Простой индикатор уровня заряда литий-ионного аккумулятора 

СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

Главная

Новости

Обзоры

Статьи

Обзоры РУНЕТа

   Главная - DIY (Сделай сам!) - Простой индикатор уровня заряда литий-ионного аккумулятора

 

 Обзор простого индикатора уровня заряда литий-ионного аккумулятора

 Обзор


Простой индикатор уровня заряда литий-ионного аккумулятора

     Оглавление:
   1. Внешний вид и технические характеристики индикатора уровня заряда Li-ion аккумулятора

   2. Тестирование

   3. Окончательный диагноз

 

Предисловие

Этот индикатор предназначен для контроля уровня заряда литий-ионного аккумулятора в тех устройствах, где другого индикатора нет.

Индикатор - самый простой из всех возможных, но работает!

А как он работает и как устроен - далее в обзоре.

Индикатор уровня заряда литий-ионного аккумулятора с Алиэкспресс
(изображение с Алиэкспресс, кликнуть для увеличения)

 

Индикатор поставляется в двух цветовых и двух схемотехнических решениях, одно из них и будет рассмотрено в обзоре.

Купить протестированный графический индикатор сигнала можно на Алиэкспресс, например, здесь. Цена на момент обзора - менее $1 с учетом доставки.
 

Внешний вид и технические характеристики индикатора уровня заряда Li-ion аккумулятора

Устройство представляет собой бескорпусную плату со светодиодным индикатором в виде стилизованной батарейки:

Светодиодный индикатор уровня заряда Li-ion аккумулятора

Сверху на светодиодном модуле наклеена защитная плёнка, но её можно не снимать: наблюдению за индикатором она никак не мешает.

Каждый из 4-х сегментов в центре этой "батарейки" светится в соответствии с зарядом аккумулятора с шагом 25% (один сегмент - 25%, два сегмента - 50% и т.д.). Если заряд ниже 25%, то все центральные сегменты погашены, а светится только рамка "батарейки" красным цветом (она всегда светится).

На плате есть два крепёжных отверстия.

Теперь посмотрим на обратную сторону платы:

Светодиодный индикатор уровня заряда литий-ионного аккумулятора

Схемотехника устройства проста до безобразия: два чипа и немножко обвязки, причём один из чипов (левый на фото) - это стабилизатор питания для "главного" чипа, собственно, и выполняющего функции индикатора.

Тип стабилизатора - SE8530, напряжение выхода 3 В.

Что касается "главного" чипа на плате, то он пожелал остаться неизвестным (нет маркировки).

На левой стороне платы есть 8 контактных площадок для перемычек, позволяющих сконфигурировать индикатор под аккумуляторы с разным количеством последовательных секций (1 - 8).

В данном случае индикатор пришел с перемычкой S1 (на односекционный аккумулятор); а если индикатор придёт совсем без напаянных перемычек, то нужно соответствующую перемычку напаять.

И вот здесь надо сделать уточнение, что подобного рода индикатор продаётся на Алиэкспресс в двух вариантах: как с возможностью конфигурации под необходимое число секций, так и с фиксированной настройкой на их определённое число.

И это отличие - не в том, есть там возможность перепаять перемычки, а гораздо серьёзнее. В индикаторах с фиксированной настройкой применён другой главный чип: у него 14 выводов (а не 8, как на плате тестируемого индикатора):

Плата индикатора на фиксированное число секций литиевого аккумулятора
(изображение с Алиэкспресс)

Возможно, что такой индикатор - с какими-то более навороченными функциями, но информации об этом на страницах продавцов нет.

На страницах продавцов на Алиэкспресс версии с фиксированной настройкой по числу секций обозначаются с указанием их числа и цвета индикатора (например, "2S Green"); а версии с настраиваемым числом секций обозначаются с указанием диапазона секций (например, "1S-8S Blue General").

Вернёмся к нашему индикатору.

На страницах продавцов размещена таблица, сколько сегментов должно зажигаться в зависимости от напряжения аккумулятора и установленного перемычкой числа секций:

таблица, сколько сегментов должно зажигаться в зависимости от напряжения аккумулятора и установленного перемычкой числа секций

На эту таблицу надо взглянуть критически.

Вспомним, что обычно в стандартных литиевых аккумуляторах за 0% заряда принимается напряжение в 3.2 В, а за 100% - 4.2 В.

Таким образом, свечение всех 4-х сегментов индикатора будет на самом деле обозначать заряд не 100%, а интервал 70-100%. Аналогично и для другого количества светящихся сегментов они будут показывать некоторый интервал значений, в пределах от значения предыдущего сегмента до указанного в таблице текущего значения.

Вот теперь можно привести общие технические характеристики устройства.

Технические характеристики индикатора уровня заряда литиевого аккумулятора

Рабочее напряжение: 3 В - 34 В

Потребляемый ток: не более 5 мА

Погрешность: 2%

Габариты: 43.5 * 20 * 8 мм

Рабочая температура: -20...+50°С

Теперь переходим к следующему пункту обзора.

Тестирование индикатора уровня заряда литиевого аккумулятора

Тестирование начинаем с измерения потребляемого тока.

Он составил от  1.95 мА (все сегменты погашены, светится только рамка) до 3.55 мА (все сегменты светятся).

Далее проверяем функционирование индикатора при разных напряжениях на входе.

На фото - при напряжениях, соответствующих 0%, 50% и 100% заряда для односекционного аккумулятора:

Заряд аккумулятора 0%

Заряд аккумулятора 50%

Заряд аккумулятора 100%

Свечение сегментов и красной рамки - умеренное, не навязчивое.

Теперь перейдём от качественной оценки работоспособности индикатора к более тонкому количественному тестированию.

Для этого проверим напряжение, при котором зажигаются 1 - 4 сегмента индикатора:

1 сегмент (25%) - 3.27 В;

2 сегмента (50%) - 3.47 В;

3 сегмента (75%) - 3.68 В;

4 сегмента (100%) - 3.90 В.

Просто и бесхитростно, но всё работает; и притом с хорошей точностью относительно заявленных технических характеристик.

На этом можно завершить тесты и перейти к заключению.

Окончательный диагноз, рассуждения о способах применения и альтернативные варианты

Хотя индикатор и вполне работоспособен, но его функциональность - ниже, чем у аналогичных индикаторов, встроенных изначально в обслуживаемое устройство (повербанки, фонари, телефоны и т.д.).

Как правило, индикаторы, изначально встроенные в какие-либо устройства, не только отображают уровень заряда, но и могут с помощью мигания одного или всех сегментов показать, что процесс зарядки продолжается.

Такая функциональность реализуется за счет того, что встроенный в какое-либо устройство индикатор может оценить не только напряжение на аккумуляторе, но и втекающий в него ток.

Рассмотренный же выше индикатор подключается к аккумулятору только двумя проводниками, которые позволяют оценить напряжение, но не дают никакой информации о токе. Соответственно, индикатор "не знает", идёт зарядка или нет.

Ещё один аспект: индикатор при подключении к аккумулятору светится постоянно. В результате он постоянно потребляет ток, а его постоянное свечение может мешать окружающим людям.

Решений проблемы может быть два: либо индикатор должен включаться и выключаться одновременно с обслуживаемым устройством, либо он должен быть постоянно выключен, а включаться должен пользователем при желании провести контроль заряда аккумулятора.

В рамках же заявленной функциональности никаких претензий к индикатору нет.

Купить протестированный индикатор заряда аккумулятора можно на Алиэкспресс, например, здесь (а также и у многих других продавцов). Цена - менее $1 с учетом доставки.

Теперь - об альтернативных вариантах. Внимание, перечисленные далее варианты не проверены!

Как упоминалось выше, протестированный индикатор при подключении к аккумулятору постоянно постоянно светится, что может быть не удобным.

Существуют также варианты индикаторов заряда, которые находятся постоянно в погашенном состоянии, а их работу можно активировать по нажатию встроенной кнопки.

Вариант 1: плоская и тонкая конструкция (толщина - 2.5 мм):

Тонкий и плоский индикатор заряда литиевого аккумулятора

Индикатор включается по нажатию кнопки, а выключается через несколько секунд после прекращения нажатия.

Цена - около $2.1 с учетом доставки в Россию; купить можно, например, здесь.

Вариант 2: удлинённая "объёмная" конструкция:

индикатор заряда литиевого аккумулятора

Аналогично предыдущему индикатору, этот включается только по нажатию кнопки и через 3 секунды гаснет.

Цена - около $1 с учетом доставки в Россию; купить можно, например, здесь.

 

Весь раздел "Сделай сам! (DIY)" - здесь.

 

  Ваш Доктор.
 29 ноября 2021 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.


                Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам                      

 

  Комментарии вКонтакте:

 

   Комментарии FaceBook:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!

  
     
  Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них