Багаторівневий індикатор напруги

Цей простий пристрій призначений для контролю за станом бортової мережі автомобіля і дозволяє суттєво продовжити термін служби акумуляторної батареї, не допускаючи її розряд більше ніж на 50%.

Пристрій з високою точністю контролює рівень напруги акумулятора і інформує про його стан, а також дозволяє вчасно помітити несправність електромеханічного регулятора напруги автомобіля.

Про стан акумулятора можна судити по густині електроліту в кожному елементі (банці).

Для середньої географічної широти густина електроліту у повністю розрядженого, розрядженого наполовину і повністю зарядженого акумулятора відповідає 1,11, 1,19 і 1,27 г/см3. Для цих станів напруга акумуляторної батареї буде 11,7, 12,18 і 12,66 В.

Рис. 1. Схема багаторівневого індикатора напруги

Періодичний контроль густини електроліту вимагає багато часу, а для вимірювання напруги з необхідною точністю потрібен або цифровий вольтметр, або стрілочний з розтягнутою шкалою.

Описуване нижче пристрій дозволяє обійтися без цих приладів і більш зручне в експлуатації, так як може здійснювати безперервний контроль за станом бортової мережі.

Схема пристрою (рис. 1) зібрана всього на одній мікросхемі D1 (К1401УД2А) і складається з чотирьох компараторів, виконаних на операційних підсилювачах, які за допомогою світлодіодів HL1...HL4 дозволяють інформувати про знаходження рівня напруги в одному з п'яти інтервалів (див. рис. 2) по світінню відповідного індикатора. По світінню одразу двох світлодіодів (або їх "мигання") можна точно визначити момент знаходження напруги на межі між відповідними інтервалами.

Рис. 2

Якщо жоден з світлодіодів не світиться, то це значить, що напруга нижче рівня 11,7В.

Світіння індикатора HL1 інформує водія про несправність у роботі системи регулятор-генератор — при працюючому двигуні він виробляє заряд акумулятора, але напруга при цьому не повинна перевищувати 14,8 В. Якщо ж світиться індикатор HL4, це значить, що акумулятор розряджений більше ніж на 50% і його потрібно терміново ставити на підзарядку.

Топологія друкованої плати пристрою і розташування на ній елементів, крім Т1 і СЗ, показана на рис. 3. Плата має одну перемичку зі сторони установки елементів.

В схемі пристрою використані конденсатори С1 типу К10-17, С2, СЗ типу К73-9 на 250 В, підстроювальний малогабаритний резистор R5 типу СПЗ-19а, інші резистори типу С2-23 (або будь-які малогабаритні).

Оскільки номінала для резистора R4 500 Ом в ряді немає, то його можна скласти з двох резисторів по 1 кОм, включених паралельно. Обозначення прецизійного стабілітрона VD1 (Д818Е) може мати будь-яку останню букву, однак найбільш термостабільними є стабілітрони з позначенням, що закінчується на букви Е, Д і Г.

В якості світлодіодів, крім зазначеного на схемі, можна використовувати будь-які з серії КІП — вони при малому споживаному токі світяться досить яскраво. Діоди VD2...VD4 підійдуть будь-які імпульсні.

Дросель Т1 виконаний на кільцевому сердечнику типорозміру К10х6х3 з ферриту марки 2000НМ1. Обмотки містять по 30 витків дроту ПЕЛШО-0,12. Дросель при правильному включенні фаз обмоток захищає схему від пульсації і перешкод в бортовій мережі при роботі двигуна.

Рис. 3. Топологія друкованої плати і розташування елементів

Налагодження індикатора полягає в установці нижнього (резистором R5) і верхнього (резистором R1) вимогливих порогів спрацьовування індикаторів, при цьому всі проміжні значення рівнів роботи компараторів будуть відповідати рис. 2.

Ток, споживаний індикатором, залежить від напруги в контрольованій ланцюзі і складає близько 20 мА.

Список радіоелементів