बैटरी चार्ज सूचक. सरल बैटरी चार्ज और डिस्चार्ज संकेतक

सबसे आश्चर्य की बात यह है कि बैटरी लेवल इंडिकेटर सर्किट में कोई ट्रांजिस्टर, माइक्रोसर्किट या जेनर डायोड नहीं होता है। केवल एलईडी और प्रतिरोधक इस तरह से जुड़े हुए हैं कि लागू वोल्टेज के स्तर का संकेत मिलता है।

संकेतक योजना

डिवाइस का संचालन एलईडी के प्रारंभिक टर्न-ऑन वोल्टेज पर आधारित है। कोई भी एलईडी एक अर्धचालक उपकरण है जिसमें एक सीमित वोल्टेज बिंदु होता है, जिसके पार होने के बाद ही यह काम करना (चमकना) शुरू करता है। एक गरमागरम लैंप के विपरीत, जिसमें लगभग रैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएं होती हैं, एलईडी बढ़ते वोल्टेज के साथ एक तेज वर्तमान ढलान के साथ, जेनर डायोड की विशेषता के बहुत करीब है।
यदि आप एलईडी को प्रतिरोधों के साथ श्रृंखला में एक सर्किट में जोड़ते हैं, तो प्रत्येक एलईडी केवल तभी चालू होगी जब वोल्टेज सर्किट के प्रत्येक खंड के लिए अलग से सर्किट में एलईडी के योग से अधिक हो जाएगा।
एलईडी को खोलने या चालू करने के लिए वोल्टेज सीमा 1.8 V से 2.6 V तक हो सकती है। यह सब विशिष्ट ब्रांड पर निर्भर करता है।
परिणामस्वरूप, प्रत्येक एलईडी पिछली एलईडी के जलने के बाद ही जलती है।

मैंने सर्किट को एक यूनिवर्सल सर्किट बोर्ड पर इकट्ठा किया, तत्वों के आउटपुट को एक-दूसरे से मिलाया। बेहतर धारणा के लिए, मैंने विभिन्न रंगों की एलईडी लीं।
ऐसा संकेतक न केवल छह एलईडी के लिए बनाया जा सकता है, बल्कि उदाहरण के लिए, चार के लिए भी बनाया जा सकता है।
आप संकेतक का उपयोग न केवल बैटरी के लिए कर सकते हैं, बल्कि संगीत स्पीकर पर स्तर संकेत बनाने के लिए भी कर सकते हैं। डिवाइस को कॉलम के समानांतर, पावर एम्पलीफायर के आउटपुट से कनेक्ट करके। इस तरह, स्पीकर सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण स्तरों की निगरानी की जा सकती है।
वास्तव में, इसके अन्य अनुप्रयोग ढूंढना संभव है, यह एक बहुत ही सरल योजना है।

सभी कारों में बैटरी चार्ज स्तर प्रदर्शित करने वाला संकेतक नहीं होता है। मशीन के विद्युत नेटवर्क से बैटरी को डिस्कनेक्ट करने के बाद, मोटर चालक को स्वतंत्र रूप से इस संकेतक की निगरानी करनी चाहिए, समय-समय पर इसे वोल्टमीटर से जांचना चाहिए। हालाँकि, एक साधारण इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आपको केबिन छोड़े बिना अनुमानित आंकड़े प्राप्त करने की अनुमति देगा।

सर्किट और घटकों का चयन

निर्माण कार्य पूरा

संरचनात्मक रूप से, स्व-निर्मित बैटरी चार्ज नियंत्रण संकेतक में एक इलेक्ट्रॉनिक इकाई होती है, जिसके शरीर पर तीन एलईडी होते हैं: लाल, नीला और हरा। रंग की पसंद भिन्न हो सकती है - यह महत्वपूर्ण है कि जब उनमें से एक सक्रिय हो, तो प्राप्त जानकारी की सही व्याख्या की जाए।

डिवाइस के छोटे आकार के कारण, आप एक साधारण प्रोटोटाइप बोर्ड का उपयोग कर सकते हैं। डिवाइस की इष्टतम योजना पूर्व-चयनित है। आप कई मॉडल पा सकते हैं, लेकिन बैटरी चार्ज संकेतक का सबसे आम और इसलिए व्यावहारिक संस्करण चित्र में दिखाया गया है।

बोर्ड और उसके घटकों का आरेख

घटकों को स्थापित करने से पहले, उन्हें आरेख के अनुसार मुद्रित सर्किट बोर्ड पर व्यवस्थित करना आवश्यक है। तभी आप इसे मनचाहे आकार में काट सकते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि सूचक का आकार न्यूनतम हो। यदि आप इसे किसी आवास में स्थापित करने की योजना बना रहे हैं, तो आपको इसके आंतरिक आयामों को ध्यान में रखना चाहिए।

यह सर्किट 6 से 14 वी के मुख्य वोल्टेज के साथ कार बैटरी के संचालन को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस पैरामीटर के अन्य मूल्यों के लिए, घटकों की विशेषताओं को बदला जाना चाहिए। उनकी सूची तालिका में दर्शायी गयी है।

एक पारंपरिक या रिचार्जेबल बैटरी के चार्ज स्तर का एक एलईडी संकेतक, जहां सभी थ्रेसहोल्ड पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके सेट किए जाते हैं, इस सामग्री में दिए गए आरेख के अनुसार इकट्ठा किया जा सकता है। एक बड़ा प्लस यह है कि यह 3 से 28 वी तक की बैटरी के साथ काम करता है।

कम बैटरी सूचक सर्किट

प्रकाश उत्सर्जक डायोड संकेतक स्वयं विभिन्न प्रकार और रंगों में आते हैं, अनुशंसित संकेतक चित्र पर ही दिखाए गए हैं। आगे वोल्टेज ड्रॉप में अंतर के कारण, वर्तमान सीमित प्रतिरोधों को सर्वोत्तम प्रदर्शन और एकरूपता के लिए समायोजित किया जाना चाहिए। R18-R22 योजना में, समान प्रतिरोध की पेशकश की जाती है - ध्यान दें कि इन प्रतिरोधों का अंत में बराबर होना जरूरी नहीं है। हालाँकि, यदि वे सभी एक ही रंग के हैं, तो एक अवरोधक मान पर्याप्त होगा।

एलईडी रंग - चार्ज स्तर

• लाल: 0 से 25%
• नारंगी : 25 - 50%
• पीला : 50 - 75%
• हरा : 75 - 100%
• नीला: >100% वोल्टेज

यहां LM317 एक साधारण 1.25 V संदर्भ के रूप में कार्य करता है। न्यूनतम इनपुट वोल्टेज आउटपुट वोल्टेज से कुछ वोल्ट अधिक होना चाहिए। न्यूनतम इनपुट वोल्टेज = 1.25V + 1.75V = 3V। हालांकि LM317 में न्यूनतम डेटाशीट लोड 5mA है, लेकिन एक भी उदाहरण ऐसा नहीं पाया गया है जो 3.8mA पर काम नहीं करता हो। यह रोकनेवाला R5 (330 ओम) है जो न्यूनतम भार प्रदान करता है।

परीक्षणों के दौरान, बैटरी के 4.5 वी के चार्ज स्तर का अनुमान लगाया गया था, यह इसके लिए है कि आरेख पर वोल्टेज दिए गए हैं। सेटिंग इस प्रकार है: सबसे पहले, प्रत्येक तुलनित्र की प्रतिक्रिया वोल्टेज को बैटरी डिस्चार्ज के स्तर के अनुसार निर्धारित किया जाना चाहिए, फिर वोल्टेज को वोल्टेज विभक्त के विभाजन कारक के अनुसार विभाजित किया जाना चाहिए। तो, 4.5 V बैटरी के लिए, यह इस तरह दिखता है:

सीमा वोल्टेज

• 4.8V 1.12V
• 4.5V 1.05V
• 4.2 0.98V
• 3.9V 0.91V

बैटरी स्थिति सूचक का संचालन

LM317 U3 चिप 1.25 वोल्ट वोल्टेज संदर्भ है। प्रतिरोधक R5 और R6 एक वोल्टेज डिवाइडर बनाते हैं, जो बैटरी वोल्टेज को उस स्तर तक कम कर देता है जो संदर्भ वोल्टेज के करीब होता है। U2A तत्व एक एम्पलीफायर है, इसलिए यह नोड कितना भी करंट खींचे, वोल्टेज स्थिर रहता है। प्रतिरोधक R8 - R11 तुलनित्र इनपुट को उच्च प्रतिरोध प्रदान करते हैं। U1 में चार तुलनित्र होते हैं जो पोटेंशियोमीटर के संदर्भ वोल्टेज की तुलना बैटरी वोल्टेज से करते हैं। Op-amp LM358 U2B - एक प्रकार के तुलनित्र के रूप में भी काम करता है जो निचले क्रम की एलईडी को नियंत्रित करता है।

सीमित वोल्टेज मानों पर, एलईडी स्पष्ट रूप से चमक नहीं सकती हैं, एक नियम के रूप में, दो आसन्न एलईडी के बीच झिलमिलाहट होती है। इसे रोकने के लिए, R14 - R17 में थोड़ी मात्रा में सकारात्मक प्रतिक्रिया वोल्टेज जोड़ा जाता है।

सूचक परीक्षण

यदि परीक्षण सीधे बैटरी से किया जाता है, तो कृपया ध्यान दें कि रिवर्स पोलरिटी सुरक्षा प्रदान नहीं की गई है। संभावित खराबी को सीमित करने के लिए शुरुआत में पावर सर्किट को 100 ओम अवरोधक के माध्यम से कनेक्ट करना बेहतर है। और यह निर्धारित करने के बाद कि ध्रुवता सही है, इस अवरोधक को हटाया जा सकता है।

सूचक का सरलीकृत संस्करण

जो लोग एक सरल उपकरण बनाना चाहते हैं, उनके लिए U2 चिप, सभी डायोड और कुछ प्रतिरोधों को समाप्त किया जा सकता है। हम आपको सलाह देते हैं कि आप इस संस्करण से शुरुआत करें, और फिर, यह सुनिश्चित करने के बाद कि यह सामान्य रूप से काम करता है, बैटरी डिस्चार्ज संकेतक का पूर्ण संस्करण एकत्र करें। आपके प्रक्षेपण के लिए शुभकामनाएँ!

सबसे आश्चर्य की बात यह है कि बैटरी लेवल इंडिकेटर सर्किट में कोई ट्रांजिस्टर, माइक्रोसर्किट या जेनर डायोड नहीं होता है। केवल एलईडी और प्रतिरोधक इस तरह से जुड़े हुए हैं कि लागू वोल्टेज के स्तर का संकेत मिलता है।
संकेतक योजना

डिवाइस का संचालन एलईडी के प्रारंभिक टर्न-ऑन वोल्टेज पर आधारित है। कोई भी एलईडी एक अर्धचालक उपकरण है जिसमें एक सीमित वोल्टेज बिंदु होता है, जिसके पार होने के बाद ही यह काम करना (चमकना) शुरू करता है। एक गरमागरम लैंप के विपरीत, जिसमें लगभग रैखिक वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएं होती हैं, एलईडी बढ़ते वोल्टेज के साथ एक तेज वर्तमान ढलान के साथ, जेनर डायोड की विशेषता के बहुत करीब है।
यदि आप एलईडी को प्रतिरोधों के साथ श्रृंखला में एक सर्किट में जोड़ते हैं, तो प्रत्येक एलईडी केवल तभी चालू होगी जब वोल्टेज सर्किट के प्रत्येक खंड के लिए अलग से सर्किट में एलईडी के योग से अधिक हो जाएगा।
एलईडी को खोलने या चालू करने के लिए वोल्टेज सीमा 1.8 V से 2.6 V तक हो सकती है। यह सब विशिष्ट ब्रांड पर निर्भर करता है।
परिणामस्वरूप, प्रत्येक एलईडी पिछली एलईडी के जलने के बाद ही जलती है।
बैटरी लेवल इंडिकेटर को असेंबल करना


मैंने सर्किट को एक यूनिवर्सल सर्किट बोर्ड पर इकट्ठा किया, तत्वों के आउटपुट को एक-दूसरे से मिलाया। बेहतर धारणा के लिए, मैंने विभिन्न रंगों की एलईडी लीं।
ऐसा संकेतक न केवल छह एलईडी के लिए बनाया जा सकता है, बल्कि उदाहरण के लिए, चार के लिए भी बनाया जा सकता है।
आप संकेतक का उपयोग न केवल बैटरी के लिए कर सकते हैं, बल्कि संगीत स्पीकर पर स्तर संकेत बनाने के लिए भी कर सकते हैं। डिवाइस को कॉलम के समानांतर, पावर एम्पलीफायर के आउटपुट से कनेक्ट करके। इस तरह, स्पीकर सिस्टम के लिए महत्वपूर्ण स्तरों की निगरानी की जा सकती है।
वास्तव में, इसके अन्य अनुप्रयोग ढूंढना संभव है, यह एक बहुत ही सरल योजना है।


लेवल इंडिकेटर के संचालन और संयोजन का वीडियो देखें

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दो प्रतिरोधकों के साथ, ब्रेकडाउन वोल्टेज को 2.5 V और 36 V के बीच सेट किया जा सकता है।

मैं टीएल431 को बैटरी चार्ज/डिस्चार्ज संकेतक के रूप में उपयोग करने के लिए दो योजनाएं दूंगा। पहला सर्किट डिस्चार्ज इंडिकेटर के लिए है, और दूसरा चार्ज लेवल इंडिकेटर के लिए है।

एकमात्र अंतर एक एनपीएन ट्रांजिस्टर को जोड़ने का है, जो किसी प्रकार के सिग्नलिंग डिवाइस को चालू कर देगा, उदाहरण के लिए, एक एलईडी या बजर। नीचे मैं प्रतिरोध R1 की गणना करने की एक विधि और कुछ वोल्टेज के उदाहरण दूंगा।

जेनर डायोड इस तरह से काम करता है कि जब उस पर एक निश्चित वोल्टेज पार हो जाता है तो यह करंट प्रवाहित करना शुरू कर देता है, जिसकी सीमा हम R1 और R2 का उपयोग करके निर्धारित कर सकते हैं। डिस्चार्ज इंडिकेटर के मामले में, बैटरी वोल्टेज आवश्यकता से कम होने पर एलईडी इंडिकेटर जलाया जाना चाहिए। इसलिए, सर्किट में एक एनपीएन ट्रांजिस्टर जोड़ा जाता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, समायोज्य जेनर डायोड नकारात्मक क्षमता को नियंत्रित करता है, इसलिए सर्किट में एक अवरोधक आर 3 जोड़ा जाता है, जिसका कार्य टीएल 431 बंद होने पर ट्रांजिस्टर को चालू करना है। यह अवरोधक 11k है, जिसे परीक्षण और त्रुटि द्वारा चुना गया है। रेसिस्टर R4 एलईडी पर करंट को सीमित करने का काम करता है, इसका उपयोग करके गणना की जा सकती है।

बेशक, आप ट्रांजिस्टर के बिना कर सकते हैं, लेकिन तब एलईडी बंद हो जाएगी जब वोल्टेज निर्धारित स्तर से नीचे चला जाएगा - सर्किट नीचे है। बेशक, एलईडी को बिजली देने के लिए पर्याप्त वोल्टेज और/या करंट की कमी के कारण ऐसा सर्किट कम वोल्टेज पर काम नहीं करेगा। इस सर्किट में एक नुकसान है, जो 10 एमए के क्षेत्र में निरंतर वर्तमान खपत है।

इस मामले में, जब वोल्टेज आर1 और आर2 का उपयोग करके हमने निर्धारित किया है उससे अधिक होने पर चार्ज संकेतक लगातार चालू रहेगा। रेसिस्टर R3 डायोड में करंट को सीमित करने का काम करता है।

यह उस चीज़ का समय है जो हर किसी को सबसे ज्यादा पसंद है - गणित

मैंने शुरुआत में ही कहा था कि ब्रेकडाउन वोल्टेज को "रेफ" इनपुट के माध्यम से 2.5V से 36V में बदला जा सकता है। और इसलिए, आइए कुछ गणना करने का प्रयास करें। मान लीजिए कि जब बैटरी वोल्टेज 12 वोल्ट से नीचे चला जाए तो संकेतक जलना चाहिए।

रोकनेवाला R2 का प्रतिरोध किसी भी मान का हो सकता है। हालाँकि, गोल संख्याओं (गिनती में आसानी के लिए) का उपयोग करना सबसे अच्छा है, जैसे 1k (1000 ओम), 10k (10,000 ओम)।

रोकनेवाला R1 की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

R1=R2*(Vo/2.5V - 1)

आइए मान लें कि हमारे अवरोधक R2 का प्रतिरोध 1k (1000 ओम) है।

Vo वह वोल्टेज है जिस पर ब्रेकडाउन होना चाहिए (हमारे मामले में 12V)।

आर1 = 1000 * ((12 / 2.5) - 1) = 1000 (4.8 - 1) = 1000 * 3.8 = 3.8k (3800 ओम)।

अर्थात् 12V के लिए प्रतिरोधों का प्रतिरोध इस प्रकार है:

और यहाँ आलसी लोगों के लिए एक छोटी सी सूची है। रोकनेवाला R2=1k के लिए, प्रतिरोध R1 होगा:

• 5V - 1k
• 7.2V - 1.88k
• 9V - 2.6k
• 12V - 3.8k
• 15V - 5k
• 18V - 6.2k
• 20V - 7k
• 24V - 8.6k

कम वोल्टेज के लिए, उदाहरण के लिए, 3.6V, रोकनेवाला R2 का प्रतिरोध अधिक होना चाहिए, उदाहरण के लिए, 10k, क्योंकि सर्किट की वर्तमान खपत कम होगी।