Şarj seviyesi göstergesi. Düşük pil göstergesi

Akü boşaldığında arabayı çalıştırmak oldukça sorunludur. Böyle hoş olmayan bir "sürprizden" kaçınmak için zaman zaman bir voltmetre kullanmak yeterlidir. Bununla birlikte, tüm sürücüler bunu her zaman yapmazlar çünkü pil şarjının ne kadar dayanacağını gösteren bir tür cihaza sahip olmak çok daha uygundur.

Göstergeler nelerdir?

Şarj edilebilir pil (veya pil) birbirine bağlı altı elemandan oluşur; her birindeki voltaj normalde yaklaşık 2,15 volt olmalıdır, yani toplam pil voltajı 13,5 volta yaklaşır. Şarj kritik değerlerin altına düşerse (yaklaşık 9,5 volt), bu durum pilin derin deşarjına ve sonuç olarak tamamen arızalanmasına neden olabilir.

Modern teknolojiler sürücülerle yarı yolda "buluşuyor" ve hayatlarını mümkün olduğunca kolaylaştırıyor. Örneğin, birçok otomobilde halihazırda akü şarj seviyesini de izleyen yerleşik bilgisayarlar bulunmaktadır.

Ancak bu seçenek herkesin kullanımına açık olmasa da bu önemli göstergenin diğer gösterge türlerinin kullanılması gerekmektedir. Böylece, gösterge panosunda ayrı kristal ekranlar bulabilir, higrometre göstergeleri vardır ve ayrıca (uygun becerilere sahipseniz) kendiniz de bir pil şarj göstergesi yapabilirsiniz. Bu tipteki birçok alarm cihazının, akü şarj seviyesini izleyebilmeleri için aracın araç içi ağına bağlı olması gerekir.

Dahili şarj göstergesi

Bakım gerektirmeyen akülerde en yaygın gösterge türü hidrometredir. Bir göz, bir ışık kılavuzu, bir bacak ve bir şamandıradan oluşur (bu nedenle buna şamandıra denir). Işık kılavuzlu bacak akünün içinde bulunur; bacağa, aküdeki elektrolit seviyesinin belirlendiği bir şamandıra takılır. Pil kutusunda pilin üç ana durumunu gösteren bir gözetleme deliği vardır:

  • yeşil şamandıra topu görüş gözünden parlıyor, bu da pilin yarıdan fazla şarj olduğu anlamına geliyor;
  • göz siyah kalır (bu, gösterge tüpünden görülebilir), bu, şamandıranın tamamen elektrolitik sıvıya daldırıldığının bir sinyalidir, bu nedenle yoğunluğu azalır ve pilin şarj edilmesi gerekir;

Ek Bilgiler. Bazı hidrometre modellerinde, elektrolitin yükü ve yoğunluğu azaldığında “pencerede” görülebilen kırmızı bir şamandıra bulunur.

  • “Gözde” sadece pilin içindeki sıvının yüzeyi görünüyorsa, bu “susuz” olduğu anlamına gelir - elektrolit seviyesi kritiktir, acilen damıtılmış su eklenmesi gerekir (ve bunu yapmak oldukça zordur, çünkü bu tür piller bakım gerektirmez).

Not! Bu tür yerleşik bir pil şarj göstergesi, mevcut sorunu (veya eksikliğini) anında belirlemenize izin verse de, bazı kullanıcı incelemelerine göre, bu tür cihazların okumaları genellikle yanlıştır ve kendileri hızla bozulur.

Kural olarak, bunun nedeni aşağıdaki nedenlerden kaynaklanmaktadır:

  • Veriler altı pil hücresinden yalnızca birinden geliyor ve içindeki sıvı seviyesi önemli ölçüde değişiklik gösterebiliyor;
  • plastikten yapılmış gösterge parçaları pilin sıcaklık koşullarına dayanamaz, bu nedenle veriler yanlış alınır;
  • şamandıra göstergeleri hiçbir şekilde elektrolitik sıvının sıcaklığını belirlemez, ancak yoğunluk da buna bağlıdır, bu nedenle düşük sıcaklıktaki bir elektrolit normal bir yoğunluk seviyesi gösterirken aynı zamanda düşük olacaktır.

Panel şeklinde fabrika göstergeleri

Özel mağazalarda birçok farklı akü izleme cihazı bulabilirsiniz; her araç sahibi, kendisine uygun tasarımı ve işlevleri seçebilir. Göstergeler ayrıca bağlantı yöntemine göre de farklılık gösterir: çakmağa veya aracın yerleşik ağına. Bununla birlikte, tüm cihazların asıl görevi aynıdır - pilin ne kadar şarjlı olduğunu belirlemek ve bu konuda sinyal vermek.

Bir inşaatçı gibi kendinizin bir araya getirmesi gereken göstergeler var. Örnek olarak DC-12 V. Kontrol rölesinin çalışmasının yanı sıra akü şarjının da kontrol edilmesini mümkün kılar.

Bu kadar küçük bir kontrol cihazı 2,5 ila 18 volt aralığında çalışır, çok az elektrik tüketir - 20 miliampere kadar, gösterge penceresinin boyutları 4,3 x 2 cm'dir.

Bir arabaya ikinci bir pil takarsanız, TMS'den bir gösterge kullanabilirsiniz - bu, yerleşik voltmetreli ve bitişik piller arasında bir anahtar bulunan LED'li, endüstriyel alüminyumdan yapılmış küçük bir paneldir.

Pahalı modeller arasında (ve yeni bir pilin fiyatı için makul olmayan derecede pahalı), Amerikan "Faria Euro Black Style" şirketinin voltaj kontrolörlerini vurgulayabiliriz. Gövde rengi genellikle siyahtır, ekran penceresinin çapı 5,3 cm'dir ve ekran beyaz renkte aydınlatılmıştır. Güç kaynağı için 12 volt gereklidir.

Şarj göstergesini kendiniz nasıl monte edebilirsiniz?

Bir araç sahibi havya konusunda rahatsa, analizörü kendi elleriyle monte edebilir; birçok montaj şeması bulabilirsiniz. En basit olanı kullanarak, yukarıda açıklanan DC-12 V'yi anımsatan bir şarj göstergesi monte edebilirsiniz. Aynı prensiplerle çalışır: yerleşik ağa bağlanır ve akü voltajını 6-14 volt dahilinde belirler.

Cihazı monte etmek için transistörlere, dirençlere, zener diyotlara, baskılı devre kartına ve birer kırmızı, mavi ve yeşil LED'e ihtiyacınız olacak. Montajdan sonra şemaya göre pano gösterge panosuna yerleştirilir ve LED'lerin uçları görüntülemeye uygun bir yere yerleştirilir. Bu durumda, tamamen şarj edilmiş bir pil yeşil, mavi renkte gösterilecektir - şarj normal olduğunda (11 ila 13 volt arasında) ve pil boşalmaya yakınsa kırmızı LED yanacaktır.

Bir arabanın aküsü en uygunsuz anda boşaldığı için çalışamaması rahatsız edici bir durumdur. Bir mağazadan satın alınan veya kendiniz lehimlenen bir voltaj göstergesi, hoş olmayan "sürprizlerden" kaçınmaya yardımcı olacak ve pilin yeniden şarj edilmesi gerektiği konusunda önceden uyarıda bulunacaktır.

Video

Akü şarj göstergesi, herhangi bir sürücünün evinde gerekli bir şeydir. Böyle bir cihazın alaka düzeyi, soğuk bir kış sabahında bir arabanın herhangi bir nedenle çalışmayı reddetmesi durumunda birçok kez artar. Bu durumda, gelip pilinizden başlamanıza yardımcı olması için bir arkadaşınızı arayıp aramayacağınıza veya pilin kritik bir seviyenin altına boşalmış olarak uzun süre bitmiş olup olmadığına karar vermeye değer.

Pilinizin durumunu neden izlemelisiniz?

Bir araba aküsü, 2,1 - 2,16V besleme voltajıyla seri olarak bağlanmış altı aküden oluşur. Normalde pilin 13 - 13,5V üretmesi gerekir. Yoğunluğu azalttığı ve buna bağlı olarak elektrolitin donma sıcaklığını arttırdığı için pilin önemli ölçüde boşalmasına izin verilmemelidir.

Pilin aşınması ne kadar yüksek olursa, şarjı tutma süresi de o kadar az olur. Sıcak mevsimde bu kritik değildir, ancak kışın, açıkken unutulan yan lambalar, geri gönderildiğinde aküyü tamamen "öldürebilir" ve içindekileri bir buz parçasına dönüştürebilir.

Tabloda, ünitenin şarj derecesine bağlı olarak elektrolitin donma sıcaklığını görebilirsiniz.

Elektrolitin donma sıcaklığının akünün şarj durumuna bağlılığı
Elektrolit yoğunluğu, mg/cm. küp Gerilim, V (yüksüz) Gerilim, V (100 A yükte) Pil şarj seviyesi, % Elektrolit donma sıcaklığı, gr. santigrat
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

Şarj seviyesinin %70'in altına düşmesi kritik kabul edilir. Tüm otomotiv elektrikli cihazları voltaj değil akım tüketir. Yüksüz durumda, aşırı derecede boşalmış bir akü bile normal voltaj gösterebilir. Ancak düşük bir seviyede, motor çalıştırılırken voltajda güçlü bir "düşüş" fark edilecektir ki bu endişe verici bir sinyaldir.

Yaklaşan bir felaketi zamanında fark etmek ancak doğrudan kabine bir gösterge takılmasıyla mümkündür. Araç çalışırken sürekli olarak deşarj sinyali veriyorsa servis istasyonuna gitme zamanı gelmiştir.

Hangi göstergeler mevcut

Pek çok akü, özellikle bakım gerektirmeyenler, çalışma prensibi elektrolit yoğunluğunun ölçülmesine dayanan yerleşik bir sensöre (higrometre) sahiptir.

Bu sensör elektrolitin durumunu ve göstergelerinin göreceli değerini izler. Farklı çalışma modlarında elektrolitin durumunu kontrol etmek için arabanın kaputunun altına birkaç kez tırmanmak pek uygun değildir.

Elektronik cihazlar pilin durumunu izlemek için çok daha uygundur.

Pil şarj göstergesi türleri

Otomotiv mağazaları, tasarım ve işlevsellik açısından farklılık gösteren bu cihazların çoğunu satmaktadır. Fabrika cihazları geleneksel olarak çeşitli türlere ayrılır.

Bağlantı yöntemine göre:

  • çakmak yuvasına;
  • yerleşik ağa.

Sinyal görüntüleme yöntemiyle:

  • analog;
  • dijital.

Çalışma prensibi aynıdır; pilin şarj seviyesini belirlemek ve bilgileri görsel olarak görüntülemek.


Göstergenin şematik diyagramı

LED'leri kullanarak pil şarj göstergesi nasıl yapılır?

Düzinelerce farklı kontrol şeması var ancak hepsi aynı sonuçları veriyor. Böyle bir cihazı hurda malzemelerden kendiniz monte etmek mümkündür. Devre ve bileşenlerin seçimi yalnızca yeteneklerinize, hayal gücünüze ve en yakın radyo mağazasının çeşitliliğine bağlıdır.

İşte LED pil şarj göstergesinin nasıl çalıştığını anlamak için bir şema. Bu taşınabilir model birkaç dakika içinde "dizinizin üzerine" monte edilebilir.

D809– 9V'luk bir zener diyot, LED'lerdeki voltajı sınırlar ve farklılaştırıcının kendisi üç direnç üzerine monte edilir. Bu LED göstergesi devredeki akım tarafından tetiklenir. 14V ve üzeri voltajda, akım tüm LED'leri yakmaya yeterlidir; 12-13,5V voltajda yanarlar. VD2 Ve VD3, 12V'nin altında - VD1.

Minimum parça ile daha gelişmiş bir seçenek, bütçe voltaj göstergesi kullanılarak monte edilebilir - çip AN6884 (KA2284).

Gerilim karşılaştırıcısındaki akü şarj seviyesi göstergesinin LED devresi

Devre karşılaştırıcı prensibine göre çalışır. VD1– 7,6V zener diyot, referans voltaj kaynağı olarak görev yapar. R1– voltaj bölücü. İlk kurulum sırasında tüm LED'ler 14V voltajda yanacak şekilde ayarlanır. 8 ve 9 numaralı girişlere sağlanan voltaj bir karşılaştırıcı aracılığıyla karşılaştırılır ve sonuç, ilgili LED'leri yakarak 5 seviyeye çözülür.

Pil şarj kontrolörü

Şarj cihazı çalışırken akünün durumunu izlemek için akü şarj kontrolörü yapıyoruz. Kullanılan cihaz devresine ve bileşenlere mümkün olduğu kadar erişilebilir, aynı zamanda pilin şarj işlemi üzerinde tam kontrol sağlanır.

Kontrolörün çalışma prensibi şu şekildedir: Akü üzerindeki voltaj şarj voltajının altında olduğu sürece yeşil LED yanar. Voltaj eşitlendiğinde transistör açılır ve kırmızı LED yanar. Transistörün tabanının önündeki direncin değiştirilmesi, transistörün açılması için gereken voltaj seviyesini değiştirir.

Bu, hem yüksek güçlü araba aküleri hem de minyatür lityum piller için kullanılabilen evrensel bir izleme devresidir.

En basit versiyonu Şekil 1'de gösterilmektedir. B+ terminalindeki voltaj 9 V ise Q1'in baz voltajı 1,58 V olduğu için sadece yeşil LED yanacaktır, emitör voltajı D1 LED'i üzerindeki voltaj düşüşüne eşittir. tipik bir durumda 1,8 V'tur ve Q1 kapalı tutulur. Pilin şarjı azaldıkça, LED D2 üzerindeki voltaj esas olarak aynı kalır ve temel voltaj düşer ve zamanın bir noktasında Q1 akımı iletmeye başlar. Sonuç olarak akımın bir kısmı kırmızı LED D1'e dallanmaya başlayacak ve bu pay, akımın tamamı kırmızı LED'e akana kadar artacaktır.

Resim 1. Akü voltajı monitörünün temel devre şeması.

İki renkli bir LED'in tipik elemanları için ileri gerilimlerdeki fark 0,25 V'tur. Yeşilden kırmızıya geçiş bölgesini belirleyen bu değerdir. Gerilim aralığında, bölücü dirençler R1 ve R2'nin dirençlerinin oranı ile belirlenen parıltının renginde tam bir değişiklik meydana gelir.

Bir renkten diğerine geçiş bölgesinin ortası, LED ile transistörün baz-emitör bağlantısı arasındaki voltaj farkı tarafından belirlenir ve yaklaşık 1,2 V'tur. Böylece B+'da 7,1 V'tan 5,8 V'a bir değişiklik meydana gelecektir. yeşilden kırmızıya geçiş.

Voltaj farklılıkları belirli LED kombinasyonlarına bağlı olacaktır ve renkleri tamamen değiştirmek için yeterli olmayabilir. Ancak önerilen devre yine de bir diyotun D2'ye seri bağlanmasıyla kullanılabilir.

Şekil 2'de R1 direncinin yerini bir zener diyot almıştır, bu da çok daha dar bir bağlantı bölgesi oluşmasına neden olur. Bölücü artık devreyi etkilemez ve B+ voltajı yalnızca 0,25 V değiştiğinde parıltının renginde tam bir değişiklik meydana gelir. Geçiş noktasının voltajı 1,2 V + V Z'ye eşit olacaktır. (Burada VZ, zener diyotundaki voltajdır, bizim durumumuzda yaklaşık 7,2 V'a eşittir).

Böyle bir devrenin dezavantajı, zener diyotlarının sınırlı bir voltaj ölçeğine bağlı olmasıdır. Durumu daha da karmaşık hale getiren şey, düşük voltajlı zener diyotların çok düzgün bir karakteristik eğriye sahip olmalarıdır; bu, devredeki düşük akımlarda VZ voltajının ne olacağını doğru bir şekilde belirlemeye izin vermez. Bu soruna bir çözüm, bağlantı voltajını hafifçe artırarak hafif ayarlamaya izin vermek için zener diyotla seri halinde bir direnç kullanmak olabilir.

Gösterilen direnç değerleri ile devre yaklaşık 1 mA akım tüketmektedir. Yüksek parlaklıktaki LED'ler sayesinde bu, cihazı iç mekanlarda kullanmak için yeterlidir. Ancak bu küçük akım bile 9 voltluk bir pil için önemlidir, bu nedenle fazladan akım çekmek ile ihtiyacınız olmadığında gücü açık bırakma riski arasında seçim yapmak zorunda kalacaksınız. Büyük olasılıkla, planlanmamış ilk pil değişiminizden sonra bu monitörün faydalarını hissetmeye başlayacaksınız.

Devre, giriş voltajı arttığında yeşilden kırmızıya geçiş meydana gelecek şekilde dönüştürülebilir. Bunu yapmak için Q1 transistörünün NPN ile değiştirilmesi ve verici ve toplayıcının değiştirilmesi gerekir. Ve bir çift NPN ve PNP transistörü kullanarak bir pencere karşılaştırıcısı yapabilirsiniz.

Geçiş bölgesinin oldukça geniş genişliği göz önüne alındığında, Şekil 1'deki devre 9V piller için en uygun olanıdır, Şekil 2'deki devre ise diğer voltajlara uyarlanabilir.

Bir araba motorunun başarılı bir şekilde çalıştırılması büyük ölçüde akünün şarj durumuna bağlıdır. Terminallerdeki voltajın bir multimetre ile düzenli olarak kontrol edilmesi sakıncalıdır. Gösterge panelinin yanında bulunan dijital veya analog göstergeyi kullanmak çok daha pratiktir. Beş LED'in pilin kademeli deşarjını veya şarjını izlemeye yardımcı olduğu en basit pil şarj göstergesini kendiniz yapabilirsiniz.

Şematik diyagram

Şarj seviyesi göstergesinin dikkate alınan devre şeması, 12 voltluk bir akünün şarj seviyesini gösteren en basit cihazdır. Anahtar elemanı, aynı tipte 4 işlemsel yükseltecin (karşılaştırıcının) monte edildiği LM339 mikro devresidir. LM339'un genel görünümü ve pin atamaları şekilde gösterilmiştir. Karşılaştırıcıların doğrudan ve ters girişleri dirençli bölücüler aracılığıyla bağlanır. Yük olarak 5 mm gösterge LED'leri kullanılmaktadır.

Diyot VD1, mikro devreyi kazara polarite değişikliklerinden korumaya yarar. Zener diyot VD2, gelecekteki ölçümler için standart olan referans voltajını ayarlar. Dirençler R1-R4, LED'ler aracılığıyla akımı sınırlar.

Çalışma prensibi

LED akü şarj göstergesi devresi aşağıdaki gibi çalışır. R7 direnci ve VD2 zener diyotu kullanılarak stabilize edilen 6,2 voltluk bir voltaj, R8-R12'den monte edilen dirençli bir bölücüye beslenir. Diyagramdan görülebileceği gibi, karşılaştırıcıların doğrudan girişlerine beslenen bu dirençlerin her bir çifti arasında farklı seviyelerde referans voltajları oluşur. Buna karşılık, ters girişler birbirine bağlanır ve R5 ve R6 dirençleri aracılığıyla pilin terminallerine bağlanır.

Pilin şarj edilmesi (deşarj edilmesi) işlemi sırasında, ters girişlerdeki voltaj yavaş yavaş değişir, bu da karşılaştırıcıların alternatif anahtarlamasına yol açar. Maksimum pil şarj seviyesini belirtmekten sorumlu olan operasyonel amplifikatör OP1'in çalışmasını ele alalım. Koşulu ayarlayalım: Şarj edilen pilin voltajı 13,5 V ise son LED yanmaya başlar. Bu LED'in yanacağı doğrudan girişindeki eşik voltajı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
U OP1+ = U ST VD2 – U R8,
U ST VD2 =U R8 + U R9 + U R10 + U R11 + U R12 = I*(R8+R9+R10+R11+R12)
I= U ST VD2 /(R8+R9+R10+R11+R12) = 6,2/(5100+1000+1000+1000+10000) = 0,34 mA,
U R8 = I*R8=0,34 mA*5,1 kOhm=1,7 V
U OP1+ = 6,2-1,7 = 4,5 V

Bu, ters giriş 4,5 volttan daha yüksek bir potansiyele ulaştığında, OP1 karşılaştırıcısının değişeceği ve çıkışında düşük bir voltaj seviyesinin görüneceği ve LED'in yanacağı anlamına gelir. Bu formülleri kullanarak her bir işlemsel yükselticinin doğrudan girişlerindeki potansiyeli hesaplayabilirsiniz. Ters girişlerdeki potansiyel şu eşitlikten bulunur: U OP1- = I*R5 = U BAT – I*R6.

Baskılı devre kartı ve montaj parçaları

Baskılı devre kartı, indirilebilen, 40 x 37 mm ölçülerinde tek taraflı folyo PCB'den yapılmıştır. Aşağıdaki tipteki DIP elemanlarının montajı için tasarlanmıştır:

  • En az %5 doğrulukla MLT-0,125 W dirençler (E24 serisi)
    R1, R2, R3, R4, R7, R9, R10, R11– 1 kOhm,
    R5, R8 – 5,1 kOhm,
    R6, R12 – 10 kOhm;
  • en az 30 V ters voltajı olan herhangi bir düşük güçlü diyot VD1, örneğin 1N4148;
  • Zener diyot VD2, 6,2 V stabilizasyon voltajına sahip düşük güçlüdür. Örneğin, KS162A, BZX55C6V2;
  • LED'ler LED1-LED5 – gösterge tipi

Arabaların büyük çoğunluğunda akü şarj sensörünün bulunmaması şaşırtıcıdır. Kışın, sabah işe yürüyerek gitmek zorunda kalmamak için pilin gece boyunca şarj edilmesi gerektiği nasıl belirlenir? Veya arabayı çalıştıramıyorsanız, aküyü tamamen bitene kadar anlamsızca itmekten nasıl kaçınabilirsiniz?

Bu devreyi kullanarak akü şarj sensörünü kendi ellerinizle kolayca monte edebilirsiniz. Üstelik, gördüğünüz gibi, maliyet herhangi bir Çin analogundan daha düşük olacak ve kalite çok daha iyi! Modele kontak anahtarından güç vermek mantıklıdır, böylece diyot yalnızca anahtar takıldığında yanar.

LED'in rengi şarj durumunu gösterecektir. Kırmızı – 6 Volt'tan 11'e, mavi 11'den 13'e, yeşil 13'ten fazla

Kit aşağıdaki parçaları içerir:

Transistörler
BC547 – 1 adet
BC557 – 1 adet
Dirençler
1 kOhm – 2 adet
220 Ohm – 3 adet
2,2 kOhm – 1 adet.
Diyotlar (zener diyotlar)
10 v – 1 adet
9,1 v – 1 adet
LED'ler
RGB LED – 2 adet

LED'i bir test cihazıyla kontrol ediyoruz ve aynı zamanda hangi pinin her renge karşılık geldiğini kontrol ediyoruz:

Daha sonra baskılı devre kartının parçalarını deneyip ihtiyacımız olan parçayı kesiyoruz:

Daha sonra LED'i tahtaya yapıştırıyoruz ve elemanları birleştirmeye başlıyoruz. Önemli nokta! Bu modülü arabada kullanacağınız için LED'i karta lehimlememeniz, kablolar üzerinden çıkarmanız tavsiye edilir. Böylece kontrol panelinize ayrı olarak yükleyebilirsiniz. Basitlik ve netlik için onu tahtaya kuracağız.

Transistör diyagramı (her ihtimale karşı):

İşte olanlar:

Devre harika çalışıyor, yarım saat boyunca test edildi ve voltajı minimumdan maksimuma kadar çalıştırdı. Güç kaynağı, 19V çıkış voltajına sahip bir dizüstü bilgisayar güç kaynağıydı. Voltaj regülatörü – LM 317 ve kesme direnci 10 kOhm. Videoda kırmızı-mavi ve mavi-yeşil geçişlerinde ufak bir arıza var, bunun nedeni voltajın çok hızlı düşmesi/artması (test cihazının voltaj değişikliklerini kaydetmeye zamanı yoktu), tüm bunlar daha düzgün ve daha iyi çalışacak bir pil üzerinde doğru bir şekilde.