バッテリー充電レベルを示すLEDインジケーター。バッテリーに充電インジケーターを内蔵。自宅でデバイスを作成するためのガイド

03.11.2020

レビューには、このモジュールのいくつかの特性の研究、表示しきい値を調整するための小さな変更、および 3 つのリチウム電池を備えたパワーバンク (3S 接続回路) のケースへの取り付けが含まれます。 1つのリチウム電池用の同様のボードがすでにありましたが、そこで著者は自分の「集団農場」についてさらに自慢し、ボード自体を研究しませんでした。このレビューには、完全な回路図とボードの変更が含まれます。

DX に別の電子製品を注文しているときに、偶然このモジュールに気づき、古いモジュールが転がっていたことを思い出しました。パワーバンク(正しいスペルに関する論争を避けるために、以下ではこれを PB と呼びます) には、バッテリーの充電レベルの表示さえありません。少し迷った後、カートに追加しました。私ならそのようなボードを別途購入するつもりはありません。怠け者は郵便局に100ルーブルの袋を買いに行きますが、私の良心はそのような些細なことで売り手を煩わせることを許しません。ちなみに、他の店ではこれらのボードが数倍安いという真実を私に明かさないように事前にお願いします。私は単に利便性のため、ここでそれを受け取りました（大量の注文に追加されました）。 100ルーブルの差は私にとっては取るに足らないものです。

ボードは小さな静電気防止袋に入って届きました。

すべての要素は片側に配置されます。はんだ付け用にバッテリーを接続するための 2 つの接点。 4 つの LED による表示。各 LED はバッテリーの特定の電圧値で点灯します。ボードは、測定したのと同じ電圧によって電力が供給されます。エッジは処理されていません（テクストライトの繊維が飛び出ていました）。要素の取り付けは丁寧で、LED だけが曲がって密封され、洗浄されていないフラックスが充填されています。私はマシンに 5 点を与え、設置者には 2 点を与えます。

ボードは完全に微細に見えます。

私は主なことから始めました - LED の応答しきい値を測定しました。

小さな電圧範囲 (数十ミリボルト) では、LED が点滅または薄暗く点灯します。数回繰り返した後、次のしきい値が得られました。
- 赤色 LED: 11.7 V;
- 1 番目の黄色 LED: 12.1 V;
- 2 番目の黄色 LED: 12.5 V。
- 緑色 LED: 12.9 V。

消費電力は 26 mA (11 V、LED 消灯) ～ 59 mA (14 V、すべての LED 点灯)。
この基板が鉛蓄電池用に作られたものであることがすぐに明らかになりました。残念ですが、リチウムを持っています。素子当たりの電圧が 3.9 V になると (わずかに放電)、赤色 LED も消えます。もちろん、私はインジケーターの付加機能を期待していませんでした。のようなものを期待していました。心配しないでください、改善します。その前に図を書き直しました。

何も革命的ではありません。並列スタビライザー（制御要素を並列接続したスタビライザー、この場合 R14、R15) は、抵抗分割器 R6...R11 を使用して一連の基準電圧を生成し、4 つのコンパレータ (1 つのマイクロ回路、オープンコレクタトランジスタ出力) の非反転入力に供給されます。反転入力には、分圧器 R1、R12 の後に電源電圧が供給されます。反転入力の電圧が非反転入力の電圧を超えると、出力トランジスタが開き、対応する LED が点灯します。このようなスキームには多くの種類がありますが (、)、動作原理はすべて同じです。さらに詳しく読むことができます。場合によっては、継続的に動作する別の LED が追加され、表示レベルの数が 5 に増加します。

リチウム用改質

修正内容は、リチウム電池の標準電圧 (3 ～ 4.2 V、3 直列) を考慮して、分圧器 R6 ～ R11 のパラメータを変更することだけでした。必要な表示範囲は 9 ～ 12.6 V です。このサイズの抵抗器がほとんどないことがわかりました。ラジオのジャンクからヘアドライヤーを取り出してはんだ付けするのが面倒だったので、いくつか実験した結果、なんとか得られました。 2 つの 10 kΩ 抵抗を追加することによって。作業しながら、LED の位置を調整することにしました。その結果、4 台中 3 台が機能しなくなりました。少しショックを受けた後、基板の穴のメタライズがあまり良くなく、半田付けが片面のみであることに気付きました。ロジンとハンダを惜しまず、再度錫メッキしました。黄色の 1 つを除いて、すべての LED が動作しました。私は彼に直接数ボルトを印加し、彼が死体であることに気づきました。「コンパレータじゃなくてよかった」と言いながら、彼は自分の予備を調べて、代わりに緑を入れました（そのほうが論理的だと思われました）。その結果、回路は次のようになりました (追加した抵抗は赤で強調表示されています)。

改良の結果、次の応答しきい値が得られました。
- 赤色 LED: 10.0 V (要素ごとに 3.33 V、充電が必要)。
- 黄色 LED: 10.6 V (要素ごとに 3.53 V、充電が望ましい)。
- 1 番目の緑色 LED: 11.3 V (エレメントあたり 3.77 V、50% 以上充電);
- 2 番目の緑色 LED: 12.0 V (エレメントごとに 4 V、バッテリーは完全に充電)。

必要に応じて、より良いしきい値を選択することも可能ですが、私はこのオプションに満足しています。

使用目的

改造の対象はこのようなPBであった。

これは 1911 年に購入されたもので、当時はパワーバンクという用語はまだ存在していませんでした。ただだったモバイルバッテリー. このモデルマルチボルト出力 (5、9、12 V) が気に入って購入し、その後何度か変更しました。内部構造は同様です（同じレビューでは同様の変更があり、それぞれが独自の保護機能を備えています）が、12 V 出力/9 V 入力に直接接続されています。リニアスタビライザーで作られています。 5Vを得るには降圧DC-DCコンバータ基板を使用します。これにより、PB は 3500 mAh を生成します。これは、各要素の容量約 1800 mAh に相当します。保管中の電池の放電を防ぐため、キースイッチを使用して機械的に電池をオフにします。唯一のインジケーターは、コンバーターに接続された 2 色の LED です。正常動作と過電流が表示されます。

すべての電子機器はバッテリーの隣に配置されており、空きスペースには「ブランド」の入った中国製の段ボールが詰め込まれています。引き出せるものはすべて引き出し、基板とそれに接続するボタンを試してみました（常に点灯しないように）。

指定された場所に穴を開けました。切れたLEDもボタンとして使えました。

取り付けてハンダ付けしました。当初、すべてのコネクタはある種のシーラントを使用して PB ハウジングに取り付けられていました。テクノロジーを変えたわけではありません。ボタンが跳ね返らないようにホットグルーやポリモーファスで固定した方が良いのですが、気にせずシーラントを流し込みました。乾燥後は硬化します。夕方遅くに作業して、一晩開けたままにしました。朝から集めてきました。

結論。

ボードはその機能を完全に実行します。リチウム電池は改造が必要ですが、鉛電池はすぐに使用できます。もう 1 つは、そのようなバッテリーを搭載したデバイス (自動車、UPS、太陽電池コントローラー) には、通常、すでに表示があることです。一言で言えば、このボードは「万が一に備えて机の中に置いておくために買う」カテゴリーに属します。時間があれば、そのような回路を自分で作成することも、単に電圧計を取り付けることもできます。

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カーバッテリーは充電状態を維持することで長期間の稼働が可能となります。この場合、バッテリーの過充電と過放電の両方が有害です。
自動車愛好家、特にテクノロジーとは縁遠い人にとっては、「低下」、「正常」、「増加」という原則に従ってバッテリーの充電レベルを単純に評価するのが便利だと考えています。

わかりやすくするためにさまざまな色の LED を使用すると、デバイスを一目見るだけで状況を評価できます。

表面実装用の素子を設計しており、簡単、低消費電流、十分な判定精度が特徴です。技術的条件バッテリーと結果の読みやすさ。

このプロジェクトは SMD ワークショップの継続です。

バッテリー電圧インジケーターの概略図

図に示されています。 1、からの図に基づいています。

米。 1. ドライバーインジケーター図

このデバイスは、分圧器 R1 ～ R5、クワッドオペアンプ DA1 を使用する 4 つのコンパレータ、固定出力電圧 Uop = 5 V のスタビライザである基準電圧源 DA2、および 5 レベルの電圧インジケータで構成されています。マルチカラー LED HL1 ～ HL5。

分圧器 R1 ～ R5 は、次のように選択されたコンパレータの必要な動作しきい値を提供します。
- 14.8V以上– 許容できない高電圧（バッテリーの過充電）。電解液が蒸発するため危険です。
- 12.5～14.8V– 通常充電されたバッテリー。
- 11.8～12.5V– 残りの充電量によりバッテリーを動作させることができます（さらに放電を延長します）。
- 10.8～11.8V– サルフェーションを避けるために、バッテリーを緊急に充電する必要があります。
- 10.8V以下- 「私たちは彼を失いつつあります。」バッテリーを復元し、その後の動作の問題を解決する必要があります。

表示デバイス HL1 ～ HL5 は、後続の各セルがアクティブになると前のセルが消灯するように実装されています。同時に 2 つのインジケーターが同時に点灯しない.

極端な（緊急）表示範囲の場合は、赤色 LED HL1、HL5 が使用されます。
10.8 V 未満の範囲では点滅 LED HL1 が使用され、14.8 V を超える範囲では通常の HL5 が使用されます。
さらに、バッテリーの技術的状態のロジックに従います: HL2 - オレンジ色の LED、HL3 - 黄色、HL4 - 緑色 (通常)。

抵抗 R8 ～ R11 は電流を制限します。点滅する LED HL1 の電流制限抵抗 R12 は原則として必要ありませんが、その動作に干渉することはなく、必要に応じて通常の LED を取り付けることができます。

図の回路図に示されています。図 1 に示すように、分圧器 R1 ～ R5 の定格は、上記のしきい値電圧および基準電圧 Uop=5 V に対してコンパレータの動作の十分な精度を提供します。

インジケーターのフロントパネルを図に示します。 2.

米。 2. 前面表示パネル

分圧器の計算は添付ファイルに記載されています。 約数の計算.xls».
必要に応じて、コンパレータに必要な他のしきい値を指定することで、除算器を簡単に再計算できます。

たとえば、経験豊富な自動車電気技師の経験に基づいて選択されたデバイスの応答しきい値を図に示します。 3.

米。 3. フロントインジケーターパネルの別のオプション

車のエンジンが作動している状態でバッテリーを制御するために、分圧抵抗 R1 ～ R5 を再計算できます (図 4)。

米。 4. エンジン稼働中にバッテリーを監視するためのインジケーター応答しきい値レベル

この表は、上記の 3 つのインジケーターアプリケーションを実装するための分圧抵抗器 R1 ～ R5 のパラメーターを示しています。

抵抗 R7 は、統合スタビライザ DA2 の出力電圧の大幅な拡散によって生じる基準電圧 Uop = 5 V の正確な値を設定します。

探査機を使用する場合、混乱する可能性のあるものはすべて混乱するというマーフィーの法則を無視することはできません。混同できないものはすべて混同されます。
インジケーターのバッテリーへの誤った接続を防ぐために、ダイオード VD1 と VD2 が取り付けられています。

ダイオード VD1 は、ブロッキングコンデンサ C1 をバイパスし、極性の反転を防ぎ、DA1 の入力も保護します。ダイオード VD2 は、マイクロ回路 DA1 および DA2 の電源回路を保護します。
現在、「極性反転」はインジケーターにとって完全に無害です。

ドライバーインジケーターパラメータ:
入力電圧範囲: 6 ～ 20 V;
消費電流：15mA。

インジケーターの詳細

すべての SMD 抵抗器は取り付けが簡単な標準サイズ 1206 です。分圧抵抗器 R1 ～ R5 の精度は 1%、残りは 5% です。

コンデンサ C1、C3 はタンタル、サイズ B、電圧 25 V、C2 はセラミックです。

LED HL1 – 赤点滅、HL2 – HL5 ほぼすべての必要な色。

通常の LED を使用しましたが、プリント基板を使用すると表面実装素子を取り付けることができます。

パーツリスト:
DA1 – LM324DR オペアンプチップ、SO-14 パッケージ – 1 個、
DA2 – +5 V スタビライザーチップ 78L05ABDR2、ハウジング SO8-150-1.27 – 1 個、
VD1、VD2 – ダイオード 1N4148W、SOD-123 ハウジング – 2 個、
HL1 – LED DFL-3014SRC-B、赤色。一瞬。 d=3mm – 1個、
HL2 – LED KIPD66ZH-R、オレンジ。 d=3mm – 1個、
HL3 – LED KIPD66A-Zh; 黄色 d=3mm – 1個、
HL4 – LED BL-BG3331K、緑色。 d=3mm – 1個、
HL5 – LED 354ED 赤。 d=3mm – 1個、
R1 – チップ抵抗 F1206-16 kΩ – 1 個、
R2 – チップ抵抗 F1206-1.2 kΩ – 1 個、
R3 – チップ抵抗 F1206-750 オーム – 1 個、
R4 – チップ抵抗 F1206-1.8 kΩ – 1 個、
R5、R6 – チップ抵抗 F1206-10 kΩ – 2個、
R7 – チップ抵抗 J1206-470 オーム (セットアップ時に選択) – 1 個、
R8 – R12 – チップ抵抗 J1206-1.5 kΩ – 5 個、
C1、C2 – コンデンサ 4.7/25V タンタル B – 2 個、
C3 – コンデンサ 1206 0.1µF-Y5V 80-20% CHIP – 1 個、
プリント基板38×30mm。

インジケーターアセンブリ

要素を配置したプリント基板を図に示します。 5.

米。 5. プリントされたトラックの種類とプリント基板上の要素の配置

まず、セットアップ中に選択された抵抗 R7 を除くすべての要素が取り付けられます。 2 つのジャンパーを除くすべての要素は、印刷されたトラックの側面に取り付けられます。

電圧インジケーターの設定

セットアップするには安定化電源が必要です。
セットアップ中、レオスタットとして抵抗 R7 の代わりに 1 kOhm 可変抵抗をオンにすることをお勧めします。
調整可能な電源を使用して電圧を 14.8 V に設定し、可変抵抗器のノブを回すと、HL5 LED が点灯し始めます。

抵抗器の動作部分の抵抗を測定し、R7 の代わりに最も近い値の抵抗器を取り付けます。
次に、他のインジケーターのしきい値をチェックし、それらが選択したインジケーターのしきい値に対応していることを確認します。
抵抗 R1 ～ R5 の許容差が 1% の場合、通常、分圧抵抗を明確にする必要はありません。

結果

提供される SMD ワークショップでは、信頼性が高く有用な設計を作成する経験を積むことができます。
車のバッテリーの状態を少なくとも年に 2 回（春と秋）監視することをお勧めします。バッテリーを適時に動作状態にすると、耐用年数が長くなります。
組電池充電量インジケーターの外観は記事の導入部で紹介しています。

ファイル

回路図、プリント基板、分周器の計算を含むファイルはここにあります。
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飛行中にクアッドコプターのバッテリーが突然切れたり、前途有望な空き地で金属探知機が停止したりすることよりも悲しいことはあるでしょうか? バッテリーの充電状態を事前に知ることができればいいのですが。そうすれば、悲しい結果を待たずに、充電器を接続したり、新しいバッテリーのセットを取り付けたりできるようになります。

ここで、バッテリーがもうすぐ切れることを事前に知らせる何らかのインジケーターを作成するというアイデアが生まれます。世界中のアマチュア無線家がこのタスクの実装に取り組んでおり、現在では、単一のトランジスタ上の回路からマイクロコントローラ上の高度なデバイスに至るまで、さまざまな回路ソリューションを搭載した自動車全体と小さなカートが存在します。

注意！この記事に示されている図は、バッテリーの低電圧のみを示しています。深放電を防ぐには、手動で負荷をオフにするか、使用する必要があります。

オプション #1

おそらく、ツェナーダイオードとトランジスタを使用した単純な回路から始めましょう。

それがどのように機能するかを見てみましょう。

電圧が特定のしきい値 (2.0 ボルト) を超えている限り、ツェナーダイオードはブレークダウン状態にあり、それに応じてトランジスタが閉じ、すべての電流が緑色 LED を流れます。バッテリーの電圧が低下し始め、2.0V + 1.2V (トランジスタ VT1 のベース-エミッタ接合での電圧降下) の値に達するとすぐに、トランジスタが開き始め、電流が再分配され始めます。両方の LED の間。

2 色の LED を使用すると、中間の色域全体を含めて、緑から赤へのスムーズな移行が得られます。

2 色 LED の一般的な順方向電圧の差は 0.25 ボルトです (電圧が低いほど赤色が点灯します)。この違いが、緑と赤の間の完全な移行の領域を決定します。

このように、シンプルな回路にもかかわらず、電池が消耗し始めていることを事前に知ることができます。電池電圧が3.25V以上であれば緑色のLEDが点灯します。 3.00 ～ 3.25 V の間では、赤と緑が混ざり始めます。3.00 ボルトに近づくほど、赤が多くなります。そして最後に、3V では純粋な赤のみが点灯します。

この回路の欠点は、必要な応答しきい値を得るためにツェナーダイオードを選択するのが複雑であることと、約 1 mA の定電流消費があることです。まあ、色盲の人は色を変えるというこのアイデアを理解できない可能性があります。

ちなみに、この回路に別のタイプのトランジスタを入れると、逆に動作させることができます。逆に、入力電圧が増加すると、緑から赤への変化が起こります。変更された図は次のとおりです。

オプション No.2

次の回路は、高精度電圧レギュレータである TL431 チップを使用しています。

応答しきい値は分圧器 R2-R3 によって決まります。図に示されている定格では、3.2 ボルトです。バッテリー電圧がこの値まで低下すると、マイクロ回路は LED の分流を停止し、LED が点灯します。これは、バッテリーの完全放電が近づいていることを示す信号になります (1 つのリチウムイオンバンクの最小許容電圧は 3.0 V です)。

デバイスに電力を供給するために複数のバッテリーを直列に接続したバッテリーが使用されている場合リチウムイオン電池の場合、上記の回路を各バンクに個別に接続する必要があります。このような：

回路を構成するには、電池の代わりに調整可能な電源を接続し、必要な瞬間に LED が点灯するように抵抗 R2 (R4) を選択します。

オプション #3

そして、これは 2 つのトランジスタを使用したリチウムイオン電池放電インジケータの簡単な回路です。
応答しきい値は抵抗 R2、R3 によって設定されます。旧ソ連製トランジスタは、BC237、BC238、BC317 (KT3102) および BC556、BC557 (KT3107) に置き換えることができます。

オプション No.4

スタンバイモード時に文字通り微小電流を消費する2つの電界効果トランジスタを備えた回路。

回路が電源に接続されている場合、分圧器 R1-R2 を使用して、トランジスタ VT1 のゲートに正の電圧が生成されます。電圧が電界効果トランジスタのカットオフ電圧より高い場合、電界効果トランジスタは開き、VT2 のゲートをグランドに引き下げ、それによって閉じます。

である瞬間、バッテリーが放電すると、分圧器から除去された電圧が VT1 のロックを解除するには不十分になり、VT1 が閉じます。その結果、第２のフィールドスイッチのゲートには電源電圧に近い電圧が現れる。開くとLEDが点灯します。 LED の光は、バッテリーを再充電する必要があることを示します。

カットオフ電圧が低い n チャネルトランジスタであればどれでも使用できます (低いほど良い)。この回路における 2N7000 の性能はテストされていません。

オプション #5

3 つのトランジスタについて:

この図は説明の必要がないと思います。大きな係数のおかげで。 3 つのトランジスタ段の増幅により、回路は非常に明確に動作します。LED が点灯している場合と点灯していない場合は、100 分の 1 ボルトの差で十分です。消費電流は表示点灯時3mA、LED消灯時0.3mAです。

回路のかさばる外観にもかかわらず、完成した基板の寸法はかなり控えめです。

VT2 コレクターから、負荷の接続を許可する信号 (1 - 許可、0 - 無効) を取得できます。

トランジスタ BC848 と BC856 は、それぞれ BC546 と BC556 に置き換えることができます。

オプション #6

この回路は表示をオンにするだけでなく負荷も遮断できるので気に入っています。

唯一の残念な点は、回路自体がバッテリーから切断されず、エネルギーを消費し続けることです。そして常に点灯しているLEDのおかげで、かなりの電力を消費します。

この場合、緑色の LED は基準電圧源として機能し、約 15 ～ 20 mA の電流を消費します。このような貪欲な要素を取り除くには、基準電圧源の代わりに同じ TL431 を使用し、次の回路*に従って接続します。

*TL431 のカソードを LM393 の 2 番ピンに接続します。

オプション No.7

いわゆる電圧モニターを使用した回路です。これらは電圧監視装置および検出器とも呼ばれ、電圧監視のために特別に設計された特殊なマイクロ回路です。

ここでは例として、バッテリー電圧が 3.1V まで低下したときに LED を点灯する回路を示します。 BD4731に組み立てられています。

同意します。これ以上に簡単なことはありません。 BD47xx はオープンコレクタ出力を備えており、出力電流を 12 mA に自己制限します。これにより、制限抵抗を使用せずに LED を直接接続できます。

同様に、他のスーパーバイザを他の電圧に適用することもできます。

さらにいくつかのオプションから選択できます。

3.08V: TS809CXD、TCM809TENB713、MCP103T-315E/TT、CAT809TTBI-G;
2.93V: MCP102T-300E/TT、TPS3809K33DBVRG4、TPS3825-33DBVT、CAT811STBI-T3;
MN1380 シリーズ (または 1381、1382 - ハウジングのみが異なります)。私たちの目的には、マイクロ回路の指定に「1」という追加番号「1」が付いていることからわかるように、オープンドレインを備えたオプションが最適です - MN13801、MN13811、MN13821。応答電圧は文字インデックスによって決まります。MN13811-L は正確に 3.0 ボルトです。

ソビエト製のアナログ KR1171SPkhkh を使用することもできます。

デジタル指定に応じて、検出電圧は異なります。

電圧グリッドはリチウムイオン電池の監視にはあまり適していませんが、このマイクロ回路を完全に無視する価値はないと思います。

電圧監視回路の否定できない利点は、オフ時の消費電力が非常に低いこと (単位、さらにはマイクロアンペアの数分の一) と、その非常にシンプルなことです。多くの場合、回路全体が LED 端子に直接収まります。

放電表示をさらに目立たせるために、電圧検出器の出力を点滅する LED (L-314 シリーズなど) にロードできます。または、2 つのバイポーラトランジスタを使用して簡単な「ウインカー」を自分で組み立てることもできます。

LED の点滅を使用してバッテリー残量低下を通知する完成した回路の例を以下に示します。

LED が点滅する別の回路については、以下で説明します。

オプション No.8

リチウム電池の電圧が 3.0 ボルトに低下した場合に LED を点滅させるクールな回路:

この回路により、超高輝度 LED が 2.5% のデューティサイクルで点滅します (つまり、長い休止 - 短い点滅 - 再び休止)。これにより、消費電流をとんでもない値に減らすことができます。オフ状態では回路の消費量は 50 nA (ナノ!)、LED 点滅モードではわずか 35 μA です。もっと経済的なものを提案してもらえますか？しそうにない。

ご覧のとおり、ほとんどの放電制御回路の動作は、特定の基準電圧と制御された電圧を比較することに帰着します。その後、この差が増幅されてLEDが点灯/消灯します。

通常、コンパレータ回路に接続されたトランジスタ段またはオペアンプが、基準電圧とリチウム電池の電圧との差の増幅器として使用されます。

しかし、別の解決策もあります。論理要素 (インバーター) はアンプとして使用できます。はい、これは型破りなロジックの使用法ですが、機能します。同様の図が次のバージョンに示されています。

オプション No.9

74HC04の回路図。

ツェナーダイオードの動作電圧は、回路の応答電圧よりも低くなければなりません。たとえば、2.0 ～ 2.7 ボルトのツェナーダイオードを使用できます。応答しきい値の微調整は抵抗 R2 によって設定されます。

この回路はバッテリーから約 2 mA を消費するため、電源スイッチの後にもオンにする必要があります。

オプションNo.10

これは放電インジケーターではなく、LED 電圧計全体です。 10 個の LED のリニアスケールにより、バッテリーの状態が明確に把握できます。すべての機能は 1 つの LM3914 チップ上に実装されています。

分圧器 R3-R4-R5 は、下限 (DIV_LO) および上限 (DIV_HI) のしきい値電圧を設定します。図に示されている値では、上の LED の点灯は 4.2 ボルトの電圧に対応し、電圧が 3 ボルトを下回ると、最後の (下の) LED が消えます。

マイクロ回路の9番ピンをグランドに接続すると、ポイントモードに切り替えることができます。このモードでは、電源電圧に対応する 1 つの LED だけが常に点灯します。図のように放っておくと大規模なLEDが点灯することになり、経済的に不合理です。

LEDとして 赤色LEDのみを使用する必要があります、なぜなら動作中の直流電圧は最も低くなります。たとえば青色 LED の場合、バッテリーが 3 ボルトまで低下すると、ほとんどの場合まったく点灯しなくなります。

チップ自体は約 2.5 mA を消費し、さらに点灯する LED ごとに 5 mA を消費します。

このスキームの欠点は、不可能であると考えられるカスタマイズ各 LED の点火しきい値。初期値と最終値のみを設定でき、チップに組み込まれた分周器がこの間隔を等しい 9 つのセグメントに分割します。しかし、ご存知のとおり、放電の終わりに近づくと、バッテリーの電圧は非常に急速に低下し始めます。 10% と 20% 放電したバッテリーの差は 10 分の 1 ボルトですが、90% と 100% だけ放電した同じバッテリーを比較すると、1 ボルトの差があることがわかります。

以下に示す典型的なリチウムイオン電池の放電グラフは、この状況を明確に示しています。

したがって、バッテリの放電の程度を示すために線形スケールを使用することは、あまり現実的ではないようです。特定の LED が点灯する正確な電圧値を設定できる回路が必要です。

LED が点灯するときの完全な制御は、以下に示す回路によって行われます。

オプション No.11

この回路は、4 桁のバッテリー/バッテリー電圧インジケーターです。 LM339 チップに含まれる 4 つのオペアンプに実装されています。

この回路は最大 2 ボルトの電圧まで動作し、消費電力は 1 ミリアンペア未満です (LED はカウントしません)。

もちろん、使用済みバッテリー容量と残存バッテリー容量の実際の値を反映するには、回路を設定するときに使用するバッテリーの放電曲線を考慮する（負荷電流を考慮する）必要があります。これにより、たとえば、残存容量の 5%-25%-50%-100% に対応する正確な電圧値を設定できます。

オプションNo.12

そしてもちろん、基準電圧源と ADC 入力を内蔵したマイクロコントローラーを使用すると、最も広い範囲が広がります。ここでの機能は、あなたの想像力とプログラミング能力によってのみ制限されます。

例として挙げます最も単純なスキーム ATMega328 コントローラ上。

ただし、ボードのサイズを小さくするには、SOP8 パッケージの 8 脚の ATTiny13 を使用する方が良いでしょう。そうすれば、それは絶対に素晴らしいでしょう。しかし、これは宿題としましょう。

LED は 3 色 (LED ストリップから) ですが、赤と緑のみが使用されます。

完成したプログラム（スケッチ）は、このリンクからダウンロードできます。

プログラムは次のように動作します。10 秒ごとに電源電圧がポーリングされます。測定結果に基づいて、MK は PWM を使用して LED を制御し、赤と緑の色を混合することでさまざまな色合いの光を得ることができます。

新しく充電されたバッテリーは約 4.1V を生成し、緑色のインジケーターが点灯します。充電中、バッテリーには 4.2V の電圧がかかり、緑色の LED が点滅します。電圧が 3.5V を下回るとすぐに、赤色 LED が点滅し始めます。これは、バッテリーがほぼ空になり、充電する時期が来たという合図になります。残りの電圧範囲では、インジケータの色が緑から赤に変わります（電圧に応じて）。

オプションNo.13

まず、標準の保護ボード (とも呼ばれます) を再加工して、バッテリー切れのインジケーターに変えるというオプションを提案します。

これらのボード (PCB モジュール) は古いバッテリーから抽出されます。携帯電話ほぼ工業規模で。道に捨てられた携帯電話のバッテリーを拾って内臓を取り出すだけで、ボードが手に入るのです。それ以外のものはすべて意図どおりに処分してください。

注意！！！許容できない低電圧 (2.5V 以下) での過放電保護を備えたボードがあります。したがって、所有しているすべてのボードから、正しい電圧 (3.0 ～ 3.2 V) で動作するコピーのみを選択する必要があります。

ほとんどの場合、PCB ボードは次のようになります。

マイクロアセンブリ 8205 は、1 つのハウジングに組み立てられた 2 つのミリオームフィールドデバイスです。

回路 (赤で表示) にいくつかの変更を加えることで、電源をオフにしたときに実質的に電流を消費しない、優れたリチウムイオン電池の放電インジケーターが得られます。

トランジスタ VT1.2 がオフする役割を担っているため、充電器再充電時にバッテリーバンクから削除される場合、回路では不要になります。そこで、ドレイン回路を遮断することで、このトランジスタを完全に動作させなくなりました。

抵抗 R3 は LED を流れる電流を制限します。その抵抗は、LED の輝きがすでに顕著であるが、消費電流がまだ高すぎないように選択する必要があります。

ちなみに、保護モジュールのすべての機能を保存し、LEDを制御する別のトランジスタを使用して表示を行うこともできます。つまり、放電の瞬間にバッテリーがオフになると同時にインジケーターが点灯します。

2N3906 の代わりに、手元にある低電力のもので十分です。 pnpトランジスタ。 LEDを直接はんだ付けするだけでは機能しません。スイッチを制御するマイクロ回路の出力電流が小さすぎるため、増幅が必要です。

放電インジケーター回路自体がバッテリー電力を消費するという事実を考慮してください。許容できない放電を避けるために、電源スイッチの後にインジケータ回路を接続するか、保護回路を使用してください。

おそらく推測するのは難しくないでしょうが、この回路は逆に、充電インジケータとして使用することができます。

バッテリーの充電の質によって、車がどれだけうまく始動できるかが決まります。バッテリーの充電レベルを監視しているドライバーは多くありません。この記事では、充電インジケータなどの便利なデバイスについて説明しています車のバッテリー：仕組み、仕組み、説明書、自分で作る方法についてのビデオが提供されています。

[隠れる]

バッテリー充電量インジケーターの特徴

オンボードコンピューターを備えた最新の車では、ドライバーはレベルに関する情報を取得する機会があります。古いモデルにはアナログ電圧計が装備されていますが、バッテリーの状態を正確に反映するものではありません。バッテリー電圧インジケーター (VIN) は、バッテリー電圧に関する動作情報を得るオプションです。

目的と装置

IN には、発電機からバッテリーがどのように充電されているかを表示する機能と、車のバッテリーの充電量を通知する機能の 2 つが割り当てられています。

最も簡単な方法は、そのようなデバイスを自分の手で組み立てることです。自作装置の回路は簡単です。必要な部品を購入したら、自分の手でインジケーターを簡単に組み立てることができます。この方法では、デバイスのコストが低いため、お金を節約できます (ビデオの作者は AKA KASYAN です)。

動作原理充電レベルインジケーターには、異なる色の 3 つの LED ライトがあります。通常、これらは赤、緑、青です。それぞれの色には独自の有益な意味があります。赤色は充電量が少ないことを意味しており、これは重要です。青色は動作モードに対応します。緑

はバッテリーが完全に充電されていることを示します。

品種

INは、比重計の形で、または情報ディスプレイを備えた別個のデバイスの形でバッテリーに配置できます。通常、内蔵 ID が配置されます。フロートインジケーター（比重計）が装備されています。シンプルなデザインです。

工場出荷時の識別番号は次のとおりです。
DC-12V。本装置は工事セットです。これを利用すると、バッテリーの充電とリレーレギュレーターのパフォーマンスを監視できます。
車にセカンドバッテリーが搭載されている人にとって、TMCのインジケーター付きパネルは便利なデバイスです。これは、電圧計が配置され、あるバッテリーから別のバッテリーに切り替えるスイッチが付いたアルミニウムのパネルです。

ID シグネチャーゴールドスタイルとファリアユーロブラックスタイル - バッテリーの充電レベルを決定します。しかし、価格が高すぎるため、需要はほとんどありません。

最も簡単で安価なオプションは、自作の IN です。その目的は、車載ネットワークの電圧が 6 ～ 14V の範囲にある場合にバッテリーがどのように動作するかを制御することです。

デバイスが常時動作しないようにするには、イグニッションスイッチを介して接続する必要があります。この場合、キーが挿入されると機能します。

この図には次の部分が必要になります。

プリント基板;
抵抗: 1 kOhm の抵抗が 2 つ、2 kOhm の抵抗が 1 つ、220 Ohm の抵抗が 3 つ。
トランジスタ: VS547 - 1 および VS557 - 1;
ツェナーダイオード: 9.1 V に 1 つ、10 V に 1 つ。
LED 電球 (RGB): 赤、青、緑。

LEDの場合、テスターを使用してピンを決定し、色が一致するかどうかを確認する必要があります。装置は図に従って組み立てられます。

コンポーネントは基板上で試され、適切なサイズに切断されます。占有スペースが少なくなるようにコンポーネントを配置することをお勧めします。

インジケーターをダッシュボードに簡単に配置できるように、LED を基板ではなくワイヤーにはんだ付けすることをお勧めします。

製造されたデバイスに基づいて、特定のバッテリー電圧値を決定することは不可能です。その制限内でのみナビゲートできます。

電圧が 6 ～ 11 V の場合は赤色が点灯します。
青は 11 ～ 13 V の電圧に対応します。
緑色は完全に充電されていることを意味し、電圧が 13V を超えていることを意味します。

バッテリー電圧インジケーターは、車室内のどこにでも設置できます。ステアリングコラムの下部に配置するのが最も便利です。LED がはっきりと見え、制御を妨げません。また、イグニッションスイッチへの接続も簡単です。設置後、ドライバーは自分の車のバッテリーの充電状況を常に把握し、必要に応じてバッテリーを充電できるようになります。