ความจุของแบตเตอรี่: วิธีวัด, วิธีวัดด้วยมือของคุณเอง ความจุของแบตเตอรี่: วิธีการวัด วิธีวัดด้วยตนเอง โซลูชัน "อัจฉริยะ" สำหรับการทดสอบแบตเตอรี่
เรานำเสนอโครงการสำหรับโหลดอิเล็กทรอนิกส์แบบแอคทีฟแบบโฮมเมด โหลดตัวต้านทานนั้นไม่มีอะไรพิเศษ แต่ส่วนต่อขยายของฐานคือไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้ในการวัดกระแส แรงดัน และกำลัง และทดสอบความจุของแบตเตอรี่ตั้งแต่ 100 mAh ถึง 99 Ah ด้วยฟังก์ชันตัดการเชื่อมต่อโหลดอัตโนมัติจากแหล่งกำเนิดหลังจากถึง แรงดันจำหน่ายที่ตั้งไว้ การดำเนินการเพิ่มเติมของไมโครคอนโทรลเลอร์คือการควบคุมความเร็วพัดลมโดยขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของหม้อน้ำ
แผนภาพวงจรของมิเตอร์ความจุแบตเตอรี่พร้อมโหลดอิเล็กทรอนิกส์
การทำงานของวงจรโหลดแอกทีฟพื้นฐานนั้นค่อนข้างง่าย - ทรานซิสเตอร์กำลังเชื่อมต่อแบบอนุกรมโดยมีตัวต้านทานตรวจจับพลังงานจากแหล่งกำเนิดพร้อมแหล่งพลังงาน (เช่นแหล่งจ่ายไฟแบตเตอรี่) ทรานซิสเตอร์ถูกควบคุมโดยสัญญาณข้อผิดพลาดที่สร้างขึ้นในแอมพลิฟายเออร์เครื่องมือวัดตามสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับจากตัวต้านทานการรับรู้และสัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายจากโพเทนชิออมิเตอร์ควบคุม ความแตกต่างระหว่างสัญญาณเหล่านี้ทำให้ทรานซิสเตอร์เปิดหรือปิดผ่านเครื่องขยายสัญญาณเครื่องมือเพื่อทำให้เท่ากัน สิ่งนี้ส่งผลต่อปริมาณกระแสที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์ และกระแสที่มาจากแหล่งกำเนิดที่กำลังทดสอบ แรงดันไฟฟ้าที่เป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตามกฎของโอห์มจะถูกนำไปใช้กับตัวต้านทานการวัด
แน่นอนว่าวงจรพื้นฐานนี้มีการดัดแปลงที่แตกต่างกันมากมาย เช่น ทรานซิสเตอร์กำลังมากกว่าหนึ่งตัว ทรานซิสเตอร์ควบคุมเพิ่มเติม MOSFET แทนทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ ออปแอมป์เวอร์ชันปรับปรุง และอื่นๆ
โปรเจ็กต์นี้ใช้ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดกับทรานซิสเตอร์สนามผล STW20NB50 หนึ่งตัวในแพ็คเกจ TO-247 ทรานซิสเตอร์ถูกขับเคลื่อนโดยตรงด้วยออปแอมป์ LM358 คู่ที่ขับเคลื่อนด้วยแรงดันไฟฟ้า 9V เดียว แรงดันไฟฟ้าที่รับรู้จากตัวต้านทานกำลัง (ตัวต้านทาน 0R1 5W แบบขนาน 2 ตัว) ถูกใช้ผ่านตัวกรอง RC อย่างง่ายไปยังอินพุตกลับด้านของแอมพลิฟายเออร์ตัวแรก และ ไปยังอินพุตที่ไม่กลับด้านของ op-amp อื่นเพื่อขยายแรงดันไฟฟ้าก่อนถ่ายโอนไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ - การวัดกระแส
แรงดันไฟฟ้าของโพเทนชิโอมิเตอร์ควบคุมที่เชื่อมต่อสองซีรีส์ยังถูกนำไปใช้กับอินพุตของแอมพลิฟายเออร์ตัวแรกที่ไม่กลับด้าน ทำให้เกิดระบบการปรับแบบหยาบและแบบละเอียดซึ่งดูดซับโดยโหลดปัจจุบัน ออปแอมป์ตัวแรกจะสร้างสัญญาณแสดงข้อผิดพลาดที่ควบคุมทรานซิสเตอร์กำลัง ทรานซิสเตอร์ทำงานเชิงเส้น ซึ่งค่อนข้างผิดปกติสำหรับ MOSFET แต่ในกรณีนี้จะถือว่าปกติโดยสมบูรณ์
คำเตือน: วงจรโหลดตัวต้านทานนี้อาจไม่ทนต่อการเชื่อมต่อย้อนกลับของแหล่งจ่ายไฟที่ทดสอบ!
โปรเจ็กต์นี้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ATtiny26 ขับเคลื่อนโดยออสซิลเลเตอร์ภายใน 8 MHz ซึ่งในการเดินทางสองสามครั้งแรกจะถูกปรับเทียบ "ด้วยตนเอง" โดยการลองผิดลองถูกโดยการเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่ป้อนลงในรีจิสเตอร์ออสซิลเลเตอร์ OSCCAL เมื่อเริ่มต้นโปรแกรม (การปรับ คอมไพล์ และการเขียนโปรแกรมหลายครั้ง) . แม้ว่าวงจรจะมีฟังก์ชั่นในการวัดความจุของแบตเตอรี่ซึ่งประกอบด้วยการคำนวณโหลดที่ยอมรับเป็นฟังก์ชันของเวลา แต่เราไม่คิดว่าจำเป็นต้องรักษาเวลาให้คงที่โดยใช้ควอตซ์เนื่องจากนี่ไม่ใช่อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการและมีการเบี่ยงเบนเล็กน้อยในเวลาที่นับ (หลังจากปรับเทียบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้ว) มีผลเพียงเล็กน้อยต่อผลการวัดแบตเตอรี่ หากใครต้องการปรับตัวจับเวลาด้วยควอตซ์ให้คงที่ คุณก็สามารถทำได้
โปรแกรมนี้เขียนด้วยภาษาแอสเซมบลีทั้งหมดและใช้หน่วยความจำโปรเซสเซอร์ที่มีอยู่เพียง 2 KB
ADC จะถูกป้อนผ่านตัวเก็บประจุแบบบล็อกที่ส่วนท้ายของ AVCC และใช้แรงดันไฟฟ้าภายใน 2.56 V เป็นแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง การวัดจะดำเนินการเป็นรอบทุกๆ 200 มิลลิวินาทีในลูปโปรแกรมหลัก
หากต้องการดูกระแสและแรงดันไฟฟ้าด้วยความแม่นยำ 0.01 ความแม่นยำในการประมวลผล ADC คือซอฟต์แวร์เพิ่มขึ้นจาก 10 เป็น 12 บิต หากไม่มีขั้นตอนนี้ ความแม่นยำของตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าในช่วง 30V ที่สันนิษฐานคือ 30V/1023 (ADC) = ~0.03V ซึ่งไม่ดีมาก
ด้วยการสุ่มตัวอย่างเกินขนาด 12 บิต ความแม่นยำในการอ่านแรงดันไฟฟ้าคือ 30 V / 4095 (ADC)<0,01 В. Для тока с предполагаемым диапазоном 10 А избыточная дискретизация была по существу ненужной, потому что 10 А / 1023 (АЦП) = ~ 0,01 А, что достаточно.
การวัดแต่ละครั้งจะใช้การอ่านค่า "อย่างรวดเร็ว" จำนวนมากจาก ADC ซึ่งจะดึงค่าเฉลี่ยออกมา จากนั้นจะเข้าสู่บัฟเฟอร์แบบวงกลม "อิสระ" ที่ถูกเติมเป็นวงรอบด้วยการวัดแต่ละครั้ง ค่าเฉลี่ยของบัฟเฟอร์นี้ใช้สำหรับการคำนวณกระแสหรือแรงดันที่ถูกต้องเพิ่มเติมเท่านั้น เป็นผลให้ค่าที่อ่านได้ค่อนข้างคงที่และตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงค่าที่วัดได้ค่อนข้างรวดเร็ว
อุณหภูมิหม้อน้ำวัดโดยวงจรบนเซ็นเซอร์ดัลลัส (อาจเป็น 18B20 หรือ 18S20 - โปรแกรมจดจำและปรับ) ด้วยความแม่นยำขององศาที่ใกล้ที่สุดและบนพื้นฐานนี้จะกำหนดว่าจะหมุนพัดลมหม้อน้ำเร็วแค่ไหน - ยิ่งร้อนก็ยิ่งหมุนเร็วขึ้น เมื่อเปิดเครื่องพัดลมจะเริ่มทำงานที่ความเร็วสูงและหลังจากนั้นสักพักจะถึงความเร็วต่ำสุดตามอุณหภูมิ
โดยทั่วไป การวัดความจุของแบตเตอรี่ประกอบด้วยการรวมการอ่านค่าปัจจุบันในช่วงเวลาที่กำหนด (ในที่นี้ 1 วินาที) จากนั้นจึงรวมผลรวมนี้ในช่วงเวลาที่กำหนด (ในที่นี้ 1 ชั่วโมง = 3600 วินาที) ตัวอย่างเช่น ให้มันเป็นการวัดกระแส 1 A; ถ้าเรารวมมันเป็นเวลากว่าหนึ่งชั่วโมงทุกๆ วินาที เราจะได้ผลรวมของการอ่าน = 1 A x 3600 s = 3600 Ac; หากเราหารมันด้วยระยะเวลาการรวมคงที่เท่ากับ 3600 วินาที (1 ชั่วโมง) เราจะได้ 3600 Ac / 3600 s = 1 A ต่อชั่วโมง
มาดูกันว่ากระแส = 4 A เป็นเวลา 10 ชั่วโมง แล้วจะเกิดอะไรขึ้น? 4 A x 36000 วินาที = 144000 Ac -> 144000/3600 = 40 Ah
ในการวัดความจุของแบตเตอรี่ จะต้องเชื่อมต่อกับโหลดที่มีโพเทนชิโอมิเตอร์หยาบและละเอียดขั้นต่ำ (ตัวตัดโหลด) และโพเทนชิโอมิเตอร์การปรับแรงดันไฟฟ้าตัดสูงสุด จอแสดงผลควรแสดงแรงดันแบตเตอรี่ เช่น 12.15 V และกระแสไฟไม่โหลด หน่วยแรงดันไฟฟ้าควรเขียนเป็น "V" (ด้วยตัวพิมพ์ใหญ่) หากเป็นตัวอักษรตัวเล็ก "v" ควรกดปุ่มสั้น ๆ เพื่อเปิดใช้งานฟังก์ชันการกำจัดโหลดเพื่อกลับไปเป็น "V" ขนาดใหญ่
ทีนี้มาปรับแรงดันไฟฟ้าคัตออฟสำหรับโพเทนชิออมิเตอร์กัน ตัวอย่างเช่น สำหรับแบตเตอรี่กรด 12V มันจะเป็นแรงดันคายประจุรวมที่ 10.20V (1.7V/เซลล์ แหล่งที่มาต่างกันอาจให้ขนาดแตกต่างกันเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับผู้ผลิต) กดปุ่มฟังก์ชั่นตัดการเชื่อมต่อการโหลดเป็นเวลานาน (มากกว่า 3 วินาที) จนกระทั่งตัวอักษร "V" เปลี่ยนเป็น "v" ตัวเล็ก หมุนโพเทนชิออมิเตอร์แรงดันไฟฟ้าไปที่ค่าสูงสุดแล้วปล่อยทิ้งไว้ - เมื่อโหลดฉนวนพวกเขาจะกลับสู่โหมดสแตนด์บาย
ตอนนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะตั้งค่ากระแสโหลดที่ต้องการ โดยควรเป็นเวลา 20 ชั่วโมง (โดยปกติจะเป็นไปตามคำแนะนำสำหรับแบตเตอรี่กรด) เช่น 2.5 A สำหรับแบตเตอรี่ 50 A/h และรอสัญญาณสิ้นสุด - มีเสียงบี๊บ อาจใช้เวลาหลายชั่วโมง ขึ้นอยู่กับสภาพของแบตเตอรี่ ด้วยคุณสมบัติตัดโหลด คุณจึงไม่ต้องกังวลกับการคายประจุจนหมดและทำให้แบตเตอรี่เสียหาย - โหลดจะปิดโดยอัตโนมัติ บนจอแสดงผลเราสามารถอ่านค่าความจุและเวลาการวัดที่ผ่านไปได้
การตรวจจับประจุไฟฟ้าจะทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อตรวจพบกระแสไฟฟ้าอย่างน้อย 50mA โดยไม่ต้องกดปุ่มใดๆ และปรับแรงดันไฟฟ้าตัดที่อธิบายไว้ข้างต้น โดยจะทำหน้าที่เปิดใช้งานโหมดควบคุมแรงดันไฟฟ้าและตัดโหลดเท่านั้น
เอาต์พุตตัวประมวลผลตัวใดตัวหนึ่งมีการส่งสัญญาณซอฟต์แวร์ USART ที่ความเร็ว 9600 8N1 ในรอบหนึ่งวินาที ซึ่งรวมถึงข้อมูลที่เหมือนกับที่แสดงบนจอแสดงผลในรูปแบบของรหัส ASCII คุณสามารถส่งการถ่ายโอนข้อมูล เช่น ไปยังคอมพิวเตอร์ผ่านอะแดปเตอร์ RS232-TTL/USB และอ่านข้อมูลโดยตรงบนเทอร์มินัลใดๆ โดยการระบุพอร์ต COM ที่เหมาะสมของอะแดปเตอร์ ข้อมูลที่ส่งประกอบด้วยรหัส ASCII ที่ควบคุมเทอร์มินัล ได้แก่ รหัส CR + LF ที่ปลายบรรทัดและรหัส CLRSCR เพื่อล้างหน้าจอที่จุดเริ่มต้นของการส่งสัญญาณแต่ละครั้งเพื่อให้ข้อมูลปรากฏในหน้าต่างเทอร์มินัลใน ตำแหน่งคงที่ (หน้าต่างจะไม่เลื่อนเมื่อได้รับข้อมูล)
ไมโครคอนโทรลเลอร์ควบคุมจอแสดงผล LCD ตัวอักษรและตัวเลข 2x16 โดยตรงในโหมด 4 บิต จอแสดงผลแสดงพารามิเตอร์ 6 ตัว
- ในบรรทัดบนสุด: แรงดัน, กระแส, อุณหภูมิหม้อน้ำ;
- สิ่งสำคัญที่สุดคือ กำลัง กำลัง เวลาในการวัด
มีโพเทนชิโอมิเตอร์หลายตัวในวงจร ใช้เพื่อแก้ไขการวัดแรงดันและกระแส ตลอดจนแสดงคอนทราสต์ และเพื่อปรับระดับกระแสโหลด (หยาบและละเอียด) รวมถึงตั้งค่าแรงดันคัตออฟสำหรับการวัด A/h
แหล่งจ่ายไฟคือหม้อแปลงไฟฟ้า 3W, 12V ตัวควบคุมในตัวมาตรฐานในเวอร์ชัน SMD จ่ายไฟ 5V ให้กับวงจรทั้งหมด ในขณะที่ตัวควบคุม 9V ในแพ็คเกจ op-amp TO-92 ได้รับการบัดกรีที่ด้านการติดตาม แรงดันไฟฟ้าถูกกรองด้วยตัวเก็บประจุไฟฟ้าและเซรามิกหลายตัว
วงจรอิเล็กทรอนิกส์แบ่งออกเป็นแผงวงจรพิมพ์สองแผ่น: บอร์ดโปรเซสเซอร์ที่มีวงจรโต้ตอบและบอร์ดโหลดที่มีทรานซิสเตอร์และตัวต้านทาน ออกแบบมาให้สามารถแยกออกเป็นสองส่วนหรือปล่อยเป็นกระดานขนาดใหญ่แผ่นเดียวได้ ในกรณีของการแยก บอร์ดจะเชื่อมต่อโดยใช้ลวดเส้นสั้น ควรใช้สายเคเบิล และวางไว้ในเคสเพื่อให้อยู่ใกล้กันมากที่สุด (สายไฟเชื่อมต่อจะสั้นที่สุด) ทรานซิสเตอร์กำลังเชื่อมต่อกับหม้อน้ำที่มีพัดลมขนาดใหญ่พอสมควร
วงจรทั้งหมดถูกวางไว้ในกล่องโลหะทั่วไปจากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ ATX แผงด้านหน้าที่มีรูสำหรับจอแสดงผลติดอยู่กับผนังด้านใดด้านหนึ่ง นอกจากจอแสดงผลแล้ว ยังมีขั้วต่อบานาน่าสำหรับเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดที่กำลังทดสอบและปรับโพเทนชิโอมิเตอร์อีกด้วย เนื่องจากเป็นเคสจากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์จึงมีขั้วต่อสำหรับสายไฟ 220 V อยู่แล้ว
จะใช้เครื่องทดสอบแบตเตอรี่ได้อย่างไร?
ง่ายมาก. คุณเชื่อมต่อแคลมป์คูลอมบ์เข้ากับแบตเตอรี่ และหลังจากนั้นไม่กี่วินาที อุปกรณ์จะแสดงแรงดันไฟฟ้า
ทำไมฉันถึงต้องมีจี้? ฉันทำงานกับแบตเตอรี่มาเป็นเวลานานและสามารถประเมินสุขภาพของแบตเตอรี่ได้โดยการวัดแรงดันไฟฟ้าภายใต้โหลด หรือแม้แต่โดยการวัดแสงของหลอดไฟที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่
แน่นอนคุณสามารถเข้าใจเรื่องแบตเตอรี่ได้ดี แต่ก็เหมือนกับการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ด้วยลิ้นของคุณ 
- แม้แต่ผู้มีประสบการณ์ก็ไม่สามารถตั้งชื่อหมายเลขได้ - แรงดันไฟฟ้าเป็นโวลต์ (หรือในกรณีของเราเป็นแอมแปร์ชั่วโมง) ลองจินตนาการดูว่าจะต้องใช้แบตเตอรี่จำนวนเท่าใดในการถ่ายทอดประสบการณ์ของคุณให้กับพนักงาน และจี้ทำงานได้แม้ในมือที่ไม่มีประสบการณ์ ดังนั้น เช่นเดียวกับที่คุณใช้มัลติมิเตอร์ในการวัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ คุณจะใช้คูลอมบ์
จี้สามารถใช้ทดสอบแบตเตอรี่ NiCad หรือแบตเตอรี่ลิเธียมได้หรือไม่?
เลขที่ ตัวแสดงคูลอมบ์มีไว้เพื่อทดสอบแบตเตอรี่กรดตะกั่วเท่านั้น
ข้อผิดพลาดของการวัดคูลอมบ์คืออะไร?
Kulon ไม่ใช่เครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำ มันไม่ได้วัด แต่ประมาณการตามการตอบสนองของแบตเตอรี่ต่อสัญญาณทดสอบ นี่เป็นตัวบ่งชี้ที่ทำหน้าที่แยกแยะแบตเตอรี่ที่ดีจากแบตเตอรี่ที่สูญเสียส่วนหนึ่งตามมา ข้อผิดพลาดในการวัดไม่ได้ระบุไว้ในรายการคุณลักษณะทางเทคนิคและไม่ได้มาตรฐาน จี้ได้รับการทดสอบกับบริษัทแบบดั้งเดิมหลายแห่งโดยใช้อิเล็กโทรไลต์ของเหลว (ดูดซึมเข้าสู่เพลตและตัวแยก) - เทคโนโลยี AGM สำหรับแบตเตอรี่เหล่านี้ ข้อผิดพลาดในการประมาณค่าไม่เกิน 10-15% แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตแบตเตอรี่บางรายได้เริ่มผลิตแบตเตอรี่ที่มีลักษณะทางไฟฟ้าแตกต่างอย่างเห็นได้ชัด ตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่สำหรับการคายประจุไฟฟ้าระยะสั้น (มักอยู่ในตำแหน่ง) หรือแบตเตอรี่ "ไม่มีชื่อ" จำนวนมาก ซึ่งมักจะติดตั้งในระบบสัญญาณเตือนภัยด้วยต้นทุนต่ำ (ด้วยความหวังว่าจะไม่เกิดเพลิงไหม้) ดังนั้น ทุกวันนี้ สำหรับแบตเตอรี่ที่ไม่รู้จัก แม้ว่าจะใช้เทคโนโลยี AGM ข้อผิดพลาดก็อาจมีมากกว่านั้น เพื่อลดข้อผิดพลาดนี้ ผู้ใช้สามารถกำหนดค่าผู้ทดสอบให้ทดสอบประเภทเฉพาะ โดยแทนที่การสอบเทียบจากโรงงานของอุปกรณ์ด้วยการสอบเทียบที่ได้รับพร้อมแบตเตอรี่และอยู่ภายใต้เงื่อนไข
การวัดและการประเมินทั้งหมดทำขึ้นโดยสัมพันธ์กับมาตรฐานบางประการ ตัวอย่างเช่น โวลต์มิเตอร์จะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่กับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ปฐมภูมิอ้างอิง และคูลอมบ์จะเปรียบเทียบแบตเตอรี่ที่กำลังทดสอบกับแบตเตอรี่ตะกั่วที่ใช้ทดสอบ ด้วยการเปลี่ยนการสอบเทียบจากโรงงานด้วยการสอบเทียบของคุณเอง คุณสามารถทำให้แบตเตอรี่ของคุณเป็นข้อมูลอ้างอิง และการประมาณความจุทั้งหมดจะมีความแม่นยำมากขึ้น คู่มือการใช้งานแนะนำหลายวิธีในการปรับเทียบอุปกรณ์ คุณเพียงแค่ต้องเลือกและใช้วิธีการที่เหมาะกับคุณที่สุด
จะใช้อย่างไรหากไม่สามารถปรับเทียบเองได้?
โดยส่วนใหญ่ข้อผิดพลาดจะมีเพียงเล็กน้อยและสามารถใช้จี้ได้โดยไม่ต้องเตรียมการใดๆ หากไม่เป็นเช่นนั้นในกรณีของคุณ และไม่มีวิธีปรับเทียบ คุณสามารถใช้ PULON เป็นอุปกรณ์สำหรับการวัดแบบสัมพันธ์ได้ ตัวอย่างเช่น คุณมีแบตเตอรี่ที่เหมือนกันหลายสิบก้อนซึ่งมีความจุปกติที่ 10 A*ชั่วโมง ในเก้ารายการ PENDANT แสดง 9 A*hour และในวันที่สิบ - 3 A*hour สรุป - แบตเตอรี่ก้อนที่สิบชำรุดและจำเป็นต้องเปลี่ยนทันที
แม้ว่าจะมีแบตเตอรี่ประเภทที่กำหนดเพียงก้อนเดียว คุณสามารถตรวจสอบด้วยคูลอมบ์ก่อนนำไปใช้งาน ในระหว่างการบำรุงรักษาเพิ่มเติม คุณสามารถบันทึกการอ่านในช่วงเวลาที่กำหนดได้ (เช่น ไตรมาสละครั้ง) เมื่อคูลอมบ์แสดงว่าเหลือน้อยกว่า 70% ของความจุเริ่มต้น (คุณสามารถเลือกขีดจำกัดนี้ได้ด้วยตัวเอง) จะต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่
อะไรจะน่าเศร้าไปกว่าแบตเตอรี่ที่หมดกะทันหันในเครื่องบินสี่ใบพัดระหว่างการบินหรือเครื่องตรวจจับโลหะปิดเครื่องในที่โล่งที่มีแนวโน้ม ทีนี้ ถ้าเพียงคุณเท่านั้นที่สามารถรู้ล่วงหน้าว่าแบตเตอรี่ชาร์จอยู่แค่ไหน! จากนั้นเราสามารถเชื่อมต่อเครื่องชาร์จหรือติดตั้งแบตเตอรี่ชุดใหม่ได้โดยไม่ต้องรอผลที่ตามมาอันน่าเศร้า
และนี่คือที่มาของแนวคิดเพื่อสร้างตัวบ่งชี้ที่จะส่งสัญญาณล่วงหน้าว่าแบตเตอรี่จะหมดในไม่ช้า นักวิทยุสมัครเล่นทั่วโลกต่างทำงานเพื่อดำเนินงานนี้และในปัจจุบันมีรถยนต์ทั้งคันและรถเข็นขนาดเล็กสำหรับโซลูชันวงจรต่าง ๆ ตั้งแต่วงจรบนทรานซิสเตอร์ตัวเดียวไปจนถึงอุปกรณ์ที่ซับซ้อนบนไมโครคอนโทรลเลอร์
ความสนใจ! แผนภาพที่นำเสนอในบทความระบุเฉพาะแรงดันไฟฟ้าต่ำของแบตเตอรี่เท่านั้น เพื่อป้องกันการคายประจุลึก คุณต้องปิดโหลดหรือใช้งานด้วยตนเอง
ตัวเลือกที่ 1
เริ่มต้นด้วยวงจรง่ายๆ โดยใช้ซีเนอร์ไดโอดและทรานซิสเตอร์: 
เรามาดูกันว่ามันทำงานอย่างไร
ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่าเกณฑ์ที่กำหนด (2.0 โวลต์) ซีเนอร์ไดโอดจะพัง ดังนั้นทรานซิสเตอร์จะปิดและกระแสทั้งหมดจะไหลผ่าน LED สีเขียว ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เริ่มลดลงและถึงค่าลำดับ 2.0V + 1.2V (แรงดันไฟฟ้าตกที่ทางแยกตัวส่งสัญญาณฐานของทรานซิสเตอร์ VT1) ทรานซิสเตอร์จะเริ่มเปิดและกระแสเริ่มถูกกระจายใหม่ ระหว่างไฟ LED ทั้งสองดวง
หากเราใช้ LED สองสี เราจะได้การเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีแดงอย่างราบรื่น รวมถึงช่วงสีระดับกลางทั้งหมดด้วย
ความต่างของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าโดยทั่วไปใน LED สองสีคือ 0.25 โวลต์ (ไฟสีแดงจะสว่างขึ้นที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ) ความแตกต่างนี้เองที่กำหนดพื้นที่ของการเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์ระหว่างสีเขียวและสีแดง
ดังนั้นแม้จะเรียบง่าย แต่วงจรก็ช่วยให้คุณทราบล่วงหน้าว่าแบตเตอรี่เริ่มหมด ตราบใดที่แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อยู่ที่ 3.25V หรือมากกว่า ไฟ LED สีเขียวจะสว่างขึ้น ในช่วงระหว่าง 3.00 ถึง 3.25V สีแดงจะเริ่มผสมกับสีเขียว - ยิ่งใกล้กับ 3.00 โวลต์มากเท่าไร สีแดงก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และสุดท้ายที่ 3V มีเพียงสีแดงบริสุทธิ์เท่านั้นที่สว่างขึ้น
ข้อเสียของวงจรคือความซับซ้อนในการเลือกซีเนอร์ไดโอดเพื่อให้ได้เกณฑ์การตอบสนองที่ต้องการ เช่นเดียวกับการใช้กระแสคงที่ประมาณ 1 mA เป็นไปได้ว่าคนตาบอดสีจะไม่พอใจกับแนวคิดนี้เมื่อเปลี่ยนสี
อย่างไรก็ตามหากคุณใส่ทรานซิสเตอร์ประเภทอื่นในวงจรนี้สามารถทำงานในทางตรงกันข้าม - การเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีแดงจะเกิดขึ้นในทางกลับกันหากแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเพิ่มขึ้น นี่คือแผนภาพที่แก้ไขแล้ว: 
ตัวเลือกหมายเลข 2
วงจรต่อไปนี้ใช้ชิป TL431 ซึ่งเป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่มีความแม่นยำ 
เกณฑ์การตอบสนองถูกกำหนดโดยตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า R2-R3 ด้วยพิกัดที่ระบุในแผนภาพ จะเป็น 3.2 โวลต์ เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงถึงค่านี้ ไมโครวงจรจะหยุดแบ่ง LED และจะสว่างขึ้น นี่จะเป็นสัญญาณว่าการคายประจุแบตเตอรี่โดยสมบูรณ์อยู่ใกล้มาก (แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำที่อนุญาตบนแบตเตอรี li-ion หนึ่งอันคือ 3.0 V)
หากใช้แบตเตอรี่ของแบตเตอรีลิเธียมไอออนหลายแบตเตอรีที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ จะต้องเชื่อมต่อวงจรข้างต้นกับแบตเตอรีแต่ละแบตแยกกัน แบบนี้: 
ในการกำหนดค่าวงจร เราเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟแบบปรับได้แทนแบตเตอรี่และเลือกตัวต้านทาน R2 (R4) เพื่อให้แน่ใจว่าไฟ LED จะสว่างขึ้นในเวลาที่เราต้องการ
ตัวเลือก #3
และนี่คือวงจรง่าย ๆ ของตัวบ่งชี้การคายประจุแบตเตอรี่ Li-ion โดยใช้ทรานซิสเตอร์สองตัว: 
เกณฑ์การตอบสนองถูกกำหนดโดยตัวต้านทาน R2, R3 ทรานซิสเตอร์โซเวียตเก่าสามารถถูกแทนที่ด้วย BC237, BC238, BC317 (KT3102) และ BC556, BC557 (KT3107)
ตัวเลือกหมายเลข 4
วงจรที่มีทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนามสองตัวซึ่งใช้กระแสไฟระดับไมโครอย่างแท้จริงในโหมดสแตนด์บาย 
เมื่อวงจรเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ แรงดันบวกที่เกตของทรานซิสเตอร์ VT1 จะถูกสร้างขึ้นโดยใช้ตัวแบ่ง R1-R2 หากแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าแรงดันคัตออฟของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม มันจะเปิดและดึงเกตของ VT2 ลงกราวด์ จากนั้นจึงปิด
เมื่อถึงจุดหนึ่ง ขณะที่แบตเตอรี่คายประจุ แรงดันไฟฟ้าที่ถอดออกจากตัวแบ่งจะไม่เพียงพอต่อการปลดล็อค VT1 และปิดลง ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ใกล้กับแรงดันไฟฟ้าจะปรากฏขึ้นที่ประตูของสวิตช์สนามที่สอง จะเปิดขึ้นและสว่างขึ้น LED ไฟ LED เรืองแสงจะส่งสัญญาณให้เราทราบว่าจำเป็นต้องชาร์จแบตเตอรี่ใหม่
ทรานซิสเตอร์แบบ n-channel ใดๆ ที่มีแรงดันคัตออฟต่ำจะทำได้ (ยิ่งต่ำยิ่งดี) ประสิทธิภาพของ 2N7000 ในวงจรนี้ยังไม่ได้ทดสอบ
ตัวเลือก #5
บนทรานซิสเตอร์สามตัว: 
ฉันคิดว่าแผนภาพไม่ต้องการคำอธิบาย ขอบคุณค่าสัมประสิทธิ์ขนาดใหญ่ การขยายทรานซิสเตอร์สามสเตจวงจรทำงานอย่างชัดเจนมาก - ระหว่างไฟ LED ที่สว่างและไม่สว่างความแตกต่าง 1 ในร้อยของโวลต์ก็เพียงพอแล้ว ปริมาณการใช้กระแสไฟเมื่อเปิดตัวบ่งชี้คือ 3 mA เมื่อ LED ดับ - 0.3 mA
แม้จะมีรูปลักษณ์ที่ใหญ่โตของวงจร แต่บอร์ดที่เสร็จแล้วก็มีขนาดค่อนข้างเล็ก: 
จากตัวสะสม VT2 คุณสามารถรับสัญญาณที่อนุญาตการเชื่อมต่อโหลด: 1 - อนุญาต, 0 - ปิดใช้งาน
ทรานซิสเตอร์ BC848 และ BC856 สามารถถูกแทนที่ด้วย BC546 และ BC556 ตามลำดับ
ตัวเลือก #6
ฉันชอบวงจรนี้เพราะไม่เพียงแต่เปิดสัญญาณเท่านั้น แต่ยังตัดโหลดอีกด้วย 
น่าเสียดายเพียงอย่างเดียวคือตัววงจรเองไม่ได้ตัดการเชื่อมต่อจากแบตเตอรี่และยังคงใช้พลังงานต่อไป และต้องขอบคุณไฟ LED ที่ติดสว่างตลอดเวลา จึงกินไฟได้มาก
ไฟ LED สีเขียวในกรณีนี้ทำหน้าที่เป็นแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง ซึ่งใช้กระแสไฟประมาณ 15-20 mA หากต้องการกำจัดองค์ประกอบที่โลภเช่นนี้ แทนที่จะใช้แหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง คุณสามารถใช้ TL431 เดียวกันโดยเชื่อมต่อตามวงจรต่อไปนี้*: 
* เชื่อมต่อแคโทด TL431 เข้ากับพินที่ 2 ของ LM393
ตัวเลือกหมายเลข 7
วงจรโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าเครื่องวัดแรงดันไฟฟ้า เรียกอีกอย่างว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและเครื่องตรวจจับ
ตัวอย่างเช่น นี่คือวงจรที่ไฟ LED สว่างขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงเหลือ 3.1V ประกอบบน BD4731 
เห็นด้วย ไม่มีอะไรง่ายไปกว่านี้อีกแล้ว! BD47xx มีเอาต์พุตแบบ Open Collector และยังจำกัดกระแสเอาต์พุตในตัวไว้ที่ 12 mA ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อ LED เข้ากับ LED ได้โดยตรง โดยไม่จำกัดตัวต้านทาน
ในทำนองเดียวกัน คุณสามารถใช้ตัวควบคุมอื่นกับแรงดันไฟฟ้าอื่นๆ ได้
มีตัวเลือกเพิ่มเติมให้เลือกดังนี้:
- ที่ 3.08V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
- ที่ 2.93V: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
- ซีรี่ส์ MN1380 (หรือ 1381, 1382 - ต่างกันเฉพาะในตัวเรือนเท่านั้น) เพื่อจุดประสงค์ของเรา ตัวเลือกที่มีท่อระบายน้ำแบบเปิดเหมาะที่สุดโดยเห็นได้จากหมายเลขเพิ่มเติม "1" ในการกำหนดไมโครวงจร - MN13801, MN13811, MN13821 แรงดันไฟฟ้าตอบสนองถูกกำหนดโดยดัชนีตัวอักษร: MN13811-L เท่ากับ 3.0 โวลต์
คุณยังสามารถใช้อะนาล็อกโซเวียต - KR1171SPkhkh: 
แรงดันการตรวจจับจะแตกต่างกันขึ้นอยู่กับการกำหนดแบบดิจิทัล: 
ตารางแรงดันไฟฟ้าไม่เหมาะมากสำหรับการตรวจสอบแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่ฉันไม่คิดว่ามันคุ้มค่าที่จะลดราคาไมโครวงจรนี้โดยสิ้นเชิง
ข้อดีที่ไม่อาจปฏิเสธได้ของวงจรตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าคือการใช้พลังงานต่ำมากเมื่อปิด (หน่วยและแม้แต่เศษส่วนของไมโครแอมป์) รวมถึงความเรียบง่ายอย่างยิ่ง บ่อยครั้งที่วงจรทั้งหมดพอดีกับขั้วต่อ LED โดยตรง: 
เพื่อให้แสดงการคายประจุได้ชัดเจนยิ่งขึ้น สามารถโหลดเอาต์พุตของตัวตรวจจับแรงดันไฟฟ้าลงบน LED ที่กะพริบได้ (เช่น ซีรีส์ L-314) หรือประกอบ "ไฟกระพริบ" ง่ายๆ ด้วยตัวเองโดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์สองตัว
ตัวอย่างวงจรสำเร็จรูปที่แจ้งเตือนแบตเตอรี่เหลือน้อยโดยใช้ไฟ LED กระพริบแสดงไว้ด้านล่าง: 
วงจรอื่นที่มีไฟ LED กะพริบจะกล่าวถึงด้านล่าง
ตัวเลือกหมายเลข 8
วงจรเย็นที่ทำให้ไฟ LED กระพริบหากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมลดลงเหลือ 3.0 โวลต์: 
วงจรนี้จะทำให้ LED ที่สว่างเป็นพิเศษกะพริบโดยมีรอบการทำงาน 2.5% (เช่น หยุดชั่วคราวนาน - กะพริบสั้น - หยุดอีกครั้ง) สิ่งนี้ช่วยให้คุณลดการสิ้นเปลืองกระแสไฟให้เป็นค่าที่ไร้สาระ - ในสถานะปิดวงจรจะใช้ 50 nA (นาโน!) และในโหมดไฟ LED กะพริบ - เพียง 35 μA คุณช่วยแนะนำสิ่งที่ประหยัดกว่านี้ได้ไหม? แทบจะไม่.
อย่างที่คุณเห็น การทำงานของวงจรควบคุมการปล่อยประจุส่วนใหญ่จะอยู่ที่การเปรียบเทียบแรงดันอ้างอิงบางตัวกับแรงดันไฟฟ้าที่ควบคุม จากนั้น ความแตกต่างนี้จะถูกขยายและเปิด/ปิด LED
โดยทั่วไป สเตจทรานซิสเตอร์หรือแอมพลิฟายเออร์สำหรับการปฏิบัติงานที่เชื่อมต่ออยู่ในวงจรเปรียบเทียบจะถูกใช้เป็นแอมพลิฟายเออร์สำหรับความแตกต่างระหว่างแรงดันอ้างอิงและแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียม
แต่มีวิธีแก้ไขอื่น องค์ประกอบลอจิก - อินเวอร์เตอร์ - สามารถใช้เป็นเครื่องขยายเสียงได้ ใช่ นี่เป็นการใช้ตรรกะที่แหวกแนว แต่ก็ได้ผล แผนภาพที่คล้ายกันจะแสดงในเวอร์ชันต่อไปนี้
ตัวเลือกหมายเลข 9
แผนภาพวงจรสำหรับ 74HC04 
แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของซีเนอร์ไดโอดต้องต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าตอบสนองของวงจร ตัวอย่างเช่น คุณสามารถใช้ซีเนอร์ไดโอด 2.0 - 2.7 โวลต์ การปรับเกณฑ์การตอบสนองโดยละเอียดกำหนดโดยตัวต้านทาน R2
วงจรกินไฟจากแบตเตอรี่ประมาณ 2 mA จึงต้องเปิดหลังจากสวิตช์ไฟด้วย
ตัวเลือกหมายเลข 10
นี่ไม่ใช่แม้แต่ตัวบ่งชี้การคายประจุ แต่เป็นโวลต์มิเตอร์แบบ LED ทั้งหมด! สเกลเชิงเส้นของไฟ LED 10 ดวงให้ภาพสถานะแบตเตอรี่ที่ชัดเจน ฟังก์ชั่นทั้งหมดใช้งานบนชิป LM3914 เพียงตัวเดียว: 
ตัวแบ่ง R3-R4-R5 ตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ล่าง (DIV_LO) และบน (DIV_HI) ด้วยค่าที่ระบุในแผนภาพ การเรืองแสงของ LED ด้านบนจะสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้า 4.2 โวลต์ และเมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่า 3 โวลต์ ไฟ LED สุดท้าย (ล่าง) จะดับ
ด้วยการต่อพินที่ 9 ของไมโครวงจรเข้ากับกราวด์ คุณสามารถสลับเป็นโหมดจุดได้ ในโหมดนี้ไฟ LED เพียงดวงเดียวที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าจะสว่างอยู่เสมอ หากคุณปล่อยให้เป็นไปตามแผนภาพไฟ LED ทั้งหมดจะสว่างขึ้นซึ่งไม่สมเหตุสมผลจากมุมมองที่ประหยัด
เป็นไฟ LED คุณต้องใช้ไฟ LED สีแดงเท่านั้น, เพราะ มีแรงดันไฟฟ้าตรงต่ำที่สุดระหว่างการทำงาน ตัวอย่างเช่น หากเราใช้ไฟ LED สีน้ำเงิน หากแบตเตอรี่เหลือ 3 โวลต์ ก็มีแนวโน้มว่าจะไม่สว่างเลย
ตัวชิปกินไฟประมาณ 2.5 mA บวก 5 mA สำหรับไฟ LED ที่ติดสว่างแต่ละดวง
ข้อเสียของวงจรคือไม่สามารถปรับเกณฑ์การจุดระเบิดของ LED แต่ละตัวแยกกันได้ คุณสามารถตั้งค่าได้เฉพาะค่าเริ่มต้นและค่าสุดท้ายเท่านั้น และตัวแบ่งที่สร้างไว้ในชิปจะแบ่งช่วงเวลานี้ออกเป็น 9 ส่วนเท่าๆ กัน แต่อย่างที่คุณทราบเมื่อถึงจุดสิ้นสุดของการคายประจุ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เริ่มลดลงอย่างรวดเร็ว ความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่ที่คายประจุ 10% และ 20% อาจเป็นหนึ่งในสิบของโวลต์ แต่ถ้าคุณเปรียบเทียบแบตเตอรี่ชนิดเดียวกันที่คายประจุเพียง 90% และ 100% คุณจะเห็นความแตกต่างของโวลต์ทั้งหมด!
กราฟการคายประจุแบตเตอรี่ Li-ion โดยทั่วไปที่แสดงด้านล่างแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงสถานการณ์นี้: 
ดังนั้นการใช้สเกลเชิงเส้นเพื่อระบุระดับการคายประจุแบตเตอรี่จึงดูไม่เป็นประโยชน์มากนัก เราต้องการวงจรที่ช่วยให้เราสามารถตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนที่ LED เฉพาะจะสว่างขึ้น
การควบคุมเต็มรูปแบบเมื่อเปิดไฟ LED จะได้รับจากวงจรที่แสดงด้านล่าง
ตัวเลือกหมายเลข 11
วงจรนี้เป็นวงจรแสดงสถานะแบตเตอรี่/แรงดันแบตเตอรี่ 4 หลัก ใช้งานกับออปแอมป์สี่ตัวที่รวมอยู่ในชิป LM339 
วงจรทำงานได้จนถึงแรงดันไฟฟ้า 2 โวลต์ และกินไฟน้อยกว่า 1 มิลลิแอมแปร์ (ไม่นับ LED) 
แน่นอนว่าเพื่อสะท้อนมูลค่าที่แท้จริงของความจุแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วและที่เหลืออยู่ จำเป็นต้องคำนึงถึงเส้นโค้งการคายประจุของแบตเตอรี่ที่ใช้ (โดยคำนึงถึงกระแสโหลด) เมื่อตั้งค่าวงจร ซึ่งจะช่วยให้คุณสามารถตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำตามตัวอย่างเช่น 5%-25%-50%-100% ของความจุคงเหลือ
ตัวเลือกหมายเลข 12
และแน่นอนว่า ขอบเขตที่กว้างที่สุดจะเปิดขึ้นเมื่อใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงในตัวและอินพุต ADC ฟังก์ชันการทำงานนี้ถูกจำกัดด้วยจินตนาการและความสามารถในการเขียนโปรแกรมของคุณเท่านั้น
ตัวอย่างเช่นเราจะให้วงจรที่ง่ายที่สุดบนคอนโทรลเลอร์ ATMega328 
แม้ว่าที่นี่เพื่อลดขนาดของบอร์ด แต่ควรใช้ ATTiny13 แบบ 8 ขาในแพ็คเกจ SOP8 จะดีกว่า แล้วมันคงจะงดงามมาก แต่ให้นี่เป็นการบ้านของคุณ
LED เป็นแบบสามสี (จากแถบ LED) แต่ใช้เฉพาะสีแดงและสีเขียวเท่านั้น
สามารถดาวน์โหลดโปรแกรมสำเร็จรูป (ร่าง) ได้จากลิงค์นี้
โปรแกรมทำงานดังต่อไปนี้: ทุก ๆ 10 วินาที แรงดันไฟฟ้าจะถูกสำรวจ จากผลการวัด MK จะควบคุม LED โดยใช้ PWM ซึ่งช่วยให้คุณได้รับเฉดสีที่แตกต่างกันโดยการผสมสีแดงและสีเขียว
แบตเตอรี่ที่ชาร์จใหม่จะให้พลังงานประมาณ 4.1V - ไฟสัญญาณสีเขียวจะสว่างขึ้น ในระหว่างการชาร์จ จะมีแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 4.2V บนแบตเตอรี่ และไฟ LED สีเขียวจะกะพริบ ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่า 3.5V ไฟ LED สีแดงจะเริ่มกระพริบ นี่จะเป็นสัญญาณว่าแบตเตอรี่ใกล้หมดและถึงเวลาชาร์จแล้ว ในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่เหลือ ตัวบ่งชี้จะเปลี่ยนสีจากสีเขียวเป็นสีแดง (ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า)
ตัวเลือกหมายเลข 13
สำหรับผู้เริ่มต้นฉันขอเสนอทางเลือกในการทำแผงป้องกันมาตรฐานใหม่ (เรียกอีกอย่างว่า) โดยเปลี่ยนเป็นตัวบ่งชี้ว่าแบตเตอรี่หมด
บอร์ดเหล่านี้ (โมดูล PCB) สกัดจากแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือเก่าในระดับอุตสาหกรรม คุณเพียงแค่หยิบแบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือที่ถูกทิ้งบนถนน หยิบมันขึ้นมา และบอร์ดก็อยู่ในมือคุณ กำจัดสิ่งอื่นตามที่ตั้งใจไว้
ความสนใจ!!! มีบอร์ดบางรุ่นที่มีการป้องกันการปล่อยประจุเกินที่แรงดันไฟฟ้าต่ำจนไม่อาจยอมรับได้ (2.5V และต่ำกว่า) ดังนั้นจากบอร์ดทั้งหมดที่คุณมี คุณจะต้องเลือกเฉพาะสำเนาที่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง (3.0-3.2V)
ส่วนใหญ่แล้วบอร์ด PCB จะมีลักษณะดังนี้: 
Microassembly 8205 เป็นอุปกรณ์ภาคสนามขนาดมิลลิโอห์มสองตัวที่ประกอบอยู่ในตัวเครื่องเดียว
เมื่อทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่างกับวงจร (แสดงเป็นสีแดง) เราจะได้ตัวบ่งชี้การคายประจุแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ยอดเยี่ยม ซึ่งแทบไม่ต้องใช้กระแสไฟเลยเมื่อปิดเครื่อง 
เนื่องจากทรานซิสเตอร์ VT1.2 มีหน้าที่ในการถอดเครื่องชาร์จออกจากแบตเตอรีเมื่อทำการชาร์จไฟมากเกินไปจึงไม่จำเป็นในวงจรของเรา ดังนั้นเราจึงตัดทรานซิสเตอร์นี้ออกจากการทำงานโดยสมบูรณ์โดยทำลายวงจรเดรน
ตัวต้านทาน R3 จำกัดกระแสผ่าน LED ต้องเลือกความต้านทานในลักษณะที่ทำให้ไฟ LED สว่างขึ้นอย่างเห็นได้ชัด แต่กระแสไฟที่ใช้ยังไม่สูงเกินไป
อย่างไรก็ตาม คุณสามารถบันทึกฟังก์ชันทั้งหมดของโมดูลป้องกันและทำการบ่งชี้โดยใช้ทรานซิสเตอร์แยกต่างหากที่ควบคุม LED นั่นคือไฟแสดงสถานะจะสว่างขึ้นพร้อมกันโดยที่แบตเตอรี่ดับลงในขณะที่คายประจุ 
แทนที่จะเป็น 2N3906 ทรานซิสเตอร์ pnp พลังงานต่ำที่คุณมีอยู่ก็สามารถทำได้ การบัดกรี LED โดยตรงจะไม่ทำงาน เนื่องจาก... กระแสไฟขาออกของวงจรไมโครที่ควบคุมสวิตช์มีขนาดเล็กเกินไปและต้องมีการขยายสัญญาณ
โปรดคำนึงถึงความจริงที่ว่าวงจรแสดงการคายประจุนั้นใช้พลังงานแบตเตอรี่เอง! เพื่อหลีกเลี่ยงการคายประจุที่ไม่สามารถยอมรับได้ ให้เชื่อมต่อวงจรตัวบ่งชี้หลังสวิตช์เปิด/ปิด หรือใช้วงจรป้องกัน
เนื่องจากเดาได้ไม่ยาก จึงสามารถใช้วงจรในทางกลับกัน - เป็นตัวบ่งชี้การชาร์จได้
การออกแบบนี้เชื่อมต่อเป็นสิ่งที่แนบมากับเครื่องชาร์จซึ่งมีการอธิบายวงจรต่าง ๆ ไว้มากมายบนอินเทอร์เน็ต โดยจะแสดงบนจอผลึกเหลวเพื่อแสดงค่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า จำนวนกระแสไฟในการชาร์จแบตเตอรี่ เวลาในการชาร์จ และความจุกระแสไฟในการชาร์จ (ซึ่งอาจเป็นหน่วยแอมป์-ชั่วโมงหรือมิลลิแอมป์-ชั่วโมงก็ได้ ขึ้นอยู่กับเฟิร์มแวร์ตัวควบคุมและสับเปลี่ยนที่ใช้เท่านั้น) . (ซม. รูปที่ 1และ รูปที่ 2)
รูปที่ 1
รูปที่ 2
แรงดันไฟขาออกของเครื่องชาร์จไม่ควรน้อยกว่า 7 โวลต์ มิฉะนั้นกล่องรับสัญญาณนี้จะต้องใช้แหล่งพลังงานแยกต่างหาก
อุปกรณ์นี้ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ PIC16F676 และตัวบ่งชี้ผลึกเหลว 2 บรรทัด SC 1602 ASLB-XH-HS-G
ความสามารถในการชาร์จสูงสุดคือ 5500 mA/h และ 95.0 A/h ตามลำดับ
แผนผังจะแสดงใน รูปที่ 3.
รูปที่ 3 แผนผังของสิ่งที่แนบมาสำหรับการวัดความจุการชาร์จ
การเชื่อมต่อกับเครื่องชาร์จ-เปิด รูปที่ 4.
รูปที่ 4 แผนผังการเชื่อมต่อกล่องรับสัญญาณเข้ากับเครื่องชาร์จ
เมื่อเปิดเครื่อง ไมโครคอนโทรลเลอร์จะขอความจุการชาร์จที่ต้องการก่อน
ตั้งค่าโดยปุ่ม SB1 รีเซ็ต - ปุ่ม SB2
พิน 2 (RA5) ขึ้นสูง ซึ่งจะเปิดรีเลย์ P1 ซึ่งจะเปิดเครื่องชาร์จ ( รูปที่ 5).
หากไม่ได้กดปุ่มเป็นเวลานานกว่า 5 วินาที ตัวควบคุมจะสลับไปที่โหมดการวัดโดยอัตโนมัติ
อัลกอริธึมสำหรับการคำนวณความจุในกล่องรับสัญญาณนี้มีดังต่อไปนี้:
ไมโครคอนโทรลเลอร์จะวัดแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของกล่องรับสัญญาณและกระแสไฟฟ้าวินาทีละครั้ง และหากค่าปัจจุบันมากกว่าตัวเลขที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุด ไมโครคอนโทรลเลอร์จะเพิ่มตัวนับวินาทีขึ้น 1 ดังนั้น นาฬิกาจะแสดงเฉพาะ เวลาในการชาร์จ.
จากนั้นไมโครคอนโทรลเลอร์จะคำนวณกระแสเฉลี่ยต่อนาที ในการดำเนินการนี้การอ่านค่ากระแสไฟชาร์จจะถูกหารด้วย 60 จำนวนทั้งหมดจะถูกบันทึกในมิเตอร์ จากนั้นส่วนที่เหลือของการหารจะถูกบวกเข้ากับค่าปัจจุบันที่วัดได้ถัดไป จากนั้นผลรวมนี้จะถูกหารด้วย 60 เท่านั้น จึงมี ทำการวัดได้ 60 ครั้งใน 1 นาที โดยตัวเลขในมิเตอร์จะเป็นค่ากระแสเฉลี่ยต่อนาที
เมื่อการอ่านค่าครั้งที่สองผ่านศูนย์ ค่ากระแสเฉลี่ยจะหารด้วย 60 ตามลำดับ (โดยใช้อัลกอริทึมเดียวกัน) ดังนั้นตัวนับความจุจะเพิ่มขึ้นหนึ่งครั้งต่อนาทีโดยหนึ่งในหกสิบของกระแสเฉลี่ยต่อนาที หลังจากนี้ ตัวนับมูลค่าปัจจุบันเฉลี่ยจะถูกรีเซ็ตเป็นศูนย์ และเริ่มนับใหม่ แต่ละครั้งหลังจากคำนวณความจุในการชาร์จ จะมีการเปรียบเทียบระหว่างความจุที่วัดได้กับความจุที่ระบุ และหากเท่ากัน ข้อความ "การชาร์จเสร็จสมบูรณ์" จะแสดงบนจอแสดงผลและในบรรทัดที่สอง - ค่าของสิ่งนี้ ความจุและแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จ ระดับต่ำปรากฏที่พิน 2 ของไมโครคอนโทรลเลอร์ (RA5) ซึ่งจะปิดรีเลย์ อุปกรณ์ชาร์จจะตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย
รูปที่ 5
การตั้งค่าอุปกรณ์ลงมาเพื่อตั้งค่าการอ่านที่ถูกต้องของกระแสการชาร์จ (R1 R5) และแรงดันไฟฟ้าอินพุต (R4) โดยใช้แอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์อ้างอิงเท่านั้น
ตอนนี้เกี่ยวกับการสับเปลี่ยน
สำหรับเครื่องชาร์จที่มีกระแสสูงถึง 1,000 mA คุณสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟ 15 V ซึ่งเป็นตัวต้านทาน 0.5-10 โอห์มที่มีกำลัง 5 W เป็นตัวแบ่ง (ค่าความต้านทานที่ต่ำกว่าจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดเล็กน้อยในการวัด แต่จะทำให้ปรับกระแสไฟให้แม่นยำได้ยากเมื่อปรับเทียบอุปกรณ์) และตามลำดับด้วยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ซึ่งมีความต้านทานผันแปรได้ 20-100 โอห์ม ซึ่งจะกำหนดค่ากระแสไฟชาร์จ
สำหรับกระแสการชาร์จสูงถึง 10A คุณจะต้องทำการสับเปลี่ยนจากลวดความต้านทานสูงของหน้าตัดที่เหมาะสมซึ่งมีความต้านทาน 0.1 โอห์ม การทดสอบพบว่าแม้จะมีสัญญาณจากกระแสสับเปลี่ยนเท่ากับ 0.1 โวลต์ ตัวต้านทานการปรับค่า R1 และ R3 ก็สามารถตั้งค่าการอ่านค่ากระแสเป็น 10 A ได้อย่างง่ายดาย
แผงวงจรพิมพ์สำหรับอุปกรณ์นี้ได้รับการพัฒนาสำหรับตัวบ่งชี้ WH1602D แต่คุณสามารถใช้ตัวบ่งชี้ที่เหมาะสมได้โดยการบัดกรีสายไฟใหม่ตามลำดับ บอร์ดประกอบในขนาดเดียวกับจอแสดงผลคริสตัลเหลวและยึดไว้ด้านหลัง มีการติดตั้งไมโครคอนโทรลเลอร์บนซ็อกเก็ตและช่วยให้คุณเปลี่ยนเฟิร์มแวร์ได้อย่างรวดเร็วเพื่อสลับไปใช้กระแสไฟชาร์จอื่น
ก่อนเปิดเครื่องครั้งแรก ให้ตั้งค่าตัวต้านทานแบบทริมเมอร์ไปที่ตำแหน่งตรงกลาง
เพื่อเป็นการสับเปลี่ยนเวอร์ชันเฟิร์มแวร์สำหรับกระแสต่ำ คุณสามารถใช้ตัวต้านทาน MLT-2 1 โอห์ม 2 ตัวที่เชื่อมต่อแบบขนานได้
คุณสามารถใช้ตัวบ่งชี้ WH1602D ในกล่องรับสัญญาณได้ แต่คุณจะต้องสลับพิน 1 และ 2 โดยทั่วไป จะเป็นการดีกว่าถ้าตรวจสอบเอกสารประกอบสำหรับตัวบ่งชี้
ตัวบ่งชี้ MELT จะไม่ทำงานเนื่องจากไม่เข้ากันกับอินเทอร์เฟซ 4 บิต
หากต้องการคุณสามารถเชื่อมต่อไฟแบ็คไลท์ของตัวบ่งชี้ผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส 100 โอห์ม
เอกสารแนบนี้สามารถใช้เพื่อกำหนดความจุของแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว
รูปที่ 6.การกำหนดความจุของแบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้ว
คุณสามารถใช้โหลดใดๆ เป็นโหลดได้ (หลอดไฟ ตัวต้านทาน...) เฉพาะเมื่อเปิดเครื่อง คุณจะต้องตั้งค่าความจุของแบตเตอรี่ขนาดใหญ่อย่างเห็นได้ชัด และในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เพื่อป้องกันการคายประจุลึก
(จากผู้เขียน) กล่องรับสัญญาณได้รับการทดสอบด้วยเครื่องชาร์จพัลส์ที่ทันสมัยสำหรับแบตเตอรี่รถยนต์
อุปกรณ์เหล่านี้ให้แรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าที่เสถียรโดยมีการกระเพื่อมน้อยที่สุด
เมื่อเชื่อมต่อกล่องรับสัญญาณเข้ากับที่ชาร์จเก่า (หม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์และวงจรเรียงกระแสไดโอด) ฉันไม่สามารถปรับการอ่านค่ากระแสไฟชาร์จได้เนื่องจากมีคลื่นขนาดใหญ่
ดังนั้นจึงตัดสินใจเปลี่ยนอัลกอริธึมสำหรับการวัดกระแสการชาร์จโดยคอนโทรลเลอร์
ในรุ่นใหม่ คอนโทรลเลอร์ทำการวัดกระแส 255 ครั้งใน 25 มิลลิวินาที (ที่ 50Hz - คาบคือ 20 มิลลิวินาที) และจากการวัดที่วัดได้ จะเลือกค่าที่มากที่สุด
วัดแรงดันไฟฟ้าขาเข้าด้วย แต่เลือกค่าต่ำสุด
(ที่กระแสไฟชาร์จเป็นศูนย์ แรงดันไฟฟ้าควรเท่ากับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่)
อย่างไรก็ตาม ด้วยรูปแบบดังกล่าว จำเป็นต้องติดตั้งไดโอดและตัวเก็บประจุแบบปรับเรียบ (>200 µF) ที่ด้านหน้าตัวกันโคลง 7805 สำหรับแรงดันไฟฟ้าไม่น้อยกว่าแรงดันเอาต์พุตของเครื่องชาร์จ
อุปกรณ์ แรงดันไฟฟ้าของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ปรับให้เรียบไม่ดีทำให้เกิดความผิดปกติ
เพื่อตั้งค่าการอ่านกล่องรับสัญญาณอย่างแม่นยำ ขอแนะนำให้ใช้เครื่องตัดแต่งแบบหลายรอบหรือติดตั้งตัวต้านทานเพิ่มเติมแบบอนุกรมพร้อมทริมเมอร์ (เลือกแบบทดลอง)
เพื่อเป็นการสับเปลี่ยนกล่องรับสัญญาณขนาด 10 A ฉันพยายามใช้ลวดอลูมิเนียมที่มีหน้าตัดขนาด 1.5 มม.ยาวประมาณ 20 ซม. - ใช้งานได้ดี.
