מחוון סוללה ברמה נמוכה: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

מכשירי חשמל ביתיים מסוימים המונעים על ידי סוללות ליתיום, אינם מכילים מחוון סוללה חלשה. במקרה שלי מדובר במטאטא רצפה נטען עם סוללה אחת של 3.7 וולט. לא קל לקבוע זמן מדויק להטעין אותו ולהצמיד אותו לשקע הראשי. בדרך כלל, אני טוען את המטאטא בזמן, כשהסוללה מתה לחלוטין והמנוע החשמלי אינו פועל. מצב כזה אינו נוח במיוחד, במיוחד אם אתה צריך להשתמש במטאטא באופן מיידי.

חיפשתי פתרון פשוט כיצד לזהות את רמת המתח שבה צריכה להתרחש טעינה. במאמר זה מתואר מחוון סוללת ליתיום פשוט ברמה נמוכה. ניתן להשתמש במעגל מעוצב בכל מכשיר אלקטרוני המונע על ידי סוללת ליתיום ויכול לעזור למשתמש לטעון את הסוללה בזמן הנכון. מחוון הסוללה מיועד לתא אחד, אך ניתן לשנות אותו בקלות לתאים נוספים. המחוון יכול לשמש עבור כל סוללה עם שינוי קטן של המעגל.

היתרון העיקרי של המחוון הוא הצריכה הנוכחית החוקית ביותר, בממוצע פחות מ -10 מיקרו אמפר. הצריכה הנוכחית תלויה במצב המחוון

ישנן שלוש מצבי מצבים של מדד רמות:

• נורית המחוון נדלקת ברציפות: הסוללה טעונה במלואה.
• נורית החיווי מהבהבת: יש לטעון את הסוללה.
• נורית החיווי אינה דולקת: הסוללה טעונה והמכשיר מוכן לשימוש

שלב 1: מבוא מחוון רמת סוללה ליתיום

חלקים:

ניתן לרכוש את כל החלקים בפחות מ -5 יורו.

להלן הרשימה:

• IC1 MC33164-3P, חישת מתח מתח מיקרו-כוח מעגל TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, טיימר CMOS, LCSC PN C34608
• הנגד R1, R2 10K, כל הנגדים, הקבלים והרכיבים הקטנים LCSC
• נגד R3 680K
• נגד R4 680
• קבל C1 M1
• קבל C2 1M
• קבל C3 10M
• דיודה D1, D2, D3 1N5819, LCSC PN C2474
• דיודת LED1 LED 3 מ"מ, אדום
• מסוף בורג T1

נגדים הם עבור 0.25 וואט או פחות, קבלים עבור 12 וולט או יותר.

כלים:

• מלחם
• מקדחה אלחוטית
• אקדח דבק חם

שלב 2: תיאור המעגל

המעגל המשולב MC33164-3P הוא לב המחוון לרמות. מידע מפורט לרכיב זה נמצא כאן.

תיאור פשוט של המעגל: זהו מיקרו -כוח תחת חישת מתח IC, באריזת פלסטיק בעלת שלושה פינים, בדומה לטרנזיסטור בעל הספק נמוך. MC33164 מיועד כמעגל איפוס של המיקרו -מעבד במקרה של נפילת חשמל.

הוא מזהה מתח על סיכה 2. משווה את המתח שזוהה למתח ההתייחסות, במקרה שלנו 2.7V. ניתן להעריך את התוצאה כערך מתח בפין 1. אם המתח המתגלה נמוך מ -2, 7V, הפלט נמוך וקרוב ל 0V. אם מתח הכניסה עולה על 2, 7V, הערך המוצג בסיכה 1 הוא כ -3V או יותר.

ערך ייחוס אופייני ל- MC33164-3P (3 לאחר מקף פירושו 3V) הוא 2, 71V. בערך זה בדיוק, ערך הפלט משתנה. (אל תתחשב בהיסטריה.) מתח עבור סוללת ליתיום תא אחד הוא: מתח מרבי הוא 4.2V, מתח אופייני 3.7V ומתח מינימלי הוא בין 2.8 ל -3V, נניח 2.9V. מתח מינימלי קיים בסוף מחזור הפריקה ורמת מתח זו אמורה להפעיל את מחוון הרמה הנמוכה שלנו.

מתח ההתייחסות עבור MC33164 נמוך מדי בהשוואה לדרישות שלנו. ישנם 2 פתרונות להפחתת מתח. הראשון והפשוט ביותר הוא מחלק המתח. אבל, מפריד צורכים זרם נוסף. צריכת זרם פחות היא הפתרון השני, תוך שימוש בכמה רכיבים בסדרה להפחתת 2.9V ל -2.7V. דיודות הן רכיבים עם ירידת מתח מסוימת בכיוון קדימה וניתן להשתמש בהן בהצלחה. בגלל ערך זרם נמוך מאוד, סוג הדיודה הטוב ביותר שבחרתי לפי בדיקות.

הפונקציה של R1, D1, D2, D3 היא הפחתת מתח הכניסה. מגשר J1 יכול לחסל את ירידת המתח האחרונה של הדיודה ומתח הכניסה יכול לרדת מעט. יציאת IC1 מוזנת לטיימר IC2. הערך הפעיל שלו נמוך והתפקוד הוא להפעיל טיימר. למרבה הצער, אין סיכת קלט ב- IC2, המאפשרת לאפשר IC זה ללא מעגל הפוך.

החלטתי לאפשר טיימר ICM7555 על ידי החלת פלט IC1 כמתח מינוס לפין 1 של IC2. רכיבים C2, R3 קובעים את תקופת הטיימר, הוא מותאם למשך כ -2 שניות. הנגד R4 מגביל את הזרם לציון דיודת LED1. המתח הנבדק מהסוללה מחובר למסוף עם סיכות 1 (פלוס) ו -2 (מינוס). ערכים עבור R2, C1 מומלצים מתוך גליון הנתונים.

טיימר ICM7555 שווה ערך ל- CMOS ל- 555. היתרון שלו הוא מתח עבודה מ- 2.5V וצריכת זרם נמוכה מאוד. בתמונה השנייה יש מעגל פשוט מאוד כצג מתח המומלץ לפי גליון הנתונים. סכימה זו יכולה לשמש גם כן, אך השימוש ב- ICM7555 הוא יתרון, בגלל מתח ברמה נמוכה המצוין על ידי מהבהב LED, וזה בולט יותר.

שלב 3: בנייה

חלקים מולחמים על חתיכה אחת של לוח אב טיפוס בגודל 20x35 מ מ. מחוץ ללוח יש דיודת LED, יכול להיות מותקן על מקום גלוי. סוללת Li-Ion המנוטרת מחוברת באמצעות בלוק מסוף בורג. הלוח קטן מספיק בכדי להכניס אותו לכל מכשיר.

החיבור פנימי למכשיר פשוט: פשוט חבר חוטים ממחסום הסוללה לסוללה וחור לקדוח עבור LED ותקן אותו. ניתן לחבר חוטים ישירות למוטות הסוללה במחזיק הסוללה.. במקרה זה הזרם מתנקז באופן עצמאי, ביחס למיקום המתג והמחוון פועל כל הזמן.

במקרה שלי, חיברתי מחוון רמה נמוכה לאחר מתג הראשי (מתח נמוך). בגלל לוח המטען בתוך המכשיר, המחובר בנפרד למתג ולחוד לסוללה, מקום החיבור "לאחר מתג" אינו ברור. אני משתמש בפתרון פשוט, מחבר מחוון ישירות לעומס, מנוע DC.

לוח אב טיפוס דורש יותר זמן לחיבור כל הרכיבים באמצעות חוטים. כדי לחסוך זמן זה, עיצבתי PCB, בגודל 20x40 מ מ, עם רכיבי חורים. PCB מכיל רק שכבה אחת. שימוש ברכיבי SMD יכול להקטין את גודל הלוח. לא עשיתי את העיצוב הזה בגלל הלחמה מורכבת יותר ומניפולציה עם חלקים קטנים מאוד. מצורף קובצי גרבר לייצור PCB.

שלב 4: מסקנה

ניתן להשתמש במדויק המתואר לרמת סוללה נמוכה לכל סוללה עם מתח גבוה מ- 2.5V. במקרה כזה דלג על דיודות D1, D2 ו- D3 והוסף נגד אחד R5 כחלק ממחלק המתח ל- R1. ערך R1 תלוי ברמת המתח U שזוהתה וניתן לחשב אותה על ידי:

R5 = 2.7*R1/(U-2.7)

הבנייה מתבצעת על לוח PCB קטן עם רכיבי חורים. אם יש לך במלאי כמה חלקי SMD, אני ממליץ להשתמש ברכיבי SMD.

גודל הלוח יכול להיות קטן יותר והבנייה מאפשרת לתרגל שימוש בחלקי SMD.

תודה שקראתם ובילוי נעים בבנייה.