Три схемы индикаторов бортовой сети автомобиля
Далеко не во всех автомобилях установлен контроль за напряжением бортовой сети. Раньше в отечественных автомобилях стояла обычная лампочка в щитке, которая сигнализировала о зарядке АКБ. Это, конечно мало информации. Было бы не лишним установить дополнительный цифровой вольтметр или хотя бы индикатор из нескольких разноцветных светодиодов, показывающий основные пороги допустимых напряжений. Ниже приведены три простые схемы светодиодных индикаторов напряжения авто.
Индикатор напряжения на LM393
Рабочим напряжением бортовой сети автомобиля с 12 вольтовым аккумулятором считают диапазон значений от 11,7В до 14В.
При выходе за пределы этого диапазона могут быть нехорошие последствия, так как при падении напряжения ниже 11,7 В произойдет резкий разряд аккумулятора, а при превышении свыше 14 В начнется его перезаряд.
Для контроля бортовой сети автомобиля предлагаю собрать простой индикатор состоящий из двух компараторов выполненных на одной микросхеме LM393 и трех светодиодов.
Текущее напряжение, снимается с делителя напряжения, построенного на сопротивлениях R2, R3, R4 и сравнивается с опорным, на стабилитроне VD1). Нормальное напряжение — горит зеленый светодиод, больше 14В — красный и желтый светодиод загорается если напряжение опустится ниже 11,7В
Индикатор напряжения на К1003ПП1
Устройство позволяет контролировать напряжение бортовой сети в четырех интервалах.
- При напряжении батареи ниже 11 вольт светится красный светодиод- VD1,
- при нормально заряженном аккумуляторе от 11,1 до 13,2 вольт светится зеленый светодиод VD2,
- в интервале от 13,4 до 14,4 вольт светится желтый светодиод — VD3,
- при перенапряжении более 14,6 вольта загорится красный светодиод VD4.
Регулировка схемы состоит в подстройке переменным резистором 10К диапазона нормально заряженного аккумулятора (12-13,8 В). Фототранзистор управляет яркость свечения светодиодов в зависимости от уровня внешнего освещения. Можно его и совсем исключить, тогда яркость будет максимальна.
Многоуровневый индикатор напряжения на К1401УД2А
Это схема также используется для контроля за состоянием бортовой сети и позволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора, не допуская ее разряд более чем на половину. Данный индикатор с очень высокой точностью контролирует уровень напряжения батареи и информирует водителя о ее состоянии.
Схема устройства выполнена всего на одной отечественной микросборке К1401УД2А и состоит из четырех компараторов на операционных усилителях, которые при помощи светодиодов HL1…HL4 сообщают водителю о текущем уровне напряжения в одном из интервалов. По одномоментному горению сразу двух индикаторов (или их «перемаргиванию») можно точно вычислить момент нахождения напряжения аккумуляторной батареи на границе между интервалами.
Если ни один из светодиодов не горит, то это говорит только о том, что напряжение аккумулятора ниже 11,7В. Свечение HL1 подсказывает водителю о проблемах в работе регулятор напряжения — генератор — так при работающем двигателе генератор должен постоянно заряжать аккумулятор, но напряжение со стабилизатора не должно быть выше 14,8 В. Если же горит светодиод HL4, это говорит о том, что батарея разряжена более чем на 50% и ее нужно подзарядить.
В конструкции используются емкости С1 типа К10-17, С2, С3 типа К73-9 на 250 В, подстроечное малогабаритное сопротивление R5 типа СП3-19а, остальные сопротивления С2-23 (или аналогичные малогабаритные).
Дроссель Т1 построен на кольцевом сердечнике типоразмером К 10 х 6 х 3 из феррита марки 2000 НМ 1. Обмотки имеют по 30 витков провода типа ПЭЛШО-0,12. Дроссель при правильном включении фаз обмоток защищает устройство от пульсации и помех в бортовой сети автомобиля при включенном двигателе.
При установке предлагаемых индикаторов в автомобиле необходимо обратить внимание на то, чтобы его соответствующие элементы были тщательно изолированы от кузова автомобиля. Минусовая клемма должна быть изолирована от кузова, а плюсовая — от замка зажигания. В этом случае указатель напряжения будет регистрировать напряжение аккумулятора только во время движения автомобиля.
Держите напряжение бортовой сети своего автомобиля всегда под контролем!
Мониторинг напряжения бортовой сети автомобиля. Часть 1 — Схема
Многие современные автомобили оборудованы системами диагностики, имеют бортовые компьютеры, которые предоставляют пользователям много дополнительной информации и значения основных параметров бортовых систем автомобиля в реальном времени. Однако, многие из них становятся доступными при подключении бортового компьютера к специальному диагностическому оборудованию. Одним из важных параметров, который необходимо отслеживать в реальном времени является напряжение аккумулятора автомобиля, а также система его подзарядки, т.к. выход ее из строя приводит к неисправности аккумулятора. Если система зарядки аккумулятора работает неправильно, батарея не получает нужного напряжения заряда (около 13.8 В).
В статье мы рассмотрим простое устройство на микроконтроллере компании Microchip PIC16F1827, позволяющее отслеживать напряжение бортовой сети автомобиля в реальном времени. Подключается оно в гнездо прикуривателя и на 4-хразрядном светодиодном индикаторе отображает значение напряжения.
Микроконтроллер для точного аналого-цифрового преобразования напряжения использует внутренний источник фиксированного опорного напряжения.
Данный проект – ничто иное, как точный цифровой вольтметр, подключаемый к бортовой сети автомобиля, который отображает мгновенное значение напряжения батареи. При остановленном двигателе значение напряжения будет соответствовать действительному напряжению аккумулятора, при запущенном двигателе автомобиля устройство измеряет напряжение заряда на аккумуляторе. Функциональная блок-схема устройства изображена ниже.
Источник напряжения 5 В для питания микроконтроллера поступает от регулятора напряжения LM7805. Измерение напряжения аккумулятора производится с помощью АЦП микроконтроллера (канал AN4). Встроенный в микроконтроллер модуль фиксированного опорного (АМК) напряжения микроконтроллера конфигурируется на доставку положительного стабильного напряжения 4.096 В к АЦП для точного преобразования. Перед АЦП необходимо использовать резисторный делитель (R1 и R2), чтобы понизить входное напряжение АЦП (напряжение аккумулятора) ниже опорного напряжения.
Принципиальная схема устройства
Максимальное входное напряжение АЦП 4.096 В. Таким образом, максимальное напряжение VBattery (напряжение аккумулятора автомобиля), которое может быть измерено с помощью АЦП, получаем из выражения:
4.096 В = R2×VBattery / (R1 + R2),
VBattery = 16.93 В.
Диапазон входного напряжения АЦП можно увеличить, понизив сопротивление резистора R2. Стабилитрон в цепи делителя (параллельно R2) установлен с целью защиты входа микроконтроллера при повышении напряжения выше 5.1 В, т.к. любое случайное высокое входное напряжение может навсегда вывести из строя порт микроконтроллера.
Измеренное значение напряжения выводится на 4-разрядный светодиодный индикатор с общим катодом. Семь сегментов (a-g) и десятичная точка (DP) управляемые непосредственно микроконтроллером, подключены к порту B. Катоды индикатора подключены к микросхеме ULN2003, которая подключена к порту A микроконтроллера.
Расположение выводов микроконтроллера PIC16F1827
Вместо использования регулятора напряжения LM7805, для подключения устройства к бортовой сети автомобиля возможно использование доработанного автомобильного USB зарядного устройства. Как известно, USB порт имеет 4 вывода: +5 В, D+, D-, GND. В зарядном устройстве линии D+ и D- не используются. Поэтому, вскрыв корпус зарядного устройства, нужно отключить линию D+ от схемы и подключить его к +12 В с помощью отрезка провода. При таком решении мы получим: питающее напряжение +5 В для микроконтроллера, прямое подключение к бортовой сети автомобиля (+12 В), D- (не используется) и общий GND в USB коннекторе зарядного устройства.
Для подключения указанных сигналов к нашему вольтметру можно использовать переходник USB-A Male — USB B Male.
Конечно, такое решение (использование автомобильного USB зарядного устройства с переходником) не совсем удачное, т.к. пассажиры или водитель может случайно повредить конструкцию. Также и само устройство необходимо выполнить в более компактном варианте.
В следующей части статьи мы рассмотрим конструкцию бортового вольтметра и основные моменты в программном обеспечении микроконтроллера.
Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман
Схема индикатора напряжения бортовой сети автомобиля
Сегоднячка с утреца попала мне в тетрадке одна старенькая, но очень полезная схема. Это индикатор напряжения бортовой сети автомобиля или мотоцикла. Я когда то собирал такую для Жигули своего. Очень полезная и удобная вещь…
Основная задача устройства индикация какое напряжение борт сети. Тоесть показывает когда АКБ автомобиля разряжен 11,5В, напряжение в норме 12.4В и идет зарядка аккумулятора 14,4В
Короче паять я ничего не стал, а вот схему индикатора напряжения АКБ я выложу
Схема индикатора напряжения АКБ
Перечень используемых деталей
HL1 = Красный. Акб разряжен
HL2 = Зелены/Желтый. Норм напряжение
HL3 = Желтый/зеленый. Зарядка
R1,2 = 10к
R3,7,9 = 2,7к
R4 = 270
R5 = 360
R6 = 100к
R8 = 470
VD1 = Д814В (КС510А)
VD2 = Д814Д (КС512А)
VT1,2 = КТ361Б (КТ3107)
VT3,4 = КТ315Б (КТ3102)
Как видит все обошлось в пару ходов и все будет работать если косяков не сделаете..
А пока повторяйте на данную схему индикатора напряжения…
Не хочется вникать в рутины радиоэлектроники? Рекомендую обратить внимание на предложения наших китайских друзей. За вполне приемлемую цену можно приобрести довольно таки качественные устройства
Вот такой замечательный вольтметр можно приобрести на АлиЭкспресс всего за 181 рубль. Приборчик водонепроницаемый, поэтому его легко можно установить и на мотоцикл и на лодку.
Выпускается в трех цветовых вариантах: красный, синий и зеленый
Доставка бесплатная, товар придет в течении 3-5 недель
Индикатор напряжения автомобильного аккумулятора
2 – паяльник; припой; монтажные провода; кусачки; пинцет; отвертка, канцелярский нож, дрель, мультиметр, блок питания для настройки.
Собираем следующим образом.
Шаг 1. Берем сгоревшую автомобильную USB зарядку, разбираем ее, Выпаиваем из ее платы все радиодетали.
В одной половинке корпуса зарядки в ее верхней части делаем 3 отверстия под светодиоды, и устанавливаем в них светодиоды, зеленый – в середину. На печатной плате делаем соответствующие отверстия под стабилитроны и резисторы. Лишние печатные дорожки можно удалить канцелярским ножом.
В разрыв провода между катодом светодиода HL1 и резистора R1 ставим переменный резистор 6,8 ком, подключаем питание на вход схемы 10,8 в, и поворачивая движок переменного резистора добиваемся свечения светодиода HL1. затем отключив питание, измеряем общее сопротивление резисторов (R1 и переменного резистора). Ставим постоянный резистор измеренного номинала в схему, удалив из нее переменный резистор.
Настройка светодиода HL1 закончена, так же настраиваем и остальные светодиоды. Для настройки HL2 подаем питание 11.8-12 в. Для настройки HL3 – 15 в. После установки нужных нам резисторов в схему, подаем питание на вход схемы 15в –должны светиться все три светодиода. Убавляем питание до 14 в светодиод HL3 должен погаснуть. При напряжении на входе ниже 11,8 в – должен погаснуть светодиод HL2. А при напряжении ниже 10,8 в должен погаснуть и светодиод HL1. Если это все так, как здесь описано, значит индикатор работает правильно. А если нет, то надо еще точнее подобрать все резисторы.
Сайт о внедорожниках, SUV, автомобилях повышенной проходимости
Если что и можно назвать сердцем автомобиля, так это его аккумулятор. Почти каждый узел в современном автомобиле для своего функционирования требует источник постоянного тока. Когда аккумулятор разряжается, автомобиль останавливается. Нет такой волшебной формулы или секрета, которые могли бы сделать жизнь аккумуляторной батареи вечной. Однако можно установить за ней наблюдение изготовив и установив простое устройство контроля напряжения аккумулятора. Электронную схему, которая подавала бы сигнал тревоги в самом начале развития неполадки.
Устройство контроля напряжения аккумулятора автомобиля, принципиальная и монтажная схема, принцип работы, сборка устройства и его настройка.
Конечно, если аккумуляторная батарея на несколько лет пережила свой гарантийный срок, устройство контроля напряжения аккумулятора подаст сигнал, что аккумулятор умирает естественной смертью. В месте с тем это может быть предупреждением о:
— Низком уровне электролита.
— Высоких перегрузках.
— Загрязнении клемм аккумулятора.
— Обрыве приводного ремня генератора.
И других поломках относящихся к аккумуляторной батарее. Любая из которых может вызвать остановку автомобиля либо невозможность его завести. Большинство из этих проблем, если они замечены на ранней стадии, можно избежать. Не допустив потери скорости и вынужденной буксировки.
Лучшим способом соблюдения режима эксплуатации автомобильного аккумулятора является постоянное наблюдение за его напряжением при всех нагрузках и в процессе зарядки. На рисунке ниже показана принципиальная схема устройства контроля напряжения аккумулятора, которое следит за отклонением напряжения от установленного значения.
Принципиальная схема устройства контроля напряжения аккумулятора.
Если отклонение превысило установленные пределы, устройство контроля напряжения аккумулятора подаст звуковой сигнал. Для этого предназначены два светодиода, подсказывающих, как найти и исправить неполадку.
Принцип работы устройства контроля напряжения аккумулятора.
Устройство контроля напряжения аккумулятора подключается непосредственно к аккумуляторной батарее автомобиля. Аккумулятор является источником питания схемы, которая, в свою очередь, оценивает приложенное напряжение. Стабилитрон D1 образует источник опорного напряжения 5,6 В, используемого обеими частями схемы. База транзистора Q2 соединена с ползунком переменного резистора R5, подключенного напрямую к аккумулятору.
Эмиттер транзистора Q2 подсоединен к источнику опорного напряжения. Коллектор транзистора Q2 непосредственно связан с базой Q1 через гасящий резистор R2. В цепь коллектора транзистора Q1 через балластный резистор R3 включен светодиод. Этот же транзистор питает звуковой сигнализатор через диод D4. На эмиттере Q2 всегда поддерживается напряжение 5,6 В. А напряжение на базе варьируется вместе с изменением напряжения аккумулятора.
Ползунок резистора R5 устанавливается в таком положении, чтобы при увеличении напряжения батареи до максимально безопасного уровня смещение на базе Q2 было достаточно для его открывания. Небольшое превышение на аккумуляторной батарее установленного уровня напряжения вызывает открывание транзисторов Q1 и Q2, а значит, зажигание светодиода и звуковой сигнал о перезарядке.
Монтажная схема устройства контроля напряжения аккумулятора.
Часть схемы, отвечающая за контроль снижения питающего напряжения, аналогична предыдущей, но функционирует обратным образом. Источник опорного напряжения на стабилитроне D1 подает 5,6 В на эмиттер транзистора Q5. При нормальном питающем напряжении, когда резистор R6 настроен па нижний допустимый уровень, транзисторы Q5 и Q4 открыты, а транзистор Q3 закрыт.
Если напряжение аккумулятора падает ниже установленного уровня, транзисторы Q5 и Q4 закрываются. Подавая смещение на базу Q3 через резистор R7. Он открывается, вызывая зажигание светодиода и звуковой сигнал. Устанавливать пределы пороговых напряжений лучше всего о помощью точного вольтметра и источника регулируемого напряжения. Более подробно об этом говорится дальше.
Сборка схемы устройства контроля аккумулятора.
Схема устройства контроля напряжения аккумулятора может быть собрана на куске любого подходящего изоляционного материала. Расположение деталей произвольное. Конечно, вам следует убедиться в надежности всех электрических и механических соединений. Аккуратность всегда полезна при налаживании или устранении неисправностей в схеме. Собранная схема устройства контроля напряжения аккумулятора может быть помещена в любой подходящий металлический или пластмассовый корпус.
В случае размещения устройства контроля напряжения аккумулятора в районе приборной доски автомобиля, следует позаботиться о сочетании цвета корпуса прибора с интерьером. Если же вы хотите разместить там лишь светодиоды, корпус устройства не имеет никакого значения.
На монтажной схеме устройства контроля напряжения аккумулятора показано расположение всех компонентов на пластине размером 6,2х10 см. Светодиоды и звуковой сигнализатор могут быть смонтированы на передней панели корпуса. Либо в любом другом удобном месте.
Настройка устройства контроля напряжения аккумулятора.
Для этого вам понадобиться цифровой или точный аналоговый вольтметр и источник регулируемого напряжения с питанием от сети. Первоначально установите ползунки обоих переменных резисторов в среднее положение и подключите схему устройства контроля напряжения аккумулятора к источнику питания. Присоедините вольтметр непосредственно к источнику питания и подайте напряжение 15 В.
Конкретный высший предел может варьироваться около 15 В. Но если вы установите порог слишком высоким, устройство контроля напряжения аккумулятора не сможет своевременно среагировать на отклонение. Поэтому надо быть осторожным в выборе верхнего предела.
После того как вы выбрали верхний предел срабатывания, вращением резистора R5 добейтесь загорания светодиода D2 и работы звукового сигнализатора. Для проверки точности настройки уменьшите подаваемое напряжение до 10-11 Вольт. Затем медленно его увеличивая, заметьте по вольтметру напряжение, когда загорится светодиод. Повторив описанную операцию пару раз, вы добьетесь точной настройки.
Если нижний порог установлен слишком высоким, устройство контроля напряжения аккумулятора будет срабатывать при запуске двигателя стартером. В целом это неплохо, поскольку позволяет нам увидеть, что вся схема исправно работает. Установите на выходе источника питания 11 Вольт и настройте резистор R6 так, чтобы светодиод D3 зажегся. Затем, предварительно увеличив подаваемое напряжение, медленно его снижайте, заметив по вольтметру момент, когда загорится светодиод. На этом настройка кончается.
Подключите устройство контроля напряжения аккумулятора к электрической сети автомобиля так, чтобы при отключенном питании оно была выключено. Нет нужды разряжать на нее аккумуляторную батарею, когда автомобилем не пользуются.