Фактически на всех прежних отечественных автомобилях имеется стрелочные индикаторы напряж. на аккумуляторе. Индикаторы простые, функционируя в ограниченном диапазоне напряжений, помогают автовладельцу своевременно обнаружить перегрузку генератора, исчезновение контакта или неполадки в работе реле-регулятора.
В нынешних отечественных автомобилях и фактически во всех современных «иномарках» вольтметра нет. Есть лишь индикаторная лампа, которая обязана светиться при значительном уменьшении напряжения на аккумуляторе.
Но, во-первых, для аккумулятора страшно не только значительное снижение напряжения, но так, же и перезаряд.
Во-вторых, как показывает практика, штатный индикатор фактически не откликается на выключение аккумулятора на работающем двигателе. То есть, если, например, отсоединилась клемма, вы это обнаружите, лишь тогда, когда попытаетесь запустить двигатель.
Описание работы вольтметр-индикатора бортовой сети автомобиля
На рисунке 1 изображена электрическая схема автомобильного вольтметра, функционирующего на аналговом принципе, однако выдающий информацию на двухразрядный цифровой индикатор.
Интервал замера составляет от 10 до 17 вольт. Электрическая схема содержит измеритель на компараторной микросхеме LM3914 и электрическую схему индикации на диодном десятично-двоичном преобразователе, двоично-семисегментный дешифратор и два семисегментных индикатора.
Микросхема А2 с помощью подстроечных сопротивлений R4 и R5 выставлена на измерение входного напряжения, идущего на делитель R1-R3 в диапазоне от 10 до 17 В. При этом А2 индицирует фактически от 0 до 7, то есть, напряжение 10 В взято как нуль. Отображение на выходе А2 функционирует по типу движущейся точки.
То есть, в произвольной момент открыт лишь один из ее выходных ключей. Вместо индикаторных светодиодов к выходам А2 подсоединены подтянутые к единице входы дешифратора D1, однако сквозь электросхему на диодах VD2-VD12, являющийся, совместно с R7-R8, десятично-двоичным преобразователем, преобразующий десятичные числа от 0 до 7 в трехразрядный двоичный код. Данный код идет на выводы дешифратора D1, спроектированного для совместной работы с семисегментным светодиодным индикатором.
Емкость С3 необходима для того, чтобы замер напряжения совершался плавно, с небольшой задержкой. Это дозволяет предотвратить появления беспорядочных нечитаемых показаний из-за импульсных помех в бортовой цепи автомобиля и чрезмерно стремительного изменения напряжения.
Стабилизатор 7805 возможно поменять на КР142ЕН5А. Диод 1N4007 — произвольной выпрямительный диод малой или средней мощности, к примеру, КД105. Диоды 1N4148 возможно поменять на КД522, КД521. Емкость С1 должна быть на напряжение более 20 В.
Настраивать вольтметр проще от регулируемого лабораторного блока питания. Подайте напряжение 17 В и вращением потенциометра R4 получите показание «17». Далее, подайте 10 В и вращением потенциометра R5 получите показания «10». После проверьте соответствие индикации фактическому напряжению в пределах всего диапазона (10-17 В). Если необходимо регулировку при помощи R4 и R5 еще несколько раз.
Я редко пользуюсь своим автомобилем. В сущности, не понятно зачем он мне. Ну и в результате аккумулятор вечно “садится”. И каждый раз мне приходится присоединить запасной аккумулятор, а подсевший ставить на зарядку. Это вечно болезненная проблема – не дать аккумулятору на машине разрядиться ниже нормы.
Поэтому я собрал эту схему “Индикатор напряжения аккумулятора автомобиля”, которую давно нашел в интернете и сохранил у себя.
Но немного изменил ее, и вместо 10 отдельных светодиодов, которые были в оригинальной схеме, использовал 10-сегментный светодиодный индикатор, т.к. это занимает меньше места.
Необходимые радиодетали:
1.подстроечный резистор 5к – 2шт.
2.микросхема LM3914
3.10-сегментная светодиодная планка (я использовал Kingbight DC-763HWA)
4.резистор R1 4.7к
5.резистор R2 1.2 к
6.Для наладки понадобится вольтметр и регулируемый блок питания от 10 до15 Вольт.
Вот печатная плата устройства.
Как можно заметить на фото, я отрезал один вывод у правого подстроечного резистора.
После монтажа деталей на плате требуется настройка устройства. Подайте напряжение 10.5 Вольт и отрегулируйте правый подстроечник, так чтобы загорелась первая полоска на 10-сегментном индикаторе.
Подайте напряжение 15 Вольт и отрегулируйте, так чтобы загорелась последняя полоска на 10-сегментном индикаторе. И помните всегда должна светиться только одна полоска. Закрепите устройство в удобном месте.
Теперь у вас есть 10-сегментный индикатор показывающий напряжение батареи с шагом в 0.5 Вольт.
П. Алексеев
Контроль напряжения бортовой электросети автомобиля можно осуществить, установив в автомобиле вольтметр для оценки заряженности аккумуляторной батареи, работы генератора и реле-регулятора напряжения. При этом значимость его на автомобилях, имеющих амперметр («Москвич» всех типов), не ниже по сравнению с автомобилями без амперметра («Жигули» всех моделей). Объясняется это тем,- что амперметр показывает, заряжается ли аккумуляторная батарея или нет, идет ли расход энергии с генератора или батареи, но он не позволяет однозначно судить о состоянии батареи: заряжена она полностью (поэтому и нет тока зарядки), разряжена, но зарядки нет вследствие низкого напряжения генератора (нужна подстройка реле-регулятора) и т. д. Таким образом, вольтметр, не снижая достоинств амперметра, отдельно, а лучше в комплексе с ним, позволит поэтапно наблюдать за состоянием бортовой сети автомобиля до пуска двигателя, при работе на холостых, средних или повышенных оборотах.
Поскольку контролируемое напряжение бортовой сети может быть в пределах 12... 15 В (или 10... 15 В, в зависимости от необходимых пределов контроля), шкала стрелочного вольтметра для лучшей наглядности должна быть растянутой в этих пределах, иначе информативность прибора будет невелика. Кроме того, нужно учесть и сложность размещения (или встраивания в панель) этого прибора в салоне автомобиля.
Как показывает опыт, вполне достаточной информативностью обладает вольтметр-индикатор, выполненный на базе миниатюрных (сигнальных) ламп накаливания, прикрытых цветными светофильтрами.
Принципиальная схема такого прибора приведена на рис. 1.
Выбор диапазона контролируемого напряжения и деление его на участки зависит от желания конструктора. Автором был принят диапазон контролируемого напряжения 12 В и выше (практически до 15...16 В), с разбивкой его на участки, как показано на рис. 2.
Рис. 2. Схема участков диапазона контролируемого напряжения
Участкам «Нет зарядки», «Норм, ток зарядки» и «Очень большой ток зарядки» соответствует горение ламп накаливания HL1, HL2 и HL3. Эти лампы светятся при напряжениях в бортовой сети автомобиля 12...13,7 В, 13,2...14,6 В, 14,2 В и выше. В зонах перекрытия «Малый ток зарядки» и «Большой ток зарядки» светятся по две лампы, указывая на то, что напряжение в сети автомобиля находится в том или ином крайнем значении относительно нормального. Лампа HL1 имеет оранжевый фильтр, HL2 - зеленый, HL3 - красный. Они расположены на лицевой панели прибора слева направо, обеспечивая удобство наблюдения за напряжением и его изменениями.
Вольтметр-индикатор состоит из трех измерительных каскадов, каждый из которых соответствует одному из участков напряжения и управляет «своей» лампой. Измерительные каскады собраны по идентичным схемам (крайний правый для участка «14,2 В и больше» не полный) и отличаются только пороговыми напряжениями срабатывания.
Прибор работает следующим образом. При включении замка зажигания питание бортовой сети поступает на шину «+12 В», и если напряжение аккумуляторной батареи равно 12 В или выше, то ток, протекающий через открывшийся стабилитрон VD1 и резисторы R3 и R4, откроет транзистор VT1. При этом лампа HL1, включенная в цепь коллектора этого транзистора, получит питание и будет светиться. Если напряжение батареи ниже 12 В (она разряжена), лампа HL1 светиться не будет. Она погаснет и при пуске двигателя автомобиля, если при работе стартера напряжение аккумуляторной батареи станет ниже 12 В (обычно так и бывает). Другие лампы вольтметра-индикатора при этом не светятся потому, что напряжение открывания остальных стабилитронов больше напряжения открывания стабилитрона VD1.
При повышении напряжения бортовой сети до 13,2 Б срабатывает второй измерительный каскад на стабилитроне VD3 и транзисторе VT3 и загорается лампа HL2 (лампа HL1 продолжает гореть). Дальнейшее повышение напряжения до 13,7 В приводит к открыванию стабилитрона VD2 и транзистора VT2 первого каскада, который шунтирует эмиттерный переход транзистора VT1, обеспечивая его закрывание и погасание лампы HL1. На лицевой панели вольтметра-индикатора в это время светится только лампа HL2.
При напряжении 14,2 В откроются стабилитроны VD5, VD6 и транзистор VT5 третьего измерительного каскада. Теперь загорится лампа HL3 (лампа HL2 продолжает гореть). Если напряжение бортовой сети достигнет 14,6 В, откроются стабилитрон VD4 и транзистор VT4 второго измерительного каскада, что приведет к закрыванию транзистора VT3 и погасанию лампы HL2. На панели прибора остается светящейся только лампа HL3, которая будет гореть и при дальнейшем росте напряжения.
При уменьшении напряжения бортовой сети, например с 15 до 12 В, порядок переключения сигнальных ламп будет обратным.
Резисторы Rl, R7 и R13 предохраняют транзисторы КТ608Б от перегрузки по коллекторному току при включении ламп HL1 - HL3, когда сопротивление их холодных нитей накала составляет 10...20 Ом. Резисторы R2, R8 и R14 шунтируют транзисторы VT1, VT3 и VT5, уменьшая протекающий через них ток в моменты переключения, когда на них рассеивается максимальная мощность. Шунтирующие резисторы позволяют транзисторам КТ608Б работать без теплоотводов, начальный же ток ламп (40...50 мА) подогревает нить накала очень слабо и не мешает наблюдению.
В качестве индикаторов HL1 - HL3 в приборе можно использовать лампы накаливания МН13-0,18 (13,5 Вх0,18 А) или автомобильные 12 B X 1 Св, яркость свечения которых достаточна для наблюдения в любых условиях.
Напряжение стабилизации стабилитрона VD1 должно быть 11,2 В, VD2- 11,5 В, VD3 - 12,2 В, VD4 - 12,5 В. Суммарное напряжение стабилизации стабилитронов VD5 и VD6 необходимо подобрать равным 13,2 В.
При отсутствии возможности отбора стабилитронов требуемые пороги срабатывания измерительных каскадов можно получить изменением номиналов резисторов R3, R5, R11, R15 или R4, R6, R10, R12, R16, а также подбором одновременно тех и других. Для снижения порога срабатывания транзисторов нужно уменьшать сопротивления резисторов R3, R5, R9, Rll, R15 или увеличивать - R4, R6, R10, R12, R16 и наоборот. Практически уже при небольших изменениях сопротивлений этих резисторов удается изменить пороги срабатывания каскадов на 0,2...0,8 В.
Статический коэффициент передачи тока h21э транзисторов КТ608 (VT1, VT3, VT5) должен быть не менее 200. При меньшем коэффициенте h21э процесс открывания и закрывания этих транзисторов будет затягиваться до 0,3...0,4 В изменения входного напряжения, что нежелательно с точки зрения наглядности («вялое» переключение ламп) и точности измерения бортового напряжения.
К таким же результатам приводит и включение диодов в прямом направлении последовательно со стабилитронами (для облегчения подбора напряжения срабатывания измерительных каскадов). Это объясняется тем, что при малых базовых токах транзисторов диоды (кремниевые и германиевые) работают на плавно изгибающемся начальном участке прямой ветви вольтамперной характеристики, где рост тока при увеличении напряжения сравнительно невелик.
Коэффициент h21э транзисторов КТ312Б (VT2, VT4) или заменяющих их транзисторов КТ315 может быть 50...80. В случае использования транзисторов серии КТ312 с коэффициентом h21э более 100... 150 в моменты переключения измерительных каскадов может возникнуть колебательный процесс, при котором лампы HL1 или HL2 будут мигать с частотой 3...5 Гц. Устранить это явление можно включением между базой и коллектором транзисторов VT2, VT4 конденсатора емкостью 0,01 мкФ. Конденсаторами таких же емкостей можно зашунтировать участки эмиттер-коллектор транзисторов VT1, VT3, VT5. Но делать это необязательно (даже лучше не делать), поскольку самовозбуждение возникает при незначительном изменении напряжения бортовой сети (0,03...0,05 В) и, кроме того, оно очень хорошо информирует о том, что напряжение сети находится на границе, перехода с одного измерительного участка на другой.
Работоспособность вольтметра-индикатора и точность измерения границ интервалов проверяют по схеме рис. 3, используя регулируемый источник постоянного напряжения (от 10 до 16 В) с допустимым током нагрузки 300 мА и вольтметр.
Медленно повышая напряжение от 10 до 15...16 В и наблюдая за загоранием и погасанием ламп, проверяют границы участков работы индикаторов. В случае несоответствия этих границ (см. рис. 2), что может быть в пределах 0,2...0,5 В из-за разброса параметров стабилитронов и транзисторов, или при желании изменения этих границ стабилитроны заменяют на другие, имеющие соответствующее напряжение стабилизации.
Конструкция прибора произвольная. Автор, например, смонтировал его в пластмассовой коробке размерами 35x75x90 мм. На лицевой стенке (35X75 мм) размещены три фонаря (с оранжевым, зеленым и красным светофильтрами). Коробка установлена (предварительно подогнана по месту) под приборной доской (левее рулевой колонки) автомобиля «Москвич-408».
Неплохо выглядит конструкция, если на лицевой стенке коробки вырезать щель (6x50 мм) и прикрыть ее полоской матового стекла, обрамленного декоративной рамкой. Под стеклом устанавливают плоские цветные фильтры и индикаторные лампы HL1 - HL3. Для устранения подсветки лампами «не своих» цветофильтров в соответствующих местах щели следует укрепить перегородки.
Вольтметр-индикатор с неменьшим успехом может быть применен на грузовых автомобилях любых типов и автобусах. При напряжении бортовой сети автомобиля 24 В в прибор необходимо внести следующие изменения:
в качестве индикаторов НL1 - HL3 установить лампы МН26-0,12 (26 В Х 0,12 А) или МН36-0,12 (36 В Х 0.12 А);
стабилитроны серии Д814 заменить стабилитронами КС524Г и КС527А (возможно последовательное включение других стабилитронов);
сопротивление резисторов Rl, R7 и R13 увеличить до 100... 120 Ом, а резисторы R2, R8 и R14 исключить.
В 24-вольтовом вольтметре-индикаторе могут быть использованы транзисторы КТ608Б и КТ312Б (КТ315Г, Е, В, Д).
Источник регулируемого напряжения (см. рис. 3) должен иметь пределы регулировки 20...30 В. Разбивку диапазона контроля напряжения (см. рис. 2) производят на основе технических условий эксплуатации аккумуляторных батарей и электрооборудования автомобилей.
Далеко не во всех автомобилях установлен контроль за напряжением бортовой сети. Раньше в отечественных автомобилях стояла обычная лампочка в щитке, которая сигнализировала о зарядке АКБ. Это, конечно мало информации. Было бы не лишним установить дополнительный цифровой вольтметр или хотя бы индикатор из нескольких разноцветных светодиодов, показывающий основные пороги допустимых напряжений. Ниже приведены три простые схемы светодиодных индикаторов напряжения авто.
Индикатор напряжения на LM393
Рабочим напряжением бортовой сети автомобиля с 12 вольтовым аккумулятором считают диапазон значений от 11,7В до 14В.
При выходе за пределы этого диапазона могут быть нехорошие последствия, так как при падении напряжения ниже 11,7 В произойдет резкий разряд аккумулятора, а при превышении свыше 14 В начнется его перезаряд.
Для контроля бортовой сети автомобиля предлагаю собрать простой индикатор состоящий из двух компараторов выполненных на одной микросхеме LM393 и трех светодиодов.
Текущее напряжение, снимается с делителя напряжения, построенного на сопротивлениях R2, R3, R4 и сравнивается с опорным, на стабилитроне VD1). Нормальное напряжение — горит зеленый светодиод, больше 14В — красный и желтый светодиод загорается если напряжение опустится ниже 11,7В
Индикатор напряжения на К1003ПП1
Устройство позволяет контролировать напряжение бортовой сети в четырех интервалах.
- При напряжении батареи ниже 11 вольт светится красный светодиод- VD1,
- при нормально заряженном аккумуляторе от 11,1 до 13,2 вольт светится зеленый светодиод VD2,
- в интервале от 13,4 до 14,4 вольт светится желтый светодиод — VD3,
- при перенапряжении более 14,6 вольта загорится красный светодиод VD4.
Регулировка схемы состоит в подстройке переменным резистором 10К диапазона нормально заряженного аккумулятора (12-13,8 В). Фототранзистор управляет яркость свечения светодиодов в зависимости от уровня внешнего освещения. Можно его и совсем исключить, тогда яркость будет максимальна.
Многоуровневый индикатор напряжения на К1401УД2А
Это схема также используется для контроля за состоянием бортовой сети и позволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора, не допуская ее разряд более чем на половину. Данный индикатор с очень высокой точностью контролирует уровень напряжения батареи и информирует водителя о ее состоянии.
Схема устройства выполнена всего на одной отечественной микросборке К1401УД2А и состоит из четырех компараторов на операционных усилителях, которые при помощи светодиодов HL1…HL4 сообщают водителю о текущем уровне напряжения в одном из интервалов. По одномоментному горению сразу двух индикаторов (или их «перемаргиванию») можно точно вычислить момент нахождения напряжения аккумуляторной батареи на границе между интервалами.
Если ни один из светодиодов не горит, то это говорит только о том, что напряжение аккумулятора ниже 11,7В. Свечение HL1 подсказывает водителю о проблемах в работе регулятор напряжения — генератор - так при работающем двигателе генератор должен постоянно заряжать аккумулятор, но напряжение со стабилизатора не должно быть выше 14,8 В. Если же горит светодиод HL4, это говорит о том, что батарея разряжена более чем на 50% и ее нужно подзарядить.
В конструкции используются емкости С1 типа К10-17, С2, С3 типа К73-9 на 250 В, подстроечное малогабаритное сопротивление R5 типа СП3-19а, остальные сопротивления С2-23 (или аналогичные малогабаритные).
Дроссель Т1 построен на кольцевом сердечнике типоразмером К 10 х 6 х 3 из феррита марки 2000 НМ 1. Обмотки имеют по 30 витков провода типа ПЭЛШО-0,12. Дроссель при правильном включении фаз обмоток защищает устройство от пульсации и помех в бортовой сети автомобиля при включенном двигателе.
При установке предлагаемых индикаторов в автомобиле необходимо обратить внимание на то, чтобы его соответствующие элементы были тщательно изолированы от кузова автомобиля. Минусовая клемма должна быть изолирована от кузова, а плюсовая - от замка зажигания. В этом случае указатель напряжения будет регистрировать напряжение аккумулятора только во время движения автомобиля.
Держите напряжение бортовой сети своего автомобиля всегда под контролем!
П О П У Л Я Р Н О Е:
После того, как спаяна и настроена плата усилителя, цветомузыки, генератора, блока питания или другого радиоустройства возникает вопрос: куда эту плату со всеми радиодеталями, разъёмами, регуляторами и т.п. разместить? Нужен подходящий корпус. Готовый подходящего размера найти бывает трудно или вовсе невозможно. Тогда остаётся одно — сделать корпус своими руками.
