Главная » Питание
Призовой фонд
на июль 2017 г.
1. Осциллограф DSO138
Паяльник
2. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
3. 200 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Индикатор напряжения аккумулятора на LM3914

Устройство представляет собой светодиодный вольтметр (индикатор напряжения) 12В аккумулятора, с применением широко известной микросхемы LM3914 (даташит).

Данное устройство мне было необходимо для того, чтобы я знал когда автомобильный аккумулятор полностью зарядится от зарядного устройства. Т.к. зарядка была старого типа и на ней не было никаких стрелочных или цифровых индикаторов для измерения напряжения.

В качестве светодиодного столбикового индикатора (бара) я выбрал HDSP-4832 с 10 светодиодами трех разных цветов: три красных, четыре желтых и три зеленых.

Индикатор-бар HDSP-4832

Для правильной индикации напряжения, нужно определиться с нижним и верхним уровнем измеряемых напряжений, чтобы на индикаторе соответственно при данных уровнях загорались первый и последние светодиоды (полоски).

Для 12В автомобильного аккумулятора, были выбраны следующие диапазоны: первый светодиод загорался при напряжении 10В, а последний при напряжении 13.5В, т.о. шаг индикации напряжения получился 0.35В на один светодиод. Естественно, вы можете установить и другие напряжения, при помощи двух подстроечных резисторов. Это дает возможность использовать данный индикатор для измерения напряжения, например NiCd или NiMH аккумуляторов. Границы напряжения в данном случае устанавливаются в Vmin = 0.9 * Ncells and Vmax = 1.45 * Ncells, где Ncells - количество "банок" аккумулятора. Плюс между + и - аккумуляторов должен быть помещен мощный резистор рассчитанный на ток не менее 0.5А для имитации реальной нагрузки.

Микросхема LM3914 может работать в двух режимах: режим "точка" - при котором загорается только один светодиод, и "столбиковый" режим, при котором загорается несколько светодиодов по нарастающей. Данная схема работает в "столбиковом" (bar) режиме, для этого 9 вывод микросхемы подключен к плюсу источника питания.

При работе в режиме bar, соответственно и увеличивается энергопотребление LM3914. Когда все 10 сегментов индикатора горят, то LM3914 потребляет почти в 10 раз больше, чем если бы горел только один светодиод (сегмент). Для предотвращения выгорания м/с LM3914 необходимо следить, чтобы ток светодиодов не превысил максимально допустимый.

Максимальная рассеиваемая мощность микросхемы не должна превышать 1365 мВт. И если предположить, что подводимое максимальное напряжение составит 14.4В, то максимально возможный ток составит I = P/V = 1.365/14.4 = 94.8мА. Т.о. ток, каждого сегмента индикатора не должен превышать 94.8/10=9.5мА. В схеме, сопротивление резистора R3 (4.7 кОм) задает максимальный ток светодиодов. Ток светодиода примерно в 10 раз больше тока, который проходит через данный резистор IR3 = 1.25 / 4700 = 266 мкА. Т.о. ток на каждый светодиод ограничен значением 2.6 мА, что намного меньше допустимого.

Входной каскад: для снятия показаний входного напряжения (и им же питается схема) в схеме применен делитель напряжения 1:2, подсоединенный к выводу 5 микросхемы. Делитель состоит из двух резисторов номиналом 10 кОм и т.о. напряжение, снимаемое с делителя находится в диапазоне от 5В до 6.75В, в то время как входное напряжение будет от 10В до 13.5В. Эти же значения будут использоваться для калибровки LM3914.

Принципиальная схема индикатора

Схема состоит из двух элементов: отдельно схемы контроля и отдельно плата индикатора. Между собой они соединяются при помощи 11-ти контактного разъема.

Схема индикатора на LM3914

Основные задающие элементы схемы:
R1 и R2 - делитель напряжения
R3 и R4 - ограничение тока светодиодов и установка верхней границы напряжения
R5 - установка нижней границы напряжения

Про R1, R2 и R3 я рассказывал выше. Теперь разберем R4, который устанавливает верхний порог (вывод 6 м/с):
На выводах микросхемы 6 и 7 необходимо установить напряжение на уровне 6.75В (что является входным напряжением 13.5В после делителя, в том случае, если аккумулятор заряжен полностью). Зная значение тока проходящего через R3, а также прибавив сюда ток "error current" с 8 вывода микросхемы (120мкА), мы можем рассчитать сопротивление R4:
6.75В = 1.25В + R4(120мкА+266мкА) <=>
R4 = (6.75 - 1.25)/(386мкА) <=>
R4 = 14.2кОм и больше (мы выбираем подстроечный резистор 22кОм)
С подстроечным резистором 22 кОм мы можем регулировать напряжение на выводе 7 в диапазоне от 1.25В до 9.74В, что дает возможность задавать верхнюю границу напряжения от 2.5В до 19.5В.

Сопротивлением R5 устанавливается нижняя граница напряжения:
Подставив в формулу VO = VI * RB/(RA + RB) следующие значения:
RA = 10 * 1К внутренние резисторы LM3914
RB = R5
VI = верхняя граница напряжения 6.75В
VO = нижняя граница напряжения 5В
получим:
5 = 6.75 * R5/(R5 + 10K)
R5 = 28.5K и больше (мы выбираем подстроечный резистор 100кОм)

Печатная плата

Как уже было сказано выше, устройство состоит из двух компонентов, соответственно используется 2 разных печатных платы. Это дает возможность использовать выносную индикацию, например на панели авто.

Печатная плата схемы измерения

Печатная плата схемы индикации на HDSP-4832

В печатной плате получилась только одна перемычка (отмечена красным цветом).

Фото готового устройства

Скачать проект в Eagle и печатные платы вы можете ниже

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
IC1 LED драйвер
LM3914
1 Поиск в FivelВ блокнот
С1 Электролитический конденсатор2.2 мкФ 25 В1 Поиск в FivelВ блокнот
R1, R2 Резистор
10 кОм
2 Поиск в FivelВ блокнот
R3 Резистор
4.7 кОм
1 Поиск в FivelВ блокнот
R4 Переменный резистор22 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
R5 Переменный резистор100 кОм1 Поиск в FivelВ блокнот
BAR1 ИндикаторHDSP-483210 Поиск в FivelВ блокнот
F1 Предохранитель500 мА1 Поиск в FivelВ блокнот
К1 Разъем1 Поиск в FivelВ блокнот
CON1 Разъем2 Поиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Оригинал статьи

Прикрепленные файлы:

Теги:

Колтыков А.В. Опубликована: 2011 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (7) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Дмитрий #
Если провести дорожку от первой ножки м/с к разъему между контактов предохранителя надобность в перемычке исчезает. !;)
Ответить
0
darkneko91 #
Тогда уж будет проще немного переразвести плату, чтобы предохранитель с разъёмом были правее основной части схемы :)
Ответить
0
Barkanum #
Работает, но 3914 греется сильно градусов 50 не меньше. И если на нее подуть (охладить), то границы напряжения меняются, столбик падает на 1-2 диода, при нагреве возвращается к настроенным значениям. Так и должно быть?
Ответить
0
Igorslesar #
Увеличьте сопротивления ограничительных резисторов светодиодов. Микросхеме тяжко тянуть. А погрешности возможно вызваны температурным фактором. Когда нормализуете температуру микросхемы, то откалибруете
Ответить
0
Алексей #
Питание микрухи от того же аккума? Если да, то понижение напряжения питания микрухи не будет ли влиять на индикацию?
Ответить
0
Юра #
Собрал на макетной плате. Да, сильно греется микросхема. Решить вопрос оказалось довольно просто - поставил транзисторы между микрой и светодиодами через резисторы в цепь базы. Микрка греться перестала. Но желательно в таком случае светодиоды запитывать через стабилизатор, например на 10 В. Что бы яркость не менялась с изменением измеряемого напряжения. Сделаю полный вариант - поделюсь результатом. Хочу поставить себе на мопед ДЕЛЬТУ, в этом китайском чуде нет вообще контроля заряда аккумулятора и о том, сто аккумулятор сел узнаёшь когда стартер перестаёт крутить.
Ответить
0
Мирослав #
Получилось сделать полный вариант?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется сила тока?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
МиниПК MK809V - 4 ядра, Android 4.4.2 Набор начинающего радиолюбителя
вверх