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.
Силиконовый коврик для пайки
Размер 55 х 38 см, вес 800 гр….
Подробнее
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.
Повышение точности работы проекта
В нашем проекте для тестирования емкости аккумулятора мы используем определение тока и напряжения, но в наших условиях это «не совершенно». Дело здесь в том, что зависимость между действительным значением напряжения и его значением на выходе АЦП не является полностью линейной, и это обстоятельство и вносит небольшую погрешность в наши измерения.
Чтобы повысить точность получаемых результатов вы должны построить график зависимости значений на выходе АЦП от источника «точного» (калиброванного) напряжения и затем использовать любой метод, который на основе значений этих точек построит уравнение прямой, максимально близкой к этим точкам. Данное уравнение прямой (точнее ее наклон) и необходимо будет использовать в качестве множителя при преобразовании диапазона 0-1023 на выходе АЦП в диапазон 0-5 В.
Также MOSFET транзистору, использованному в нашем проекте, необходимо напряжение более 7V для того, чтобы его канал полностью открылся. А поскольку мы подаем на него только 5V, то это, соответственно, приводит к некоторой погрешности получаемых результатов. Выходом может стать использование MOSFET транзистора IRL520N с каналом N-типа – с его помощью отпадает необходимость в применении питающего напряжения 12V и мы можем непосредственно работать с логическими уровнями напряжения 5V, доступными в плате Arduino.
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
