktoré sú vhodne vybrané na generovanie zodpovedajúcim spôsobom zvyšujúcich sa poklesov napätia na uvedených vývodoch. Možno očakávať, že tieto poklesy napätia budú medzi 0,6 V a 5,7 V medzi vývodmi # 1 a 10.

V priebehu vyššie uvedenej sekvencie skoková aktivácia skokov preskočí z jedného kolíka na ďalší, čo znamená, že v ktoromkoľvek okamihu detekcie zostane aktívny iba jeden pinout (uistite sa, že pin # 9 nie je pre túto podmienku pripojený alebo otvorený).

Pin # 5 je viditeľný priložený k Rx čo je odpor snímajúci prúd ktorý je zapojený do série s negatívom záťaže a negatívom batérie.

Preto sa u Rx vyvíja malý potenciálny rozdiel ekvivalentný spotrebe záťaže a zvyšuje sa so zvyšovaním spotreby záťaže.

V závislosti na spotrebe záťaže je jeden z príslušných výstupných pinov LM3915 aktívny (logicky nízka), čo zase nastavuje úroveň okamžitého referenčného napätia pre všetky invertujúce piny operačného zosilňovača LM324.

LED diódy spojené s operačným zosilňovačom sa rozsvietia porovnaním výboja batérie s odkazom na záťažový prúd, to znamená s informáciami o referenčnej úrovni dosiahnutými pri aktivácii výstupného kolíka LM3915.

“ako funguje snímač polohy škrtiacej klapky ”

Toto pomáha operačným zosilňovačom zhruba vypočítať odhadovaný výkon batérie s ohľadom na využitie záťažou a indikovať to pomocou LED osvetlenia.

Keď sa spotreba zvyšuje, LED diódy sa primerane vypnú, čo indikuje vyššie využitie záťaže a zodpovedajúcim spôsobom skracuje dobu zálohovania, ktorá zostáva na batériu.

Naopak, ak záťaž spotrebuje minimálny výkon, sú operátori schopní získať relatívne nižšiu hladinu referenčného napätia z výstupného kolíka LM3915, čo indikuje zostávajúci čas potrebný na zálohovanie batérie, a to osvetlením príslušných LED diód.

Ako nastaviť obvod

Rx je zvolený tak, aby sa pin # 1 IC LM3915 stal aktívnym (logicky nízky) pri minimálnej úrovni napätia na Rx, čo je možné dosiahnuť pripojením atrapy záťaže s relatívne nízkym výkonom.

10K predvoľba spojená s pinom # 5 na LM3915 sa môže použiť na jemné doladenie vyššie uvedených výsledkov.

Ďalej je možné zvoliť vyšší rozsah pripojením zaťaženia dimenzovaného na spotrebu vyššieho prúdu alebo ekvivalentu maximálneho bezpečného limitu vybitia batérie.

Teraz môže byť nastavená predvoľba 10K, aby sa zabezpečilo, že s vyššie uvedeným zaťažením bude pin # 10 IC aktívny (logicky nízka). Toto nastavenie by mohlo ovplyvniť predchádzajúce nastavenie, preto môže byť potrebné ďalšie ladenie, kým sa s výsledkami nedosiahne stredná priaznivá podmienka.

Predvoľby LM324 je možné upraviť, ako je vysvetlené skôr v článku, je to jednoducho vykonané pomocou referencie získanej z kolíka č. 1 IC LM3915 a nastavením predvoľieb A1 na A4 podľa vysvetlenia uvedeného v predchádzajúcich častiach článku.