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Circuitos simples de monitoramento de tensão da bateria

A postagem descreve circuitos simples de monitoramento de carga de bateria ou circuitos de status da bateria. O primeiro projeto é um circuito monitor de tensão de 4 LEDs usando o versátil IC LM324. A ideia foi solicitada pela Sra. Piyali.

Especificações técnicas

Tenho um projeto, se puder me ajudar:
1. basicamente é um circuito indicador cum detector de voltagem da bateria.
2. a saída de um transformador é de 6V, 12V, 24V respectivamente, dependendo da entrada fornecida. O/p é AC
3. Ao convertê-lo em DC, tenho que projetar um circuito que detectará e indicará a tensão o/p por lâmpadas LED coloridas. Tal como,
LED azul – 6V
LED verde – 12V
LED vermelho – 24V
4. O circuito deve ser o mais compacto possível.
.
Consulta:
1. devemos usar o circuito comparador?
2. como detectar a diferença. níveis de tensão?
3. É necessário relé?
.
Por favor, considere o quanto antes.

1) O Projeto

O circuito de monitoramento do estado da tensão da bateria proposto usando 4 LEDs faz uso de comparadores na forma de opamps do IC LM324.

Este IC é muito versátil do que os outros opamps devido ao seu nível de tolerância de tensão mais alto e devido aos quad opamps em um pacote.

No circuito monitor/indicador de tensão da bateria LED proposto, todos os quatro opamps foram usados, embora alguns deles possam ser eliminados caso não sejam necessários ou dependendo das especificações dos usuários individuais.

Como pode ser visto no diagrama do circuito, a configuração é simples, mas o resultado é muito eficaz.

Aqui os pinos inversores de todos os quatro opamps são fixados em um nível de referência fixo determinado pelo valor do diodo zener que não é crítico e pode ser qualquer valor próximo ao sugerido na lista de peças.

Os pinos não inversores dos oipamps são configurados como entradas de detecção e são terminados com resistores variáveis ​​ou presets.

Como ajustar os limites

A predefinição deve ser ajustada da seguinte maneira:

Inicialmente, mantenha todos os braços deslizantes predefinidos deslocados em direção à extremidade de aterramento para que o potencial nos pinos não inversores se torne zero.

Usando uma fonte de alimentação variável regulada, aplique a primeira tensão a ser monitorada a partir do valor mais baixo para o circuito.

Ajuste P1 de forma que no nível acima o LED branco acenda. Fixe P1 com um pouco de cola.

Em seguida, aplique a segunda tensão mais alta ou aumente a tensão para o próximo nível a ser monitorado e ajuste P2 de forma que os LEDs amarelos apenas acendam. Isso deve desligar instantaneamente o LED branco.

Da mesma forma, prossiga com P3 e P4. Selo de todas as predefinições depois de definidas.

O circuito indicador de bateria mostrado é configurado no modo “ponto”, o que significa que apenas um LED acende em qualquer instante, indicando o nível de tensão relevante.

Se você quiser fazê-lo responder em modo “bar graph”, basta desconectar os cátodos de todos os LEDs dos pontos existentes e conectá-los todos com o terra ou com a linha negativa.

Diagrama de circuito

Circuito monitor de carga da bateria de 4 leds

Lista de peças para o circuito do monitor de status da bateria

  • R1 — R4 = 6K8
  • R5 = 10K
  • P1—P4 = 10k predefinições
  • A1—-A4 = LM 324
  • z1 = diodo zener de 3,3 V
  • LEDs = 5mm, cor conforme preferência individual.

O circuito acima também pode ser configurado da seguinte maneira:

Como funciona

O voltímetro LED discutido é geralmente usado para rastrear o carregamento e descarregamento de uma bateria de veículo. Por causa de seu tamanho minúsculo, pode ser colocado em quase qualquer lugar no painel. O dispositivo é baseado em um amplificador operacional quádruplo tipo LM324 de baixo custo, que pode ser alimentado diretamente pela bateria do automóvel.

Uma comparação da tensão da bateria e uma tensão de referência de cada uma das quatro entradas de opamp gera a leitura de tensão. A tensão de referência é gerada usando um diodo zener conectado a um resistor de polarização R1 e permitindo uma corrente de aproximadamente 6 mA. 5V6 foi escolhido como a tensão zener porque os diodos zener funcionando entre 5 e 6 V têm a maior estabilidade térmica.

TODOS OS CATODOS DE LED DEVEM SER CONECTADOS À LINHA DE TERRA.

2) Modificando o indicador de bateria de 4 status acima com LEDs piscando

O indicador de status da bateria de 4 LEDs explicado acima pode ser modificado adequadamente para ativá-lo com indicadores de LED piscando, conforme mostrado no diagrama a seguir:

circuito indicador de bateria piscando 4 LED
  • R1 = 2k2
  • R2 = 100 ohms
  • LED = tipo 20mA 5mm
  • C1 = 100uF a 470uF dependendo da preferência da taxa de flash

O artigo mostra um método simples de usar o IC LM3915 para monitorar tensões de bateria de 1,5 V a 24 V em 10 etapas discretas usando 10 indicadores LED.

3) Usando um IC LM3915 para a função de 10 etapas

O terceiro circuito explicado abaixo permite que você visualize precisamente qual voltagem sua bateria possui em qualquer instância específica enquanto está sendo carregada.

O LM3915 é basicamente um circuito de driver de LED de modo de ponto/barra de 10 estágios que fornece uma exibição de LED sequencial de 10 etapas correspondente aos níveis de tensão variáveis ​​definidos em sua pinagem de entrada de sinal # 5.

Esta entrada pode ser configurada com qualquer nível de tensão de 1 a 35V para adquirir uma leitura sequencial correspondente das tensões alimentadas nesse pino.

No circuito de monitoramento e indicador de carga da bateria proposto em 10 etapas, assumimos que a bateria é de 12V que deve ser monitorada, o funcionamento do circuito pode ser entendido da seguinte forma para a condição acima:

O transistor na extremidade direita é configurado como um seguidor de emissor replicando um diodo zener de alta corrente e tensão constante, fixado em 3V.

Isso é necessário para que os LEDs sejam impedidos de consumir corrente excessiva, tornando o IC desnecessariamente quente.

A tensão da bateria também é alimentada ao pino 5 através de uma rede divisora ​​de tensão feita de um resistor de 10K e uma predefinição de 10K.

As saídas do IC estão todas conectadas com 10 LEDs individuais para produzir as indicações de 10 etapas necessárias. A cor dos LEDs pode ser conforme sua preferência.

Como configurar o circuito indicador de status da bateria explicado acima.

  1. É bem simples.
  2. Aplique o nível de tensão de carga total no ponto indicado “para o positivo da bateria” e aterre.
  3. Agora ajuste a predefinição de forma que o último LED acenda apenas nesse nível de tensão.
  4. Feito! Seu circuito está pronto agora.
  5. Para calibrar, basta dividir o nível de carga total mencionado acima por 10.
  6. Para o presente caso, vamos supor que o nível de carga total seja 15V, então 15/10 = 1,5V, o que significa que cada LED representaria um incremento de 1,5V. Por exemplo, com o 8º LED apenas LIGADO indicaria 1,5 x 7 = 10,5V, 8º LED = 12V, 9º LED = 13,5V e assim por diante.
  7. Da mesma forma, o circuito pode ser usado com qualquer bateria e só precisa ser configurado de acordo com as diretrizes acima para alcançar o monitoramento de nível de bateria de 10 etapas proposto.

Diagrama de circuito

Circuito de monitoramento de tensão da bateria do carro

O primeiro conceito acima também pode ser modificado como um voltímetro de carro de 4 LEDs que nos permitirá monitorar o nível de tensão da bateria do nosso carro a qualquer instante, continuamente.

Principais características

Para atingir a característica acima, deve ser colocado em algum lugar no painel do carro de modo que o grupo de 4 LEDs permaneça saliente, cada um com uma etiqueta indicando a tensão da bateria naquele instante. O circuito é projetado para executar o seguinte:

– 1ª luzes LED com bateria de 11V
– 1º e 2º LEDs acendem com bateria 12V
– 1º, 2º e 3º LEDs acendem com bateria 13V
– 1º, 2º, 3º e 4º (todos) LEDs acendem com bateria 14V

Detalhes operacionais

Quando a tensão da bateria cai para 11 ou 12 volts, pode ser necessário carregá-la. Se estiver em torno de 13 volts, está em condições aceitáveis. Em 14 volts está totalmente carregado. As cores dos LEDs indicam esses status.

Os principais componentes do circuito são apenas alguns amplificadores operacionais usados ​​como comparadores.

As entradas inversoras destes operacionais são ajustadas em tensões de referência fixas usando o resistor R1 e um diodo zener D1 que pode ser classificado em 3,3V ou mais, mas abaixo de 6V.

As entradas não inversoras dos amplificadores operacionais são ajustadas usando os resistores R2, R3, R4, R5, R6. Estes podem ser resistores fixos calculados, ou podem ser substituídos por presets de 1 K para que o ajuste desejado possa ser implementado para acender o LED nas respectivas tensões da bateria.

A tensão da bateria é fornecida às entradas não inversoras dos opamps através das redes divisoras de tensão mostradas formadas pelos terminais R4 e R6.

Dependendo da tensão da bateria, a tensão no terminal não inversor irá variar e colocará um nível de alta tensão na saída do comparador, ativando o LED correspondente para as indicações necessárias.

Diagrama de circuito

Lista de peças para o circuito

– IC1: Circuito integrado LM324 (quad opamps em um único integrado)
– D1: diodo zener de 3,3 V, 1/4 watt
– D2 = D3 = D4 = D5: LED de diodos (2 vermelhos, 1 amarelo ou âmbar, 1 verde)

– R1 = 1K
– R2…..R6: todas as predefinições de 1K

+12V: é a bateria do carro cuja voltagem deve ser detectada

Outro circuito simples de monitor de bateria de 4 LEDs é mostrado na imagem a seguir, usando o IC LM324:

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FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
Pode conter erros de tradução

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