Wie entwerfe ich eine Batteriestandsanzeige?

Im letzten Jahrhundert ist alles, was im täglichen Leben verwendet wird, elektronisch. Die meisten kleinen elektronischen Komponenten verwenden eine Batterie, um sich selbst einzuschalten. Manchmal haben diese elektronischen Geräte wie Spielzeug, Rasierer, Musikplayer, Autobatterien usw. kein Display, um den Batteriestand anzuzeigen. Um den Ladezustand der Batterie zu überprüfen, benötigen wir ein Gerät, das den Ladezustand der Batterie anzeigt und uns mitteilt, ob die Batterie sofort oder nach einiger Zeit gewechselt werden soll. Auf dem Markt sind verschiedene Batteriestandsanzeigen erhältlich. Wenn wir dieses Gerät jedoch kostengünstig einsetzen möchten, können wir es zu Hause so effizient wie das auf dem Markt erhältliche Gerät herstellen.

In diesem Projekt werde ich Ihnen den besten Weg aufzeigen, einen einfachen Batteriestandsanzeigeschaltkreis unter Verwendung effektiv zugänglicher Segmente vom Markt zu planen. Die Batteriestandsanzeige zeigt den Status der Batterie durch einfaches Einschalten der LEDs an. Wenn beispielsweise fünf LEDs eingeschaltet sind, beträgt die Batterielimit 50%. Diese Schaltung basiert vollständig auf dem LM914 IC.

Wie wird der Batteriestand mit dem LM3914 IC angezeigt?

In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die Batteriestandsanzeige planen. Mit dieser Schaltung können Sie die Fahrzeugbatterie oder den Wechselrichter überprüfen. Durch die Verwendung dieser Schaltung können wir die Lebensdauer der Batterie verlängern. Lassen Sie uns weitere Informationen sammeln und an diesem Projekt arbeiten.

Schritt 1: Sammeln der Komponenten

Der beste Ansatz, um ein Projekt zu starten, besteht darin, eine Liste der Komponenten zu erstellen und eine kurze Untersuchung dieser Komponenten durchzuführen, da niemand nur wegen einer fehlenden Komponente in der Mitte eines Projekts bleiben möchte. Eine Liste der Komponenten, die wir in diesem Projekt verwenden werden, finden Sie unten:

Schritt 2: Studieren der Komponenten

Nachdem wir nun die Zusammenfassung unseres Projekts kennen und auch eine vollständige Liste aller Komponenten haben, lassen Sie uns einen Schritt voraus gehen und eine kurze Untersuchung der Komponenten durchführen, die wir verwenden werden.

LM3914 ist eine integrierte Schaltung. Seine Aufgabe ist es, die Displays zu bedienen, die die Änderung eines analogen Signals visuell anzeigen. An seinem Ausgang können bis zu 10 LEDs, LCDs oder andere fluoreszierende Anzeigekomponenten angeschlossen werden. Diese integrierte Schaltung kann nur verwendet werden, weil die lineare Skalierungsschwelle linear skaliert ist. In der Grundanordnung ergibt sich eine zehnstufige Skala, die mit anderen LM3914-ICs in Reihe auf mehr als 100 Teile erweitert werden kann. 1980 wurde dieser IC von National Semiconductors entwickelt. Aber jetzt im Jahr 2019 ist es immer noch als Texas Instruments erhältlich. Es gibt zwei Hauptvarianten dieses IC. Eines ist LM3915 mit einem logarithmischen Skalierungsschritt von 3 dB und das andere ist LM3916, das die Skala eines Standard Volume Indicator (SVI) bedient. Der Betriebsspannungsbereich variiert von 5 V bis 35 V und es können LED-Anzeigen an seinem Ausgang angesteuert werden, indem ein geregelter Ausgangsstrom bereitgestellt wird, der von 2 bis 30 mA reicht. Das interne Netzwerk dieses IC besteht aus zehn Komparatoren und einem Widerstandsskalierungsnetzwerk. Jeder Komparator wird nacheinander eingeschaltet, wenn der Eingangsspannungspegel ansteigt. Dieser IC kann so eingestellt werden, dass er in zwei verschiedenen Modi arbeitet, einem Balkendiagrammmodus und einem Punktmodus. Im Balkendiagrammmodus werden alle Terminals mit niedrigerem Ausgang eingeschaltet, und im Punktmodus wird jeweils nur ein Ausgang eingeschaltet. Das Gerät verfügt über insgesamt 18 Pins.

Veroboard ist eine ausgezeichnete Wahl für die Herstellung einer Schaltung, da das einzige Problem darin besteht, Komponenten auf der Vero-Platine zu platzieren, sie zu löten und den Durchgang mit dem Digital Multi Meter zu überprüfen. Sobald das Schaltungslayout bekannt ist, schneiden Sie die Platine auf eine angemessene Größe. Zu diesem Zweck legen Sie die Platte auf die Schneidematte und verwenden Sie eine scharfe Klinge (sicher) und treffen Sie alle Sicherheitsvorkehrungen, um die Last mehr als einmal oben und unten entlang der geraden Kante (5 oder mehrmals) zu überfahren die Öffnungen. Legen Sie anschließend die Komponenten eng auf die Platine, um eine kompakte Schaltung zu bilden, und löten Sie die Stifte entsprechend den Schaltungsverbindungen. Versuchen Sie im Fehlerfall, die Verbindungen zu entlöten und erneut zu löten. Überprüfen Sie abschließend die Kontinuität. Führen Sie die folgenden Schritte aus, um eine gute Schaltung auf einem Veroboard zu erstellen.

Veroboard

Schritt 3: Schaltungsdesign

Der Kern dieser Batteriestandsmarkierungsschaltung ist der LM3914 IC. Dieser IC nimmt die analoge Spannung als Eingang und steuert 10 LEDs direkt gemäß dem Wechselspannungspegel an. In dieser Schaltung sind keine Widerstände in Anordnung mit LEDs erforderlich, da der Strom vom IC selbst geleitet wird.

In dieser Schaltung zeigen LEDs (D1-D10) die Grenze der Batterie entweder im Punktmodus oder im Anzeigemodus an. Dieser Modus wird vom äußeren Schalter sw1 gewählt, der dem neunten Pin des IC zugeordnet ist. Der sechste und der siebte IC-Pin sind über einen Widerstand mit der Masse verbunden. Die Helligkeit der LEDs wird von diesem Widerstand gesteuert. Hier strukturieren die Widerstände R3 und POT RV1 die Potentialteilerschaltung. Hier in dieser Schaltung erfolgt die Kalibrierung durch Einstellen des Knopfes des Potentiometers. Für diesen Stromkreis ist keine äußere Stromversorgung erforderlich.

Die Schaltung soll 10 V bis 15 V DC überwachen. Die Schaltung funktioniert unabhängig davon, ob die Batteriespannung 3 V beträgt. Lm3914 treibt LEDs, LCDs und Vakuum-Fluoreszenzmittel an. Der IC enthält eine flexible Referenz und einen präzisen 10-Stufen-Teiler. Dieser IC kann ebenfalls als Sequenzer eingesetzt werden.

Um den Status des Ausgangs anzuzeigen, können wir LEDs in verschiedenen Farben anschließen. Schließen Sie rote LEDs von D1 bis D3 an, um die Abschaltphase Ihrer Batterie anzuzeigen, und verwenden Sie D8-D10 mit grünen LEDs, die den Batteriestand von 80 bis 100 anzeigen, und verwenden Sie gelbe LEDs für den Rest.

Mit ein wenig Anpassung können wir diese Schaltung auch zur Quantifizierung von Spannungsbereichen verwenden. Für diese Trennung müssen der Widerstand R2 und der obere Spannungspegel an den Eingang angeschlossen werden. Verschieben Sie nun den Gegensatz von Pot RV1 zu den D10-LED-Schimmern. Evakuieren Sie derzeit den oberen Spannungspegel am Eingang und ordnen Sie ihm den unteren Spannungspegel zu. Verbinden Sie einen hochwertigen variablen Widerstand mit der Stelle des Widerstands R2 und schwanken Sie ihn, bis die LED D1 leuchtet. Trennen Sie nun das Potentiometer und messen Sie den Widerstand darüber. Schließen Sie nun den gleichwertigen Widerstand anstelle von R2 an. Die Schaltung misst nun verschiedene Spannungsbereiche.

Diese Schaltung ist am sinnvollsten, um 12 V des Batteriestands anzuzeigen. In dieser Schaltung zeigt jede LED 10 Prozent der Batterie.

Schritt 4: Simulation der Schaltung

Vor dem Erstellen der Schaltung ist es besser, alle Messwerte einer Software zu simulieren und zu untersuchen. Die Software, die wir verwenden werden, ist die Proteus Design Suite. Proteus ist eine Software, mit der elektronische Schaltkreise simuliert werden.

Proteus 8 Professional kann von heruntergeladen werden Hier

1. Öffnen Sie die Proteus-Software, nachdem Sie sie heruntergeladen und installiert haben. Öffnen Sie einen neuen Schaltplan, indem Sie im Menü auf das ISIS-Symbol klicken.Neues Schema.
2. Wenn der neue Schaltplan angezeigt wird, klicken Sie im Seitenmenü auf das P-Symbol. Dies öffnet ein Feld, in dem Sie alle Komponenten auswählen können, die verwendet werden sollen.Neues Schema
3. Geben Sie nun den Namen der Komponenten ein, aus denen die Schaltung hergestellt werden soll. Die Komponente wird in einer Liste auf der rechten Seite angezeigt.Komponenten auswählen
4. Durchsuchen Sie auf die gleiche Weise wie oben alle Komponenten. Sie werden in der Geräteliste angezeigt.Komponentenliste

Schritt 5: Zusammenbau der Schaltung

Jetzt, da wir die Hauptverbindungen und auch den gesamten Kreislauf unseres Projekts kennen, können wir fortfahren und mit der Herstellung der Hardware unseres Projekts beginnen. Eines muss beachtet werden, dass der Stromkreis kompakt sein muss und die Komponenten so nahe beieinander platziert werden müssen.

1. Nehmen Sie ein Veroboard und reiben Sie seine Seite mit der Kupferbeschichtung mit einem Schaberpapier ab.
2. Platzieren Sie nun die Komponenten vorsichtig und schließen Sie sie so nahe, dass die Größe des Stromkreises nicht sehr groß wird
3. Stellen Sie die Verbindungen vorsichtig mit Lötkolben her. Wenn beim Herstellen der Verbindungen ein Fehler gemacht wird, versuchen Sie, die Verbindung zu entlöten und die Verbindung erneut ordnungsgemäß zu löten. Am Ende muss die Verbindung jedoch fest sein.
4. Wenn alle Verbindungen hergestellt sind, führen Sie einen Durchgangstest durch. In der Elektronik ist der Durchgangstest die Überprüfung eines Stromkreises, um zu prüfen, ob der Stromfluss im gewünschten Pfad fließt (dass es sich mit Sicherheit um einen Gesamtstromkreis handelt). Ein Durchgangstest wird durchgeführt, indem eine kleine Spannung (in Anordnung mit einer LED oder einem Aufruhr erzeugenden Teil, z. B. einem piezoelektrischen Lautsprecher) über dem ausgewählten Weg eingestellt wird.
5. Wenn der Durchgangstest bestanden ist, bedeutet dies, dass die Schaltung wie gewünscht ausreichend hergestellt ist. Es kann jetzt getestet werden.
6. Schließen Sie die Batterie an den Stromkreis an.
7. Stellen Sie das Potentiometer so ein, dass die LED D1 zu leuchten beginnt.
8. Erhöhen Sie nun die Eingangsspannung. Sie werden feststellen, dass jede LED nach einem Inkrement von 1 V leuchtet.

Die Schaltung sieht wie folgt aus:

Schaltplan

Einschränkungen dieser Schaltung

Es gibt einige Einschränkungen für diese Schaltung. Einige von ihnen sind unten angegeben:

1. Dieser Batteriestandsindikator funktioniert nur bei kleinen Spannungen.
2. Die Werte der Komponenten sind theoretisch und müssen in der Praxis möglicherweise geändert werden.

Anwendungen

Der breite Bereich dieser Schaltung der Batteriestandsanzeige umfasst:

1. Mit dieser Schaltung können wir den Batteriestand eines Autos messen.
2. Mit dieser Schaltung kann der Wechselrichterstatus kalibriert werden.