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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Anzeige für niedrigen Batteriestand. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Ladegeräte, Batterien, galvanische Zellen Der vorgeschlagene Indikator überwacht die Spannung einer 9-Volt-Batterie und zeigt sie in Form einer Leuchtsäule aus sechs LEDs unterschiedlicher Farbe an. Mit seiner Hilfe können Sie den allgemeinen Zustand der Batterie beurteilen: „frisch“ oder entladen (bei minimalem oder maximalem Laststrom). Der Indikator erfordert keine Einstellung eines Spannungsschwellenwerts, wird von der gemessenen Quelle gespeist und besteht aus allgemein erhältlichen Komponenten. Die Anzeigeschaltung (Abb. 1) basiert auf sechs Unterspannungsdetektoren (Mikroschaltungen der KR1171SP-Serie). Diese Mikroschaltungen sind speziell für die Spannungssteuerung in der Mikroprozessortechnik konzipiert. Mikroschaltungen mit unterschiedlichen Markierungen haben ihre eigene Schwellenschaltspannung. Somit schaltet die Mikroschaltung KR1171SP87 bei einer Spannung von 8,7 V und die Mikroschaltung KR1171SP53 bei einer Spannung von 5,3 V.
Die Mikroschaltungen werden in einem TO-92-Gehäuse hergestellt und ähneln einem Transistor. Sie verfügen über drei Ausgänge: Spannungsmesseingang, gemeinsamer (Minus) und Open-Collector-Ausgang. Sinkt die geregelte Spannung unter die Schaltschwelle des Mikroschaltkreises (abhängig von seinem Buchstabenindex), wird der Ausgang auf ein niedriges Potential gesetzt. Diese Eigenschaft wird zur Messung der Batteriespannung verwendet. Die über den Stecker X1 zugeführte Steuerspannung wird von der Bitschaltung R1-R2 geladen. Mit dem Trimmwiderstand R2 können Sie den Laststrom von 10 bis 90 mA einstellen. Der Widerstand R1 schützt die Batterie vor Kurzschlüssen, wenn sich der Trimmerwiderstandsschieber in der äußersten Position befindet. Es ist besser, eine Standard-9-Volt-Batterie mit einem empfohlenen Entladestrom von etwa 10 mA zu prüfen und den Trimmerwiderstandsschieber auf den maximalen Widerstand zu stellen. Sie können aber den Laststrom anhand des tatsächlich verbrauchten Stroms einstellen und so die Leistungsfähigkeit der Batterie beurteilen. Die Messeingänge von sechs Detektoren DA1...DA6 sind parallel an den Entladekreis angeschlossen. An die Ausgänge der Mikroschaltungen sind Feldeffekttransistoren VT1 .VT6 angeschlossen, die die Einschaltung der LEDs HL1...HL6 steuern. Jeder der Detektoren ist für seine eigene Ansprechspannung ausgelegt, daher haben die Ausgänge aller Detektoren bei einer „frischen“ Batterie ein positives Potenzial, das über die „Pull-up“-Widerstände R3...R8 zu den Gates der Feld- Effekttransistoren VT1...VT6. Alle Transistoren sind geöffnet und die LEDs HL1.HL6 leuchten. Die LEDs bilden eine Leuchtsäule, entlang derer die Spannung an der Batterie optisch überwacht wird. Wenn alle LEDs leuchten, ist die Batteriespannung normal. Wenn die LEDs HL4...HL6 (grün) aus sind und die LEDs HL1...HL3 leuchten, beträgt der Ladezustand etwa 50 %. Wenn auch die LEDs HL2, HL3 (gelb) erlöschen und nur noch LED HL1 (rot) leuchtet, ist der Akku fast vollständig entladen (seine Spannung beträgt nur noch 2,8 V). Sie können eine genauere Einschätzung vornehmen – für jede erloschene LED. Wenn beispielsweise nur die HL6-LED erlischt, bedeutet dies, dass der DA1-Chip, der für eine Schwellenspannung von 8,7 V ausgelegt ist, geschaltet hat. Folglich liegt die Spannung unter diesem Wert und beträgt bei leuchtendem HL5 etwa 7,6 V. Die Schaltbereiche der KR1171SP-Mikroschaltungen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Bei Verwendung des Moduls müssen Sie den Batterielaststrom einstellen. Dies kann ungefähr dadurch erreicht werden, dass der Schieber des Trimmerwiderstands in eine der äußersten Positionen bewegt wird. Dann ist der Laststrom entweder minimal oder maximal. Mit einem Digitalmultimeter können Sie den Lastwiderstand einstellen und den Batteriestrom berechnen. Der von der Anzeige verbrauchte Strom wird hauptsächlich durch den Strom durch die LEDs HL1...HL6 bestimmt. Um diesen Strom zu reduzieren, müssen Sie den Widerstandswert der Widerstände R9...R14 erhöhen. Bei den im Diagramm angegebenen Teilen beträgt die Stromaufnahme etwa 50 mA (bei maximalem Widerstand des Trimmwiderstands). Der Indikator ist auf einer Leiterplatte aus einseitigem Folien-Glasfaserlaminat mit einer Dicke von 1,5...2 mm montiert. Abmessungen der Leiterplatte - 25x50 mm. Die Platinenzeichnung ist in Abb. 2 dargestellt, die Position der Funkkomponenten in Abb. 3 und die Nennwerte und Typen der Elemente in Tabelle 2. Zum Anschluss an die Batterie wird ein Stecker auf die Leiterplatte gelötet. Bequemer ist es, den Anschlussstecker von einer anderen ähnlichen Batterie zu übernehmen, die bereits ausgedient hat. Verwenden Sie eine Büroklammer aus Metall, um den Stecker und die Platine zu verbinden. Die Büroklammer wird halbiert, abgezogen und dann in die Befestigungslöcher geschraubt. Die überschüssigen Enden werden abgeschnitten und mit der Leiterplatte und dem Stecker verlötet. Verwenden Sie zum Löten der Enden der Büroklammer ein neutrales flüssiges Flussmittel. Dies erleichtert das Verzinnen und Verbinden der Metallteile. Durch die Verbindung wird die Platine mit Teilen in vertikaler Position sicher und starr auf dem Stecker fixiert. Jetzt können Sie die Batterie anschließen und die Funktionsfähigkeit der Anzeige prüfen. Autor: A. Lechkin
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