СмартПульс
- держите руку на пульсе высоких технологий!
Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций
СмартПульс
- держите руку на пульсе высоких технологий!
Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций
Главная - DIY (Сделай сам!) - Индикатор уровня заряда литий-ионного аккумулятора с тонкой конструкцией - тест и обзор
Предисловие
Схемотехническая особенность рассматриваемого индикатора уровня заряда литий-ионного аккумулятора состоит в том, что он не постоянно показывает уровень заряда, а только по требованию пользователя; то есть, по нажатию кнопки. Это позволит его использовать в устройствах, для которых важно соблюдение строгой экономии энергии аккумулятора.
А конструктивная особенность состоит в том, что он - очень тонкий, и его буквально можно приклеить к любой поверхности, где им будет удобно пользоваться.
Оглавление
1. Конструкция и технические
характеристики индикатора уровня заряда литий-ионного аккумулятора
Индикатор построен по типовой системе индикации уровня заряда с четырьмя светодиодами, отображающими собственно уровень заряда с градациями 25% - 50% - 75% - 100%; плюс 5-ый светодиод, показывающий просто факт подачи напряжения питания на индикатор (но он тоже несёт полезную информацию об уровне заряда, но уже в состоянии, близком к глубокому разряду). При этом "держим в уме", что уровень заряда 100% для стандартного односекционного литий-ионного аккумулятора соответствует напряжению 4.2 В, а уровень 0% - напряжению 3.2 В.
Для многосекционных аккумуляторов, соответственно, умножаем все напряжения на число секций. Индикаторы рассматриваемого типа выпускаются для аккумуляторов с числом секций до пяти (номинальное напряжение - до 18.5 В); протестирован будет индикатор для односекционного аккумулятора.
Производитель указывает следующие уровни напряжения для включения светодиодов индикатора:
25% заряда - 3.3 В;
50% - 3.5 В;
75% - 3.7 В;
100% - 3.9 В.
Цвет светодиодов индикации уровня - синий или зелёный (как повезёт покупателю), цвет светодиода индикации питания - красный.
Габариты индикатора: 40 * 15 * 2.8 мм.
Теперь - о том, что не указал производитель. А не указал он уровень включения красного светодиода и ток потребления в режиме ожидания и в режиме индикации; они будут измерены в ходе теста.
Индикатор поставляется в виде платы с кожухом, защищающим её только с верхней стороны:
С обратной стороны видна сама плата индикатора:
Кожух скреплён с платой с помощью трёх расплавленных стоек-столбиков.
Также на обратной стороне кожуха есть две пустотелые стойки, благодаря которым индикатор можно закрепить с обратной стороны какой-либо поверхности с помощью коротких винтов или саморезов.
Расплавленные стойки можно легко срезать острым ножом и посмотреть на плату со стороны элементов:
По этой фотографии можно в значительной степени разобраться со схемотехникой индикатора заряда li-ion аккумулятора.
Индикатор построен не на готовом специализированном контроллере уровня заряда, а, по сути, на дискретных элементах. Ключевым из них является счетверённый операционный усилитель LM324, выступающий здесь в качестве четырёх компараторов; каждый для своего светодиода.
В качестве задатчика уровней срабатывания используется трёхногий чип с маркировкой 431 - это управляемый стабилитрон.
Для защиты устройства от обратной полярности питания на плате установлен диод D1 (маркировка S4) - маломощный диод Шоттки (что очень правильно).
После этого краткого разбора схемотехники можно приступить
к техническим испытаниям.
1. Проверяем напряжения зажигания светодиодов, индицирующих уровни заряда аккумулятора
Светодиод 25% - 3.4 В (реально 20%);
Светодиод 50% - 3.6 В (реально 40%);
Светодиод 75% - 3.8 В (реально 60%);
Светодиод 100% - 4.0 В (реально 80%).
Из этой бесхитростной таблицы следует, что зажигание светодиода 100% вовсе не означает, что аккумулятор заряжен на все 100%. То есть, если аккумулятор находится в процессе зарядки, то отключать зарядку надо не сразу после зажигания светодиода 100%, а через 15-20 минут (усреднённо).
Так выглядит индикация с двумя зажженными светодиодами уровня заряда:
Свечение светодиодов имеет оптимальную яркость - на достаточно заметном уровне, но "сетчатку не выжигает".
2. Проверяем напряжение зажигания красного светодиода
Напряжение зажигания красного светодиода хотя бы на минимально-заметном уровне составило 2.3 В. То есть, если при нажатии на кнопку TEST не зажигается даже красный светодиод, то аккумулятор находится в состоянии глубокого разряда. Это - сигнал SOS, срочно на зарядку! И не факт, что аккумулятор ещё будет долго жить. Лучше, естественно, до такого не допускать.
3. Проверяем время свечения светодиодов после отпускания кнопки TEST
Светодиоды индикатора светятся, естественно, в течение всего времени нажатия кнопки TEST, плюс какое-то время после отпускания.
Испытание показало, что это время - очень мало, около 1.5 секунды. То есть, нажать на кнопку TEST, а потом посмотреть, каков уровень заряда аккумулятора, не очень получится. Надо одновременно и нажимать, и смотреть.
4. Проверяем токи потребления
Ток потребления на "холостом ходу" (кнопка TEST не нажата) составил 0.12 мА.
Ток потребления только при свечении одного красного светодиода составил 1.4 мА.
Ток потребления при всех светящихся светодиодах составил 4.9 мА.
Мораль: даже в выключенном состоянии потребление устройства не нулевое. За длительное время (недели - месяцы - годы; в зависимости от ёмкости аккумулятора) индикатор сможет аккумулятор разрядить. Для аккумулятора ёмкостью 1000 мА*ч расчётное время составит 347 дней.
На этом можно перейти к итогам.
Итак, индикатор полностью функционально пригоден, хотя уровни включения светодиодов немного отличаются от тех, которые заявил производитель.
Потребление индикатора на холостом ходу - очень небольшое, но при длительном хранении аккумулятора пренебречь им нельзя. Чтобы предотвратить полный разряд аккумулятора, надо индикатор отключать; или же раз в несколько месяцев аккумулятор подзаряжать. Для аккумуляторов ёмкостью свыше 1000 мА*ч достаточно подзаряжать раз в год.
Главное достоинство индикатора заряда аккумулятора - его миниатюрная и плоская конструкция. Наиболее простой и лёгкий способ его применения - просто наклеить на поверхность того устройства, с которым он должен работать.
Протестированный индикатор уровня заряда можно купить на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Можно выбрать индикаторы на разное количество секций в аккумуляторе. Цена на дату обзора - около $1 с учётом стоимости доставки. Цена может меняться, проверяйте! Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158
Вариант доработки: если требуется индикатор, который будет показывать уровень заряда непрерывно, а не по нажатию кнопки, то кнопку можно банально закоротить аккуратно перемычкой.
Еще вариант - индикатор для встраивания за лицевую панель
устройства (обзор).
Дополнительно:
Весь раздел DIY ("Сделай
сам!")
Перейти на Главную
Ваш Доктор.
25 марта 2025 г.
Вступайте в группу
SmartPuls.Ru
Контакте!
Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.
Комментарии вКонтакте:
При копировании (перепечатке) материалов или использовании
изображений 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