سطح باتری سطح پایین: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

برخی از لوازم خانگی که از باتری Li-Ion استفاده می کنند ، نشانگر باتری کم ندارند. در مورد من یک جارو شونده قابل شارژ با یک باتری 3.7 ولت است. تعیین زمان دقیق برای شارژ مجدد و اتصال آن به سوکت اصلی کار آسانی نیست. معمولاً ، من جارو را به موقع شارژ می کنم ، زمانی که باتری کاملاً تمام شده و موتور الکتریکی کار نمی کند. چنین وضعیتی چندان راحت نیست ، به خصوص ، اگر نیاز به استفاده سریع از جارو برقی دارید.

من به دنبال راه حل ساده بودم ، چگونه می توان سطح ولتاژ را که در آن شارژ رخ می دهد تشخیص داد. در این مقاله یک نشانگر ساده باتری لیتیوم یون کم سطح توضیح داده شده است. مدار طراحی شده می تواند در هر وسیله الکترونیکی که از باتری Li-Ion استفاده می کند استفاده شود و می تواند به کاربر در شارژ باتری در زمان مناسب کمک کند. نشانگر باتری برای یک سلول اختصاص داده شده است ، اما می توان آن را به سادگی به سلول های دیگر تغییر داد. این نشانگر می تواند برای هر باتری با تغییر جزئی مدار استفاده شود.

مزیت اصلی اندیکاتور مصرف بسیار قانونی است ، به طور متوسط کمتر از 10 میکرو آمپر. مصرف فعلی بستگی به وضعیت نشانگر دارد

سه عملکرد حالت شاخص سطح وجود دارد:

• چراغ نشانگر به طور مداوم روشن می شود: باتری کاملاً شارژ شده است.
• چراغ نشانگر چشمک می زند: باتری باید شارژ شود.
• چراغ نشانگر روشن نیست: باتری شارژ شده و دستگاه آماده استفاده است

مرحله 1: معرفی شاخص سطح باتری لیتیوم یون

قطعات:

تمام قطعات را می توان با کمتر از 5 یورو خریداری کرد.

اینجا لیست است:

• IC1 MC33164-3P، Micropower Undervoltage SensingCircuit TO-92، LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555 ، تایمر CMOS ، LCSC PN C34608
• مقاومت R1 ، R2 10K ، همه مقاومت ها ، خازن ها و اجزای کوچک LCSC
• مقاومت R3 680K
• مقاومت R4 680
• خازن C1 M1
• خازن C2 1M
• خازن C3 10M
• D1 ، D2 ، D3 دیود 1N5819 ، LCSC PN C2474
• LED1 دیود LED 3 میلی متر ، قرمز
• ترمینال پیچ T1

مقاومتها 0.25 وات یا کمتر ، خازنها 12 ولت یا بیشتر است.

ابزارها:

• آهن لحیم کاری
• مته بی سیم
• چسب حرارتی تفنگی

مرحله 2: شرح مدار

مدار مجتمع MC33164-3P قلب شاخص سطح است. اطلاعات دقیق این جزء در اینجا آمده است.

شرح ساده مدار: این میکرو قدرت تحت فشار سنسور IC است ، در بسته بندی پلاستیکی سه پایه ، مشابه ترانزیستور کم مصرف. MC33164 به عنوان یک مدار تنظیم مجدد برای ریزپردازنده ، در صورت قطع برق طراحی شده است.

ولتاژ را در پین 2 تشخیص می دهد ولتاژ تشخیص داده شده را با ولتاژ مرجع ، در مورد ما 2.7 ولت مقایسه می کند. در صورتی که ولتاژ تشخیص داده شده کمتر از 2 ، 7 ولت باشد ، خروجی کم و نزدیک به 0 ولت است. اگر ولتاژ ورودی بیش از 2 ، 7 ولت باشد ، مقدار ارائه شده در پایه 1 حدود 3 ولت یا بیشتر است.

مقدار مرجع معمولی برای MC33164-3P (3 بعد از خط تیره به معنی 3V) ، 2 ، 71V است. روی این مقدار دقیقاً مقدار خروجی تغییر می کند. (هیسترزیس را در نظر نگیرید.) ولتاژهای یک باتری لیتیوم یون عبارتند از: حداکثر ولتاژ 4.2 ولت ، ولتاژ معمولی 3.7 ولت و حداقل ولتاژ از 2.8 تا 3 ولت است ، فرض کنید 2.9 ولت. حداقل ولتاژ در پایان چرخه تخلیه وجود دارد و این سطح ولتاژ باید شاخص سطح پایین ما را فعال کند.

ولتاژ مرجع برای MC33164 در مقایسه با الزامات ما بسیار کم است. 2 راه حل برای کاهش ولتاژ وجود دارد. اولین و ساده ترین آن تقسیم ولتاژ است. اما ، تقسیم کننده جریان اضافی را مصرف می کند. مصرف کمتر جریان دوم راه حل است ، با استفاده از برخی از اجزای سری برای کاهش 2.9V به 2.7V. دیودها قطعاتی هستند که ولتاژ آنها در جهت جلو افت کرده و می توان از آنها با موفقیت استفاده کرد. به دلیل مقدار جریان بسیار پایین ، بهترین نوع دیود را با آزمایش انتخاب می کنم.

عملکرد R1 ، D1 ، D2 ، D3 کاهش ولتاژ ورودی است. بلوز J1 می تواند آخرین افت ولتاژ دیود را از بین ببرد و ولتاژ ورودی می تواند کمی کاهش یابد. IC1 خروجی به تایمر IC2 تغذیه می شود. مقدار فعال آن کم است و عملکرد آن فعال کردن زمان سنج است. متأسفانه ، هیچ پین ورودی روی IC2 وجود ندارد که بتواند این IC را بدون هیچ مدار معکوس فعال کند.

تصمیم گرفتم با استفاده از IC1 خروجی به عنوان ولتاژ منهای پین 1 IC2 ، تایمر ICM7555 را فعال کنم. اجزای C2 ، R3 مدت زمان سنج را تعیین می کنند ، حدود 2 ثانیه تنظیم می شود. مقاومت R4 جریان را برای نشان دادن دیود LED1 محدود می کند. ولتاژ تست شده باتری با پایه های 1 (به علاوه) و 2 (منهای) به ترمینال متصل می شود. مقادیر R2 ، C1 از برگه داده توصیه می شود.

تایمر ICM7555 معادل CMOS 555 است. مزیت آن ولتاژ کار از 2.5V و مصرف جریان بسیار کم است. در تصویر دوم یک مدار بسیار ساده به عنوان مانیتور ولتاژ توصیه شده توسط برگه داده وجود دارد. این طرح نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد ، اما استفاده از ICM7555 مزیت محسوب می شود ، زیرا ولتاژ سطح پایینی است که توسط LED چشمک زن نشان داده می شود ، که بیشتر قابل توجه است.

مرحله 3: ساخت و ساز

قطعات روی یک قطعه تخته نمونه با اندازه 20x35 میلی متر لحیم می شوند. خارج از برد دیود LED است ، می تواند در مکان قابل مشاهده نصب شود. باتری Li-Ion تحت نظارت از طریق بلوک ترمینال پیچ متصل می شود. برد آنقدر کوچک است که می توان آن را در هر دستگاهی قرار داد.

اتصال داخل دستگاه ساده است: فقط سیمها را از بلوک ترمینال به باتری وصل کرده و سوراخ LED را تعبیه کرده و آن را تعمیر کنید. سیمها را می توان مستقیماً به قطبهای باتری روی نگهدارنده باتری وصل کرد.

در مورد من ، من نشانگر سطح پایین را بعد از کلید اصلی (ولتاژ پایین) متصل کرده ام. به دلیل برد شارژر داخل دستگاه که جداگانه به سوئیچ و جداگانه به باتری متصل شده است ، محل اتصال "پس از تغییر" مشخص نیست. من از راه حل ساده استفاده می کنم ، نشانگر را مستقیماً به بار وصل می کنم ، موتور DC.

تابلوی نمونه اولیه به زمان بیشتری نیاز دارد تا همه قطعات را با سیم متصل کند. برای صرفه جویی در این زمان ، من PCB را در اندازه 20x40 میلی متر با اجزای سوراخ طراحی کرده ام. PCB فقط یک لایه دارد. استفاده از اجزای SMD می تواند اندازه برد را کاهش دهد. من این طراحی را به دلیل لحیم کاری پیچیده تر و کار با قطعات بسیار کوچک انجام ندادم. فایل های Gerber برای ساخت PCB ضمیمه شده است.

مرحله 4: نتیجه گیری

توصیف شده ، نشانگر سطح پایین باتری را می توان برای هر باتری با ولتاژ بیش از 2.5 ولت استفاده کرد. در چنین مواردی دیودهای D1 ، D2 و D3 را رد کرده و یک مقاومت R5 را به عنوان بخشی از تقسیم ولتاژ به R1 اضافه کنید. مقدار R1 بستگی به سطح ولتاژ تشخیص داده شده U دارد و می تواند توسط موارد زیر محاسبه شود:

R5 = 2.7*R1/(U-2.7)

ساخت و ساز بر روی یک PCB کوچک با اجزای سوراخ انجام می شود. اگر قطعات SMD در انبار خود دارید ، توصیه می کنم از قطعات SMD استفاده کنید.

اندازه تخته می تواند کوچکتر باشد و ساختار به شما امکان می دهد از قطعات SMD استفاده کنید.

با تشکر از شما برای خواندن و اوقات خوبی را در ساخت و ساز سپری می کنید.