Com dissenyar un circuit indicador de nivell de bateria?

Al segle recent, tot el que s’utilitza en el dia a dia és electrònic. La majoria dels components electrònics de petita escala utilitzen una bateria per alimentar-se. De vegades, aquests dispositius electrònics, com ara joguines, màquines d’afaitar, reproductors de música, bateries de cotxes, etc., no tenen cap pantalla que indiqui el nivell de la bateria. Per tant, per comprovar el nivell de la bateria, necessitem un dispositiu que indiqui el nivell de la bateria i ens indiqui que si voleu canviar la bateria immediatament o després d’un temps. Hi ha diferents indicadors de nivell de bateria disponibles al mercat. Però si volem que aquest dispositiu sigui de baix cost, podem fer-lo a casa que sigui tan eficient com el dispositiu disponible al mercat.



En aquest projecte, us explicaré la millor manera de planificar un circuit senzill d’indicador de nivell de bateria que utilitzi segments accessibles de manera efectiva del mercat. L'indicador de nivell de bateria demostra l'estat de la bateria només en encendre els LED. Per exemple, cinc LED s’encenen significa que el límit de la bateria és del 50%. Aquest circuit es basarà totalment en LM914 IC.

Com s'indica el nivell de bateria mitjançant LM3914 IC?

Aquest article us explica com planificar l'indicador de nivell de bateria. Podeu utilitzar aquest circuit per comprovar la bateria o l’inversor del vehicle. Així, utilitzant aquest circuit, podem ampliar la vida útil de la bateria. Recopilem més informació i comencem a treballar en aquest projecte.



Pas 1: recollida dels components

El millor enfocament per iniciar qualsevol projecte és fer una llista de components i fer un breu estudi d’aquests components perquè ningú voldrà quedar-se enmig d’un projecte només per falta d’un component. A continuació es mostra una llista de components que utilitzarem en aquest projecte:



  • LM3914 IC
  • LED (x10)
  • Potenciòmetre - 10KΩ
  • Bateria de 12V
  • Resistència de 56KΩ
  • Resistència de 18KΩ
  • Resistència de 4,7 KΩ
  • Veroboard
  • Connexió de cables

Pas 2: estudiar els components

Ara, ja que coneixem el resum del nostre projecte i també tenim una llista completa de tots els components, anem a fer un pas endavant i fem un breu estudi dels components que utilitzarem.



LM3914 és un circuit integrat. El seu treball és fer funcionar les pantalles que mostren visualment el canvi en un senyal analògic. A la seva sortida, podem connectar fins a 10 LEDs, LCD o qualsevol altre component de pantalla fluorescent. Aquest circuit integrat es pot utilitzar només perquè el llindar d’escala lineal s’escala linealment. En la disposició fonamental, proporciona una escala de deu etapes que es pot ampliar a més de 100 porcions amb altres IC LM3914 de la sèrie. El 1980, aquest IC va ser desenvolupat per National Semiconductors. Però ara, el 2019, encara està disponible com a Texas Instruments. Hi ha dues variants principals d’aquest CI. un és LM3915, que té un pas d'escala logarítmica 3dB i l'altre és LM3916, que opera l'escala d'un indicador de volum estàndard (SVI). El rang de tensió de funcionament varia de 5V a 35V i pot conduir pantalles LED a la sortida proporcionant un corrent de sortida regulat que oscil·la entre 2-30mA. La xarxa interna d’aquest CI està formada per deu comparadors i una xarxa d’escala de resistències. Cada comparador s'encén un a un quan augmenta el nivell de tensió d'entrada. Aquest CI es pot configurar per funcionar en dos modes diferents, a Mode de gràfics de barres i a Mode de punts . En mode gràfic de barres, tots els terminals de sortida inferior s’encenen i en mode punt, només s’activa una sortida alhora. El dispositiu té un total de 18 pins.

Veroboard és una opció excel·lent per fer un circuit, ja que l’únic mal de cap és col·locar components a la placa Vero i soldar-los i comprovar la continuïtat mitjançant el multímetre digital. Un cop conegut el disseny del circuit, talleu la placa en una mida raonable. Amb aquest propòsit, col·loqueu el tauler a la catifa de tall i utilitzant una fulla afilada (de forma segura) i prenent totes les precaucions de seguretat, anoteu més d'una vegada la càrrega cap amunt i la base al llarg de la vora recta (5 o diverses vegades), recorrent les obertures. Després de fer-ho, col·loqueu els components a la placa de prop per formar un circuit compacte i soldeu els pins segons les connexions del circuit. En cas d’algun error, proveu de soldar les connexions i torneu a soldar-les. Finalment, comproveu la continuïtat. Seguiu els passos següents per fer un bon circuit en un Veroboard.

Veroboard



Pas 3: Disseny de circuits

El nucli d’aquest circuit de marcador de nivell de bateria és LM3914 IC. Aquest CI pren tensió analògica com a entrada i alimenta directament 10 LED segons el nivell de tensió alterna. En aquest circuit, no hi ha necessitat de resistències en disposició amb els LED perquè el corrent és dirigit pel propi CI.

En aquest circuit, els LED (D1-D10) mostren el límit de la bateria en mode punt o en mode de visualització. Aquest mode és escollit per l'interruptor exterior sw1 que s'associa amb el novè pin d'IC. el sisè i el setè pin d'IC ​​s'associen amb el sòl a través d'una resistència. Aquesta resistència controla la brillantor dels LED. Aquí la resistència R3 i POT RV1 estructuren el circuit divisor de potencial. Aquí, en aquest circuit, el calibratge es realitza configurant el pom del potenciòmetre. No cal cap font d'alimentació exterior d'aquest circuit.

El circuit està pensat per controlar 10V a 15V DC. El circuit funcionarà independentment de si la tensió de la bateria és de 3V. Lm3914 acciona leds, LCD i fluorescents de buit. El CI conté referències flexibles i un divisor precís de 10 passos. Aquesta IC també pot funcionar com a seqüenciador.

Per indicar l’estat de la sortida, podem connectar LEDs de diferents colors. Connecteu els LED vermells de D1 a D3, que demostren la fase d’aturada de la bateria i utilitzeu D8-D10 amb LEDs verds que mostren el nivell de la bateria del 80 al 100 i utilitzeu els LED grocs per restar.

Amb un petit ajust, podem utilitzar aquest circuit per quantificar també els rangs de tensió. Per a aquesta desconnexió, la resistència R2 i el nivell de voltatge superior de la interfície a l'entrada. Ara, canvieu l'oposició del Pot RV1 a les llums LED de D10. Evacueu actualment el nivell de tensió superior a l'entrada i associeu-hi un nivell de tensió inferior. Interfaceu una resistència variable d’alt valor en el punt de la resistència R2 i fluctueu-la fins que el LED D1 brille. Ara desconnecteu el potenciòmetre i mesureu-ne la resistència. Ara connecteu la resistència del mateix valor en lloc de R2. Ara el circuit mesurarà diferents rangs de tensió.

Aquest circuit és molt raonable per indicar 12V del nivell de la bateria. En aquest circuit, cada LED mostra un 10 per cent de la bateria.

Pas 4: Simulació del circuit

Abans de fer el circuit, és millor simular i examinar totes les lectures d’un programari. El programari que farem servir és el Suite de disseny Proteus . Proteus és un programari en què es simulen circuits electrònics.

Proteus 8 Professional es pot descarregar des de Aquí

  1. Després de descarregar i instal·lar el programari Proteus, obriu-lo. Obriu un esquema nou fent clic a ISIS icona al menú.

    Nou esquema.

  2. Quan aparegui el nou esquema, feu clic a Pàg al menú lateral. S’obrirà un quadre on podeu seleccionar tots els components que s’utilitzaran.

    Nou esquema

  3. Ara escriviu el nom dels components que s’utilitzaran per fer el circuit. El component apareixerà en una llista a la part dreta.

    Selecció de components

  4. De la mateixa manera, com a l'anterior, cerqueu tots els components. Apareixeran al Dispositius Llista.

    Llista de components

Pas 5: Muntatge del circuit

Ara, ja que coneixem les connexions principals i també el circuit complet del nostre projecte, anem a seguir endavant i comencem a fer el maquinari del nostre projecte. Cal tenir en compte una cosa que el circuit ha de ser compacte i que els components s’han de col·locar tan a prop.

  1. Agafeu un Veroboard i fregueu-ne el costat amb el revestiment de coure amb un paper raspador.
  2. Ara col·loqueu els components amb compte i prou a prop perquè la mida del circuit no sigui molt gran
  3. Feu les connexions amb cura utilitzant soldadura. Si es produeix algun error en fer les connexions, intenteu dessoldar-la i torneu a soldar-la correctament, però al final la connexió ha de ser estreta.
  4. Un cop realitzades totes les connexions, realitzeu una prova de continuïtat. En electrònica, la prova de continuïtat és la comprovació d’un circuit elèctric per comprovar si el flux de corrent en el recorregut desitjat (que certament és un circuit total). Es realitza una prova de continuïtat establint una mica de voltatge (cablejat en arranjament amb un LED o una part de creació de commoció, per exemple, un altaveu piezoelèctric) sobre el camí seleccionat.
  5. Si la prova de continuïtat supera, significa que el circuit es fa adequadament segons es desitgi. Ara està a punt per ser provat.
  6. Connecteu la bateria al circuit.
  7. Ajusteu el potenciòmetre perquè el LED D1 comenci a brillar.
  8. Ara comenceu a augmentar el voltatge d'entrada. Observareu que cada LED brillarà després d’un increment d’1V.

El circuit tindrà l’aspecte de la imatge següent:

Esquema de connexions

Limitacions d’aquest circuit

Aquest circuit té algunes limitacions. Alguns d’ells es detallen a continuació:

  1. Aquest indicador de nivell de bateria només funciona per a voltatges petits.
  2. Els valors dels components són teòrics, és possible que necessitin una modificació pràctica.

Aplicacions

L'àmplia gamma d'aquest circuit d'indicador de nivell de bateria inclou:

  1. Mitjançant aquest circuit podem mesurar el nivell de bateria d’un cotxe.
  2. L'estat de l'inversor es pot calibrar mitjançant aquest circuit.