Световая индикация аккумулятора. Индикатор заряда для LI-ION аккумуляторов

Схема на трех светодиодах, предназначенная для отслеживания состояния заряда аккумуляторной 12-ти вольтовой батареи авто. Состоит всего из десятка радиодеталей и позволяет наглядно, без лишних цифр, определить состояние заряда аккумулятора по цвету свечения индикатора. Зелёный — аккумулятор полностью заряжен, желтый — наполовину заряжен, красный — полностью сел, необходима срочная подзарядка.

LED индикатор состояния аккумулятора — схема

Описание принципа роботы устройства

Приведенная принципиальная схема отображает состояние заряда батареи с помощью трех светодиодов, включенных полосой. Она идеально подходит для отслеживания уровня заряда аккумуляторной батареи машины, особенно это актуально в зимнее время. Когда напряжение батареи достигает 11.5V или менее, транзистор Q1 будет включен, а индикатор D1 будет светится. Когда напряжение аккумулятора лежит в пределах от 11,5 до 13,5, транзистор Q2 будет открыт, и уже светодиод D2 будет светится. Когда напряжение батареи выше 13,5 транзистор Q3 будет открыт и светодиод D7 тоже засветится.

Поиск по сайту

Введение

Аккумулятор заряжается генератором, который приводится ремнем от шкива коленвала. 

Эксплуатация аккумуляторной батареи:

1. Батарею следует содержать в чистоте.

2. Один раз в три месяца проверьте надёжность закрепления батареи в штатном гнезде автомобиля.

3. Не допускайте загрязнения поверхности батареи. При необходимости протрите поверхность батареи влажной тряпкой.

4. Полюсные выводы и клеммы должны быть чистыми. Рекомендуется после очистки смазать их техническисм вазелином или другой густой нейтральной смазкой.

5. Пуск двигателя производите короткими (5-10 секунд) включениями стартера. В зимнее время выключайте сцепление. Перерывы между попытками пуска должны составлять не менее 1 минуты. Если после 3-4 попыток двигатель не запускается, проверьте исправность системы зажигания и питания топливом.

6. При эксплуатации автомобилей и других транспортных средств уровень зарядного напряжения должен соответствовать требованиям инструкции на транспортное средство и находиться в пределах 13,9 - 14,4 Вольт независимо от режима работы двигателей и включённых потребителей. НЕ ДОПУСКАЕТСЯ эксплуатация батарей как в режиме НЕДОЗАРЯДА, т.е. при напряжении ниже 13,9 Вольт, так и в режиме ПЕРЕЗАРЯДА, т.е. при наряжении выше 14,4 Вольт. Поэтому не реже одного раза в 2 месяца проверяйте уровень зарядного напряжения. В случае, если зарядное напряжение отличается от вышеуказанного, необходимо обратиться в автосервис для приведение его до заданного уровня.

7. Батарею следует поддерживать в заряженном состоянии. Не реже одного раза в 3 месяца, а также в случае ненадёжного пуска двигателя, необходимо проверять степень заряженности по равновесному напряжению разомкнутой цепи (НРЦ) для необслуживаемых аккумуляторов и по плотности электролита для обслуживаемых. Измерение равновесного НРЦ необходимо производить не ранее чем через 8 часов после выключения двигателя. У полностью заряженной батареи величина НРЦ составляет 12,7 - 12,9 Вольт при температуре 20 -25 °С. Измерение НРЦ производить в помощью высокоомного вольтметра класса точности не ниже 1,0. После измерения НРЦ батареи следует установить степень её заряженности с учётом температуры окружающей среды.

Проблемы с аккумуляторной батареей могут быть вызваны как самой батареей, так и системой электрооборудования к которой она подсоединена. Если у вас начались проблемы с аккумулятором не стоит сразу бежать в магазин и покупать новый, для начала стоит проверить систему электрооборудования и состояние самого аккумулятора - возможно просто в электрике завёлся "жучек" пожирающий аккумулятор во время простоя, или же по причине частых коротких поездок просто разрядился аккумулятор. Стоит учитывать что причины разрядки аккумулятора на автомобиле могут быть как в самом аккумуляторе, так и в электрооборудовании авто. Как это определить будет написано ниже, а пока "безопасность прежде всего" - меры предосторожности:! При любой работе с системой электрооборудования необходимо соблюдать дополнительную осторожность, чтобы не повредить полупроводниковые устройства (диоды и транзисторы) и избежать поражения электрическим током.

Перед работой с системой электрооборудования всегда снимайте кольца, часы и т.д. Даже при разъединенном аккумуляторе может произойти емкостная разрядка, если зажим питания компонента случайно закорочен металлическим предметом. Это может вызвать шок или сильный ожог.

Не путайте зажимы аккумулятора. Компоненты типа генератора, электронных устройств управления или любые другие, имеющие полупроводниковую схему, могут быть безнадежно повреждены.

При запуске двигателя с помощью проводов большого сечения и пускового устройства или отдельного аккумулятора, нужно подсоединить плюс к плюсу и минус к минусу. Это также относится и при подсоединении аккумулятора к зарядному устройству.

Никогда не отсоединяйте полюса батареи, генератора, любую электрическую электропроводку или контрольно-измерительные приборы на работающем двигателе.

Не допускайте, чтобы двигатель вращал отключенный от системы электрооборудования генератор.

Никогда не проверяйте работоспособность генератора, закорачивая его выходные контакты с землей.

При работе с системой электрооборудования следите, чтобы отрицательный провод аккумулятора был отсоединен.

Перед использованием дуговой сварки на автомобиле, отсоедините аккумулятор, генератор и компоненты типа электронного устройства управления зажиганием и системы впрыска топлива, чтобы защитить их от повреждения.

Если магнитола в Вашем автомобиле закодирована, прежде чем отключать батарею, убедитесь что Вы знаете код !

Для начала следует просто померить напряжение на клеймах аккумулятора обычным вольтметром:

Степень заряженности аккумулятора от НРЦ (равновесного напряжения разомкнутой цепи)

При слабой заряженности аккумулятора следует его подзарядить в соответствии с рекомендациями описанными ниже.

1. При малом годовом пробеге автомобиля каждые три месяца проверяйте плотность электролита , чтобы определить состояние аккумулятора. Измерьте плотность электролита ареометром и сравните результаты со следующей таблицей. Обратите внимание, что приведенные плотности электролита даны для температуры 15°С. Для каждых 10°С ниже 15°С вычтите 0.007, а для каждых 10°С выше 15°С - прибавьте 0.007.

2. Если состояние аккумулятора точно неизвестно, проверьте плотность электролита в каждой ячейке. Сделать это можно при помощи автомобильного ареометра. Разница в 0.040 (или больше) между любыми ячейками указывает на потерю электролита или на износ внутренних пластин.
3. Если разница плотности электролита в различных ячейках составляет 0.040 (или больше), аккумулятор должен быть заменен. Если эта разница ниже 0.040, но аккумулятор разряжен, его следует зарядить как описано далее.

Необслуживаемый аккумулятор:

1. В случаях, когда установлен герметичный необслуживаемый аккумулятор, дозаправка и проверка плотности электролита в каждой ячейке не возможны. Состояние аккумулятора может быть проверено, только с помощью соответствующего индикатора или вольтметра.
2. Необслуживаемые аккумуляторы как правило оснащен встроенным индикатором степени заряженности.

Индикатор находится в верхней стенке корпуса аккумулятора и степень заряженности аккумулятора можно определить по его цвету. Если индикатор зеленый, то аккумулятор полностью заряжен. По мере разрядки аккумулятора, индикатор становится более темным и в конце концов черным, что означает, что аккумулятор необходимо зарядить как описано далее в этом Разделе. Если индикатор становится светлым/желтым, то уровень электролита в аккумуляторе слишком низок, а значит аккумулятор должен быть заменен. Не пытайтесь в это время заряжать аккумулятор или запускать двигатель от внешнего источника.
3. Для испытания аккумулятора с помощью вольтметра, соедините вольтметр к клеммам аккумулятора. Результаты такого измерения будут точны, только если аккумулятор не подвергался зарядке в течение предыдущих шести часов. Если это условие было нарушено, включите фары и оставьте их работать в течение 30 секунд. После выключения фар подождите 4 - 5 минут и произведите измерение. Все другие электрические цепи должны быть выключены. Убедитесь, что все двери хорошо закрыты.
4. Если измеренное напряжение меньше 12.2 Вольт, то аккумулятор полностью разряжен, тогда как напряжение 12.2 - 12.4 Вольт указывает на его частичную разряженность.
5. Если аккумулятор необходимо зарядить, снимите его с автомобиля и выполните зарядку как описано далее.

Зарядка аккумулятора

(Зарядка необслуживаемого аккумулятора)

* более полно способы зарядки автомобильных аккумуляторов описаны на странице "Зарядка аккумуляторных батарей "

1. Зарядка аккумулятора производится током 3.5 - 4 А. Продолжайте заряжать аккумулятор таким током до тех пор, пока будет наблюдаться повышение плотности электролита. По истечение четырех часов после последнего повышения плотности зарядку аккумулятора можно прекратить.
2. В качестве альтернативы, зарядка аккумулятора током 1.5 А может безопасно производиться всю ночь.
3. Слишком быстрая зарядка, позволяющая полностью перезарядить аккумулятор в течение 1 - 2 часов, не рекомендуется, поскольку это может вызывать серьезное повреждение пластин аккумулятора из-за их перегрева.
4. При зарядке аккумулятора следите, чтобы температура электролита никогда не превышала 37.8°С.

Необслуживаемый аккумулятор:

1. Полная зарядка аккумулятора этого типа требует значительно больше времени (до трех дней при значительной разрядке).
2. Для заряда необходимо зарядное устройство, выдающее постоянное напряжение. После подключения, устройство должно быть настроено на напряжение 13.9 - 14.9 Вольт при токе ниже 25 А. При таком способе заряда, аккумулятор будет пригоден к использованию через три часа, выдавая напряжение 12.5 Вольт. Такой срок заряда реален если аккумулятор разряжен лишь частично, полная зарядка требует значительно большего времени.
3. Если аккумулятор заряжается из полностью разряженного состояния (напряжение ниже 12.2 Вольт), поручите зарядку СТО, поскольку этот процесс требует постоянного наблюдения специалиста.

Проверка системы заряда:

Причины разрядки аккумулятора на автомобиле могут быть вызваны отсутствием его полноценной зарядки от генератора автомобиля:

1. Если при включенном зажигании контрольная лампа заряда не горит, сначала проверьте надежность соединения электропроводки генератора. Если электропроводка в порядке, убедитесь, что контрольная лампа не перегорела и что патрон лампы правильно расположен на приборной панели. Если лампа все еще не загорелась, проверьте целостность проводки от генератора до патрона лампы. Если результат проверки не покажет повреждение проводки, вероятно поврежден генератор.
2. Если контрольная лампа работы генератора загорается при работающем двигателе, выключите двигатель и убедитесь, что приводной ремень не поврежден и правильно натянут и что соединения генератора надежно закреплены. Если все в порядке, проверьте щетки и кольца генератора. Если и после этого генератор не работает, его следует заменить или обратиться к автоэлектрику для проверки и ремонта.
3. Если предполагается неисправность на выходе генератора, даже когда контрольная лампа функционирует правильно, регулируемое напряжение можно проверить следующим образом.
4. Подсоедините вольтметр к клеммам аккумулятора и запустите двигатель.
5. Увеличивайте обороты двигателя, пока показания вольтметра не стабилизируются. Напряжение должно быть приблизительно 12 - 13 Вольт, но не более 14 В.

6. Включите как можно больше дополнительного электрического оборудования (например, фары, обогрев заднего окна и электродвигатель отопителя салона) и убедитесь, что генератор поддерживает напряжение в пределах 13 - 14 вольт. (При эксплуатации автомобилей и других транспортных средств уровень зарядного напряжения должен соответствовать требованиям инструкции на транспортное средство и находиться в пределах 13,9 - 14,4 Вольт независимо от режима работы двигателей и включённых потребителей.)

7. Если регулируемое напряжение выходит за указанные пределы, неисправность может крыться в изношенных щетках, слабых пружинах щеток, дефектном регуляторе напряжения, дефектном диоде, разъединенной обмотке или в изношенных или поврежденных кольцах генератора. Генератор необходимо заменить или передать специалисту для проверки и ремонта.

Проверка системы электрооборудования на утечки тока

Ещё одна распространенная причина разрядки аккумулятора на автомобиле - утечка тока. Данный вид неисправности диагностируется следующим образом:

При выключенном зажигании в разрыв цепи подсоедините амперметр (между снятой клеммой и клеммой аккумулятора). Амперметр покажет какой силы ток разряжает ваш аккумулятор в режиме простоя. Нормальный ток потребления с активированным иммобилайзером и сигнализацией в режиме ожидания не должен превышать 50 мА.

Проверка тока потребляемого сигнализацией в режиме охраны:

Включите сигнализацию и аккуратно сними силовую клемму с аккумулятора. Тестер должен показать не более 20мА. Если больше, опять оденьте клемму и выключи сигнализацию. Снимите клемму. Что показывает? Если 0-5мА, то виновата сигнализация. Если чуть меньше (на 5-15мА) чем в первый раз - виновата проводка!

Повышенное потребление электроэнергии при выключенном зажигании требует поиска утечки тока и её устранения.

Утеплитель для аккумулятора.

Не секрет что большинство автолюбителей сталкивается с зарядкой аккумулятора в холодный период года. Связанно это не только с тем, что для пуска холодного двигателя необходимо больше энергии, но и с тем, что при понижении температуры скорость химических реакций уменьшается. В совокупности замёрзший аккумулятор мало того что не способен выдать номинальную силу тока, но и не может начать заряжаться сразу. Итог: медленный и верный разряд.

На автомобильных форумах иногда встречаю отзывы о том, что некоторые комплектации немецких автомобилей идут с стоке тёплым боксом для аккумулятора (утеплителем аккумулятора). Этот бокс для аккумулятора представляет собой чехол из специального материала. По теории в таком боксе аккумулятор находится в более щадящих температурных условиях, результатом чего должна быть более долгая и стабильная его работ.

В домашних условиях можно сшить защитный кожух для аккумулятора и самому, главное здесь учесть что материал должен быть огнестойким, противостоять повышенной температуре и иметь теплоизоляционные свойства. К примеру можно сшить нечто похожее на кожух АКБ фольксвагена.

(Искренне благодарю за фото http://volkswagen.msk.ru)

В последнее время в продаже появляются одноразовые защитные кожуха для аккумуляторов из картона. Вот описание одного из них:

"Теплый бокс" предназначен для предотвращения быстрого замерзания и, как следствие саморазрядки автомобильных аккумуляторных батарей, при эксплуатации при минусовых температурах окружающей среды.

При -30 градусов Цельсия АКБ с чехлом сохраняла свой стартовый заряд в течение 7-8 часов стоянки, несмотря на то, что одна банка в АКБ была повреждена и без утеплительного чехла замерзала, образуя внутри поврежденной банки лед. После установки чехла "Теплый Бокс" , поврежденная банка перестала промерзать".

"Теплый Бокс"
- Оберегает АКБ от перепадов температуры
- Сохраняет стартовый заряд при сильных морозах
- Защищает от пыли и влаги
- Продлевает срок службы АКБ

Разумеется всё описанное для этой дешевой картонки распространяется и для настоящих «фирменных» (установленных такими фирмами как VW, Skoda ит.д.) , пожалуй даже в большей степени. Однако не о какой долговечности в эксплуатации (и тем более мойке двигателя) говорить не стоит. Тут речь лишь о привлекательной цене.

Для себя, на скорую руку, я сделал бокс для аккумулятора из промышленного утеплителя фольгоизола 10мм. Этот утеплитель считается довольно сильным по теплопроводности и достаточно стойкий к воздействию температуры. Помимо этого он не впитывает жидкости, что тоже не маловажно в подкапотном пространстве.

Ну разве что осталось с верху доделать, чтоб изоляция клейм была лучше.

Закончу разговор об утеплении аккумулятора обще познавательной информацией. В промышленном транспорте используемом в холодном климате используются специальные грелки для аккумулятора.

На практике это был бы идеальный вариант, но… слишком дорого. И поэтому широкого распространения в «лёгком» автомобилестроении он не получил.

Зарядка аккумулятора, Зарядка необслуживаемых аккумуляторов, Как заряжать необслуживаемый аккумулятор, сел необслуживаемый аккумулятор, форсированный заряд АКБ, утеплитель для аккумулятора.

Einar Abell

В статье предлагаются два варианта индикатора, цвет свечения которого, по мере разряда батареи, изменяется от зеленого до красного. Существует огромное количество схем, предназначенных для выполнения таких функций, но все из них, на мой взгляд, слишком сложны и дороги. Для моего индикатора требуется всего пять компонентов, один из которых - двухцветный светодиод.

Простейший вариант показан на Рисунке 1. Если напряжение на клемме B+ равно 9 В, будет светиться только зеленый светодиод, поскольку напряжение на базе Q1 равно 1.58 В, в то время, как напряжение на эмиттере, равное падению напряжения на светодиоде D1, в типичном случае составляет 1.8 В, и Q1 удерживается в закрытом состоянии. По мере уменьшения заряда батареи напряжение на светодиоде D2 остается практически неизменным, а напряжение на базе уменьшается, и в какой-то момент времени Q1 начнет проводить ток. В результате часть тока станет ответвляться в красный светодиод D1, и эта доля будет увеличиваться до тех пор, пока в красный светодиод не потечет весь ток.

Для типичных элементов двухцветного светодиода различие в прямых напряжениях составляет 0.25 В. Именно этим значением определяется область перехода от зеленого цвета свечения к красному. Полная смена цвета свечения, задаваемая соотношением сопротивлений резисторов делителя R1 и R2, происходит в диапазоне напряжений

Середина области перехода от одного цвета к другому определяется разностью напряжений на светодиоде и на переходе база-эмиттер транзистора и равна приблизительно 1.2 В. Таким образом, изменение B+ от 7.1 В до 5.8 В приведет к смене зеленого свечения на красное.

Различия в напряжениях будут зависеть от конкретных комбинаций светодиодов и, возможно, их будет недостаточно для полного переключения цветов. Тем не менее, предлагаемую схему все равно можно использовать, включив диод последовательно с D2.

На Рисунке 2 резистор R1 заменен стабилитроном, в результате чего область перехода становится намного более узкой. Делитель больше не оказывает влияния на схему, и полная смена цвета свечения происходит при изменении напряжения B+ всего на 0.25 В. Напряжение точки перехода будет равно 1.2 В + V Z . (Здесь V Z - напряжение на стабилитроне, в нашем случае равное примерно 7.2 В).

Недостатком такой схемы является ее привязка к ограниченной шкале напряжений стабилитронов. Еще больше усложняет ситуацию тот факт, что низковольтные стабилитроны имеют слишком плавный излом характеристики, не позволяющий точно определить, каким будет напряжение V Z при малых токах в схеме. Одним из вариантов решения этой проблемы может быть использование резистора, включенного последовательно со стабилитроном, чтобы иметь возможность небольшой подстройки за счет некоторого увеличения напряжения перехода.

При показанных сопротивлениях резисторов схема потребляет ток порядка 1 мА. Со светодиодами повышенной яркости этого достаточно для использования прибора внутри помещения. Но даже такой небольшой ток весьма значителен для 9-вольтовой батареи, поэтому вам придется выбирать между дополнительным потреблением тока и риском оставить питание включенным, когда необходимости в нем нет. Скорее всего, после первой внеплановой замены батареи вы почувствуете пользу от этого монитора.

Схему можно преобразовать таким образом, чтобы переход от зеленого к красному свечению происходил в случае повышения входного напряжения. Для этого транзистор Q1 надо заменить на NPN и поменять местами эмиттер и коллектор. А с помощью пары NPN и PNP транзисторов можно сделать оконный компаратор.

С учетом довольно большой ширины переходной области, схема на Рисунке 1 лучше всего подходит для 9-вольтовых батарей, в то время как схема на Рисунке 2 может быть адаптирована для других напряжений.

Аккумулятор вместе с генератором являются устройствами, обеспечивающими автомобиль электропитанием. От степени зарядки батареи зависит успешный старт машины и работа приборов, входящих в электрическую сеть при выключенном двигателе. Поэтому важно следить за ее зарядкой. Для контроля зарядки предназначен контроллер заряда автомобильной АКБ. В статье описывается принцип действия устройства, дается инструкция по изготовлению своими руками.

Если не контролировать зарядку, то недозаряд аккумулятора грозит тем, что в один прекрасный момент может не завестись двигатель, особенно в зимний период. Проверить напряжение на клеммах устройства можно с помощью мультиметра. Если говорит контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи на приборной панели, это говорит о том, что у батареи низкая зарядка. Но горение лампочки малоинформативно.

Встроенный контроллер

Благодаря техническому прогрессу повышается комфорт обслуживания и поездки на машине. Многие современные автомобили оснащены бортовыми компьютерами. Одна из его функций – показывать . Но такая роскошь доступна не всем водителям. На старых моделях порой установлен аналоговый вольтметр, но по его показаниям трудно судить о состоянии зарядки. Поэтому стали производить специальные . Они выпускаются как встроенными в аккумулятор, так и в виде отдельных устройств, которые подключаются к бортовому компьютеру.

Встроенными индикаторами обычно оснащаются батареи. Они представляют собой поплавковые индикаторы, которые часто называют гидрометрами. По их цвету можно определить степень заряженности АКБ и уровень электролита. Для контроля состояния аккумулятора достаточно индикации одной ячейки. Перед тем, как воспользоваться индикатором, следует слегка постучать по нему. Это необходимо для того, чтобы вышли пузырьки воздуха, которые могут помешать вести наблюдения. Таким образом, можно будет четко видеть цвет индикатора.

При анализе следует учесть то, что когда батарея начинает заряжаться, то плотность электролита увеличивается ближе к электродам. Над электродами повышение плотности происходит за счет диффузии. Индикатор находится над электродами, соответственно будет реагировать на плотность в этой части батареи. Это может стать причиной неточных результатов.

Даже при полной зарядке индикатор может оставаться черного цвета. Объясняется такая ситуация тем, что не успели перемешаться слои электролита большей плотности со слоями меньшей плотности. Процесс диффузии может длиться несколько дней.

Точную зарядку можно определить с помощью тестера.

Конструкция

Схема встроенного индикатора выглядит следующим образом:

Принцип действия

У большинства гидрометров одинаковый принцип действия, он основывается на трех положениях индикатора. Когда заряжается батарея, увеличивается плотность электролита. Благодаря этому зеленый шарик, выполняющий роль поплавка, всплывает по трубке и появляется в глазке индикатора. Обычно поплавок виден, если заряженность батареи превышает 65 %.

Если поплавок тонет в электролите, это означает, что плотность не отвечает норме и АКБ недостаточно заряжена. При этом глазок индикатора будет черного цвета. Такая ситуация говорит о том, что необходима подзарядка.

Существуют модели, в которых кроме зеленого шарика есть красный, поднимающийся по трубке при низкой плотности. В этом случае в глазке будет виден красный шарик.

Последним вариантом является низкий уровень электролита. В этом случае в глазок индикатора будет видна поверхность электролита. Это значит, что необходимо долить электролит или дистиллированную воду. Правда, в случае с необслуживаемым устройством, сделать это сложно.

Заводские контроллеры

Существуют промышленные устройства для контроля уровня . Рассмотрим некоторые из них.

Контроллер уровня зарядки DC-12 В представляет собой конструктор. Он подойдет тем, кто имеет знания по электротехнике. Устройство позволяет контролировать заряженность батареи и выполнять функцию реле-регулятора. Продается в виде набора деталей и собирается самостоятельно. Диапазон напряжений составляет от 2,5 до 18 В. Потребляемый ток – 20 мА. Размеры печатной платы: 43х20 мм (автор видео — DeXter Show).

Панель с индикатором от TMC пригодится автолюбителям, которые установили в свой . Устройство состоит из алюминиевой панели, вольтметра и тумблера. С помощью тумблера осуществляется переключение между батареями.

Можно приобрести устройства контроля уровня от фирмы Faria Euro Black Style, но у них очень высокая стоимость.

Инструкция по изготовлению

Если есть желание, знания по электронике и время, можно изготовить контроллер . Конструктивно устройство будет состоять из электронного блока, на корпусе которого будут расположены три диода красного, зеленого и синего цвета. Цвета диодов можно выбрать любые, главное, правильно оценивать полученные результаты.

Назначение данного устройства – контролировать работу автомобильного аккумулятора с напряжение электросети от 6 до 14 В. Этот прибор схож с тем, что продается в магазине. Речь идет о наборе DC-12 В, о котором упоминалось выше. Принцип действия обоих устройств одинаков.

Для изготовления контроллера понадобятся следующие детали:

• для размещения компонент печатная плата;
• транзисторы: ВС547 и ВС557;
• резисторы: сопротивлением 1 кОм – 2, 220 Ом – 3, 2,2 кОм – 1;
• диоды (стабилизаторы) на 9,1 и 10 В;
• набор светодиодов RGB (красный, зеленый, синий).

Перед сборкой следует проверить, чтобы контакты соответствовали цвету светодиодов. Проверку можно выполнить с помощью тестера. Это можно сделать с помощью тестера. Монтируя компоненты, желательно светодиоды вывести на проводах длиной 5-20 см, а не припаивать их к плате. Такую конструкцию легче расположить на приборной панели автомобиля.

Сборка устройства осуществляется по следующей схеме:

При сборке следует размещать комплектующие на печатной плате как можно более компактно, чтобы он не занимали много места. После подключения к бортовой электросети контроллер будет показывать текущий уровень зарядки аккумулятора.

При этом он будет лишь сигнализировать об определенном уровне, не показывая конкретных значений:

• если загорается светодиод красного цвета, это означает, что напряжение находится в пределах от 6 до 10 В — это критичный уровень;
• если горит синий светодиод, то заряд составляет 11-13 В – это оптимальное значение, которое соответствует нормальной работе аккумуляторной батареи;
• если аккумулятор полностью заряженный, загорается светодиод зеленого цвета.

Собранную панель рекомендуется устанавливать и подключать к бортовой сети на обратной стороне панели приборов, а на лицевую сторону вывести светодиоды на проводах. Если выполнять все работы аккуратно, то это не отразится на внешнем виде приборной доски.

Установка контроллера позволяет контролировать заряженность аккумуляторной батареи, что дает возможность вовремя подзаряжать АКБ и не даст попасть в ситуацию, когда не заводится двигатель из-за разряженной батареи.

Никель-кадмиевые аккумуляторы сегодня широко применяют в бытовой технике. Учитывая, что правильная эксплуатация позволяет продлить срок "жизни" этих дорогих компонентов, весьма актуален контроль за состоянием аккумуляторов и, особенно, за процессом зарядки в целях предотвращения их перезарядки.

На радиорынках и прилавках специализированных магазинов можно встретить довольно много моделей ручных фонарей, питающихся от никель-кадмиевых аккумуляторов. Особенно популярны фонари "Универсал УН-0-002" отечественного производства. Они имеют малые габариты, удобный корпус, для питания лампы используется батарея из трех аккумуляторов Д-0.26Д. Фонарь снабжен встроенным сетевым зарядным устройством (ЗУ), выполненным по стандартной схеме с гасящим конденсатором (рис. 1).

В этих фонарях (как и в других подобных) оценка степени разряженнос-ти аккумуляторов производится буквально "на глаз" по яркости свечения лампы, а контроль зарядки - по времени, в течение которого фонарь включен в сеть. Известно, что никель-кадмиевые аккумуляторы не рекомендуется разряжать до напряжения ниже 1 В. А лампа фонаря (3,5 В, 150 мА) вполне сносно светит и при напряжении, меньшем 3 В (три полностью разряженных аккумулятора), не говоря уже о лампе на 2,5 В, которую можно установить в фонарь для получения более яркого света: правда, при этом повысится потребляемый от аккумуляторов ток. Однако еще более опасна перезарядка аккумуляторов, которая вообще ничем не контролируется. Между тем частые перезарядки, как и переразрядки, сильно сокращают срок их службы.

Кроме того, когда фонарь включен в сеть, не понятно, идет ли процесс зарядки, например, если контакт в розетке не очень надежен, поскольку лампа на столь малую прибавку тока почти не реагирует. Поэтому при зарядке аккумуляторов лампа должна быть выключена - ведь она потребляет примерно 150 мА, а зарядный ток составляет всего около 14 мА. Поскольку к приобретаемым фонарям, как правило, никакой инструкции не дают, следует помнить, что полностью разряженные (до напряжения 1 В) аккумуляторы заряжаются ЗУ в течение примерно суток.

Таким образом, пришлось разработать устройство для контроля процессов зарядки и разрядки аккумуляторов. При приемлемой точности и температурной стабильности оно работает от низкого напряжения питания и помещается в корпусе фонаря. В связи с тем что приборы, выполненные на КМОП-мик-росхемах широкого применения, имеют сравнительно большие габариты и требуют минимального напряжения питания - 3 В, что не позволяет индицировать глубокую разрядку, устройства были собраны на транзисторах.

Наиболее просто оказалось ввести в фонарь индикацию тока зарядки аккумуляторов. Для этого потребовалось всего лишь включить последовательно с диодом VD2 или вместо него светоди-
од, желательно зеленого цвета, в аналогичной полярности. Он довольно ярко светится в процессе зарядки, так как через него течет весь зарядный ток. Этот светодиод лучше всего вывести излучающей поверхностью наружу вблизи встроенной сетевой вилки так, чтобы при навинченной крышке он был закрыт ею.

Процесс зарядки можно контролировать с помощью простого устройства, схема которого изображена на рис. 2. Оно представляет собой аналог динис-тора, собранный на биполярных транзи-

сторах. Его подключают параллельно диоду VD1 (см. рис. 1). Когда напряжение на заряжаемых аккумуляторах превысит установленный уровень, устройство шунтирует зарядную цепь, защищая аккумуляторы от перезарядки. При этом светодиод, индицирующий протекание зарядного тока, медленно гаснет, а вместо него начинает светиться другой (HL1, его лучше взять красного свечения), что и будет свидетельствовать об окончании зарядки.

Налаживать устройство следует так: разрядив аккумуляторы до напряжения 1 В на каждом из них, включают фонарь на зарядку. Движок переменного резистора устанавливают в то крайнее положение, в котором красный светодиод не светится. Далее по истечении 30 часов зарядки нужно, не отключая фонаря от сети, проконтролировать напряжение на аккумуляторах. Если оно равно или чуть больше 4,3 В, можно считать, что зарядка окончена. В этот момент движок переменного резистора устанавливают в такое положение, чтобы ярко светился красный светодиод, а зеленый при этом почти погас (полностью он все-таки не может погаснуть), причем важно заметить именно этот порог "притухания" светодиода, индицирующего прохождение зарядного тока.

Таким образом, ток теперь будет снижаться в процессе зарядки (ограничение тока станет заметным уже через 12 часов после начала зарядки), что позволит избежать перезарядки и повышенного тока в конце зарядки. Единст-

венный недостаток устройства состоит в некотором увеличении времени зарядки батареи, примерно до двух суток, зато фонарь можно оставить включенным в розетку и на неделю без негативных последствий. Если же возникает необходимость очень быстрой зарядки аккумуляторов, следует применять специальное зарядное устройство.

Для контроля за разрядкой разработано устройство (рис. 3), основа которого - дифференциальный усилитель на двух транзисторах с индикаторными светодиодами зеленого (HL1) и красно-

го (HL2) цвета, показывающими, соответственно, нормальное и пониженное напряжение на аккумуляторах.

Это устройство включают параллельно лампе после выключателя, поскольку контролировать состояние аккумуляторов необходимо под нагрузкой. Потребляемый ток - около 5 мА. Такой, казалось бы, большой ток составляет менее 4 % от общего потребления энергии, что с лихвой окупается удобством в работе. Емкости же трех полностью заряженных аккумуляторов Д-0.26Д хватает для питания лампы фонаря током 150... 170 мА в течение почти полутора часов, так что потеря емкости на индикацию составит всего несколько минут.

Принцип работы устройства состоит в сравнении напряжения на базах транзисторов - когда оно одинаково, светятся "вполнакала" оба светодиода, а при весьма небольшой разнице в ту или другую сторону один из светодио-дов гаснет, а другой начинает светиться в полную силу. Поскольку на базе транзистора VT2 напряжение стабилизировано диодами VD1 и VD2, то при изменении питающего напряжения изменяется напряжение на базе транзистора VT1, что приводит к свечению зеленого светодиода, когда напряжение окажется выше некоторого предела, и красного, когда напряжение будет ниже.

Установить этот предел проще всего так. Разряжают аккумуляторы, включив лампу и непрерывно контролируя напряжение вольтметром, до 3 В. Затем, не отключая лампы, движок переменного резистора R2 устанавливают в такое положение, когда оба светодиода светятся вполсилы. В процессе эксплуатации появление свечения красного светодиода будет означать, что в ближайшее время (примерно полчаса) следует ожидать полного истощения заряда в аккумуляторах - фонарь следует поставить на зарядку.

Вообще, налаживание устройств для контроля зарядки и разрядки аккумуляторов лучше проводить одновременно.

Переключение с зеленого светодиода на красный происходит при изменении напряжения на 0,5 В (3,25 В - начало свечения красного светодиода, 2,75 В - полное погасание зеленого). Если напряжение питания станет меньше 2 В, индикация полностью пропадает - впрочем, лампа в этот момент уже практически не светится.

Зеленый светодиод можно вообще не ставить - работу устройства это не нарушит. Но все же рекомендую его установить, так как по балансу свечения двух индикаторов удобнее определять порог срабатывания. Потребление же тока при этом не изменится. На самом деле выводить наружу (вблизи выключателя) следует только красный светодиод, зеленый же лучше оставить внутри фонаря, слегка развернув его так, чтобы при разобранном фонаре во время налаживания были видны обе светящиеся "точки". Линзу на красном свето-диоде лучше спилить надфилем, чтобы она не выступала за пределы корпуса фонаря, и отполировать.

Поскольку ЗУ фонаря гальванически связано с сетью, при монтаже и налаживании устройства следует соблюдать осторожность. Для предотвращения поражения электрическим током необходимо, чтобы корпус фонаря был полностью собран. Если включить фонарь в сеть без аккумуляторов или с аккумуляторами, имеющими плохой контакт, весьма вероятен выход из строя диода VD1 (см. рис. 1).

г. Шахты Ростовской обл.