Устройство контроля аккумулятора
Для автомобиля аккумуляторная батарея является неотъемлемым элементом пуска двигателя и источником энергии при неработающем двигателе. Срок службы аккумулятора во многом зависит от правильной его єксплуатации.
Предлагаемая схема (рис.1) является дискретным индикатором напряжения. Она содержит пороговые элементы VD3 и VD6, делители напряжения R2, R3 и R9, R10, микросхему D1 и сигнальные светодиоды VD4, VD5 и VD7. Схемы индикатора подключаются непосредственно к аккумулятору через диод VD1, резистор R1 стабилитрон VD2 и конденсатор С1.
Схему работает следующим образом. Порог срабатывания микросхемы D1 при питании от источника 9 В составляет 5 В. Поэтому если подстроенным потенциометром R2 установить пороговое напряжение на входах 1 и 2 микросхемы D1.1 при входном напряжении 12,2 В, то при уменьшении входного аккумуляторного напряжения потенциал на входах 1 и 2 будет ниже порогового, а на выходе 3 микросхемы D1.1 и входах 5 и 6 МС D1.2 установится единичный уровень, на выходе 4 D1.2 - нулевой. Светодиод VD4 сигнализирует о эксплуатации, контроля плотности и уровня электролита, режимов заряда и разряда. При работающем двигателе обеспечивается автоматическая подзарядка и контроль напряжения на клеммах аккумулятора.
Однако при эксплуатации автомобиля в экстремальных погодных условиях, темное время суток и т.д., когда энергопотребление резко возрастает, генератор не обеспечивает достаточного напряжения для питания потребителей, и аккумулятор разряжается.
Наиболее часто такая ситуация возникает при работе двигателя на малых оборотах, что приводит к разряду аккумулятора и сульфатации его рабочих пластин. Вторая причина нарушения режима заряда - выход из строя регулятора напряжения генератора, при этом возникает вероятность перезаряда аккумулятора, что в свою очередь влечет за собой выкипание электролита и разрушение пластин аккумулятора.
Автомобили, как правило, не оборудованы приборами, обеспечивающими точный контроль напряжения на клеммах аккумулятора, так как уже при напряжении 12 В возникает разряд, а при напряжении 15 В и выше - перезаряд аккумулятора.
Подстроенный потенциометр R9 настроен таким образом, что на входах 12,13 микросхемы D1.4 устанавливается пороговый потенциал при напряжении на клеммах аккумулятора 15 ± 0,1 В. Поэтому на выходе 11 микросхемы D1.4 при напряжении питания менее 15 В имеется высокий потенциал и светодиод VD7 закрыт. На входе 9 микросхемы D1.3 имеется единичный уровень.
Когда напряжение на клеммах аккумулятора в пределах нормы (12,2 -15 В), на выходе 4 микросхемы D 1.2 установится единичный уровень и светодиод VD4 погаснет. Этот же уровень установится и на входе 8, а на выходе 10 микросхемы D1.3 установится нулевой потенциал и светодиод VD5 будет сигнализировать о нормальном напряжении на клеммах аккумулятора.
Повышение напряжения выше 15 В вызывает загорание светодиода VD7. На входе 9 микросхемы D1.3 устанавливается нулевой уровень, светодиод VD5 закрывается.
Таким образом, при включении ключа зажигания и подаче напряжения на схему без дополнительной нагрузки на аккумулятор загорается светодиод VD5, а при пуске двигателя ввиду большого тока стартера напряжение аккумулятора падает и загорается светодиод VD4.
При работающем двигателе на всех режимах светодиод VD7 загорается только в случае нарушения работы регулятора напряжения генератора.
Печатная плата показана на рис.2. В схеме использованы следующие элементы: конденсатор С1 типа К50-12 или К50-20, С2, СЗ типа КМ5 или КМ6, резисторы типа С2-33 или МЛТ, подстроечные резисторы R2, R9 типа СПЗ-1Б. Светодиоды VD4, VD5 и VD7 следует устанавливать на плате так, чтобы они выступали над подстроечными потенциометрами, тогда в качестве лицевой панели можно использовать изоляционную платину с отверстиями под светодиоды и крепежные винты. Корпус можно изготовить из жести или другого материала. Расположение элементов на плате показано на рис.3.
Устройство можно стационарно подключить к схеме автомобиля и закрепить в удобном для визуального контроля месте, а также можно подключить к аккумулятору во время технического осмотра автомобиля.
На рис.4 показана упрощенная схема устройства контроля аккумулятора с использованием только одного светодиода VD4, который загорается при нарушении режима заряда. Этот светодиод можно установить на панели приборов отдельно от печатной платы.
Чтобы установить причину неисправности, необходимо проверить состояние аккумулятора при неработающем двигателе, но включенном зажигании в момент пуска двигателя на холостых и повышенных оборотах двигателя. Момент загорания светодиода укажет причину неисправности. Печатная плата и схема расположения элементов на ней показаны на рис.5 и 6 соответственно.
Н.В. Горбенко, г. Киев