Obwód wskaźnika niskiego poziomu naładowania baterii wykorzystujący tylko dwa tranzystory

Poniższy post opisuje prosty obwód wskaźnika niskiego poziomu baterii, wykorzystujący tylko dwa niedrogie tranzystory NPN. Główną cechą tego obwodu jest bardzo niski pobór prądu w stanie spoczynku.

Koncepcja obwodu

Do tej pory widzieliśmy, jak wykonać obwody wskaźnika niskiego poziomu baterii za pomocą 741 IC i a 555 IC które bez wątpienia wyróżniają się zdolnościami wykrywania i sygnalizowania progów niskiego napięcia baterii.

Jednak następujący post dotyczy jeszcze innego podobnego obwodu, który jest znacznie tańszy i wykorzystuje tylko kilka tranzystorów NPN do wytwarzania wymaganych wskazań niskiego poziomu baterii.

Przewaga tranzystora nad układem scalonym

Główną zaletą proponowanego obwodu wskaźnika niskiego poziomu baterii z dwoma tranzystorami jest bardzo niski pobór prądu w porównaniu z odpowiednikami układów scalonych, które pobierają stosunkowo wyższe prądy.

IC 555 zużywałby około 5 mA, IC741 około 3 mA, podczas gdy obecny obwód pobierałby tylko około 1,5 mA prądu.

Tak więc obecny obwód staje się bardziej wydajny, zwłaszcza w przypadkach, w których pobór prądu w trybie czuwania staje się problemem, na przykład w jednostkach, które zależą od niskonapięciowego zasilania bateryjnego, takiego jak bateria 9V PP3.

Obwód może działać przy 1,5 V.

Kolejną zaletą tego obwodu jest możliwość pracy nawet przy napięciach około 1,5 V, co daje mu wyraźną przewagę nad obwodami opartymi na układzie scalonym.

Jak pokazano na poniższym schemacie obwodu, dwa tranzystory są skonfigurowane jako czujnik napięcia i falownik.

Pierwszy tranzystor po lewej stronie wyczuwa poziom napięcia progowego zgodnie z ustawieniem ustawienia wstępnego 47K. Dopóki ten tranzystor przewodzi, drugi tranzystor po prawej stronie jest wyłączony, co również powoduje wyłączenie diody LED.

Gdy tylko napięcie akumulatora spadnie poniżej ustawionego poziomu progowego, lewy tranzystor nie jest już w stanie przewodzić.

Sytuacja ta natychmiast uruchamia prawy tranzystor, włączając diodę LED.

Dioda LED włącza się i zapewnia wymagane wskazania ostrzeżenia o niskim poziomie naładowania baterii.

Schemat obwodu

Demonstracja wideo:

Powyższy obwód został pomyślnie zbudowany i zainstalowany przez pana Allana w jego jednostka detektora zaniku zjawisk paranormalnych . Poniższy film przedstawia efekty wdrożenia:

Modernizacja powyższego tranzystorowego obwodu niskiego napięcia akumulatora w obwód odcięcia niskiego poziomu akumulatora

Nawiązując do powyższego schematu, wskaźnikiem niskiego poziomu baterii są dwa tranzystory NPN, natomiast dodatkowy BC557 i przekaźnik służą do odcięcia akumulatora od obciążenia, gdy osiągnie dolny próg, w tym stanie przekaźnik łączy akumulator do dostępnego wejścia ładowania.

Jednak gdy akumulator jest w stanie normalnym, przekaźnik łączy akumulator z obciążeniem i umożliwia działanie obciążenia na zasilaniu akumulatorowym.

Dodawanie histerezy

Wadą powyższej konstrukcji może być drganie przekaźnika na progowych poziomach napięcia, spowodowane natychmiastowym spadkiem napięcia akumulatora podczas procesu przełączania przekaźnika.

Można temu zapobiec, dodając 100 uF u podstawy środkowego BC547. Jednak to nadal nie powstrzymałoby przekaźnika przed ciągłym włączaniem / wyłączaniem przy niskim progu przełączania baterii.

Aby temu zaradzić, trzeba będzie wprowadzić efekt histerezy, który można uzyskać za pomocą rezystora sprzężenia zwrotnego między kolektorem BC557 a środkowym tranzystorem BC547.

Zmodyfikowany projekt implementacji powyższego warunku można zobaczyć na poniższym schemacie:

Dwa rezystory, jeden u podstawy BC547, a drugi na kolektorze BC557, wyznaczają inny próg przełączenia przekaźnika, czyli próg odcięcia pełnego naładowania akumulatora. Tutaj wartości są wybierane arbitralnie, aby uzyskać dokładne wyniki, wartości te będą musiały zostać zoptymalizowane za pomocą prób i błędów.