Как я делал внешний индикатор заряда для li ion аккумулятора

В общем, наши руки не для скуки! Заказали мы на дачу мебель. Хороший производитель, сертификаты качества, но вот сборка мебли очень сильно кусалась, да и подумали – я же с руками! Смогу и сам собрать. Смогу то смогу, но вот шуруповёрт в начале процесса стал давать сбой. Вышел из строя индикатор заряда для li ion аккумуляторов, и после сборки мебели появился повод «погрузиться в вопрос».

Внешний индикатор заряда

Мир аккумуляторов, схем индикаторов и прочего, оказался достаточно удивительным. Оказывается, что в инструментах с Ni-Cd батареями дело обстояло проще, т.к. батарея просто разряжалась и мощность инструмента постепенно угасала. С литием обстояло дело куда сложнее. Конструкция такого рода приборов задумывалась так, что плата индикатора не помещается в корпус. Узнал, что существует такой индикатор заряда для li ion аккумуляторов, который не обязательно помещать внутрь. Его можно смонтировать поверх инструмента.

Задняя часть имеет плоскую форму, поэтому прикрепить её не составит труда. И всё бы ничего, но доставка в наш город отсутствовала, а в магазинах, как назло поступление товара ожидалось лишь на следующей неделе. Срочность выполнения работ была велика, и я решил попробовать разобраться в устройстве этого индикатора.

Схема индикатора заряда

Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах работает примерно так:

• Если напряжение, проходящее через устройство выше заданных параметров, к примеру, 2.0 Вольта, а в пробое стабилитрон и закрытый транзистор, то тогда ход направления тока идёт через светодиод зеленого цвета. Это означает, что всё хорошо, заряд есть, можно продолжать работать.
• Если же напряжение падает, открывая тем самым транзистор, то ток уже распределяется между двумя светодиодами, что заставляет обратить внимание на заряд устройства. Причем насыщенность цвета будет уведомлять о постепенной разрядке. Разница в напряжении от полного заряда аккумулятора, то его разрядки составляет в среднем около 0,25 Вольта.

Самое сложное в этой схеме это подобрать стабилитрон, чтобы порог срабатывания перетекания тока определялся без заминок. Следует учесть, что светодиоды также должны быть подобраны тщательно, чтобы перемены цвета смогли визуально быть заметными, особенно это касается дальтоников и людей с проблемами зрения.

В общем, раз я не мог купить готовый индикатор заряда, я соорудить самодельные индикаторы заряда аккумулятора.

Мне понадобились:

1. Микросхема. Она использовалась как своеобразный датчик тока для визуального отображения присутствия или отсутствия тока.
2. Светодиоды
3. Универсальная плата (монтажная)

На плату я установил светодиоды и микросхему. Подтянул к ней залуженные провода и запаял дорожки. Проверкой послужил пропуск тока в 5 В.

По мере заряда аккумулятора красный светодиод тускнел, а зеленый набирал яркость.

Индикатор заряда на 12 вольт

Поняв принцип сборки индикатора, я поставил себе задачу посложнее: собрать индикатор заряда аккумулятора своими руками на 12 вольт. Основа была та же, т.е. макетная плата, светодиоды, но добавились еще стабилитроны на разное напряжение, резисторы и клеммная колодка.

Светодиодов у меня получилось в общей сложности 6 (5 зелёных и один красный). Каждый из них ограничивал подачу тока до 0,125 Вата. За этим следили резисторы.

Подключив последовательно резисторы к стабилитронам, я получил датчики напряжения на разное количество тока. Далее один светодиод я оставил как индикатор запитки всей схемы, на тот случай если напряжение будет выше возможности стабилитрона. Если же напряжение будет оптимальным, то он будет бездействовать, и остальные светодиоды покажут какое именно напряжение сейчас подаётся в аккумулятор.

Анод стабилитрона идёт к плюсовому значению БП, а катод к резистору, подключенному к минусу. Включив собранную схеме на 24 В, при стабилитроне выставленным на 15,9 В я получил ожидаемый результат. Всё сработало.

Начав подключение индикатора заряда литиевых аккумуляторов, я не стал сразу выставлять большой ток, т.к. необходимо было проверить, как при нагрузке будет греться микросхема. Следует учесть, что при превышении заявленного в инструкции по эксплуатации шуруповёрта зарядного напряжения аккумулятор может выйти из строя гораздо раньше, чем заявлено производителем.

Виды соединения аккумуляторов

Существует два пути соединения аккумуляторов:

• Последовательно.
• Параллельно.

При последовательном соединении величина внутренних сопротивлений складывается. При параллельном соединении плюс и минус аккумулятора соединяется с плюсом и минусом индикатора. Для определения ёмкости батареи достаточно будет перемножить количество аккумуляторов в батарее на ёмкость одного аккумулятора в сборке.

В этом видео показано, как работает подобный наружный индикатор, но заводского изготовления:

Что в итоге…

Мне попался наиболее распространенный вид соединения – последовательный, поэтому особых проблем с подключением индикатора заряда аккумулятора у меня не возникло. А мой багаж знаний пополнился рубрикой: как сделать индикатор заряда аккумулятора.