โพสต์นี้อธิบายวงจรตัวบ่งชี้เวลาสำรองแบตเตอรี่สำหรับตรวจสอบการใช้พลังงานแบตเตอรี่โดยโหลดที่เชื่อมต่อและสำหรับการประมาณเวลาสำรองที่เหลืออยู่โดยประมาณของแบตเตอรี่ ความคิดดังกล่าวได้รับการร้องขอจาก Mr. Mehran Manzoor

วัตถุประสงค์และข้อกำหนดของวงจร

ฉันต้องการวงจรที่แสดงเวลาที่เหลือในการสำรองข้อมูลอัพคอมพิวเตอร์ของฉัน (หรือแบตเตอรี่) ซึ่งแสดงเวลาในการสำรองข้อมูลได้อย่างง่ายดาย
จะใช้สำหรับคอมพิวเตอร์ในขณะที่ทำงานโดยไม่ใช้ไฟฟ้าและรู้เวลาในการทำงาน
เวลาจะแสดงด้วยความช่วยเหลือของการแสดง 7 ส่วน

ใช้ไฟแสดงสถานะสำรอง LED 4 ดวง

จอแสดงผล LED 7 ส่วนอาจทำให้วงจรค่อนข้างซับซ้อนดังนั้นเราจะพยายามใช้การออกแบบโดยใช้ไฟ LED 4 ดวงซึ่งสามารถอัพเกรดเป็น LED 8 ดวงได้อย่างง่ายดายโดยการเพิ่มอีก ขั้นตอนการเปรียบเทียบ LM324

เมื่อใดก็ตามที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของแบตเตอรี่สำหรับการใช้งานโหลดที่กำหนดการรู้เวลาสำรองของแบตเตอรี่จะกลายเป็นปัจจัยสำคัญของระบบ

อย่างไรก็ตามตัวบ่งชี้เวลาสำรองส่วนใหญ่ไม่เคยมีให้แม้แต่ในส่วนใหญ่ เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ขั้นสูง ซึ่งทำให้ผู้ใช้ไม่สามารถรับรู้ถึงพลังงานสำรองที่เหลืออยู่ภายในแบตเตอรี่ที่เกี่ยวข้อง ด้วยสถานการณ์ที่ยากลำบากเช่นนี้ผู้ใช้จึงเหลือเพียงแค่คาดเดาเวลาในการจำหน่ายทั้งหมดด้วยวิธีการลองผิดลองถูก

การออกแบบวงจรแสดงเวลาสำรองแบตเตอรี่ที่นำเสนอนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการข้างต้นเพื่อให้ผู้ใช้สามารถตรวจสอบเวลาสำรองข้อมูลด้วยสายตารวมถึงสถานะการสิ้นเปลืองของโหลดที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ได้อย่างต่อเนื่อง

แผนภูมิวงจรรวม

การทำงานของวงจร

จากแผนภาพด้านบนเราจะเห็นการออกแบบที่ประกอบด้วยสองขั้นตอนสำหรับการใช้งานที่เสนอ

ด้านซ้ายของการออกแบบประกอบด้วยไฟล์ วงจรไฟแสดงสถานะแบตเตอรี่ LED 4 ดวง โดยใช้ opamp LM324 ในขณะที่ด้านขวามือได้รับการกำหนดค่ารอบ IC LM3915 ซึ่งเป็น IC ไดรเวอร์โหมดจุด / บาร์ LED แบบเรียงลำดับ

opamps จาก IC LM324 มีสายเป็นตัวเปรียบเทียบสำหรับตรวจจับระดับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่โดยอ้างอิงกับระดับแรงดันไฟฟ้าอินพุทกลับด้านที่ได้จากเอาต์พุตของ IC LM3915

“ทำไมเซมิคอนดักเตอร์ถึงใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ”

สำหรับแบตเตอรี่ 12V P1 ถูกตั้งค่าสำหรับการเปิดใช้งาน LED สีขาวที่ประมาณ 11V, P2 ถูกตั้งค่าให้เปิดใช้งาน LED สีเหลืองที่ประมาณ 12V, P3 ถูกตั้งค่าสำหรับการส่องสว่าง LED สีเขียวที่ประมาณ 13V และ P4 จะถูกปรับให้เหมือนกันสำหรับการเปิดสวิตช์ LED สีแดงประมาณ 14V.

นี่หมายความว่าที่ 14V ซึ่งเป็นระดับการชาร์จเต็มของแบตเตอรี่ 12V ซึ่งคาดว่าไฟ LED ทั้งหมดจะยังคงส่องสว่างอยู่

การตั้งค่า Presets

การตั้งค่าพรีเซ็ตข้างต้นจะกระทำโดยอ้างอิงถึงระดับแรงดันไฟฟ้าที่ทำได้ในสถานการณ์ที่พิน # 1 ของ LM3915 อยู่ในสถานะเปิดใช้งาน

พิน # 1 คือขาเอาท์พุตแรกของ IC LM3915 ซึ่งตั้งอยู่ในสถานะแอคทีฟโดยอ้างอิงถึงแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่พิน # 5 ซึ่งหมายความว่าหากแรงดันพิน # 5 เพิ่มขึ้นลำดับของการเปิดใช้งานจะถูกเลื่อนตามลำดับจาก พิน # 1 ไปยังพินถัดไป # 18 จากนั้นไปที่พิน # 17 และอื่น ๆ จนกระทั่งในที่สุดก็ถึงพิน # 10 ซึ่งเป็นพินสุดท้ายของ IC ซึ่งแสดงถึงช่วงการตรวจจับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดถึงพิน # 5

การดำเนินการข้างต้นเปิดใช้งานระดับอ้างอิงที่แตกต่างกัน (เพิ่มขึ้น) จากพิน # 1 ถึงพิน # 10 เนื่องจากไดโอดที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมและไดโอดซีเนอร์ซึ่งได้รับการคัดเลือกอย่างเหมาะสมสำหรับการสร้างแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างสอดคล้องกันในพินที่ระบุ แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้คาดว่าจะลดลงระหว่าง 0.6V ถึง 5.7V ในขา # 1 ถึงขา # 10 ตามลำดับ

ในระหว่างขั้นตอนของลำดับข้างต้นการเปิดใช้งานพินจะกระโดดจากพินหนึ่งไปยังอีกพินหนึ่งซึ่งหมายความว่ามีพินเดียวเท่านั้นที่ยังคงทำงานอยู่ตลอดเวลาของการตรวจจับ (ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพิน # 9 ไม่ได้เชื่อมต่อหรือเปิดสำหรับเงื่อนไขนี้)

สามารถมองเห็นพิน # 5 ที่แนบมากับ Rx ซึ่งเป็นตัวต้านทานการตรวจจับในปัจจุบัน ซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลดลบและแบตเตอรี่ลบ

ดังนั้นความต่างศักย์เล็กน้อยจึงถูกพัฒนาขึ้นใน Rx เทียบเท่ากับการใช้โหลดและจะเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณการใช้โหลดเพิ่มขึ้น

ขึ้นอยู่กับการใช้งานโหลดหนึ่งในขาเอาต์พุตที่เกี่ยวข้องของ LM3915 จะทำงาน (ลอจิกต่ำ) ซึ่งจะตั้งค่าระดับแรงดันอ้างอิงทันทีสำหรับพินกลับด้าน opamp LM324

ไฟ LED ที่เชื่อมต่อกับ opamp จะสว่างขึ้นโดยการเปรียบเทียบโวลต์ของแบตเตอรี่กับการอ้างอิงกับกระแสโหลดซึ่งเป็นข้อมูลระดับอ้างอิงที่ได้รับจากการเปิดใช้งานพินเอาต์พุต LM3915

“ความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นและความถี่คืออะไร? ”

สิ่งนี้ช่วยให้ opamps สามารถคำนวณพลังงานโดยประมาณของแบตเตอรี่โดยประมาณตามการใช้งานโดยโหลดและบ่งชี้สิ่งเดียวกันผ่านไฟ LED

เมื่อปริมาณการใช้เพิ่มขึ้นไฟ LED จะปิดลงตามลำดับซึ่งบ่งชี้การใช้งานที่สูงขึ้นตามโหลดและลดเวลาสำรองที่เหลือด้วยแบตเตอรี่

และในทางตรงกันข้ามหากโหลดใช้พลังงานน้อยที่สุด opamps จะได้รับระดับแรงดันอ้างอิงที่ค่อนข้างต่ำกว่าจากขาเอาท์พุท LM3915 ซึ่งระบุเวลาสำรองแบตเตอรี่ที่สูงขึ้นผ่านการส่องสว่างของ LED ที่เกี่ยวข้อง

วิธีการตั้งค่าวงจร

Rx ถูกเลือกเพื่อให้พิน # 1 ของ IC LM3915 ทำงานได้ (ลอจิกต่ำ) ที่ระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดใน Rx ซึ่งอาจทำได้โดยการติดโหลดดัมมี่กำลังค่อนข้างต่ำสำหรับโหลด

ค่าที่ตั้งล่วงหน้า 10K ที่เกี่ยวข้องกับพิน # 5 ของ LM3915 อาจใช้สำหรับการปรับแต่งผลลัพธ์ข้างต้นอย่างละเอียด

ถัดไปคุณสามารถเลือกช่วงที่สูงขึ้นได้โดยการเชื่อมต่อโหลดที่ได้รับการจัดอันดับเพื่อใช้กระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้นหรือเทียบเท่ากับขีด จำกัด การคายประจุสูงสุดที่ปลอดภัยของแบตเตอรี่

ตอนนี้ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า 10K อาจได้รับการปรับเพื่อให้แน่ใจว่าเมื่อขาโหลดด้านบน # 10 ของ IC ทำงานอยู่ (ตรรกะต่ำ) การตั้งค่านี้อาจส่งผลต่อการตั้งค่าก่อนหน้านี้ดังนั้นอาจจำเป็นต้องปรับแต่งเพิ่มเติมบางอย่างจนกว่าผลลัพธ์จะถึงเงื่อนไขที่ดี

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าของ LM324 อาจได้รับการปรับเปลี่ยนตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ในบทความทำได้ง่ายๆด้วยการอ้างอิงที่ได้มาจากพิน # 1 ของ IC LM3915 และโดยการตั้งค่าพรีเซ็ต A1 เป็น A4 ตามคำอธิบายที่ให้ไว้ในส่วนด้านบนของบทความ