Как сделать индикатор конца заряда

Как сделать простейший индикатор тока зарядки для Li-ion аккумулятора

Многие радиолюбители используют в своих поделках Li-ion аккумуляторы от устаревших мобильников, планшетов, MP3 плееров. Такие батареи уже имеют в своем составе контроллер зарядки. Заряжать их как правило не совсем удобно, так как визуально не понятно: идет ли зарядка или аккумулятор уже полностью заряжен.
Чтобы решить данную проблему, можно собрать простой индикатор протекания тока зарядки всего на 3-х деталях.

Необходимые детали

• Микросхема TC3582DA — http://alii.pub/5lafxm
• Пара светодиодов — http://alii.pub/5lag4f
• Монтажная плата универсальная — http://alii.pub/5lagcs

Схема простейшего индикатора тока

Микросхема является датчиком тока и отображает его наличие и отсутствие при помощи светодиодов. Данная схема включения не требует гасящих резисторов в цепи светодиодов, что очень удобно.
Подключается схема в разрыв АКБ и зарядника. При протекании тока зарядки мигает LED1, а как только зарядка будет завершена, то будет гореть одни LED2. Все элементарно просто.

Изготовление индикатора проходящего тока

Берем универсальную плату для монтажа.

Устанавливаем микросхему в отверстия платы.

Устанавливаем 2 светодиода разного цвета, чтобы визуально четче отличать процесс из далека.

Вставляем залуженные провода.

Запаиваем дорожки припоем по контактам платы.

Индикатор тока в работе

Подключаем индикатор между источником питания 5 В и батареей. Во время протекания зарядки красный светодиод мигает.

Как только зарядка завершилась, и через микросхему перестал течь ток, горит зеленый светодиод.

Данный микросхемы используются обычно в универсальных зарядных устройствах, в простонародье называемых «Лягушка».

Индикатор уровня заряда аккумуляторной батареи на транзисторах

Индикатор напряжения (уровня заряда) аккумуляторной батареи подходит для использования с различными типами аккумуляторов с напряжением 6..12В. Данная схема может быть полезна авто-, мото-, велолюбителям для быстрого контроля за состоянием аккумулятора. Также данное устройство может быть применено совместно с различными датчиками, у которых есть аналоговый выход по напряжению. При исполнении на SMD компонентах схему можно засунуть в шуруповёрт или другой электроинструмент с АКБ. Индикатор отличается от многих схем последовательным включением светодиодов в общую цепь, что экономит энергопотребление. Каждый светодиод легко настроить, чтоб загорался на свой уровень напряжения с помощью резистивного делителя, формула расчёта входных резисторов R1, R4 и R7 приведена ниже: где Um – измеряемое напряжение в вольтах; 5,6 – выходное сопротивление делителя в кОм по схеме R2, R5, R8. Питание индикатора может осуществляться от “подконтрольного” аккумулятора либо от своего собственного источника 5…15В. Измеряемые напряжения могут быть любые, а не только 6…12В. Минимальное напряжение на входе индикатора равно порогу открывания входного усилителя на паре Дарлингтона (VT1VT2, VT4VT5, VT7VT8) и составляет 1,1В. Максимальное измеряемое напряжение может быть любым, в разумных пределах конечно, и определяется входным делителем напряжения (R1R2, R4R5, R7R8), формула для расчёта приведена выше. Яркость свечения светодиодов VD1…VD3 определяется токозадающим резистором R11 генератора тока, собранного на транзисторах VT10 и VT11. Ток, проходящий через светодиоды можно определить по формуле: При необходимости число светодиодов можно увеличить последовательным добавлением их в цепь совместно с цепочкой транзисторных ключей и резистивным делителем. Однако нужно учитывать, что напряжение питания схемы должно быть выше суммарного напряжения питания светодиодов на 1,5-2 вольта. Оптимальное число индицируемых светодиодов 3-4 шт. Например можно принять: “батарея разряжена”; “низкий заряд”; “средний заряд” и “полный заряд”. Ниже приведена таблица расчётных значений резисторов цепи делителя для кислотных аккумуляторов на 6 и 12В при различных уровнях заряда: Отклонение номиналов резисторов R2, R5, R8, … (5,6 кОм) не должно превышать 1%. Резисторы R1, R4, R7, … выбираются из ближайших номиналов стандартного ряда E96 или путём перебора наиболее близких сопротивлений с помощью мультиметра. Так по ряду E96 для аккумуляторной батареи на 12В можно принять R1 — 60,4 кОм; R4 — 54,9 кОм; R7 – 49,9 кОм; Rx – 47,5 кОм. Если поиск постоянных резисторов затруднён, то можно использовать подстроечные совместно с постоянными резисторами в последовательном включении, например:
60,6 кОм = подстроечный 6,8 кОм + постоянный 56 кОм;
55,0 кОм = подстроечный 6,8 кОм + постоянный 51 кОм;
49,4 кОм = подстроечный 6,8 кОм + постоянный 47 кОм;
47,9 кОм = подстроечный 6,8 кОм + постоянный 43 кОм. Ниже приведена схема индикатора для контроля уровня заряда кислотной АКБ на 12В с подстроечными резисторами на 4 светодиода. В данном варианте подбор резисторов в цепи делителя делать не нужно. Детали Транзисторы КТ315 подойдут с любым буквенным индексом, также их можно заменить на аналогичные импортные типа 2SC945, 2SC1815, 2SC815, H945 и т.д. Светодиоды можно ставить любые с током потребления до 20 мА. При использовании более мощных светодиодов необходимо применить более мощный транзистор в генераторе тока VT13, например, КТ815, 2SC2231, 2SC2383 и др. Яркость светодиодов (ток) настраивается резистором R18: I=0.6/R18.

Простой индикатор разряда Li-ion аккумуляторов

Как же плотно вошли в нашу жизнь Li-ion аккумуляторы. То, что они применяются почти во все микропроцессорной электронике это уже норма. Так и радиолюбители уже давно взяли их себе на вооружение и используют в своих самоделках. Способствую этому значительные плюсы Li-ion аккумуляторов, такие как небольшой размер, большая емкость, большой выбор исполнений различных ёмкостей и форм.

Самый распространенный аккумулятор имеет марку 18650 его напряжение составляет 3,7 В. Для которого я у буду делать индикатор разряда.
Наверное, не стоит рассказывать, как вредна для аккумуляторов кране низкая их разрядка. Причем для аккумуляторов всех разновидностей. Правильная эксплуатация аккумуляторных батарей продлит их жизнь в несколько раз и сэкономит ваши деньги.

Схема индикатора зарядки

Схема довольно универсально и может работать в диапазоне 3-15 вольт. Порог срабатывания можно настроить переменным резистором. Так что устройство можно использовать почти для любых аккумуляторов, будь то кислотные, никелево-кадмиевые (nicd) или литий-ионные (Li-ion).
Схема отслеживает напряжение и как только оно упадет ниже заданного уровня – загорится светодиод, сигнализируя о низкой разрядке батареи.
В схеме используется регулируемый стабилитрон TL431 (ссылка где брал). Вообще этот стабилитрон является очень интересным радиоэлементом, который может существенно облегчить жизнь радиолюбителям, при построении схем, завязанных на стабилизации или пороговом срабатывании. Так что берите его на вооружение, особенно при постройке блоков питания, схем стабилизации токов и т.п.
Транзистор можно заменить любым другим NPN структуры, отечественный аналог КТ315, КТ3102.
R2- регулирует яркость светодиода.
R1 – переменный резистор номиналом от 50 до 150 кОм.
Номинал R3 можно прибавить до 20-30 кОм для экономии энергии, если использован транзистор с высоким коэффициентом передачи.
Если у вас не окажется регулируемого стабилизатора TL431, то можно использовать проверенную советскую схему на двух транзисторах.

Порог срабатывания задается резисторами R2, R3. Вместо них можно запаять один переменный, чтобы дать возможность регулировки и уменьшить количество элементов. Советские транзисторы можно заменить на BC237, BC238, BC317 (КТ3102) и BC556, BC557 (КТ3107).

Схему можно собрать на плате или навесным монтажом. Одеть термоусадочную трубку и обдуть термофеном. Приклеить на двухсторонний скотч к тыльной стороне корпуса. Я лично установил данную плату в шуруповерт и теперь не до вожу его аккумуляторы до критического разряда.
Так же параллельно резистору со светодиодом можно подключить зуммер (пищалку) и тогда вы точно будете знать о критических порогах.

Простой индикатор заряда и разряда аккумулятора

Данный индикатор заряда аккумулятора основан на регулируемом стабилитроне TL431. С помощью двух резисторов можно установить напряжение пробоя в диапазоне от 2,5 В до 36 В.

Приведу две схемы применения TL431 в качестве индикатора заряда/разряда аккумулятора. Первая схема предназначена для индикатора разрядки, а вторая для индикатора уровня заряда.

Единственная разница — это добавление n-p-n транзистора, который будет включать какой-либо сигнализатор, например, светодиод или зуммер. Ниже приведу способ вычисления сопротивления R1 и примеры на некоторые напряжения.

Схема индикатора разряда аккумулятора

Стабилитрон работает таким образом, что начинает проводить ток при превышении на нем определенного напряжения, порог которого мы можем установить с помощью делителя напряжения на резисторах R1 и R2. В случае индикатора разряда, светодиодный индикатор должен гореть, когда напряжение батареи меньше, чем необходимо. Поэтому в схему добавлен n-p-n транзистор.

Как можно видеть регулируемый стабилитрон регулирует отрицательный потенциал, поэтому в схему добавлен резистор R3, задачей которого является включение транзистора, когда TL431 выключен. Резистор этот на 11k, подобранный методом проб и ошибок. Резистор R4 служит для ограничения тока на светодиоде, его можно вычислить с помощью закона Ома.

Конечно, можно обойтись и без транзистора, но тогда светодиод будет гаснуть, когда напряжение упадет ниже выставленного уровня — схема ниже. Безусловно, такая схема не будет работать при низких напряжениях из-за отсутствия достаточного напряжения и/или тока для питания светодиода. Данная схема имеет один минус, который заключается в постоянном потреблении тока, в районе 10 мА.

Схема индикатора заряда аккумулятора

В данном случае индикатор заряда будет гореть постоянно, когда напряжение больше, чем то, которые мы определили с помощью R1 и R2. Резистор R3 служит для ограничения тока на диод.

Пришло время для того, что всем нравится больше всего — математики ��

Я уже говорил в начале, что напряжение пробоя может изменяться от 2,5В до 36В посредством входа «Ref». И поэтому, давайте попытаемся кое-что подсчитать. Предположим, что индикатор должен загореться при снижении напряжении аккумулятора ниже 12 вольт.

Сопротивление резистора R2 может быть любого номинала. Однако лучше всего использовать круглые числа (для облегчения подсчета), например 1к (1000 Ом), 10к (10 000 Ом).

Резистор R1 рассчитаем по следующей формуле:

R1=R2*(Vo/2,5В — 1)

Предположим, что наш резистор R2 имеет сопротивление 1к (1000 Ом).

Vo — напряжение, при котором должен произойти пробой (в нашем случае 12В).

R1=1000*((12/2,5) — 1)= 1000(4,8 — 1)= 1000*3,8=3,8к (3800 Ом).

Т. е. сопротивление резисторов для 12В выглядят следующим образом:

А здесь небольшой список для ленивых. Для резистора R2=1к, сопротивление R1 составит:

• 5В – 1к
• 7,2В – 1,88к
• 9В – 2,6к
• 12В – 3,8к
• 15В — 5к
• 18В – 6,2к
• 20В – 7к
• 24В – 8,6к

Для низкого напряжения, например, 3,6В резистор R2 должен иметь бОльшее сопротивление, например, 10к поскольку ток потребления схемы при этом будет меньше.

Обновление (29/10/21)

Резистор R3 для схемы с транзистором можно рассчитать по следующей формуле :

• U_min — минимальное напряжение
• V_REF — 2,5 В
• I_min — минимальный ток

Однако значение Umin следует принимать ниже предполагаемого. Для 12В возьмем 11,8 В. Необходимо также добавить 2 мА для правильной работы схемы — чтобы при минимальном напряжении (в нашем случае менее 12 В) через резистор протекал ток более 1 мА.

R3 = (11,8 В — 2,5 В) / 0,002 A = 4650 Ом

Резистор R4 можно рассчитать по следующей формуле:

• U_on — напряжение в рабочем состоянии — включено
• I_min — минимальное значение тока, протекающего через TL431 — возьмем 1 мА
• R3 – рассчитан ранее
• U_led — напряжение на светодиоде
• I_led — ток, протекающий через светодиод

Предположим: U_on = 12 В, I_min_off = 1 мА, R3 = 4,7 кОм , U_led = 2,4 В, I_led = 10 мА.

R4 = (12 В-0,001 А * 4700 Ом-2,4 В) / 0,010 А = 9,6 В-4,7 / 0,010 А = 4,9 / 0,010 А = 490 Ом

Таким образом, у нас будет полностью функциональная схема. Помните, что эта схема может быть нагружена током максимумом 100 мА (один светодиод примерно 25 мА). По схеме индикатора разряда нужно проверить максимальную нагрузку транзистора (для BC547 она составляет 100 мА). Потребление тока самого TL431 составляет всего 1,5 мкА — практически незаметно.

Минимальный порог напряжения — тот, который еще не повредит аккумулятор, составляет 0,9 В на ячейку. Однако все зависит от того, где вы хотите использовать схему, например, в случае летающих радиомоделей, напряжение на ячейку 0,9 В не является правильным, поскольку сигнализация включится только тогда, когда вертолет уже будет лежать на земле. Поэтому с летающими моделями лучше поставить 1,2 В на ячейку и конечно вместо светодиода лучше использовать зуммер.

Похожие записи:

• Самодельное зарядное устройство для NiMH аккумулятора на LM338. Схема
• Зарядное устройство для NiMH и NiCd аккумуляторов с автоматической разрядкой. Схема
• Контроллер для солнечной панели 5Вт / 12В своими руками. Схема и описание
• Зарядное устройство для NiCd и NiMH аккумуляторов на MAX712. Схема
• Зарядное устройство для NiCd и NiMH аккумуляторов на MAX713. Схема