Indikator Baterai Tingkat Rendah: 4 Langkah

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2025-01-23 14:49

Beberapa peralatan rumah yang ditenagai oleh Baterai Li-Ion, tidak mengandung indikator baterai lemah. Dalam kasus saya ini adalah penyapu lantai yang dapat diisi ulang dengan satu baterai 3,7 V. Tidak mudah untuk menentukan waktu yang tepat untuk mengisi ulang dan memasangnya pada soket utama. Biasanya, saya mengisi ulang penyapu tepat waktu, ketika baterai benar-benar mati dan motor listrik tidak bekerja. Situasi seperti itu sangat tidak nyaman, terutama jika Anda harus segera menggunakan penyapu.

Saya mencari solusi sederhana, bagaimana mendeteksi level tegangan di mana pengisian harus terjadi. Dalam artikel ini, indikator Baterai Li-Ion tingkat rendah sederhana dijelaskan. Sirkuit yang dirancang dapat digunakan di perangkat elektronik apa pun yang ditenagai oleh Baterai Li-Ion dan dapat membantu pengguna untuk mengisi baterai dalam waktu yang tepat. Indikator Baterai didedikasikan untuk satu sel, tetapi dapat dengan mudah dimodifikasi ke lebih banyak sel. Indikator dapat digunakan untuk baterai apa pun dengan sedikit modifikasi sirkuit.

Keuntungan utama dari indikator adalah konsumsi arus yang sangat rendah, rata-rata kurang dari 10 microAmps. Konsumsi saat ini tergantung pada status indikator

Ada tiga Status Fungsi Indikator Level:

• LED indikator menyala terus menerus: baterai terisi penuh.
• LED indikator berkedip: baterai perlu diisi.
• LED indikator tidak menyala: baterai terisi daya dan perangkat siap digunakan

Langkah 1: Pengenalan Indikator Level Baterai Li-Ion

Bagian:

Semua bagian dapat dibeli dengan harga kurang dari 5 Euro.

Berikut daftarnya:

• IC1 MC33164-3P, Sirkuit Penginderaan Undervoltage Micropower TO-92, LCSC PN C145176
• IC2 ICM7555, Pewaktu CMOS, LCSC PN C34608
• R1, R2 resistor 10K, semua resistor, kapasitor dan komponen kecil LCSC
• Resistor R3 680K
• Resistor R4 680
• C1 kapasitor M1
• C2 kapasitor 1M
• C3 kapasitor 10M
• D1, D2, D3 dioda 1N5819, LCSC PN C2474
• LED1 dioda led 3mm, merah
• terminal sekrup T1

Resistor untuk 0,25 W atau kurang, kapasitor untuk 12V atau lebih.

Peralatan:

• Solder Besi
• Bor tanpa kabel
• Pistol lem panas

Langkah 2: Deskripsi Sirkuit

Sirkuit terpadu MC33164-3P adalah jantung dari indikator level. Informasi lengkap untuk komponen ini ada di sini.

Deskripsi sederhana dari rangkaian: Ini adalah micropower di bawah IC penginderaan tegangan, dalam paket plastik tiga pin, mirip dengan transistor daya rendah. MC33164 dirancang sebagai rangkaian reset untuk mikroprosesor, jika terjadi penurunan daya.

Ini mendeteksi tegangan pada pin 2. Membandingkan tegangan yang terdeteksi dengan tegangan referensi, dalam kasus kami 2.7V. Hasil dapat dievaluasi sebagai nilai tegangan pada pin 1. Jika tegangan terdeteksi kurang dari 2, 7V, output rendah dan mendekati 0V. Jika tegangan input lebih dari 2, 7V, nilai yang ditampilkan pada pin 1 adalah sekitar 3V, atau lebih.

Nilai referensi tipikal untuk MC33164-3P (3 setelah tanda hubung berarti 3V), adalah 2, 71V. Pada nilai ini persis, nilai output diubah. (Jangan pertimbangkan histeresis.) Tegangan untuk satu sel baterai Li-Ion adalah: tegangan maksimum 4.2V, tegangan tipikal 3.7V dan tegangan minimum dari 2,8 hingga 3V, asumsikan 2.9V. Tegangan minimum hadir pada akhir siklus pengosongan dan level voltase ini akan mengaktifkan indikator level rendah kami.

Tegangan referensi untuk MC33164 terlalu rendah dibandingkan persyaratan kami. Ada 2 solusi untuk mengurangi tegangan. Yang pertama dan paling sederhana adalah pembagi tegangan. Tapi, pembagi mengkonsumsi arus ekstra. Lebih sedikit konsumsi arus adalah solusi kedua, menggunakan beberapa komponen secara seri untuk mengurangi 2.9V menjadi 2.7V. Dioda adalah komponen dengan beberapa penurunan tegangan dalam arah maju dan mereka dapat digunakan dengan sukses. Karena nilai arus yang sangat rendah, jenis dioda terbaik yang saya pilih melalui pengujian.

Fungsi R1, D1, D2, D3 adalah untuk menurunkan tegangan input. Jumper J1 dapat menghilangkan drop tegangan dioda terakhir dan tegangan input dapat sedikit diturunkan. Output IC1 diumpankan ke IC2 timer. Nilai aktifnya rendah dan berfungsi untuk mengaktifkan timer. Sayangnya, tidak ada pin input pada IC2, yang memungkinkan untuk mengaktifkan IC ini tanpa rangkaian invert.

Saya memutuskan untuk mengaktifkan timer ICM7555 dengan menerapkan output IC1 sebagai tegangan minus ke pin 1 dari IC2. Komponen C2, R3 menentukan periode timer, disetel selama sekitar 2 detik. Resistor R4 membatasi arus untuk menunjukkan dioda LED1. Tegangan yang diuji dari baterai terhubung ke terminal dengan pin 1 (plus) dan 2 (minus). Nilai untuk R2, C1 direkomendasikan dari lembar data.

Timer ICM7555 adalah CMOS setara dengan 555. Keuntungannya adalah tegangan kerja dari 2.5V dan konsumsi arus yang sangat rendah. Pada gambar kedua ada rangkaian yang sangat sederhana sebagai monitor tegangan yang direkomendasikan oleh datasheet. Skema ini dapat digunakan juga, tetapi menggunakan ICM7555 adalah keuntungan, karena tegangan level rendah yang ditunjukkan oleh LED berkedip, yang lebih terlihat.

Langkah 3: Konstruksi

Bagian disolder pada satu papan prototyping dengan ukuran 20x35mm. Di luar papan adalah dioda LED, bisa dipasang di tempat yang terlihat. Baterai Li-Ion yang dipantau terhubung melalui blok terminal sekrup. Papan cukup kecil untuk dimasukkan ke perangkat apa pun.

Koneksi di dalam perangkat sederhana: cukup sambungkan kabel dari blok terminal ke baterai dan bor lubang untuk LED dan perbaiki. Kabel dapat dihubungkan langsung ke kutub baterai pada dudukan baterai. Dalam hal ini arus mengalir sendiri-sendiri, sehubungan dengan posisi sakelar dan indikator bekerja sepanjang waktu.

Dalam kasus saya, saya telah menghubungkan indikator level rendah setelah sakelar utama (tegangan rendah). Karena papan pengisi daya di dalam perangkat, yang terhubung secara terpisah ke sakelar dan secara terpisah ke baterai, tempat penghubung "setelah sakelar" tidak jelas. Saya menggunakan solusi sederhana, menghubungkan indikator langsung ke beban, motor DC.

Papan prototipe membutuhkan lebih banyak waktu untuk menghubungkan semua komponen dengan kabel. Untuk menghemat waktu ini, saya telah merancang PCB, ukuran 20x40mm, dengan komponen lubang tembus. PCB hanya berisi satu lapisan. Menggunakan komponen SMD dapat mengurangi ukuran papan. Saya tidak membuat desain ini karena penyolderan dan manipulasi yang lebih rumit dengan bagian-bagian yang sangat kecil. File Gerber untuk fabrikasi PCB terlampir.

Langkah 4: Kesimpulan

Dijelaskan, indikator level baterai rendah dapat digunakan untuk baterai apa pun dengan tegangan lebih dari 2.5V. Dalam kasus seperti itu lewati dioda D1, D2 dan D3 dan tambahkan satu resistor R5 sebagai bagian dari pembagi tegangan ke R1. Nilai R1 bergantung pada level tegangan U yang terdeteksi dan dapat dihitung dengan:

R5 = 2,7*R1/(U-2,7)

Konstruksi dilakukan pada PCB kecil dengan komponen lubang tembus. Jika Anda memiliki stok beberapa bagian SMD, saya sarankan untuk menggunakan komponen SMD.

Ukuran papan bisa lebih kecil dan konstruksi memungkinkan Anda berlatih menggunakan bagian SMD.

Terima kasih telah membaca dan bersenang-senang dengan konstruksi.