Circuito indicador de tiempo de reserva de batería

Circuito indicador de tiempo de reserva de batería

La publicación explica un circuito indicador del tiempo de respaldo de la batería para monitorear el uso de energía de la batería por parte de la carga conectada y para estimar el tiempo de respaldo restante aproximado de la batería. La idea fue solicitada por el Sr. Mehran Manzoor.

Objetivos y requisitos del circuito



  1. Quiero un circuito que muestre el tiempo restante de respaldo de mi computadora (o batería). Que muestra fácilmente la hora de la copia de seguridad.
  2. Se utilizará para computadora mientras se trabaja sin electricidad y se conoce el tiempo para hacer el trabajo.
  3. La hora se mostrará con la ayuda de pantallas de 7 segmentos.

Uso del indicador de respaldo de 4 LED

Una pantalla LED de 7 segmentos podría hacer que el circuito sea bastante complejo, por lo tanto, intentaremos implementar el diseño usando 4 indicadores LED, que se pueden actualizar fácilmente a 8 LED agregando otro Etapa comparadora LM324



Siempre que esté involucrada una operación de batería para operar una carga determinada, conocer el tiempo de respaldo de la batería se convierte en un factor importante para el sistema.

Sin embargo, casi nunca se proporciona un indicador de tiempo de respaldo, incluso en la mayoría de los unidades avanzadas de carga de batería , lo que hace imposible que el usuario obtenga la energía de respaldo restante dentro de la batería asociada. En circunstancias tan difíciles, el usuario solo tiene que adivinar el tiempo de descarga completo mediante métodos de prueba y error.



El diseño de un circuito indicador de tiempo de respaldo de batería que se presenta aquí está diseñado para cumplir con el requisito anterior, de modo que el usuario pueda monitorear visualmente el tiempo de respaldo, así como el estado de consumo de la carga conectada con la batería de forma continua.

Diagrama de circuito

Operación del circuito

Con referencia al diagrama anterior, podemos ver el diseño que comprende un par de etapas para la implementación propuesta.



El lado izquierdo del diseño consta de un Circuito indicador de estado de la batería de 4 LED utilizando el opamp LM324, mientras que el lado derecho está configurado alrededor del IC LM3915, que es un controlador de modo de barra / punto LED secuencial IC.

Los amplificadores operacionales del IC LM324 están conectados como comparadores para detectar los niveles de voltaje de la batería con referencia a los niveles de voltaje de las entradas inversoras derivados de las salidas del IC LM3915.

Para una batería de 12 V, P1 está configurado para activar el LED blanco a alrededor de 11 V, P2 está configurado para activar el LED amarillo a alrededor de 12 V, P3 está configurado para iluminar el LED verde a aproximadamente 13 V, e idénticamente P4 está ajustado para encender el LED rojo alrededor de 14V.

Esto implica que a 14 V, que es el nivel de carga completo de una batería de 12 V en el que se puede esperar que todos los LED permanezcan iluminados.

Configurar los preajustes

La configuración anterior de los ajustes preestablecidos se realiza con referencia a un nivel de voltaje alcanzado en una situación en la que el pin # 1 del LM3915 está en el estado activado.

El pin n. ° 1 es el primer pin de salida del IC LM3915 que se establece en el estado activo con referencia a un voltaje mínimo en su pin n. ° 5, lo que significa que si el voltaje del pin n. ° 5 aumenta, la secuencia de activación se cambia correspondientemente de pin # 1 al siguiente pin # 18, y luego al pin # 17, y así sucesivamente hasta finalmente al pin # 10 que es el último pinout del IC, lo que significa el rango de detección de voltaje máximo alcanzado en el pin # 5.

Las acciones anteriores activan un nivel de referencia variable (creciente) desde el pin n. ° 1 al pin n. ° 10 debido a los diodos conectados en serie y los diodos Zener que se seleccionan apropiadamente para generar caídas de voltaje en aumento correspondiente en los pines indicados. Se puede esperar que estas caídas de voltaje estén entre 0,6 V y 5,7 V a través del pin # 1 al pin # 10 respectivamente.

Durante el transcurso de la secuencia anterior, la activación del pinout salta de un pin al siguiente, lo que significa que solo un pinout permanece activo en cualquier momento de la detección (asegúrese de que el pin # 9 esté desconectado o abierto para esta condición)

El pin n. ° 5 se puede ver adjunto con Rx que es una resistencia de detección de corriente que está conectado en serie con el negativo de carga y el negativo de la batería.

Por lo tanto, se desarrolla una pequeña diferencia de potencial entre Rx equivalente al consumo de carga, y aumenta a medida que aumenta el consumo de carga.

Dependiendo del consumo de carga, uno de los pines de salida correspondientes del LM3915 se activa (lógica baja), que a su vez establece el nivel de voltaje de referencia instantáneo para todos los pines inversores opamp LM324

Los LED conectados con el opamp se iluminan comparando el voltaje de la batería con referencia a la corriente de carga, es decir, con la información del nivel de referencia logrado con la activación del pin de salida LM3915.

Esto ayuda a los amplificadores operacionales a calcular aproximadamente la potencia estimada de la batería con respecto al uso de la carga e indicar lo mismo a través de las iluminaciones LED.

A medida que aumenta el consumo, los LED se apagan, lo que indica un mayor uso por parte de la carga y, en consecuencia, un menor tiempo de respaldo que queda con la batería.

Y por el contrario, si la carga consume energía mínima, los amplificadores operacionales pueden adquirir un nivel de voltaje de referencia relativamente más bajo desde el pin de salida LM3915, lo que indica un mayor tiempo de respaldo de la batería restante, a través de la iluminación de los LED relevantes.

Cómo configurar el circuito

Rx se selecciona de modo que el pin # 1 del IC LM3915 se active (lógica baja) a un nivel de voltaje mínimo en Rx, esto se puede hacer conectando una carga ficticia de potencia relativamente baja para la carga.

El preajuste de 10K asociado con el pin n. ° 5 del LM3915 puede usarse para ajustar los resultados anteriores.

A continuación, se puede seleccionar el rango más alto conectando una carga clasificada para consumir una corriente más alta o equivalente al límite máximo de descarga segura de la batería.

Ahora el preset de 10K puede ajustarse para asegurarse de que con la carga anterior, el pin # 10 del IC se active (lógica baja). Esta configuración podría afectar la configuración anterior, por lo tanto, es posible que se requiera un ajuste adicional hasta que se alcance una condición favorable intermedia con los resultados.

Los ajustes preestablecidos del LM324 se pueden ajustar como se explicó anteriormente en el artículo, simplemente se hace con una referencia obtenida del pin n. ° 1 de IC LM3915 y configurando los ajustes preestablecidos A1 a A4 según la explicación dada en las secciones anteriores del artículo.

Lista de piezas para el circuito indicador de tiempo de respaldo de batería propuesto.

P1 --- 4 = todos son presets de 10k

R1 ---- R4 = 1 K

R5 = 10 K

Z1, Z2, Z3 = Zener de 3 V, 1/2 vatio

Z4 = Zener de 4,7 V, 1/2 vatio

Z5, Z6 = zener de 5,1 V

Todos los diodos son 1N4148

El resto de la información se da en el diagrama.




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