Изготовление клеёного бруса: делаем своими руками в домашних условиях, технология производства бруса из досок и дерева. Чем склеить? Оборудование

Особенности производства клееного бруса

Клееный брус – это известный и распространенный строительный материал. Преимущества строений из него перед другими деревянными постройками в отсутствии усадки и устойчивости к механическим повреждениям. Производство клееного бруса набирает обороты, появляются частные цеха и небольшие фабрики во всех регионах страны. Каким методом осуществляется изготовление клееного бруса?

Этапы производства

Производство клееного бруса включает несколько этапов производства, соблюдение всех технических процессов позволяет достичь качественного результата.

Первым шагом для создания качественного высокоэффективного материала является приемка древесины и ее проверка на соответствие техническим характеристикам.

Здесь проводится сортировка и укладка отобранного сырья в штабеля. Несоответствующую древесину возвращают поставщику.

Следующим этапом идет сушка заготовленного леса, необходимо добиться влажности, соответствующей 12%. Манипуляция осуществляется в специальных сушильных камерах конверторного вида, куда за один раз мастера могут загрузить до 100 м 3 древесины. Один цикл длится неделю, вся работа производится в автономном режиме.

Когда сырые доски полностью высохли, они попадают в цех для вскрытия дефектов на специальном станке. После этого этапа идет торцовка – удаление выделенных дефектов оператором по предоставленной инструкции.

Пятый этап – сращивание ламелей, для этого бездефектные отрезки досок склеивают с помощью пресса прочным клеевым составом. Потом сращенные ламели подвергают строганию на специальном оборудовании. После обработки склеенных ламелей, они склеиваются в брус под прессом в течение 30 минут.

На этом производственные этапы заканчиваются, брус подвергается строжке или профилированию в зависимости от его предназначения.

Итоговые процессы

Потом начинается производство деталей с помощью чашконарезного станка. Происходит нарезка чашек, элементов крепления по подготовленному трафарету. В конце этого этапа изделия штампуют по номеру проектируемой детали.

По завершении всего процесса производства готовая партия подвергается проверке. Качественные элементы слаживают в пачку и упаковывают в пленку.

После этого продукция готова к реализации на рынке, но на каждую пачку клеится этикетка, соответствующая конкретному набору деталей в ней.

Сырье и его особенности

Клееный или профилированный брус – это экологически чистый материал для строительства. Процесс производства происходит путем склеивания отдельных досок в брусок.

Известные бренды, заботящиеся о репутации, отвечают за качество выпускаемой продукции, используют только отборное сырье, прошедшее сертификацию. Сырьем для производства клееного бруса служит древесина, а наиболее подходящие – хвойные породы деревьев, они отличаются высокой прочностью и долговечностью.

К качественным материалам российских производств относятся следующие виды древесины:

  • ель;
  • сосна;
  • кедр;
  • пихта.

Сосна – дерево имеет белый цвет с желтоватым оттенком и выразительную фактуру с сучками разного размера и формы. Плотность составляет 520 кг/м 3 , она легко обрабатывается красящими составами. Сосна подходит для изготовления клееного бруса, стропильных систем, отделочных материалов.

Кедр – цвет древесины желтовато-белый с сердцевиной бело-розового оттенка. Текстура мягкая, но однородная с мелкими сучками. Его плотность составляет 420 кг/м 3 , дерево характеризуется приятным ароматом и противомикробными свойствами. Брус из него не подвержен гниению, повреждениям, растрескиванию и усадке. Он используется для любых видов строительства.

Лиственница – цвет сердцевины от бело-желтого до бело-красного. Древесина имеет декоративную узорную фактуру, плотность равняется 580 кг/м 3 , что сравнимо с дубом. Она хорошо подвергается обработке красящими растворами и подходит для любых конструкций.

Ель – дерево имеет желтоватый оттенок гладкую текстуру с мелкими сучками, плотность – 430 к/м 3 . Материал легкий, но выносливый, подвергается обработке и покраске. Из него производят различные конструкции и отделочные материалы.

Особенности подбора материала

Изготавливая клееный брус, производитель не смешивает разные породы деревьев.

Кроме дерева, необходим специальный состав для склеивания бруса:

  • полиуретановый;
  • меламиновый;
  • резорциновый;
  • EPI.

Столярный клей подбирают исходя из следующих свойств: скорость высыхания, цвет, токсичность. Он должен равномерно без комков распределяться по доске и быстро затвердевать. Лучшим по этому признаку является полиуретановый, он применяется при высокой влажности.

Чтобы изготовить 150 м 3 клееного бруса необходимо примерно 400–450 м 3 необработанного бревна и 500–600 кг клея.

В России лес добывают много в Иркутской, Новосибирской, Омской, Вологодской, Пермской областях и республике Коми.

Регламент подготовки сырья

Сутью технологического процесса является склейка ламелей между собой. Но для этого необходимо произвести калибрование доски, чтобы изделие на выходе было прочным и качественным, дерево должно быть определенной влажности.

Для изготовления клееного бруса берется сосна первого или второго сорта по ГОСТу, имеющее минимальное количество сучков.

Когда сырье принято, оно попадает на станок для распиловки. Оператор устанавливает наименьший размер диаметра верхнего участка бревна. Обработка древесины проходит автоматически со скоростью около 12 метров в минуту.

Читайте также:
Кровельные вентиляционные выходы, подкровельное пространство и их установка

Чтобы сырье было определенного уровня влажности, его сушат в специально оборудованных камерах. В них установлены приборы для контроля влажности и степени циркуляции воздуха.

Сушка осуществляется при определенной температуре, где происходит процесс смены горячего и влажного воздействия на дерево. Температура в камере повышается постепенно, а ее снижение зависит от влажности сырья.

Время высыхания зависит от качества подготавливаемого дерева, его толщины и степени влажности. В связи с этим устанавливается режим:

  • Мягкий – бездефектная сушка, после которой сохраняется цвет и свойства древесины.
  • Нормальный – сушка с сохранением плотности дерева, но незначительным изменением оттенка.
  • Форсированный – доска получается менее крепкой, но подвергается растяжению, сжатию и сгибанию, цвет также меняется.

Этот процесс производится в два периода. Испарение свободной влаги до уровня 30%, а потом происходит удаление связанной влаги. На втором сушка ведет к усыханию и требует больше затрат энергии.

После сушки материал отправляют в цех склейки, там она находится некоторое время для уравнивания ее температуры с окружающей. После простойки древесины через 1–2 дня необходимо приступать к ее обработке и последующему склеиванию в брус.

Необходимое оборудование и его особенности

Для производства конструкционного бруса нужно приобрести специальное оборудование.

Сушильная камера – оборудование, позволяющее в 3 раза увеличить скорость производства профилированного бруса. Они бывают вакуумные, конвективные, аэродинамические. Стоимость около 1,5 млн рублей.

Четырехсторонний фрезеровочный станок – предназначен для обработки доски и ее шлифовки. Агрегат служит для равномерного распиливания ламелей, обеспечивает гладкость. Стоимость станка – 400 тыс. рублей.

Двусторонний шипорезный станок вырезает мини-шипы с двух сторон заготовки для склеивания под прессом. Производит нанесение клея под давлением на мини-шипы. Цена составляет от 200 до 650 тыс. рублей.

Линия торцевого сращивания, устанавливаемая на пресс, ее длина составляет 3, 4,5 и 6 м. Такая длина не всегда позволяет склеить отрезки ламелей разного метража. В качестве альтернативы используется линия непрерывного сращивания, детали оказывают давление на определенный участок досок или отдельный стык.

Действенный вариант – это автоматическая линия, выполняющая сразу несколько функций: нарезку мини-шипов, нанесение клеящего состава, сращивание и отрезание ламелей. Стоимость – от 1,4 до 2 млн рублей.

Дополнительные агрегаты

Станок, наносящий клеевой состав для деревянных конструкций, состоит из емкости для клея, дозатора, ручки и клеенаносящего валика.

Агрегаты делятся на две группы.

Станки постоянной циркуляции – клей наносится непрерывной линией, пролитый клей снова отправляется в емкость и используется в работе.

Станки смесевого нанесения – подача клея осуществляется, когда под трубкой находится ламель, если доска закончилась клей прекращает стекать автоматически. Такая функция позволяет максимально экономно расходовать состав.

Пресс – станок для сращивания ламелей бывает вертикальным и горизонтальным. Прессование осуществляется с помощью гидравлических, механических и пневматических прижимов. Средняя стоимость станка – 2 млн рублей.

Современные производители конструкционного бруса используют разнообразные виды оборудования для изготовления качественной продукции.

Себестоимость и окупаемость производства

Клееный брус – это производство, использующее последние технологические разработки. Перед открытием предприятия необходимо произвести расчеты и вычислить затраты и окупаемость.

Основные вложения необходимо сделать в закупку оборудования, на него придется потратить не менее 6,5 млн. рублей. Необходимо подготовить помещение, в зависимости от арендной платы, оно обойдется в 200 тыс. рублей, расходы на автотранспорт –250 тыс. рублей.

Для производства 100 м 3 клееного бруса необходимо 300 м 3 древесины и 400 кг клея. Их стоимость составит: 400 тыс. Для зарплаты рабочим придется выделить не менее 100 тыс., транспортировка – 50 тыс., другие затраты – 80 тыс. рублей. Ежемесячные траты равны 620 тысяч рублей.

Минимальные затраты на открытие предприятия по производству клееного бруса: 7,52 млн рублей.

Средняя стоимость 1 м 3 бруса составляет 11 тыс., если изготавливать 100 м 3 , то месячная выручка будет равняться 1,1 млн. За вычетом ежемесячных расходов остается 480 тыс. рублей.

Если все эти деньги направлять на погашение себестоимости, то срок окупаемости составит около 15 месяцев. Но эта цифра условна, она высчитана из расчетов, но только минимального количества произведенной продукции.

Видео по теме: Производство и особенности

Как сделать клееный брус своими руками?

На рынке можно найти много стройматериалов, но производить клееный брус своими руками в непромышленных масштабах выгоднее и проще. Кроме того, при самостоятельном изготовлении можно сделать клееный материал нужно размера и в небольшом количестве. Соблюдение всех требований при производстве позволяет получить клееный утепленный брус, не уступающий промышленному или превосходящий его по ряду признаков:

  • теплее бревна в три раза;
  • чтобы согреть дом из этого материала, понадобится почти в три раза меньше энергии;
  • прочнее, чем другой деревянный стройматериал из-за перемычек;
  • исключено появление трещин на поверхности;
  • нет нужды делать отделку стен – клееный брус хорошо смотрится;
  • усадка дома будет всего 1%.
Читайте также:
Линейный светильник встраиваемый

Разновидности утепленного клееного бруса

Преимущество этого материала в том, что он сочетает в себе особенности дерева и искусственных материалов. Его текстура, хорошая теплоизоляция и долговечность равны или даже превосходят свойства других стройматериалов.

Утепленный брус бывает нескольких видов, отличающихся материалом и конструкцией. Популярный утеплитель – эковата. Это дешевый материал, который хорошо сохраняет тепло. Но главный ее минус – ее легко могут повредить грызуны. Также для укладки эковаты нужен специальный инструмент, что увеличивает время строительства .

Более удобный и популярный утеплитель – пенополиуретан, он легко укладывается в клееный стройматериал.

Пенобрус

Пенополиуретан имеет ряд преимуществ. Благодаря его низкой теплопроводности в доме дольше сохраняется тепло. Он занимает собой все пространство внутри каркаса. Благодаря этому холодный воздух практически не проникает внутрь помещений, то есть мостики холода практически отсутствуют.

Но для того чтобы правильно использовать утепленный брус при строительстве, нужно организовать хорошую внутреннюю вентиляцию стен, потому что он имеет низкую паропроницаемость . По этой причине клееный материал может быстро потерять свои свойства .

Что же такое брус ППУ брус утепленный пенополиуретаном

ППУ – это комбинированный строительный материал. Внешне он похож на панель-сэндвич. Многие опасаются, что пенополиуритан может повредить здоровью жильцов дома. Но этот утеплитель не реагирует на воздействия извне и не выделяет токсичных веществ даже при нагревании. Кроме того, материал обладает высокой огнестойкостью, что является несомненным плюсом исходя из правил пожарной безопасности.

Чтобы изготовить утепленный брус, нужны хорошо просушенные доски (примерно на 90%), из которых делают два вида заготовок.

Ламели – это две одинаковые доски, которые будут находиться друг от друга на расстоянии 70 мм и составлять основу стройматериала. Соединения, которые скрепляют ламели, называются «ласточкин хвост». Их располагают между досками на расстоянии 50 см друг от друга. При соединении ламелей появляются полости.

После придания формы изделию пустоты между ламелями заполняются утеплителем – пенополиуретаном, который занимает собой все пространство и швы.

Для изготовления клееных пакетов можно использовать ценную древесину (кедр, дуб, ясень).

Конструкция утепленного профилированного бруса

Утепленный клееный брус бывает однокамерный и пакетный. Однокамерный справляется с большими нагрузками без проблем – даже принимая на себя весь вес дома, он не деформируется. В его состав входит две доски, которые скрепляются между собой перемычками так, чтобы получилась нужная ширина изделия. Получившийся каркас заполняют ППУ. После устанавливается внутренняя вентиляционная система стен, чтобы клееный слой мог «дышать».

Брус клееный с утеплителем крепок и обладает хорошей теплоизоляцией, поэтому пользуется спросом на рынке строительных материалов.

Пакетный клееный брус имеет одно отличие от однокамерного. Внутри у него есть не только горизонтальные перемычки, но и продольные. Благодаря такой конструкции в нем появляются «соты», в которые и добавляют пенополиуретан. Такой вид стройматериала еще называют утепленной брусовой двойной конструкцией.

Использование пенополиуретана в клееном брусе позволяет не проводить специальную подготовку дерева изнутри конструкции. Главное – убедиться, что стороны, которые будут склеиваться, сухие и чистые, тогда прилегание будет плотным, что сделает клееный стройматериал долговечным.

Технология изготовления утепленного клееного бруса

Для его изготовления необходимо столярное оборудование, подходящие материалы, знание и соблюдение технологических процессов, внимание к процессу производства.

  1. Утепленный брус начинают изготавливать с распиловки. Бревно распиливают и выбирают ламели – доски, которые станут основой. Важна точность размеров досок.
  2. После распиловки ламели отбирают по длине. Каждую доску нужно осмотреть и оценить качество дерева. Затем их сортируют по видам.
  3. После доски отправляются на сушку. Рекомендуемая влажность – 8−12%. Чем лучше высушены доски, тем меньше клееный материал даст усадку после строительства.
  4. Когда ламели высушены, их нужно прострогать. После того как доски приобретают окончательную форму, их вновь сортируют. Есть стандарт прочности, который следует соблюдать.
  5. В дереве могут быть участки, которые нужно удалить. На досках нужно искать трещины, суки, шероховатости кромки и откосы. Если такой брак найден, доску необходимо отторцевать и отмаркировать.
  6. Размеры ламелей могут отличаться, так что нужно подогнать их под единый стандарт. Чтобы ламели имели одинаковые торцы, их нужно отфрезеровать.
  7. После фрезеровки доски отправляют на торцовку, чтобы ламели были одинаковой длины.
  8. Самая ответственная часть работы – склеивание. Для этого используют специальный пресс и клей, между деревом помещается пенополиуретан. Пресс не только помогает надежно скрепить между собой доски, но и получить изделия с разным сечением.
  9. Последний штрих – клееный стройматериал осталось прострогать, отфрезеровать и отшлифовать.
Читайте также:
Как обыграть балки на потолке – вписываем грубые несущие конструкции в интерьер элегантно

Дом, построенный из такого материала, уже не нужно утеплять и уделять время внутренней и внешней отделке стен, если пропитать дерево специальными растворами в процессе производства.

13 схем индикаторов разряда Li-ion аккумуляторов: от простых к сложным

Что может быть печальнее, чем внезапно севший аккумулятор в квадрокоптере во время полета или отключившийся металлоискатель на перспективной поляне? Вот если бы можно было бы заранее узнать, насколько сильно заряжен аккумулятор! Тогда мы могли бы подключить зарядку или поставить новый комплект батарей, не дожидаясь грустных последствий.

И вот тут как раз рождается идея сделать какой-нибудь индикатор, который заранее подаст сигнал о том, что батарейка скоро сядет. Над реализацией этой задачи пыхтели радиолюбители всего мира и сегодня существует целый вагон и маленькая тележка различных схемотехнических решений – от схем на одном транзисторе до навороченных устройств на микроконтроллерах.

Далее будут представлены только те индикаторы разряда li-ion аккумуляторов, которые не только проверены временем и заслуживают вашего внимания, но и с легкостью собираются своими руками.

Вариант №1

Начнем, пожалуй, с простенькой схемки на стабилитроне и транзисторе:

Разберем, как она работает.

Пока напряжение выше определенного порога (2.0 Вольта), стабилитрон находится в пробое, соответственно, транзистор закрыт и весь ток течет через зеленый светодиод. Как только напряжение на аккумуляторе начинает падать и достигает значения порядка 2.0В + 1.2В (падение напряжение на переходе база-эмиттер транзистора VT1), транзистор начинает открываться и ток начинает перераспределяться между обоими светодиодами.

Если взять двухцветный светодиод, то мы получим плавный переход от зеленого к красному, включая всю промежуточную гамму цветов.

Типовое различие прямого напряжения в двухцветных светодиодах составляет 0.25 Вольта (красный зажигается при более низком напряжении). Именно этой разницей определяется область полного перехода между зеленым и красным цветом.

Таким образом, не смотря на свою простоту, схема позволяет заранее узнать, что батарейка начала подходить к концу. Пока напряжение на аккумуляторе составляет 3.25В или более, горит зеленый светодиод. В промежутке между 3.00 и 3.25V к зеленому начинает подмешиваться красный – чем ближе к 3.00 Вольтам, тем больше красного. И, наконец, при 3V горит только чисто красный цвет.

Недостаток схемы в сложности подбора стабилитронов для получения необходимого порога срабатывания, а также в постоянном потреблении тока порядка 1 мА. Ну и, не исключено, что дальтоники не оценят эту задумку с меняющимися цветами.

Кстати, если в эту схему поставить транзистор другого типа, ее можно заставить работать противоположным образом – переход от зеленого к красному будет происходить, наоборот, в случае повышения входного напряжения. Вот модифицированная схема:

Вариант №2

В следующей схеме использована микросхема TL431, представляющая собой прецизионный стабилизатор напряжения.

Порог срабатывания определяется делителем напряжения R2-R3. При указанных в схеме номиналах он составляет 3.2 Вольта. При снижении напряжения на аккумуляторе до этого значения, микросхема перестает шунтировать светодиод и он зажигается. Это будет сигналом к тому, что полный разряд батареи совсем близок (минимально допустимое напряжение на одной банке li-ion равно 3.0 В).

Если для питания устройства применяется батарея из нескольких последовательно включенных банок литий-ионного аккумулятора, то приведенную выше схему необходимо подключить к каждой банке отдельно. Вот таким образом:

Для настройки схемы подключаем вместо батарей регулируемый блок питания и подбором резистора R2 (R4) добиваемся зажигания светодиода в нужный нам момент.

Вариант №3

А вот простая схема индикатора разрядки li-ion аккумулятора на двух транзисторах:Порог срабатывания задается резисторами R2, R3. Старые советские транзисторы можно заменить на BC237, BC238, BC317 (КТ3102) и BC556, BC557 (КТ3107).

Вариант №4

Схема на двух полевых транзисторах, потребляющая в ждущем режиме буквально микротоки.

При подключении схемы к источнику питания, положительное напряжение на затворе транзистора VT1 формируется с помощью делителя R1-R2. Если напряжение выше напряжение отсечки полевого транзистора, он открывается и притягивает затвор VT2 на землю, тем самым закрывая его.

В определенный момент, по мере разряда аккумулятора, напряжение, снимаемое с делителя становится недостаточным для отпирания VT1 и он закрывается. Следовательно, на затворе второго полевика появляется напряжение, близкое к напряжению питания. Он открывается и зажигает светодиод. Свечение светодиода сигнализирует нам о необходимости подзаряда аккумулятора.

Читайте также:
Когда начало и конец Великого поста в 2020 году

Транзисторы подойдут любые n-канальные с низким напряжением отсечки (чем меньше – тем лучше). Работоспособность 2N7000 в этой схеме не проверялась.

Вариант №5

На трех транзисторах:

Думаю, схема не нуждается в пояснениях. Благодаря большому коэфф. усиления трех транзисторных каскадов, схема срабатывает очень четко – между горящим и не горящим светодиодом достаточно разницы в 1 сотую долю вольта. Потребляемый ток при включенной индикации – 3 мА, при выключенном светодиоде – 0.3 мА.

Не смотря на громоздкий вид схемы, готовая плата имеет достаточно скромные габариты:

С коллектора VT2 можно брать сигнал, разрешающий подключение нагрузки: 1 – разрешено, 0 – запрещено.

Транзисторы BC848 и BC856 можно заменить на ВС546 и ВС556 соответственно.

Вариант №6

Эта схема мне нравится тем, что она не только включает индикацию, но и отрубает нагрузку.

Жаль только, что сама схема от аккумулятора не отключается, продолжая потреблять энергию. А жрет она, благодаря постоянно горящему светодиоду, немало.

Зеленый светодиод в данном случае выступает в роли источника опорного напряжения, потребляя ток порядка 15-20 мА. Чтобы избавиться от такого прожорливого элемента, вместо источника образцового напряжения можно применить ту же TL431, включив ее по такой схеме*:

*катод TL431 подключить ко 2-ому выводу LM393.

Вариант №7

Схема с применением так называемых мониторов напряжения. Их еще называют супервизорами и детекторами напряжения (voltdetector’ами). Это специализированные микросхемы, разработанные специально для контроля за напряжением.

Вот, например, схема, поджигающая светодиод при снижении напряжения на аккумуляторе до 3.1V. Собрана на BD4731.

Согласитесь, проще некуда! BD47xx имеет открытый коллектор на выходе, а также самостоятельно ограничивает выходной ток на уровне 12 мА. Это позволяет подключать к ней светодиод напрямую, без ограничительных резисторов.

Аналогичным образом можно применить любой другой супервизор на любое другое напряжение.

Вот еще несколько вариантов на выбор:

  • на 3.08V: TS809CXD, TCM809TENB713, MCP103T-315E/TT, CAT809TTBI-G;
  • на 2.93V: MCP102T-300E/TT, TPS3809K33DBVRG4, TPS3825-33DBVT, CAT811STBI-T3;
  • серия MN1380 (или 1381, 1382 – они отличаются только корпусами). Для наших целей лучше всего подходит вариант с открытым стоком, о чем свидетельствует дополнительная циферка “1” в обозначении микросхемы – MN13801, MN13811, MN13821. Напряжение срабатывания определяется буквенным индексом: MN13811-L как раз на 3,0 Вольта.

Также можно взять советский аналог – КР1171СПхх:

В зависимости от цифрового обозначения, напряжение детекции будет разным:

Сетка напряжений не очень-то подходит для контроля за li-ion аккумуляторами, но совсем сбрасывать эту микросхему со счетов, думаю, не стоит.

Неоспоримые достоинства схем на мониторах напряжения – чрезвычайно низкое энергопотребление в выключенном состоянии (единицы и даже доли микроампер), а также ее крайняя простота. Зачастую вся схема умещается прямо на выводах светодиода:

Чтобы сделать индикацию разряда еще более заметной, выход детектора напряжения можно нагрузить на мигающий светодиод (например, серии L-314). Или самому собрать простейшую “моргалку” на двух биполярных транзисторах.

Пример готовой схемы, оповещающей о севшей батарейке с помощью вспыхивающего светодиода приведен ниже:

Еще одна схема с моргающим светодиодом будет рассмотрена ниже.

Вариант №8

Крутая схема, запускающая моргание светодиода, если напряжение на литиевом аккумуляторе упадет до 3.0 Вольта:

Эта схема заставляет вспыхивать сверхяркий светодиод с коэффициентом заполнения 2.5% (т.е. длительная пауза – коротка вспышка – опять пауза). Это позволяет снизить потребляемый ток до смешных значений – в выключенном состоянии схема потребляет 50 нА (нано!), а в режиме моргания светодиодом – всего 35 мкА. Сможете предложить что-нибудь более экономичное? Вряд ли.

Как можно было заметить, работа большинства схем контроля за разрядом сводится к сравнению некоего образцового напряжения с контролируемым напряжением. В дальнейшем эта разница усиливается и включает/отключает светодиод.

Обычно в качестве усилителя разницы между опорным напряжением и напряжением на литиевом аккумуляторе используют каскад на транзисторе или операционный усилитель, включенный по схеме компаратора.

Но есть и другое решение. В качестве усилителя можно применить логические элементы – инверторы. Да, это нестандартное использование логики, но это работает. Подобная схема приведена в следующем варианте.

Вариант №9

Схема на 74HC04.

Рабочее напряжение стабилитрона должно быть ниже напряжение срабатывания схемы. Например, можно взять стабилитроны на 2.0 – 2.7 Вольта. Точная подстройка порога срабатывания задается резистором R2.

Схема потребляет от батареи около 2 мА, так что ее тоже надо включать после выключателя питания.

Читайте также:
Как сшить одеяло своими руками: виды, материалы, выкройки

Вариант №10

Это даже не индикатор разряда, а, скорее, целый светодиодный вольтметр! Линейная шкала из 10 светодиодов дает наглядное представление о состоянии аккумулятора. Весь функционал реализован всего на одной-единственной микросхеме LM3914:

Делитель R3-R4-R5 задает нижнее (DIV_LO) и верхнее (DIV_HI) пороговые напряжения. При указанных на схеме значениях свечению верхнего светодиода соответствует напряжение 4.2 Вольта, а при снижении напряжения ниже 3х вольт, погаснет последний (нижний) светодиод.

Подключив 9-ый вывод микросхемы на “землю”, можно перевести ее в режим “точка”. В этом режиме всегда светится только один светодиод, соответствующий напряжению питания. Если оставить как на схеме, то будет светиться целая шкала из светодиодов, что нерационально с точки зрения экономичности.

В качестве светодиодов нужно брать только светодиоды красного свечения, т.к. они обладают самым малым прямым напряжением при работе. Если, например, взять синие светодиоды, то при севшем до 3х вольт аккумуляторе, они, скорее всего, вообще не загорятся.

Сама микросхема потребляет около 2.5 мА, плюс 5 мА на каждый зажженный светодиод.

Недостатком схемы можно считать невозможность индивидуальной настройки порога зажигания каждого светодиода. Можно задать только начальное и конечное значение, а встроенный в микросхему делитель разобьет этот интервал на равные 9 отрезков. Но, как известно, ближе к концу разряда, напряжение на аккумуляторе начинает очень стремительно падать. Разница между аккумуляторами, разряженными на 10% и 20% может составлять десятые доли вольта, а если сравнить эти же аккумуляторы, только разряженненные на 90% и 100%, то можно увидеть разницу в целый вольт!

Типичный график разряда Li-ion аккумулятора, приведенный ниже, наглядно демонстрирует данное обстоятельство:

Таким образом, использование линейной шкалы для индикации степени разряда аккумулятора представляется не слишком целесообразным. Нужна схема, позволяющая задать точные значения напряжений, при которых будет загораться тот или иной светодиод.

Полный контроль над моментами включения светодиодов дает схема, представленная ниже.

Вариант №11

Данная схема является 4-разрядным индикатором напряжения на аккумуляторе/батарейке. Реализована на четырех ОУ, входящих в состав микросхемы LM339.

Схема работоспособна вплоть до напряжения 2 Вольта, потребляет меньше миллиампера (не считая светодиода).

Разумеется, для отражения реального значения израсходованной и оставшейся емкости аккумулятора, необходимо при настройке схемы учесть кривую разряда используемого аккумулятора (с учетом тока нагрузки). Это позволит задать точные значения напряжения, соответствующие, например, 5%-25%-50%-100% остаточной емкости.

Вариант №12

Ну и, конечно, широчайший простор открывается при использовании микроконтроллеров со встроенным источником опорного напряжения и имеющих вход АЦП. Тут функционал ограничивается только вашей фантазией и умением программировать.

Как пример приведем простейшую схему на контроллере ATMega328.

Хотя тут, для уменьшения габаритов платы, лучше было бы взять 8-миногую ATTiny13 в корпусе SOP8. Тогда было бы вообще шикарно. Но пусть это будет вашим домашним заданием.

Светодиод взят трехцветный (от светодиодной ленты), но задействованы только красный и зеленый.

Готовую программу (скетч) можно скачать по этой ссылке.

Программа работает следующим образом: каждые 10 секунд опрашивается напряжение питания. Исходя из результатов измерений МК управляет светодиодами с помощью ШИМ, что позволяет получать различные оттенки свечения смешением красного и зеленого цветов.

Свежезаряженный аккумулятор выдает порядка 4.1В — светится зеленый индикатор. Во время зарядки на АКБ присутствует напряжение 4.2В, при этом будет моргать зеленый светодиод. Как только напряжение упадет ниже 3.5В, начнет мигать красный светодиод. Это будет сигналом к тому, что аккумулятор почти сел и его пора заряжать. В остальном диапазоне напряжений индикатор будет менять цвет от зеленого к красному (в зависимости от напряжения).

Вариант №13

Ну и на закуску предлагаю вариант переделки стандартной платы защиты (их еще называют контроллерами заряда-разряда), превращающий ее в индикатор севшего аккумулятора.

Эти платы (PCB-модули) добываются из старых батарей мобильных телефонов чуть ли не в промышленных масштабах. Просто подбираете на улице выброшенный аккумулятор от мобилы, потрошите его и плата у вас в руках. Все остальное утилизируете как положено.

Чаще всего PCB-плата представляет собой вот такую схемку:

Микросборка 8205 – это два миллиомных полевика, собранных в одном корпусе.

Внеся в схему некоторые изменения (показаны красным цветом), мы получим прекрасный индикатор разряда li-ion аккумулятора, практически не потребляющий ток в выключенном состоянии.

Так как транзистор VT1.2 отвечает за отключение зарядного устройства от банки аккумулятора от при перезаряде, то он в нашей схеме лишний. Поэтому мы полностью исключили этот транзистор из работы, разорвав цепь стока.

Читайте также:
Как прирезать землю к существующему земельному участку

Резистор R3 ограничивает ток через светодиод. Его сопротивление необходимо подобрать таким образом, чтобы свечение светодиода было уже заметным, но потребляемый ток еще не был слишком велик.

Кстати, можно сохранить все функции модуля защиты, а индикацию сделать с помощью отдельного транзистор, управляющий светодиодом. То есть индикатор будет загораться одновременно с отключением аккумулятора в момент разряда.

Вместо 2N3906 подойдет любой имеющийся под рукой маломощный p-n-p транзистор. Просто подпаять светодиод напрямую не получится, т.к. выходной ток микросхемы, управляющий ключами, слишком мал и требует усиления.

Как, наверное, не сложно догадаться, схемы могут быть использованы и наоборот – в качестве индикатора заряда.

Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах

Зачем следить за состоянием аккумулятора?

Автомобильный аккумулятор состоит из шести последовательно соединённых аккумуляторных батарей с напряжением питания 2,1 — 2,16В. В норме АКБ должен выдавать 13 — 13,5В. Нельзя допускать значительного разряда аккумуляторной батареи, поскольку при этом падает плотность и, соответственно, повышается температура промерзания электролита.

Чем выше износ аккумулятора, тем меньшее время он удерживает заряд. В тёплое время года это не критично, а вот зимой забытые во включённом состоянии габаритные огни к моменту возвращения способны полностью «убить» аккумулятор, превратив содержимое в кусок льда.

В таблице можно увидеть температуру промерзания электролита, в зависимости от степени заряженности агрегата.

Зависимость температуры промерзания электролита от степени заряда аккумулятора
Плотность электролита, мг/см. куб. Напряжение, В (без нагрузки) Напряжение, В (с нагрузкой 100 А) Степень заряда АКБ, % Температура замерзания электролита, гр. Цельсия
1110 11,7 8,4 0,0 -7
1130 11,8 8,7 10,0 -9
1140 11,9 8,8 20,0 -11
1150 11,9 9,0 25,0 -13
1160 12,0 9,1 30,0 -14
1180 12,1 9,5 45,0 -18
1190 12,2 9,6 50,0 -24
1210 12,3 9,9 60,0 -32
1220 12,4 10,1 70,0 -37
1230 12,4 10,2 75,0 -42
1240 12,5 10,3 80,0 -46
1270 12,7 10,8 100,0 -60

Критическим считается падение уровня заряда ниже 70%. Все автомобильные электроприборы потребляют не напряжение, а ток. Без нагрузки даже сильно разряженный аккумулятор может показывать нормальное напряжение. Но при низком уровне, во время запуска двигателя, будет отмечаться сильная «просадка» напряжения, что является тревожным сигналом.

Своевременно заметить приближающуюся катастрофу возможно лишь в том случае, когда непосредственно в салоне установлен индикатор. Если во время работы автомобиля он постоянно сигнализирует о разрядке – пора ехать на СТО.

Какие существуют индикаторы

Многие АКБ, особенно необслуживаемые, имеют встроенный датчик (гигрометр), принцип работы которого основан на измерении плотности электролита.

Этот датчик контролирует состояние электролит и ценность его показателей относительна. Не очень удобно по несколько раз залазить под капот автомобиля, что бы проконтролировать состояние электролита в разных режимах работы.

Для контроля состояния АКБ значительно удобнее электронные приборы.

Виды индикаторов заряда аккумуляторной батареи

В автомагазинах продаётся множество таких устройств, различающихся дизайном и функционалом. Фабричные приборы условно делятся на нескольких типов.

По способу подключения:

  • к разъёму прикуривателя;
  • к бортовой сети.

По способу отображения сигнала:

  • аналоговые;
  • цифровые.

Принцип работы у них одинаков, определение уровня заряда АКБ и отображение информации в наглядном виде.

Принципиальная схема индикатора

Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

Существуют десятки разнообразных схем контроля, но результат они выдают идентичный. Подобное устройство возможно собрать самостоятельно из подручных материалов. Выбор схемы и комплектующих зависит исключительно от ваших возможностей, фантазии и ассортимента ближайшего магазина радиотоваров.

Вот схема для понимания как работает индикатор заряда аккумулятора на светодиодах. Такую портативную модель можно собрать «на коленке» за несколько минут.

Д809 – стабилитрон на 9В ограничивает напряжение на светодиодах, а на трёх резисторах собран сам дифференциатор. Такой светодиодный индикатор срабатывает на силу тока в цепи. При напряжении 14В и выше сила тока достаточно для свечения всех светодиодов, при напряжении 12-13,5В светятся VD2 и VD3, ниже 12В — VD1.

Более продвинутый вариант при минимуме деталей можно собрать на бюджетном индикаторе напряжения — микросхеме AN6884 (KA2284).

Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

Схема работает по принципу компаратора. VD1 – стабилитрон на 7,6В, он служит в качестве эталонного источника напряжения. R1 – делитель напряжения. При первоначальной настройке он выставляется в такое положение, чтобы при напряжении 14В светились все светодиоды. Напряжение, поступающее на входы 8 и 9, сравнивается через компаратор, а результат дешифруется на 5 уровней, зажигая соответствующие светодиоды.

Контроллер зарядки АКБ

Что бы отслеживать состояние аккума во время работы зарядного устройства, делаем контроллер заряда АКБ. Схема устройства и используемые компоненты максимально доступны, в то же время обеспечивают полный контроль над процессом подзарядки батарей.

Принцип работы контроллера следующий: пока напряжение на аккумуляторе ниже напряжения заряда – горит зелёный светодиод. Как только напряжение сравняется, открывается транзистор, зажигая красный светодиод. Изменение резистора перед базой транзистора меняет уровень напряжения, необходимого для открытия транзистора.

Это универсальная схема контроля, которую можно использовать как для мощных автомобильных аккумуляторов, так и для миниатюрных литиевых батареек-аккумуляторов.

Индикатор разряда Li-ion на TL431

Всем привет! Давно ничего не выкладывал, да и на само радиолюбительство подзабил в последнее время. Данный проект у меня уже давно “висит”, вот нашёл время поделиться им с вами.

Итак, что и зачем: в большинстве моих (и не только моих) поделок используются элементы питания li-ion номиналом 3,7в – стандартные 18650, всяческие аккумы из сотовых телефонов и китайские разнокалиберные “лепёхи”. На том же алиэкспресс есть модули зарядки, повышающие модули, модули для контроля разряда и прочая полезная ерунда, которая сильно облегчает жизнь. Но я не нашёл ничего вменяемого чтобы следить за уровнем заряда батареи и в случае достижения какого-то порогового значения сообщать об этом. Можно конечно сделать слежение на мозгах мк самоделки, либо поставить вольтметр за 70р с того же али, но всегда либо ног у мк не хватает, либо решение получается чрезмерным и громоздким. Исходя из всего этого возникла цель сделать маленькое и просто устройство, которое можно было бы клепать пачками из дешевых компонентов и которое выполняло бы свою функцию – показывало бы что батарея садится и её нужно зарядить.

Началось с вот такой схемы, которую я нашёл на просторах интернета:

Тут используются 4 резистора, R1 и R2 составляют делитель напряжения на управляющем контакте TL431, R3 подтяжка базы NPN транзистора к плюсу питания, R4 – токоограничивающий для индикаторного светодиода, уже упомянутый NPN-транзистор, а также регулируемый стабилитрон TL431, который является сердцем всей схемы.

Сначала был собран DIP-прототип, для проверки работоспособности, вот его фото, если кто захочет в таком варианте повторить:

Образец тесты прошёл, после чего была разработана (слово то какое громкое) новая схема на смд компонентах, собственно к чему я и стремился:

После ЛУТ, травления и сверловки я получил несколько таких вот малышек (часть уже где-то просрал):

ну и собственно готовое изделие, я бы даже сказал модуль:

вот он же в сравнении с драйвером шаговика А4988

получилось довольно компактно, удобно, а самое главное функцию свою выполняет и настраивается легко, для настройки понадобится ЛБП или любой регулируемый БП, выставляем напряжение срабатывания (то, при котором мы хотим видеть сигнал о разряде), затем крутим подстроечник пока светодиод не погаснет или не загорится – ловим “границу”, затем уже проверяем работу индикатора изменением входного напряжения с ЛБП. Вот видео работы уже настроенного модуля:

Специально для тех, кто любит орать о сверхогромном потреблении питания и разрядке батареи от второстепенных потребителей в ущерб основному устройству:

при работе как видно потребляется аж целых 10 мА, а при заряженной батарее в 4 раза меньше – 2,3 мВ, что разрядит среднестатистический 1000 мАч аккум “очень быстро” – аж за 18 суток, но это опять же если модуль будет подключен к батарее постоянно. Поэтому при подключении необходимо предусмотреть выключатель, который размыкает цепь батареи полностью, давая ей полностью насладиться процессом саморазряда. Опять же можно заметить что я, как криворукий бабуин вместо 300 омного резистора в цепи светодиода воткнул 68 омный, что так же влияет на потребление. Пробовать с 300ом тупо обламывает, оставлю это моим покорным читателям.

И для тех, кто стойкий оловянный солдатик и дочитал до этого места, я напишу как эта ебала работает:

Вся соль заключается в особенности регулируемого стабилитрона ТЛ431 – он начинает пропускать ток через себя только при наличии на управляющей ноге напряжения равном или выше 2,6в, следовательно при правильно подобранном делителе напряжения из R1 и R2, где первый равен 1,5кОм а второй является подстроечным, на управляющую ногу ТЛ431 при заряженной батарее приходит напряжение, которое выше 2,6в, следовательно весь ток идёт через стабилитрон и светодиод не горит. Как только напряжение на батарее становится ниже порогового – на ТЛ431 приходит меньше 2,6в и он закрывается, тем самым открывая транзистор и зажигая светодиод. Просто как с балкона поссать.

Кто не хочет заморачиваться с подбором резисторов в делителе – вот вам скрин из полезной проги на андроиде:

3,3в – напряжение срабатывания

1,5кОм – постоянный резистор

5,6кОм – значение подстроечника

2,603В – получаемое на выходе делителя, то есть на входе ТЛ431

Какие могут быть нюансы:

1) забыть отзеркалить плату при печати (как я) – тупо переворачиваем полупроводники кверху ногами и всё ок

2) не работает схема – пробуем перевернуть ТЛ431 кверху ногами, ушлые китайцы штампуют ТЛ432 под видом ТЛ431 (у них распиновка зеркальная)

3) не горит светодиод/горит тускло – шаманим с номиналом токоограничивающего резистора

Ссылка на скачивание печаток в формате *.lay:

В общем сумбурно как-то изложил, но вроде инфу донёс, пишите вопросы, пожелания, советы, буду рад почитать.

Индикатор разряда аккумулятора

Лирическое отступление 1.
Нижеприведенный текст был написан в далеком теперь 2004 году и где-то выложен уже в интернете. Но я решил его привести и здесь — может кому и полезно и интересно будет. Править текст мне жутко лень, поэтому даю его как он был написан тогда.
Лирическое отступление 2.
Допускаю, что будет сделано другое изделие аналогичного назначения, некое подобие амперметра со шкалой в виде линейки светодиодов. Во всяком случае мысли такие бродят. Но лень — она такая… :-)))).

Индикатор разряда аккумулятора.

Предисловие.
Я 5 лет проездил на Запорожце, на котором стоял амперметр, и к этому прибору привык – всегда ясно видно, разряжается ли аккумулятор(АКБ) или заряжается. На тех автомобилях, где на холостых оборотах движка токовый баланс отрицателен (т.е. АКБ разряжается) или весьма близок к нулю, такая индикация оказывается весьма полезной. Во всяком случае при стоянии в вечерней пробке без нее можно и посадить АКБ.
После приобретения Москвича я увидел на нем вольтметр и решил, что не все ли равно — вольтметр ли, амперметр ли, — главное есть некая индикация состояния бортовой сети. Оказалось – вовсе нет. Во-первых, в Москвиче вольтметр просто паскудный, во-первых, из-за термозависимости своих показаний (весьма заметной – на жаре показывает меньше) и, во-вторых, точка его подключения, мягко говоря, неудачна – из-за падения напряжения на контактах подводящей сети собственно напряжение НА АКБ узнать невозможно (все видели как скачет стрелка вольтметра при работе поворотников). Но даже если бы он был хорошим, то все равно сказать идет заряд или разряд АКБ по вольтметру нельзя по многим другим причинам, в частности из-за термозависимости самого зарядного напряжения — для традиционных 12вольтовых свинцовых АКБ коэффициент зарядного напряжения примерно –40мв/град. Эту величину я, во-первых, вычитал в литературе (к сожалению не припомню где за давностью лет), во-вторых, измерял сам, правда опять-таки давно. АКБ был типа 6СТ55А, совершенно традиционного типа, черный.
А ведь главное (ИМХО) назначение прибора на панели – дать возможность оценить работу и состояние связки генератор-батарея. И вольтметр дает ее далеко не полностью. Ставить же традиционный амперметр не хочется главным образом из-за нежелания тащить лишние ( и довольно длинные ) незащищенные предохранителем провода, по которым будеть течь весь ток (за исключением стартерного), в том числе и ток тягового реле стартера при пуске (это 30-40а). Да и эстетика приборки пострадает – не получается у меня сделать красиво. Поразмыслив некоторое время, я решил, что при наличии вольтметра вполне будет достаточно красной лампочки, загорающейся при разряде АКБ, тем более, что такая лампочка на многих приборных панелях есть (вот только смысл ее показаний при традиционном подключении для меня непонятен). Решено – делаем индикатор разряда аккумулятора.

Расчет.
Оценить направление (и силу тоже) тока в/из АКБ можно по падению напряжения на каком-либо штатном проводе в проводке автомобиля, по которому течет интересующий нас ток. Провод, по которому течет весь ток в/из АКБ, — это провод, соединяющий минусовую клемму АКБ с корпусом авто. Оценим необходимую чувствительность измерительной схемы. Этот провод имеет сечение 16мм2. Примем его длину 0.5м. Тогда его сопротивление составит R=(удельное сопротивление меди)*(длина)/(сечение)=0.0175*0.5/16= 0.000546875ома или примерно 0.55миллиома. Надо решить, какое минимальное изменение тока должно переводить лампочку из состояния «полностью выключено» в состояние «полностью включена». Мои соображения такие:
Ток саморазряда АКБ с учетом утечек по поверхности может легко достигать величины 10мА.
Самая маленькая лампочка в приборке потребляет 100мА.
Полностью заряженная АКБ при токе разряда 100мА может работать примерно 500часов.
Так что порогового тока в 100мА достаточно. При таком тока падение на минусовом проводе АКБ составит 0.55мОм*100мА=55мкВ. Вот именно малая величина этого напряжения и создает все проблемы. А так идея проста – усилить это напряжение и управлять лампочкой.

Схема.
Схема предлагаемого устройства на Fig1.

По сути это дифференциальный усилитель с коэффициентом усиления примерно 5500 и полосой пропускания 1/25Гц. Столь узкая полоса обусловлена тем, что, как показали эксперименты, реальный измеряемый ток даже при полностью выключенных всех потребителях (кроме системы зажигания, разумеется) и работающем на 3000 оборотах двигателе является переменным со значительной постоянной составляющей. А отрицателен он бывает, по-видимому, во-первых, из-за пульсирующей формы напряжения вырабатываемого генератором, и, во-вторых, из-за импульсного характера потребления тока системой зажигания. Подробно я с этими причинами не разбирался, но факт есть – при отключении конденсатора C1 (именно он задает столь низкую полосу пропускания усилителя, или, правильнее задает достаточно большое время усреднения входного наряжения) лампа моргает почти при любом режиме работы движка. Теперь о назначении деталей и возможных заменах. Труднее всего заменить операционник AD8628. Для работы в этой схеме критичны следующие параметры:
1. Самое важное – напряжение смещения и (!) его температурные дрейфы. Надо чтобы во всем температурном диапазоне это напряжение не выходило за расчетные 50мкВ. Это пожалуй труднее всего обеспечить. Собственно говоря AD8628 был выбран в первую очередь именно по этому параметру.
2. Необходимо, чтобы входы усилителя нормально работали при напряжении на них, равным минусу источника питания.
3. Необходимо, чтобы выход усилителя мог дотягивать почти до минуса источника питания, иначе транзистор VT1 не закроется.
4. Входной ток усилителя не должен превышать 10наноампер, иначе погрешность от него будет сравнима с измеряемым напряжением. Это требование можно ослабить, уменьшив в несколько раз резисторы R2 и R3, но тогда может потребоваться увеличение емкости C1, а применять здесь электролитический конденсатор нежелательно.
5. Собственное усиление должно быть не менее чем в 10 раз выше требуемого, т.е. не менее 50тысяч, но сейчас это слабое ограничение.
Усиление задается отношением резисторов R3 / R2, при этом отношение резисторов R6 / R5 должно быть хотя бы примерно таким же – это обеспечит усиление разностной составляющей входного напряжения. Резистором R6 можно в небольших пределах подстроить точку срабатывания. У меня при его отсутствии (R6=бесконечность) лампочка загоралась при токе разряда примерно 300мА.
Диод VD3 формирует виртуальный ноль выхода дифференциального усилителя. То есть при идеальных условиях (R3 / R2 = R6 / R5, все смещения 0 и т.п.) выходное напряжение будет отсчитываться от правого по схеме вывода резистора R6. Хочется, чтобы напряжение на этом выводе равнялось начальному напряжению база-эмиттер транзистора VT1. Для этого и предназначен диод VD3, заодно выполняя роль какого-никакого термокомпенсирующего элемента напряжения база-эмиттер транзистора VT1. Заменяется легко на любой маломощный кремниевый диод, КД522 например.
Резистор R1 (мощность рассеяния 0.5Вт), стабилитрон VD1, диод VD3, конденсаторы С2 и С3 образуют источник питания усилителя. Стабилитрон VD1 должен быть на напряжение не выше указанного, так как предельное напряжение питания AD8628 составляет 5.5в. Из отечественных подойдет КС139. Стабилитрон на 4.7в я бы не рекомендовал.
Диод VD2 – защита от обратных выбросов по питанию. Замена та же, что и для VD3 (КД522). Транзистор VT1 заменяется на КТ815, КТ817.
Часть схемы, обведенная пунктиром, смонтирована на печатной плате(фото платы Fig2.)

Плата имеет размер 12х48мм и закреплена прямо на земляном проводе, являющимся датчиком тока. На схеме он обозначен жирной синей линией. Сам провод был куплен в магазине, кажется под названием Положительный провод от ВАЗ2101, имеет длину около 75см.

Очень важная часть – монтаж.
Измерительный провод зачищается около клемм (сами клеммы отрывать не надо – они будут использоваться по прямому назначению), пропаивается насквозь и в этих местах к ним припаиваются провода, идущие к точкам ХР2, ХР4, ХР5. Как пример – фото Fig3.

Провода идущие к точкам ХР2 и ХР5 – это РАЗНЫЕ провода! Они должны соединяться ТОЛЬКО на отрицательной акуумуляторной клемме измерительного провода. Иначе измерительная схема будет видеть не только падение напряжения на измерительном проводе, но еще и на этом объединенном куске. А при сечении провода 0.5мм2, длине 30см и потребляемом токе 20мА (это при выключенной лампочке, при включенной 120мА) падение напряжения на этом куске составит 210мкВ – не годится. Никаких механических контактов, разъемных соединений и т.п. между измерительным проводом и точками ХР2, ХР4 и ХР5 не допускается – ТОЛЬКО ПАЙКА. На механических контактах получите неконтролируемое падение напряжения, вплоть до полной потери контакта при таких ничтожных токах и напряжениях в этой измерительной цепи.

Настройка.
Единственное что можно понастраивать при правильно монтаже – подобрать резистор R6 для точной установки порога переключения схемы. Делать можно так – один источник (12в, 120мА) подключаем к точкам ХР1 и ХР5, лампочку(индикаторная из приборки, маленькая бесцокольная) к ХР1 и ХР3. Измерительный провод подключен к схеме, естественно. Если лампочка горит вполнакала – все! Если горит ярко — R6 надо увеличивать, не горит – уменьшать. Но лучше, если есть второй достаточно мощный источник (нужен ток около 1А), то пропуская через измерительный провод ток(создавая этот ток например при помощи балластного резистора дабы не сжечь источник) известной величины (то есть нужен амперметр) и направления, можно узнать получившийся порог переключения и решить – а надо ли его настраивать. Порог переключения схемы плавный, полностью лапочка переходит из горящего в негорящее состояние при изменении тока по измерительному проводу примерно на 50мА. Кроме того при такой настройке следует учесть инерционность самой схемы – при малом отличии тока от порогового переключение длится несколько секунд.

Смонтированная и настроенная плата промыта спиртом и покрыта уретановым лаком для защиты от внешних воздействий, затем закреплена на измерительном проводе с помощью термоусадочной трубки. Фото готового изделия – Fig4.

При монтаже на Автомобиль заменяем штатный минусовой провод на это изделие, отсоединяем ВСЕ имеющиеся дополнительные провода от минусовой клеммы АКБ (если таковые есть), присоединяем их к корпусу автомобиля. Если этого не сделать, то индикатор не будет учитывать токи, текущие по этим дополнительным проводам. Еще маленькое замечение – индикатор не учитывает тока, который он потребляет сам.

Поделки своими руками для автолюбителей

Простой и точный индикатор заряда-разряда АКБ

Сегодня статья будет с процессом сборки простого индикатора уровня заряда аккумуляторов, но с более высокоточной схемой, которая пригодна для реального использования и может стать отличным дополнением на панели приборов вашего автомобиля.

Индикатор построен на базе микросхемы ELM339, она в свою очередь представляет из себя четыре отдельных компаратора в едином корпусе.

Компаратор имеет два входа и один выход, он просто сравнивает напряжение на входах, исходя из этого на выходе получаем либо логический 0, либо единицу.

Использованный в схеме компаратор можно найти на платах компьютерного блока питания, ориентируйтесь по цифрам 339, буквы могут отличаться в зависимости от производителя.

В качестве индикаторов задействованы 3 миллиметровые светодиоды.

Схема работает очень простым образом, имеем источник опорного напряжения в лице стабилитрона, цепочки из резисторов представляют из себя делители, которые создают на входах компараторов определенное напряжение, назовем их пороговыми.

Компаратор постоянно сравнивает эти напряжения с напряжением, которые образуют делитель на резисторах R5 и R6, этот делитель снижает напряжение тестируемой батареи в три раза, если напряжение на прямом входе компаратора больше чем на инверсном, то на выходе получаем логическую единицу или напряжение питания.

Светодиод светится, если всё наоборот, то на выходе получаем логическую 0 или массу питания, светодиод в данном случае не светится.

Входные делители подобраны в узком диапазоне, поскольку схема предназначена для работы в качестве индикатора заряда 12-вольтовых аккумуляторов.

Маломощный диод 4148 защищает микросхему компаратора от обратной полярности.

Токо-ограничивающие резисторы для светодиодов подбираются с сопротивлением от 1 до 2,2 килом, можно ограничиться всего одним резистором.

Печатная плата довольно компактна, рисовал на скорую руку, но разводка неплохая, кстати её вы можете скачать в конце статьи.

Для проверки этой платы нам нужен лабораторный источник питания на котором нужно выставить напряжение около 13,5 — 14 вольт, имитируя полностью заряженный автомобильный аккумулятор.

Загораются сразу все светодиоды, постепенно снижая напряжение на блоке питания мы можем наблюдать потухание светодиодов при определенных напряжениях.

Горение только красных светодиодов означает, что аккумулятор почти разряжен.

Можно пересчитать входные делители и использовать схему для аккумуляторов с иным напряжением, кстати эту схему можно также применить и в зарядных устройствах.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: