Индикатор состояния аккумуляторной батареи

Вниманию читателей предлагаем индикатор состояния аккумуляторной батареи, сигнализирующий подачей светового и звукового сигналов о ее разрядке, когда напряжение уменьшится ниже порогового уровня. Устройство собрано на основе детектора понижения напряжения серии КР1171.

Описываемое в статье устройство относится к группе простейших индикаторов, которые лишь сигнализируют об уменьшении напряжения на аккумуляторной батарее (АБ) ниже установленного предела.

Проще предлагаемого индикатора можно считать только устройство, состоящее из стабилитрона, светодиода и резистора, однако оно обладает инвертированной индикацией, т. е. выключается, когда напряжение на АБ меньше порогового уровня.

Основа предлагаемого индикатора разрядки АБ - детектор понижения напряжения - микросхема серии КР1171. Эти микросхемы специально разработаны для контроля за снижением напряжения питания в микропроцессорной технике и идеально подходят для решения поставленной задачи.

В состав микросхемы входят источник образцового напряжения, компаратор, сравнивающий напряжение питания с образцовым, и выходной транзистор с открытым коллектором. Она выполнена в трехвыводном, “транзисторном”, корпусе КТ-26. Для реализации простейшего индикатора достаточно подключить к выходу микросхемы светодиод и токоограничивающий резистор.

Размеры такого устройства практически равны габаритам микросхемы и светодиода (резистор можно взять самый миниатюрный). Единственный недостаток подобного индикатора - жестко фиксированный ряд изготавливаемых микросхем в этой серии, каждая из которых рассчитана на вполне конкретное пороговое напряжение.

Две последние цифры в наименовании каждой микросхемы серии указывают ее пороговое напряжение включения. Основные характеристики приведены в таблице.

Фиксированные пороговые напряжения включения хотя и создают некоторые трудности, но все же позволяют сделать индикаторы разрядки разных АБ. Так, например, на микросхеме КР1171СП20 с пороговым напряжением 2В можно выполнить очень компактный индикатор для устройств, питаемых от двух никель-кадмиевых аккумуляторов (детские игрушки, фототехника, аудиоплейеры, радиоприемники, фонари и т. д.).

Принципиальная схема

Такой индикатор можно дополнить простым звуковым сигнализатором. Схема одного из вариантов подобного устройства приведена на рис. 1.

Применение КМОП микросхемы позволяет получить высокую экономичность и большой интервал рабочего напряжения. Практически, чтобы переделать индикатор под другое напряжение, достаточно поставить микросхему серии КР1171 с иным пороговым напряжением. Исключение составляет лишь КР1171СП20, поскольку при напряжении 2 В генератор на микросхеме К561ЛН2 не работает.

Рис. 1. Принципиальная схема индикатора состояния аккумуляторной батареи.

Впрочем, это легко объяснимо. Для микросхем серии К561 интервал напряжения питания составляет 3... 15 В. На практике этот генератор устойчиво работал до напряжения 2,5 В, правда, с пониженной громкостью сигнала.

Потребляемый ток индикатора в выключенном состоянии (светодиод погашен, звукового сигнала нет) при напряжении 6 В не превышает 20 мкА, а во включенном (светодиод включен, сигнализатор излучает тоновые посылки) при напряжении 5,2 В - 6 мА.

Столь малый потребляемый ток в выключенном состоянии позволяет встраивать индикатор в устройства, требующие непрерывного контроля напряжения на АБ. При этом его следует подключить до выключателя питания устройства, непосредственно на клеммы батареи.

Печатная плата индикатора выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита. Ее чертеж показан на рис. 2. Она разрабатывалась под самые распространенные элементы и поэтому имеет увеличенные габариты. При использовании микросхемы серии 564 и остальных деталей для поверхностного монтажа можно получить гораздо более компактную конструкцию.

Для уменьшения габаритов вместо пьезокерамического излучателя ЗП-18 желательно применить более миниатюрный с приемлемой громкостью звучания. Остальные детали - резисторы МЛТ, ОМЛТ, С2-ЗЗН и т. п. мощностью 0,125 Вт.

Рис. 2. Печатная плата индикатора.

Конденсатор С1 - любой оксидный с минимальным током утечки, остальные - К10-17 или КМ. Диоды допустимо применить из серий КД522, КД521. Светодиод - любой с номинальным током не более 10 мА. Его цвет, яркость и габариты выбирают исходя из конкретных условий.

Налаживание

Налаживание индикатора сводится к подбору резистора R6 для обеспечения максимальной громкости примененного пьезоизлучателя.

Вообще, в индикаторе можно применить любой звуковой сигнализатор. Основные требования к нему - минимальный потребляемый ток в выключенном состоянии и работоспособность при необходимом пороговом напряжении. Допустимо использовать и звуковой излучатель со встроенным генератором, например, НРМ14АХ фирмы JL World.

С. Малахов, г. Санкт-Петербург. Р2001, 7.