A postagem explica um circuito indicador de tempo de backup da bateria para monitorar o uso de energia da bateria pela carga conectada e para estimar o tempo de backup restante aproximado da bateria. A ideia foi solicitada pelo Sr. Mehran Manzoor.
Objetivos e Requisitos do Circuito
- Eu quero um circuito que mostre o tempo restante de backup dos no-breaks do meu computador (ou bateria). Que mostra facilmente o tempo de backup.
- Ele será usado para computador enquanto trabalha sem eletricidade e conhece o tempo para fazer o trabalho.
- A hora será exibida com a ajuda de 7 displays de segmento.
Usando o Indicador de Backup de 4 LEDs
Um display LED de 7 segmentos pode tornar o circuito bastante complexo, portanto, tentaremos implementar o design usando 4 indicadores LED, que podem ser facilmente atualizados para 8 LEDs adicionando outro estágio comparador LM324
Sempre que uma operação de bateria está envolvida para operar uma determinada carga, conhecer o tempo de backup da bateria torna-se um fator importante para o sistema.
No entanto, um indicador de tempo de backup geralmente nunca é fornecido, mesmo na maioria das unidades avançadas de carregador de bateria, o que torna impossível para o usuário perceber a energia de backup restante na bateria associada. Com circunstâncias tão difíceis, o usuário só pode adivinhar o tempo total de descarga por meio de métodos de tentativa e erro.
O projeto de um circuito indicador de tempo de backup de bateria apresentado aqui é projetado para cumprir o requisito acima para que o usuário seja capaz de monitorar visualmente o tempo de backup, bem como o status de consumo da carga conectada à bateria continuamente.
Diagrama de circuito
Operação do Circuito
Referindo-se ao diagrama acima, podemos ver o design composto por algumas etapas para a implementação proposta.
O lado esquerdo do design consiste em um circuito indicador de status da bateria de 4 LEDs usando o opamp LM324, enquanto o lado direito é configurado em torno do IC LM3915, que é um IC de driver de modo de barra/ponto de LED sequencial.
Os opamps do IC LM324 são conectados como comparadores para detectar os níveis de tensão da bateria com referência aos níveis de tensão das entradas inversoras derivadas das saídas do IC LM3915.
Para uma bateria de 12V P1 é ajustado para ativar o LED branco em torno de 11V, P2 é ajustado para ativar o LED amarelo em torno de 12V, P3 é ajustado para acender o LED verde em aproximadamente 13V, e identicamente P4 é ajustado para ligar o LED vermelho em torno de 14V.
Isso implica que em 14V, que é o nível de carga total de uma bateria de 12V, espera-se que todos os LEDs permaneçam acesos.
Configurando as predefinições
A configuração acima das predefinições é feita com referência a um nível de tensão alcançado em uma situação em que o pino 1 do LM3915 está no estado ativado.
O pino 1 é o primeiro pino de saída do IC LM3915 que é definido no estado ativo com referência a uma tensão mínima em seu pino 5, o que significa que, se a tensão do pino 5 for aumentada, a sequência de ativação é correspondentemente deslocada de pino#1 para o próximo pino#18, e então para o pino#17, e assim por diante até finalmente para o pino#10 que é a última pinagem do IC, significando a faixa máxima de detecção de tensão alcançada no pino#5.
As ações acima ativam um nível de referência variável (aumentando) do pino 1 ao pino 10 devido aos diodos conectados em série e aos diodos zener que são adequadamente selecionados para gerar uma queda de tensão correspondentemente crescente nas pinagens indicadas. Espera-se que essas quedas de tensão estejam entre 0,6 V e 5,7 V entre o pino 1 e o pino 10, respectivamente.
Durante o curso da sequência acima, a ativação da pinagem salta de um pino para o próximo, o que significa que apenas uma pinagem permanece ativa em qualquer instante da detecção (certifique-se de que o pino 9 esteja desconectado ou aberto para esta condição)
O pino 5 pode ser visto conectado com Rx, que é um resistor sensor de corrente conectado em série com o negativo da carga e o negativo da bateria.
Portanto, uma pequena diferença de potencial é desenvolvida em Rx equivalente ao consumo de carga e aumenta à medida que o consumo de carga aumenta.
Dependendo do consumo de carga, um dos pinos de saída correspondentes do LM3915 torna-se ativo (lógica baixa), que por sua vez define o nível de tensão de referência instantânea para todos os pinos inversores de opamp LM324
Os LEDs conectados com o opamp acendem comparando a tensão da bateria com referência à corrente de carga, ou seja, com a informação do nível de referência obtido para a ativação do pino de saída do LM3915.
Isso ajuda os opamps a calcular aproximadamente a potência estimada da bateria em relação ao uso pela carga e indicar o mesmo através das iluminações de LED.
À medida que o consumo aumenta, os LEDs desligam, indicando um uso mais alto pela carga e, correspondentemente, menor tempo de backup restante com a bateria.
E, pelo contrário, se a carga consumir energia mínima, os opamps são capazes de adquirir um nível de tensão de referência relativamente menor do pino de saída LM3915, indicando maior tempo restante de bateria, através da iluminação dos LEDs relevantes.
Como configurar o circuito
Rx é selecionado de tal forma que o pino 1 do IC LM3915 se torna ativo (lógico baixo) no nível mínimo de tensão em Rx, isso pode ser feito anexando uma carga fictícia de potência relativamente baixa para a carga.
A predefinição de 10K associada ao pino 5 do LM3915 pode ser usada para ajustar os resultados acima.
Em seguida, a faixa mais alta pode ser selecionada conectando uma carga classificada para consumir uma corrente mais alta ou equivalente ao limite máximo de descarga segura da bateria.
Agora, a predefinição de 10K pode ser ajustada para garantir que, com a carga acima, o pino 10 do IC fique ativo (lógica baixa). Essa configuração pode afetar a configuração anterior, portanto, alguns ajustes adicionais podem ser necessários até que uma condição favorável intermediária seja alcançada com os resultados.
Os presets do LM324 podem ser ajustados conforme explicado anteriormente no artigo, é feito simplesmente com uma referência adquirida do pino 1 do IC LM3915 e configurando os presets A1 para A4 conforme a explicação dada nas seções acima do artigo.
Lista de peças para o circuito indicador de tempo de reserva de bateria proposto.
P1—4 = todos são 10k presets
R1—-R4 = 1K
R5 = 10K
Z1, Z2, Z3 = 3V zener, 1/2 watt
Z4 = 4,7V zener, 1/2 watt
Z5, Z6 = 5,1V zener
Todos os diodos são 1N4148
O resto da informação é dada no diagrama.
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FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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