Устройство контроля зарядки—разрядки батареи шахтерского фонаря

А. МОШКОВ, г. Нижний Тагил Свердловской обл.
Зачастую приобретенные нами мобильные осветительные приборы, использующие энергию встроенной аккумуляторной батареи, но не оснащенные индикатором ее состояния, подводят нас в самый неподходящий момент. В этой статье автор предлагает несложное устройство для шахтерского фонаря, позволяющее контролировать процесс зарядки и состояние аккумуляторной батареи во время эксплуатации.


Схема устройства приведена на рисунке.
 
Состояние аккумуляторной батареи отображает светодиодный индикатор HL3 красного цвета свечения. Индикатор включен в цепь питания генератора импульсов, собранного на транзисторах VT4, VT5 по схеме несимметричного мультивибратора. Запуском генератора управляет транзистор VT3
по сигналу с порогового устройства, которое выполнено на транзисторах VT1, VT2 по схеме триггера Шмитта Резисторы R2 и R3 обеспечивают необходимый гистерезис напряжения. Включение светодиода HL2 последовательно в цепь базы транзистора VT2 улучшает стабильность работы триггера. Конденсатор С1 устраняет ложные переключения от сетевых помех. Подстроечными резисторами R3 и R4 устанавливают верхний и нижний пороги переключения. Когда батарея заряжена, транзистор VT2 открыт, транзисторы VT1 и VT3 закрыты. Напряжение на генераторе и ток через светодиод HL3 крайне малы. При снижении напряжения на выводах батареи до 3,3 В и менее происходит быстрое переключение порогового устройства в другое устойчивое состояние в результате действия положительной ОС. В этот момент транзистор VT2 закрывается, a VT1 и VT3 открываются. Через открытый транзистор VT3 на генератор поступает напряжение питания, что приводит к его запуску. Светодиод HL3 начинает вспыхивать, сигнализируя о необходимости ее зарядки. При зарядке светодиод продолжит вспыхивать, пока напряжение на выводах батареи не достигнет примерно 4,8 В. К тому времени напряжение на резисторе R5 возрастет до значения, достаточного для переключения порогового устройства в первоначальное состояние. Транзистор VT3 закроется, светодиод HL3 погаснет, сигнализируя о завершении зарядки.
Аккумуляторная батарея заряжается от сети через выносной блок питания (адаптер), выходное напряжение которого поступает на выпрямительный мост VD1—VD4. Светодиод HL1 зеленого цвета свечения служит индикатором подключения к сети. Напряжение зарядки с выпрямительного моста поступает на выводы батареи через диод VD5, назначение которого — погасить светодиод HL1 при отключении адаптера от сети или от устройства.

Выносной сетевой адаптер — китайского производства с выходным напряжением 9 В и током нагрузки 300 мА. Транзисторы VT1—VT3, VT5 — любые маломощные структуры p-n-p, VT4 — структуры n-p-n с коэффициентом передачи тока базы не менее 100, максимальным током коллектора более 100 мА и напряжением коллектор—база не менее 20 В. Диоды КД105Б (VD1—VD5) заменимы приборами той же серии с любым буквенным индексом. Подойдут диоды серии КД208 и другие, рассчитанные на прямой ток не менее 500 мА. Светодиоды HL1—HL3 — любые маломощные соответствующего цвета свечения. Оксидные конденсаторы С1, С2 — любые; С2 желательно применить с небольшим током утечки, например, К53-1 или подобный. Подстроечные резисторы — СПЗ-1б. Постоянные резисторы могут быть любыми, имеющимися в наличии.
Все элементы монтируют на плате размерами 125x37,5 мм. Плату устанавливают под крышкой фонаря и закрепляют на выводах батареи Для этого в плате предусмотрены установочные отверстия. На верхней стороне крышки сверлят два отверстия под светодиоды HL1 и HL3. Выводы светодиодов удлиняют до 32 мм луженым проводом. В удобном месте вблизи крышки в корпусе сверлят еще одно отверстие, в котором закрепляют гнездо питания под вставку адаптера.
Налаживание устройства удобно проводить с помощью отдельного блока питания с регулируемым выходным напряжением. Батарею на время налаживания необходимо отключить. Резисторы R3 и R4 устанавливают в положение, соответствующее максимальному сопротивлению, а резистор R10 — в среднее От блока питания к точкам подключения батареи подают, соблюдая полярность, напряжение 3,3 В. Медленно вращая ручку резистора R4, добиваются появления вспышек светодиода HL3 Затем напряжение увеличивают до 4,8 В и резистором R3 добиваются погасания светодиода. Эти регулировки при напряжениях 3,3 и 4,8 В, возможно, придется повторить несколько раз. В заключение резистором R10 устанавливают желаемую частоту вспышек.
Ориентировочное время зарядки аккумуляторной батареи — около 48 ч.
Радио №12, 2010г.
От редакции. Для предотвращения выхода из строя светодиода HL2 или транзистора VT2 при неосторожной установке движка подстроечного резистора R4 в нижнее по схеме положение последовательно с ним со стороны резистора R3 следует включить постоянный резистор сопротивлением 0,51—2 кOм.

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR