In diesem Beitrag wird eine Batteriesicherungszeitanzeigeschaltung zur Überwachung des Batterieverbrauchs durch die angeschlossene Last und zur Schätzung der ungefähren verbleibenden Sicherungszeit der Batterie erläutert. Die Idee wurde von Herrn Mehran Manzoor angefordert.

Schaltungsziele und -anforderungen

Ich möchte eine Schaltung, die die verbleibende Sicherungszeit meines Computers (oder des Akkus) anzeigt. Was leicht die Zeit der Sicherung anzeigt.
Es wird für Computer verwendet, wenn Sie ohne Strom arbeiten und die Zeit für die Arbeit kennen.
Die Uhrzeit wird mit Hilfe von 7 Segmentanzeigen angezeigt.

Verwenden der 4-LED-Sicherungsanzeige

Eine 7-Segment-LED-Anzeige könnte die Schaltung recht komplex machen. Daher werden wir versuchen, das Design mithilfe von 4 LED-Anzeigen zu implementieren, die durch Hinzufügen einer weiteren LED leicht auf 8 LEDs aufgerüstet werden können LM324 Komparatorstufe

Wenn ein Batteriebetrieb für den Betrieb einer bestimmten Last erforderlich ist, wird die Kenntnis der Sicherungszeit der Batterie zu einem wichtigen Faktor für das System.

Eine Sicherungszeitanzeige wird jedoch selbst in den meisten Fällen meist nie bereitgestellt fortschrittliche Ladegeräte Dies macht es dem Benutzer unmöglich, die verbleibende Notstromversorgung innerhalb der zugehörigen Batterie zu realisieren. Unter solch schwierigen Umständen muss der Benutzer nur die volle Entladezeit durch Versuch und Irrtum erraten.

Das hier vorgestellte Design einer Batteriesicherungszeitanzeigeschaltung ist darauf ausgelegt, die oben genannte Anforderung zu erfüllen, damit der Benutzer die Sicherungszeit sowie den Verbrauchsstatus der mit der Batterie verbundenen Last kontinuierlich visuell überwachen kann.

Schaltplan

Schaltungsbetrieb

Unter Bezugnahme auf das obige Diagramm können wir sehen, dass der Entwurf mehrere Stufen für die vorgeschlagene Implementierung umfasst.

Die linke Seite des Entwurfs besteht aus a 4 LED-Batteriestatusanzeigeschaltung Verwenden des Operationsverstärkers LM324, während die rechte Seite um den IC LM3915 herum konfiguriert ist, bei dem es sich um einen sequentiellen LED-Punkt- / Balkenmodus-Treiber-IC handelt.

Die Operationsverstärker vom IC LM324 sind als Komparatoren zum Erfassen der Spannungspegel der Batterie in Bezug auf die invertierenden Eingangsspannungspegel verdrahtet, die von den Ausgängen des IC LM3915 abgeleitet werden.

“Cloud-Computing-Architekturdiagramm mit Erklärung ”

Bei einer 12-V-Batterie ist P1 für die Aktivierung der weißen LED bei ca. 11 V eingestellt, P2 ist für die Aktivierung der gelben LED bei ca. 12 V eingestellt, P3 ist für die Beleuchtung der grünen LED bei ca. 13 V eingestellt und P4 ist identisch für das Einschalten der rote LED bei ca. 14V.

Dies bedeutet, dass bei 14 V der volle Ladezustand einer 12-V-Batterie ist, bei dem erwartet werden kann, dass alle LEDs leuchten.

Einrichten der Voreinstellungen

Die obige Einstellung der Voreinstellungen erfolgt unter Bezugnahme auf einen Spannungspegel, der in einer Situation erreicht wird, in der sich Pin 1 des LM3915 im aktivierten Zustand befindet.

Pin Nr. 1 ist der erste Ausgangspin des IC LM3915, der in Bezug auf eine minimale Spannung an Pin 5 in den aktiven Zustand versetzt wird. Wenn also die Spannung von Pin 5 erhöht wird, wird die Aktivierungssequenz entsprechend verschoben Pin Nr. 1 zum nächsten Pin Nr. 18 und dann zu Pin Nr. 17 usw. bis schließlich zu Pin Nr. 10, der letzten Pinbelegung des IC, was den maximalen Spannungserkennungsbereich anzeigt, der an Pin Nr. 5 erreicht wird.

Die obigen Aktionen aktivieren einen variierenden (ansteigenden) Referenzpegel von Pin Nr. 1 bis Pin Nr. 10 aufgrund der in Reihe geschalteten Dioden und der Zenerdioden, die geeignet ausgewählt sind, um einen entsprechend ansteigenden Spannungsabfall über den angegebenen Pinbelegungen zu erzeugen. Es ist zu erwarten, dass diese Spannungsabfälle zwischen Pin 1 und Pin 10 zwischen 0,6 V und 5,7 V liegen.

Im Verlauf der obigen Sequenz springt die Pinbelegungsaktivierung von einem Pin zum nächsten, was bedeutet, dass zu jedem Zeitpunkt der Erkennung nur eine Pinbelegung aktiv bleibt (stellen Sie sicher, dass Pin 9 für diesen Zustand nicht verbunden oder offen ist).

Pin # 5 ist mit Rx verbunden Das ist ein Stromerfassungswiderstand welches in Reihe mit dem Lastnegativ und dem Batterienegativ geschaltet ist.

Daher wird über Rx eine kleine Potentialdifferenz entwickelt, die dem Lastverbrauch entspricht, und sie nimmt mit zunehmendem Lastverbrauch zu.

Abhängig vom Lastverbrauch wird einer der entsprechenden Ausgangspins des LM3915 aktiv (logisch niedrig), wodurch wiederum der momentane Referenzspannungspegel für alle invertierenden Stifte des LM324-Operationsverstärkers eingestellt wird

Die mit dem Operationsverstärker verbundenen LEDs leuchten auf, indem die Spannung der Batterie mit der Referenz mit dem Laststrom verglichen wird, dh mit Informationen zur Referenzstufe, die für die Aktivierung des LM3915-Ausgangspins erzielt wurden.

“4-Bit-Übertrags-Vorausschau-Addierer-Wahrheitstabelle ”

Dies hilft den Operationsverstärkern, die geschätzte Leistung der Batterie in Bezug auf die Nutzung durch die Last grob zu berechnen und diese durch die LED-Beleuchtung anzuzeigen.

Mit zunehmendem Verbrauch schalten sich die LEDs entsprechend aus, was auf eine höhere Nutzung durch die Last und eine entsprechend kürzere Sicherungszeit für die Batterie hinweist.

Und im Gegenteil, wenn die Last nur minimalen Strom verbraucht, können die Operationsverstärker durch die Beleuchtung der entsprechenden LEDs einen relativ niedrigeren Referenzspannungspegel vom LM3915-Ausgangspin erfassen, was auf eine höhere verbleibende Batteriesicherungszeit hinweist.

So richten Sie die Schaltung ein

Rx wird so ausgewählt, dass der Pin Nr. 1 des IC LM3915 bei minimalem Spannungspegel über Rx aktiv (logisch niedrig) wird. Dies kann durch Anbringen einer Blindlast mit relativ geringer Leistung für die Last erfolgen.

Das 10K-Preset, das Pin 5 des LM3915 zugeordnet ist, kann zur Feinabstimmung der obigen Ergebnisse verwendet werden.

Als nächstes kann der höhere Bereich ausgewählt werden, indem eine Last angeschlossen wird, die für einen höheren Strom ausgelegt ist oder der maximalen sicheren Entladegrenze der Batterie entspricht.

Jetzt kann die 10K-Voreinstellung angepasst werden, um sicherzustellen, dass mit der obigen Last Pin # 10 des IC aktiv wird (logisch niedrig). Diese Einstellung könnte sich auf die frühere Einstellung auswirken, daher kann eine weitere Abstimmung erforderlich sein, bis mit den Ergebnissen ein mittelschwerer günstiger Zustand erreicht ist.

Die Voreinstellungen des LM324 können wie weiter oben in diesem Artikel erläutert angepasst werden. Dies erfolgt einfach mit einer Referenz, die von Pin 1 des IC LM3915 erfasst wurde, und durch Einstellen der Voreinstellungen A1 bis A4 gemäß der Erläuterung in den obigen Abschnitten des Artikels.