Меню

Светодиодный индикатор напряжения аккумулятора автомобиля

Какие существуют индикаторы заряда автомобильного аккумулятора

Аккумулятор играет ключевую роль при запуске двигателя автомобиля. И насколько успешным будет этот запуск, во многом зависит от степени заряженности аккумуляторной батареи. А многие из нас контролируют уровень заряда АКБ? Называется, ответьте себе сами на этот вопрос. Поэтому высока вероятность того, что вы в один прекрасный день не заведёте автомобиль из-за дохлого аккумулятора. Собственно, сама проверка степени зарядки несложная. Нужно просто периодически измерять напряжение аккумулятора автомобиля мультиметром или вольтметром. Но было бы гораздо удобнее иметь простой индикатор, показывающий состояние заряда аккумулятора. О таких индикаторах пойдёт речь в этом материале.

Какие бывают индикаторы заряда автомобильного аккумулятора?

Технологии не стоят на месте и производители автомобильной техники изо всех сил стараются сделать поездки на автомобиле и его обслуживание максимально комфортным. Поэтому на современных автомобилях в бортовом компьютере, среди прочих функций, можно найти данные о напряжении аккумуляторной батареи. Но такие возможности есть далеко не на всех автомобилях. На старых авто может присутствовать аналоговый вольтметр, по которому достаточно сложно понять, в каком состоянии находится АКБ. Для новичков в автомобильном деле советуем ознакомиться с материалом о норме заряда аккумулятора автомобиля.

Индикатор заряда автомобильного аккумулятора

Такие индикаторы заряда выпускаются и сторонними производителями. Их достаточно легко разместить где-нибудь в салоне и подключить в бортовую сеть. Кроме того, в интернете есть несложные схемы изготовления индикаторов заряда своими руками.

Давайте, разберём все эти разновидности индикаторов для АКБ подробнее.
Вернуться к содержанию

Встроенный индикатор заряда на аккумуляторе

Встроенные индикаторы заряда можно встретить преимущественно на необслуживаемых автомобильных аккумуляторах. Это поплавковый индикатор, который ещё называют гидрометром. Давайте, посмотрим, из чего он состоит и как работает. На фотографии ниже можно посмотреть, как этот индикатор выглядит на корпусе аккумулятора.

Встроенный индикатор автомобильного аккумулятора

Встроенный индикатор автомобильного аккумулятора

Индикатор снятый с аккумулятора

Индикатор снятый с аккумулятора

Схематично устройство встроенного индикатора АКБ можно представить следующим образом.

Схематическое устройство индикатора заряда АКБ

Схематическое устройство индикатора заряда АКБ

Принцип действия у большинства гидрометров следующий. Индикатор может показывать три различных положения в следующих ситуациях:

  • По мере зарядки аккумулятора увеличивается плотность электролита. При этом поплавок в форме шарика зелёного цвета поднимается по трубке вверх и становится виден через световод в глазок индикатора. Обычно зелёный шарик всплывает при степени заряженности батареи от 65 процентов и выше;
  • Если шарик тонет в электролите, то значит плотность ниже нормы и заряд батареи недостаточен. В этот момент в «глазок» индикатора будет видна трубка индикатора чёрного цвета. Это будет говорить о необходимости зарядки. В некоторых моделях добавляют шарик красного цвета, который поднимается по трубке при пониженной плотности. Тогда в «глазке» индикатора будет красный цвет;
  • И ещё один вариант – это понижение уровня электролита. Тогда через «глазок» индикатора будет видно поверхность электролита. Это будет говорить о необходимости доливки дистиллированной воды. Правда, в случае необслуживаемого аккумулятора сделать это будет проблематично.

АКБ заряжена

Аккумулятор требует зарядки

Аккумулятор требует зарядки

Требуется долив воды

Требуется долив воды

  • Индикатор установлен только в одной из шести банок аккумуляторной батареи. Это значит, что данные по плотности и степени заряженности у вас будут только по одной банке. Поскольку сообщения между ними нет, о ситуации в других банках остаётся только догадываться. К примеру, в этом элементе уровень электролита может быть нормальный, а в некоторых других уже недостаточный. Ведь испарение воды из электролита по банкам отличается (в крайних этот процесс идёт более интенсивно);
  • Индикатор выполняется из стекла и пластика. Пластиковые детали могут покоробиться от нагрева или охлаждения. В результате вы будете видеть искажённые данные;
  • Плотность электролита зависит его температуры. Гидрометр никак не учитывает это в своих показаниях. Например, на холодном электролите он может показать нормальную плотность, хотя она пониженная.

Следует отметить, что для проверки заряда аккумулятора по встроенному индикатору в АКБ, нужно открыть капот, протереть «глазок» и посмотреть. Большинство автолюбителей заглядывают под капот от случая к случаю. Поэтому хотелось бы иметь некий прибор, показывающий степень заряда АКБ прямо в салоне. И такие устройства были разработаны производителями автомобилей и сторонними компаниями.
Дополнительно рекомендуем прочитать статью про самостоятельное обслуживание аккумулятора.

Читайте также:  Нестабильная стенокардия напряжения характеризуется возникновением ангинозного приступа тест

Фабричные индикаторы заряда АКБ

Сегодня в продаже можно найти достаточно интересные устройства для контроля уровня зарядки аккумулятора по его напряжению. Давайте рассмотрим некоторые из них.

Индикатор уровня заряда аккумуляторной батареи DC-12 В

Это устройство продаётся в виде конструктора. Оно подойдёт для тех, кто дружит с электротехникой и паяльником.

Схема индикатора зарядки

Схема индикатора зарядки

Основные характеристики индикатора DC-12 В:

  • Диапазон напряжений: 2,5─18 вольт;
  • Максимальный потребляемый ток: до 20 мА;
  • Габариты печатной платы: 43 на 20 миллиметров.

Панель с индикатором от TMC

Этот индикатор может заинтересовать тех, кто установил себе второй аккумулятор в машину.

Индикатор от TMC

Индикатор от TMC

Индикаторы Faria Euro Black Style и Signature Gold Style

В магазинах можно найти индикаторы уровня заряда аккумулятора 12В от фирмы Faria (США).

Euro Black Style

Euro Black Style

Signature Gold Style

Signature Gold Style

Индикатор заряда аккумуляторной батареи своими руками

В завершение рассмотрим, как сделать индикатор заряда аккумулятора своими руками. В сети есть огромное количество всевозможных схем для создания подобных индикаторов. Была выбрана одна, наиболее распространённая схема, по сборке которой было достаточно много положительных отзывов.

Устройство предназначено для контроля работы автомобильной АКБ с напряжением в бортовой сети от 6 до 14 вольт. В принципе, оно похожа на вышеупомянутый набор DC-12 В, который продаётся в магазинах. Это и не удивительно, поскольку принцип действия тот же.

Для сборки индикатора потребуются:

  • Транзисторы: по одному ВС547 и ВС557;
  • Резисторы: два 1 кОм, три 220 Ом и один 2,2 кОм;
  • Стабилитроны: по одному 9,1 и 10 вольт;
  • Печатная плата;
  • Набор светодиодов (красный, синий, зелёный).

Схема для сборки индикатора своими руками

Схема для сборки индикатора своими руками

Старайтесь скомпоновать комплектующие на печатной плате так, чтобы они занимали как можно меньше места. Перед пайкой светодиодов проверьте их тестером на соответствие цвета и контактов. Лучше паяйте светодиоды не напрямую к плате, а выносите их на проводах, чтобы потом было удобнее устанавливать индикатор на автомобильной панели приборов.

Этот самодельный индикатор демонстрирует определённый уровень зарядки АКБ, не выводя конкретного значения напряжения. Корректная работа:

  • Красный светодиод загорается при напряжении 6─11 вольт (это критический разряд);
  • Синий горит при 11─13 вольт (в штатном режиме работы);
  • Зелёный включается при напряжении больше 13 вольт (полностью заряженная АКБ).

Источник



Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах

Автомобильный аккумулятор

Зачем следить за состоянием аккумулятора?

Автомобильный аккумулятор состоит из шести последовательно соединённых аккумуляторных батарей с напряжением питания 2,1 — 2,16В. В норме АКБ должен выдавать 13 — 13,5В. Нельзя допускать значительного разряда аккумуляторной батареи, поскольку при этом падает плотность и, соответственно, повышается температура промерзания электролита.

Чем выше износ аккумулятора, тем меньшее время он удерживает заряд. В тёплое время года это не критично, а вот зимой забытые во включённом состоянии габаритные огни к моменту возвращения способны полностью «убить» аккумулятор, превратив содержимое в кусок льда.

В таблице можно увидеть температуру промерзания электролита, в зависимости от степени заряженности агрегата.

Зависимость температуры промерзания электролита от степени заряда аккумулятора
Плотность электролита, мг/см. куб. Напряжение, В (без нагрузки) Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) Степень заряда АКБ, % Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1110 11,7 8,4 0,0 -7
1130 11,8 8,7 10,0 -9
1140 11,9 8,8 20,0 -11
1150 11,9 9,0 25,0 -13
1160 12,0 9,1 30,0 -14
1180 12,1 9,5 45,0 -18
1190 12,2 9,6 50,0 -24
1210 12,3 9,9 60,0 -32
1220 12,4 10,1 70,0 -37
1230 12,4 10,2 75,0 -42
1240 12,5 10,3 80,0 -46
1270 12,7 10,8 100,0 -60

Критическим считается падение уровня заряда ниже 70%. Все автомобильные электроприборы потребляют не напряжение, а ток. Без нагрузки даже сильно разряженный аккумулятор может показывать нормальное напряжение. Но при низком уровне, во время запуска двигателя, будет отмечаться сильная «просадка» напряжения, что является тревожным сигналом.

Своевременно заметить приближающуюся катастрофу возможно лишь в том случае, когда непосредственно в салоне установлен индикатор. Если во время работы автомобиля он постоянно сигнализирует о разрядке – пора ехать на СТО.

Какие существуют индикаторы

Встроенный индикатор зарядаМногие АКБ, особенно необслуживаемые, имеют встроенный датчик (гигрометр), принцип работы которого основан на измерении плотности электролита.

Этот датчик контролирует состояние электролит и ценность его показателей относительна. Не очень удобно по несколько раз залазить под капот автомобиля, что бы проконтролировать состояние электролита в разных режимах работы.

Как устроен встроенный индикатор заряда АКБ

Для контроля состояния АКБ значительно удобнее электронные приборы.

Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

В автомагазинах продаётся множество таких устройств, различающихся дизайном и функционалом. Фабричные приборы условно делятся на нескольких типов.

По способу подключения:

  • к разъёму прикуривателя;
  • к бортовой сети.

По способу отображения сигнала:

  • аналоговые;
  • цифровые.

Индикаторы заряда АКБ

Принцип работы у них одинаков, определение уровня заряда АКБ и отображение информации в наглядном виде.

Принцип работы индикатора заряда

Принципиальная схема индикатора

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

Существуют десятки разнообразных схем контроля, но результат они выдают идентичный. Подобное устройство возможно собрать самостоятельно из подручных материалов. Выбор схемы и комплектующих зависит исключительно от ваших возможностей, фантазии и ассортимента ближайшего магазина радиотоваров.

Вот схема для понимания как работает индикатор заряда аккумулятора на светодиодах. Такую портативную модель можно собрать «на коленке» за несколько минут.

Схема простейшего индикатора заряда АКБ

Д809 – стабилитрон на 9В ограничивает напряжение на светодиодах, а на трёх резисторах собран сам дифференциатор. Такой светодиодный индикатор срабатывает на силу тока в цепи. При напряжении 14В и выше сила тока достаточно для свечения всех светодиодов, при напряжении 12-13,5В светятся VD2 и VD3, ниже 12В — VD1.

Более продвинутый вариант при минимуме деталей можно собрать на бюджетном индикаторе напряжения — микросхеме AN6884 (KA2284).

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

Индикатор заряда АКБ на компараторе напряжения

Схема работает по принципу компаратора. VD1 – стабилитрон на 7,6В, он служит в качестве эталонного источника напряжения. R1 – делитель напряжения. При первоначальной настройке он выставляется в такое положение, чтобы при напряжении 14В светились все светодиоды. Напряжение, поступающее на входы 8 и 9, сравнивается через компаратор, а результат дешифруется на 5 уровней, зажигая соответствующие светодиоды.

Контроллер зарядки АКБ

Что бы отслеживать состояние аккума во время работы зарядного устройства, делаем контроллер заряда АКБ. Схема устройства и используемые компоненты максимально доступны, в то же время обеспечивают полный контроль над процессом подзарядки батарей.

Принципиальная схема контроллера заряда АКБПринцип работы контроллера следующий: пока напряжение на аккумуляторе ниже напряжения заряда – горит зелёный светодиод. Как только напряжение сравняется, открывается транзистор, зажигая красный светодиод. Изменение резистора перед базой транзистора меняет уровень напряжения, необходимого для открытия транзистора.

Это универсальная схема контроля, которую можно использовать как для мощных автомобильных аккумуляторов, так и для миниатюрных литиевых батареек-аккумуляторов.

Источник

Светодиодный индикатор напряжения аккумулятора

Как правило, ни одна современная машина, будто то легковой авто, либо грузовик или трактор, либо даже мотоцикл или скутер не обходятся без аккумулятора. Если раньше на него был возложен лишь минимальный набор обязанностей — завести двигатель с помощью стартера и давать напряжение для системы зажигания, то сейчас аккумуляторы питают бортовой компьютер — мозг автомобиля, а потому важно следить за их состоянием и не допускать разряда. Поддерживать нужное напряжение на аккумуляторе важно особенно зимой, и особенно владельцам сельхозтехники, например, тракторов, так как если аккумулятор подсевший, он попросту не сможет провернуть мощный тракторный двигатель. Зимой, когда наступают морозы и аккумулятор охлаждается до сильных минусовых температур, он теряет часть своей мощности и требует периодической подзарядки, особенно это актуально в тех случаях, когда автомобиль не используется в течение 1-2 недель или больше. И если современные авто содержат встроенный вольтметр, который вовремя сообщит о непорядке с аккумулятором, то вот старые авто, особенно трактора и сельхозтехника часто не имеют даже каких-либо индикаторов, а для них поддержание аккумулятора в заряженном состоянии особенно важно — ведь они должны быть готовы к выезду в любое время. Решить эту проблему поможет небольшое электронное устройство, которое с помощью светодиодов покажет, на каком уровне находится напряжение в данный момент, и не требуется ли аккумулятору подзарядка. Индикатор будет содержать три светодиода, каждый из которых будет соответствовать своему уровню заряда аккумулятора. Схема для сборки представлена ниже.

Светодиодный индикатор напряжения аккумулятора

Рассмотрим более подробно некоторые компоненты схемы. Операционный усилитель (А1.1 и А1.2) на схеме — двухканальный, но можно использовать и пару одноканальных усилителей. Например, сюда подойдут TL072, TL082, RC4558, NE5532, либо одноканальные TL071, TL081, все эти микросхемы являются широко распространёнными и есть в наличии практически во всех магазинах радиодеталей. Операционный усилитель на данной схеме работает в роли компаратора — на один из его входов подаётся стабильное опорное напряжение, а напряжение на втором входе зависит от текущего напряжения на аккумуляторе, таким образом, компаратор сравнивает опорное напряжение с напряжением на аккумуляторе и выдаёт на выход либо логическую единицу, либо ноль, в зависимости от того, что больше. Источник опорного напряжения собран на стабилитроне VD1 — здесь можно применить любой стабилитрон с напряжением стабилизации 5,6В — при использовании стабилитрона на другое напряжение сместятся диапазоны показаний индикатора и придётся пересчитывать номиналы резисторов. Резистор R4 служит для ограничения тока через стабилитрон, стабилизированное напряжение снимается с общей точки стабилитрона и резистора. Конечно, источник опорного напряжения на стабилитроне — не самый лучший с точки зрения точности напряжения, однако он наиболее прост и не занимает много места на плате, а сверх-высокая точность в данном индикаторе особо и не нужна. Резисторы R1, R2, R3 образуют делитель, который включается между плюсом измеряемого аккумулятора и минусом, образуя таким образом диапазоны напряжений, при каком напряжении будет загораться тот или иной светодиод. При необходимости их можно подкорректировать под свои нужны, подбирая резисторы с большим или меньшим сопротивлением, либо можно даже поставить подстроечные. Номиналы, обозначенные на схеме, рассчитаны для оптимальных диапазонов индикатора, а потому можно просто собрать с использованием заданных резисторов. Если под рукой нет резистора с нужным сопротивлением, его всегда можно подогнать из имеющихся путём параллельного либо последовательного включения. Конденсатор С1 — фильтрующий по питанию, можно использовать любой электролитический с ёмкостью 10-100 мкФ и напряжением не меньше 16В.

К контактам, на схеме обозначенными как «акб» подключается собственно сам аккумулятор, при подключении нужно строго соблюдать полярность, ведь переполюсовка даже на несколько секунд приведёт к выходу операционных усилителей из строя. Схема не требует внешнего питания и использует для питания сам измеряемый аккумулятор. Ток потребления схемы при этом составит примерно 10-30 мА, а потому её не стоит оставлять всё время подключенной к аккумулятору, ведь это приведёт к его хоть и очень медленному, но всё же разряду. Использование индикатора предполагается с кнопкой без фиксации, которую можно вывести на переднюю панель — при нажатии кнопки загорятся светодиоды и можно будет определить состояние аккумулятора. Светодиоды, для большей наглядности, можно использовать разных цветов, например, красный, зелёный и жёлтый. Если после сборки схемы получилось так, что неактивные светодиоды всё же чуть-чуть засвечиваются, их необходимо зашунтировать резисторами на 1-2 кОм.

Схема собирается на печатной плате, использование резисторов поверхностного монтажа (smd) позволило сделать плату миниатюрных размеров. Все три светодиода запаиваются в ряд, можно использовать любые 3-х вольтовые светодиоды диаметром 3 или 5 мм — при этом их не обязательно устанавливать на плату, можно вывести на проводах и установить в специальных держателях на переднюю панель рядом с кнопкой, например. Для подключения аккумулятора на плате предусмотрены две большие контактные площадки, туда можно установить винтовой клеммник, либо вывести провода. Электролитический конденсатор подпаивается на плату со стороны дорожек, при этом нужно не забывать про его полярность.

Ниже прилагается фотография собранной платы, а также архив с печатной платой, для её открытия потребуется программа Sprint Layout.

Источник