O artigo explica um circuito indicador de status da bateria que também pode ser usado como um circuito indicador de falha de carregamento da bateria. A ideia foi solicitada pelo Sr. Faizan.
O design
A ideia aqui apresentada cuida de todos os parâmetros necessários para carregar uma bateria de forma ideal e segura.
Referindo-se ao circuito indicador de falha de carregamento da bateria mostrado, o design pode ser entendido com a ajuda dos seguintes pontos:
O IC LM3915, que é um driver de exibição de LED de ponto/barra, forma o módulo indicador de carga principal do circuito. Iluminação LED em suas 10 saídas, conforme mostrado com os 10 LEDs conectados.
Um IC LM317 também pode ser visto conectado na entrada do circuito, é conectado como um gerador de corrente constante para que o circuito seja capaz de produzir indicações e operações sem erros, independentemente do nível de corrente de entrada. Rx é selecionado adequadamente para habilitar isso corretamente.
Diagrama de circuito
Quando a energia é ligada, o capacitor de 100uF/25V no pino5 predefinido do IC aterra momentaneamente o pino5 para que todas as saídas do IC comecem por permanecer desligadas.
Isso é importante para garantir que o TIP122 seja capaz de iniciar o processo de carregamento e que o BC557 seja inibido de uma ativação acidental devido aos transientes de pico iniciais.
Assim que o 100uF é carregado, o pin5 pode detectar a tensão real que foi utilizada pela bateria enquanto ela é carregada, que normalmente deve estar em torno de 3 a 3,3 V para uma bateria de íon de lítio de 3,7 V totalmente descarregada.
Aqui cada LED pode ser configurado para indicar um incremento de 0,42V, o que implica que a iluminação do 10º LED indica 4,2V, o que pode ser considerado a indicação do nível de carga total da bateria.
Isso também implica que durante a alimentação, 7 LEDs devem estar acesos para indicar um nível correto de descarga da bateria e processo de carregamento.
Menos de 7 LEDs acesos indicariam uma bateria mal descarregada ou uma bateria danificada consumindo corrente em excesso do que a faixa especificada.
Com todos os LEDs acesos durante a ativação da energia, isso significa que a bateria está totalmente carregada ou a bateria não está aceitando carga e está com defeito.
Em condições normais, cerca de 7/8 LEDs devem acender quando a chave liga/desliga estiver ligada e à medida que a tensão da bateria aumenta devido ao carregamento, os LEDs também devem se sequenciar acendendo o 8º, 9º e o 10º LED sequencialmente.
Uma vez que o 10º LED está aceso, uma lógica baixa é enviada para a base do TIP122 que agora é inibida de uma polarização de base e a tensão de carregamento para a bateria é cortada, desligando a tensão de carregamento para a bateria.
A lógica baixa do 10º pino também é enviada para a base do BC557 mostrado que conduz e conecta o pino 5 do IC diretamente à fonte de 5V, certificando-se de que o 10º LED fique travado e a situação seja travada até que a energia seja desligada e ligada para outras ações.
Como configurar o circuito
É a parte mais simples do design.
Inicialmente, não conecte nenhuma bateria nos pontos mostrados.
Aplique 4,2 V precisos na entrada.
Agora comece a ajustar a predefinição do pin5 de forma que os LEDs acendam sequencialmente e o 10º LED apenas acenda brilhantemente.
Sele o peset assim que isso for confirmado.
Seu circuito indicador de falha de carregamento da bateria está pronto agora para as indicações de falha de bateria propostas e também para as indicações de nível de carga.
Indicador de falha da bateria Circuito usando um LED piscando.
A atualização a seguir mostra um design mais simples que pode ser usado para indicar um mau funcionamento do carregamento da bateria por meio de um LED piscando
Inicialmente ambas as saídas opamp podem ser consideradas baixas, se a bateria estiver descarregada abaixo de 11V, isso será indicado com um piscar rápido do LED. C1 deve ser definido para alcançar este piscar rápido.
Os opamps mais baixos são definidos usando o pino 5 predefinido, de modo que quando a bateria de 12V conectada atinge cerca de 12,5V, seu pino de saída fica alto, uma vez que isso acontece, o BC547 aciona e adiciona um capacitor de alto valor C2 em paralelo com C1 diminuindo significativamente a taxa de intermitência e indicando que a bateria entrou na próxima fase de carregamento superior e também que a bateria está boa e está aceitando bem a carga.
À medida que a bateria continua a ser carregada e adquire um nível de tensão de cerca de 14V, o amplificador operacional superior que é definido usando o pino 3 predefinido para acionar neste ponto aciona e renderiza um alto no LED conectado, parando de piscar e iluminando-o para sólido.
Uma vez que isso aconteça, o usuário pode presumir que a bateria atingiu o nível de carga ideal e pode removê-la do carregador.
Como a falha da bateria é indicada
1) Se o LED piscar rapidamente, inicialmente indica que a bateria conectada está descarregada, no entanto, esta condição deve melhorar e o LED deve passar para um piscar lento após uma hora ou mais, dependendo do estado da bateria. Se isso não acontecer, pode-se presumir que a bateria não aceita a carga devido a danos internos ou curto-circuito.
2) Se o LED acender quando a energia for ligada, isso indicará claramente uma bateria defeituosa que pode estar completamente inativa internamente e incapaz de aceitar qualquer corrente.
O circuito indicador de falha de carregamento da bateria explicado acima pode ser atualizado para um corte automático de sobrecarga por meio de alguma modificação, conforme mostrado no diagrama a seguir:
Ao configurar as duas predefinições, certifique-se de que o link de 100K permaneça desconectado no amplificador operacional superior.
Depois de configurar os limites, o link de 100k pode ser reconectado à posição.
O circuito não iniciará até que uma bateria seja conectada, portanto, certifique-se de que a bateria a ser carregada esteja conectada primeiro e, em seguida, a alimentação seja ligada.
Para uma bateria de 3,7 V, o zener de 4,7 V deve ser substituído por dois
Uma investigação pouco aprofundada mostra que no circuito acima C2 não terá um caminho de descarga através do BC547 conectado e, portanto, não ajudará a desacelerar as oscilações enquanto o opamp inferior estiver no estado ativado.
A implementação correta do conceito acima provavelmente poderia ser feita usando um optoacoplador conforme mostrado na figura a seguir.
Aqui, em vez de direcionar o capacitor C2 de determinação de frequência, a contraparte do resistor é selecionada para o controle pretendido da frequência e da taxa de piscar do LED:
Esquema para indicador de falha de LED piscando
Agora parece muito melhor.
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FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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