Принцип работы индикатора АКБ — Статьи

Все современные автомобили комплектуются аккумуляторными батареями с жидким электролитом. Эти батареи оснащены индикатором, по цвету которого можно судить о степени заряженности батареи и об уровне электролита в ней. Для предварительной оценки состояния батареи вполне достаточна индикация в одной ячейке. Перед использованием индикатора необходимо осторожно постучать по нему ручкой отвертки. При этом пузырьки воздуха, которые могут помешать наблюдению, поднимутся вверх. В результате цвет глазка индикатора будет виден более четко.

Примечание:
При заряде батареи плотность электролита увеличивается прежде всего вблизи электродов. Выше электродов она начинает повышаться в результате процесса диффузии. Индикатор реагирует, однако, на плотность электролита над электродами, что может привести в отдельных случаях к ошибочным выводам. Несмотря на полный заряд батареи индикатор может оставаться черным. Это объясняется тем, что электролит повышенной плотности не успел перемешаться с электролитом малой плотности. Процесс перемешивания за счет диффузии может затянуться на несколько дней. Поэтому окончательную оценку состояния батареи следует делать по результатам измерений, проводимых с помощью тестера.

Глазок индикатора может окрашиваться в следующие три цвета:

Зеленый цвет индикатора свидетельствует о достаточной степени заряженности батареи (>65%) и ее исправности.

Черный цвет

индикатора свидетельствует о недостаточной степени заряженности батареи (<65%) и необходимости ее подзаряда.

Желтый или бесцветный глазок индикатора свидетельствуют о слишком низком уровне электролита и необходимости замены батареи.

Универсальный индикатор разряда аккумулятора

Ни одно переносное электронное устройство, будь то портативная колонка для телефона, сам телефон, плеер и т.д. не обходится без аккумулятора. Огромной популярностью сейчас пользуются литий-ионные аккумуляторы номинальным напряжением 3,7 вольт, они компактны, относительно недороги и могут иметь большую ёмкость. Их недостатком является то, что они бояться глубокого разряда (ниже 3 вольт), поэтому при их использовании необходимо периодически следить за напряжением на аккумуляторе, иначе он может попросту сломаться от переразряда. При создании самодельных портативных устройств бывает не лишним устанавливать внутрь модуль, показывающий, на каком уровне находится напряжение в данный момент. Схема именно такого модуля представлена ниже. Главное её преимущество в универсальности – границы срабатывания индикации настраиваются в широких пределах, поэтому схему можно использовать как для индикации напряжения на низковольтных литий-ионных аккумуляторах, так и на автомобильных.

Схема

Схема содержит 5 светодиодов, каждый из которых загорается при определённом напряжении на аккумуляторе. Порог срабатывания светодиодов 1-4 задаётся подстроечными резисторами, а 5 светодиод загорается при самом минимальном напряжении на аккумуляторе. Таким образом, если горят все 5 светодиодов, значит аккумулятор полностью заряжен, а если горит только первый – значит аккумулятор уже давно пора поставить на зарядку. В схеме используются 4 компаратора для сравнения напряжения аккумулятора с опорным, все они содержатся в одном корпусе микросхемы LM239. Для создания опорного напряжения, равного 1,25 вольт используется микросхема LM317LZ. Делитель из резисторов R1 и R2 понижает напряжение аккумулятора до уровня ниже 1,25 вольт для того, чтобы компараторы могли сравнить его с опорным. Таким образом, если схема будет использовать с автомобильным аккумулятором на 12 вольт, сопротивление резистора R6 нужно поднять до 120-130 кОм. Светодиоды для наглядности восприятия показаний желательно применить разных цветов, например, синий, зелёный, жёлтый, белый и красный.

Сборка индикатора

Скачайте плату:

Вся схема изготавливается на печатной плате размерами 35 х 55 мм. Изготовить её можно методом ЛУТ, что я и сделал. Несколько фотографий процесса:



Отверстия сверлятся сверлом 0,8 мм, дорожки после сверления желательно залудить. После изготовления платы можно приступать к установке на неё деталей – в первую очередь устанавливаются перемычки и резисторы, затем всё остальное. Светодиоды можно вывести с платы на проводах, а можно и запаять в один ряд на плату. Для подключения проводов к аккумулятору лучше всего использовать сдвоенный винтовой клеммник, а микросхему желательно установить в панельку – тогда её можно будет заменить в любой момент. Важно не перепутать цоколёвку микросхемы LM317LZ, первый её вывод должен соединяться с минусом схемы, а третий с плюсом. После завершения сборки нужно обязательно смыть остатки флюса с платы, проверить правильность монтажа, прозвонить соседние дорожки на замыкание.

Испытания и настройка

Теперь можно брать любой аккумулятор, подсоединять его к плате и проверять работоспособность схемы. Первым делом после подключения аккумулятора проверяем напряжение на 2 выводе LM317LZ, там должно быть 1,25 вольт. Затем проверяем напряжение в точке соединения резисторов R1 и R2, там должно быть около 1 вольта. Теперь можно взять вольтметр и регулируемый источник напряжения и вращением подстроечных резисторов выставить нужные пороги срабатывания для каждого из светодиодов. Для литий-ионного аккумулятора оптимально будет выставить следующие пороги срабатывания: LED1 – 4.1 B, LED2 – 3,9 B, LED3 – 3,7 B, LED4 – 3,5 вольт. При подключении к схеме тестируемого аккумулятора обязательно нужно соблюдать полярность, иначе схема может выйти из строя.

На видео наглядно продемонстрирована работа индикатора. При подключении первого аккумулятора загорелись 4 светодиода, значит напряжение на нём лежит в пределах 3,7 – 3,9 вольт, второй и третий аккумуляторы зажгли только три светодиода, значит напряжением на них находится в пределах 3,5 – 3,7 вольт.

Смотрите видео работы индикатора

принцип работы, схема подключения, устройство

Постоянно заряженная аккумуляторная батарея (АКБ) не только обеспечит надежный запуск двигателя автомобиля, но и сохранит время своей безотказной работы в течение длительного времени. Отсюда возникает необходимость постоянно контролировать уровень заряда аккумулятора. Существуют разные методы — оперативные, не требующие снятия АКБ с борта автомобиля, и проверочные работы с применением дополнительных устройств контроля. В статье описаны оперативные методы контроля, которыми надо периодически пользоваться.

Виды индикаторов заряда автомобильного аккумулятора

Не многие автолюбители знают цифровые значения напряжения аккумуляторной батареи, достаточные для уверенного запуска двигателя автомобиля. Особенно эта проблема актуальна для новичков. Бортовые компьютеры современных автомобилей выдают потребителю большой объем необходимой информации, среди которой присутствует и напряжение холостого хода АКБ. Аналоговые вольтметры старых автомобилей имеют шкалу, дающую информацию о напряжении аккумулятора.

Поэтому возникает необходимость в наличии индикаторов, способных оценить готовность аккумуляторной батареи к запуску двигателя и сообщить о результатах водителю в виде визуального сообщения. Можно выделить следующие разновидности таких индикаторов:

• встроенный, показывающий состояние аккумуляторной батареи, расположенный непосредственно на корпусе АКБ;
• индикаторы зарядки аккумулятора, выпускаемые сторонними производителями, имеющие шкалу допустимых и запрещенных для начала запуска значений напряжения АКБ, уровень заряда, выраженный в процентах от полного его значения.

Встроенные имеют аккумуляторы средней и высокой ценовой шкалы преимущественно необслуживаемого типа. Для использования индикаторов сторонних производителей необходимо провести дополнительные работы по их установке в салоне автомобиля (на видном месте) и подключению к аккумуляторной шине автомобильной электрической проводки.

Встроенный индикатор заряда

Этот индикатор аккумулятора, называемый многими автолюбителями «сигнальной лампочкой», представляет собой гидрометр. Его круглое сигнальное окошко находится на верхней крышке корпуса АКБ. Основным чувствительным элементом поплавкового прибора является шарик зеленого цвета, перемещающийся по профилю-трубке, встроенной в арматуру, и имеющей форму треугольника. Его угол направлен вертикально вверх по оси корпуса аккумулятора. Шарик перемещается в среде электролита, заполняющего внутренние полости отсеков аккумуляторной батареи.

От глазка (окошка) индикатора аккумулятора проложена трубка световода. Ее нижняя часть заканчивается конической призмой напротив верхнего угла трубки-профиля, по которой перемещается сигнальный шарик. Световод предназначен для визуального контроля его положения.

Трубка-профиль, встроенная в арматуру, световод, линза глазка индикатора составляют единую конструкцию, имеющую крепление на корпусе АКБ посредством винтового соединения в районе глазка. В случае крайней необходимости она может быть извлечена наружу (что весьма нежелательно).

Принцип действия встроенного индикатора

Шарик зеленого цвета выполнен из материала плотностью (1,26-1.27) г/см³. Плотность электролита полностью заряженного аккумулятора при нормальных условиях составляет 1,27 г/см³. На сенсор действует выталкивающая сила, пропорциональная плотности жидкости, в которой он находится.

Плотность электролита в аккумуляторе зависит от степени его заряженности. При разряженной батарее не создается достаточной выталкивающей силы, и шарик под действием силы тяжести «скатывается» в нижнюю точку профиля, по которому он перемещается. Глазок окрашен черным цветом — цвет материала, из которого изготовлен профиль.

По мере зарядки АКБ плотность электролита увеличивается. Начиная с уровня заряда 65 процентов от максимального значения, выталкивающая сила электролита преодолевает составляющую силы тяжести, действующую на шарик, и он начинает перемещаться по профилю к его высшей точке. В ней, при достаточном освещении, можно видеть зеленый цвет глазка. «Горит индикатор аккумулятора» — такое выражение можно иногда услышать из уст горе-знатоков аккумуляторов автомобилей.

Возможна ситуация, при которой индикатор аккумулятора имеет белый цвет. При этом в глазок можно наблюдать поверхность электролита. В этом случае эксплуатация АКБ должна быть прекращена — требуется доливка дистиллированной воды.

Некоторые производители аккумуляторных батарей в трубку-профиль помещают второй индикаторный шарик красного цвета. Плотность материала, из которого он изготовлен, позволяет ему занимать верхнее положение в трубке-профиле при пониженной плотности электролита (1,23-1,25) г/см³. В случае недостаточного заряда АКБ при такой технологии глазок индикатора аккумулятора будет окрашен красным цветом.

Промышленные индикаторы зарядки

Изделия сторонних производителей представляют собой электронные устройства, оценивающие готовность АКБ к запуску двигателя по результатам измерения напряжения холостого хода на аккумуляторных шинах. Аналоговые или цифровые вольтметры отображают результаты измерения на графических индикаторах в виде секторов разных цветов — зеленый/красный.

Они не измеряют, как ареометры, уровень плотности электролита. Его проблематично измерить в герметичных отсеках аккумулятора автомобиля, готовящегося к поездке.

Индикаторы аккумулятора своими руками

Необоснованно завышенная цена промышленных приборов уровня напряжения АКБ заставляет автомобилистов, знакомых с основами радиотехники и обладающих навыками пайки, изготавливать эти устройства самостоятельно. Специально для них выпускается популярный конструктор (DC-12 В) с набором радиодеталей, на основе которого можно самостоятельно собрать индикатор разряда аккумулятора.

Устройство информирует пользователя о достижении измеряемого напряжения одного из трех уровней, определяемых номиналами элементов схемы. Если загорелся индикатор аккумулятора — соответствующий уровень напряжения достигнут.

Заключение

Индикатор аккумулятора лишь сигнализирует пользователю о состоянии критических значений его показателей. Для встроенного в АКБ элементы таким показателем является плотность электролита и его уровень в том аккумуляторном элементе (банке), в котором он установлен.

При этом не учитывается температура окружающей среды. Электронные индикаторы дают оценку пороговых значений напряжения на аккумуляторной шине автомобиля, что дает очень приблизительное представление о степени заряженности аккумулятора. Только полная диагностика специальными приборами даст полную картину состояния АКБ.

Мастерим индикатор напряжения АКБ сами: высокое качество с минимальными затратами

От качества зарядки аккумулятора зависит, насколько успешно пройдет запуск автомобиля. Не многие водители следят за степенью зарядки АКБ. В статье рассматривается такое полезное устройство как индикатор заряда автомобильного аккумулятора: как устроен, работает, дается инструкция и видео, как его самостоятельно изготовить.

Содержание

[ Раскрыть]

[ Скрыть]

Характеристика индикатора уровня заряда батареи

На современных автомобилях с бортовым компьютером водитель имеет возможность получить информацию об уровне зарядки аккумуляторной батареи. Старые модели оборудованы аналоговыми вольтметрами, но они не отражают истиной картины состояния аккумулятора. Индикатор напряжения (ИН) аккумулятора — вариант иметь оперативную информацию о напряжении батареи.

Предназначение и устройство

На ИН возложены две функции – показывать, как заряжается АКБ от генератора, и информировать о величине заряда аккумулятора автомобиля. Проще всего собрать такое устройство своими руками. Схема самодельного устройства простая. Приобретя необходимые детали, легко собрать индикатор своими руками. Таким образом можно сэкономить, так как себестоимость прибора получается низкой (автор видео — AKA KASYAN).

Принцип действия

Индикатор уровня заряда имеет три светодиодные лампочки разных цветов. Обычно это: красный, зеленый и синий. Каждый из цветов имеет свою информативную нагрузку. Красный цвет означает низкую зарядку, которая является критичной. Синий цвет соответствует рабочему режиму. Зеленый цвет говорит о полной заряженности аккумулятора.

Разновидности

ИН могут быть размещены на аккумуляторных батареях в виде гидрометра или в виде отдельных устройств с информационным дисплеем. Встроенные ИН обычно размещают на необслуживаемых АКБ. Они оснащаются поплавковым индикатором (гидрометром). Он имеет простую конструкцию.

Конструкция встроенного ИН

Выпускаются заводские ИН:

1. DC-12 В. Устройство представляет собой конструктор. С его помощью можно контролировать заряженность АКБ и работоспособность реле-регулятора.
2. Для тех, у кого машина оборудована вторым аккумулятором, полезным устройством будет панель с индикатором от TMC. Это панель из алюминия с размещенным на ней вольтметром и переключателем с одной батареи на другую.
3. ИН Signature Gold Style и Faria Euro Black Style – определяют уровень заряда аккумулятора. Но их стоимость слишком высокая, поэтому на них небольшой спрос.

Руководство по изготовлению устройства в домашних условиях

Самым простым и дешевым вариантом является ИН, изготовленный своими руками. Его назначение – контролировать, как работает АКБ при значении напряжения в бортовой сети в пределах 6-14В.

Чтобы прибор не работал постоянно, его следует подключать через замок зажигания. В этом случае он будет работать, когда вставлен ключ.

Для схемы понадобятся следующие детали:

• печатная плата;
• резисторы: 2 сопротивлением 1 кОМ, 1 сопротивлением 2 кОм и 3 сопротивлением 220 Ом;
• транзисторы: ВС547 — 1 и ВС557 — 1;
• стабилитроны: один на 9,1 В, один на 10 В;
• светодиодные лампочки (RGB): красный, синий, зеленый.

У светодиодов с помощью тестера нужно определить и проверить выводы, чтобы они соответствовали цвету. Собирается прибор согласно схеме.

Схема самодельного прибора

Компоненты примеряют на плату и вырезают ее соответствующих размеров. Желательно компоновать комплектующие так, чтобы они занимали поменьше места.

Светодиоды лучше припаивать к проводам, а не на плату, чтобы индикаторы удобнее было размещать на приборной панели.

По изготовленному устройству нельзя определить конкретные значения напряжения батареи, можно лишь ориентироваться в каких пределах оно находится:

• красный горит, если напряжение от 6 до 11 В;
• синий соответствует напряжению от 11 до 13 В;
• зеленый означает полную зарядку, то есть напряжение превышает 13 В.

Индикатор напряжения аккумулятора можно устанавливать в любом месте салона. Удобнее всего размещать его в нижней части рулевой колонки: светодиоды будут хорошо видны, и не будут мешать управлению. Кроме того, прибор легко будет подключить к замку зажигания. После установки водитель сможет всегда знать, насколько заряжена батарея его автомобиля и заряжать свой аккумулятор в случае необходимости.

Цена вопроса

Если покупать готовый индикатор зарядки АКБ, то возможны варианты, представленные ниже:

 Загрузка …

Видео «Самодельный индикатор уровня заряда АКБ»

На видео демонстрируется, как изготовить индикатор заряда аккумулятора своими руками (автор ролика — Паяльник TV).