Цифровий індикатор напруги бортової мережі. Три схеми індикаторів бортової мережі автомобіля

Прилад підключається до бортової мережі автомобіля і призначений для оперативного визначення її стану за чотирма светодиодам. Які индицируют наступні напруги:

Якщо переморгуються два сусідніх світлодіода, то напруга знаходиться на кордонах зазначених інтервалів. Погляньмо на схему пристрою, який зібрано всього на одній мікросхемі:

Перед нами чотири операційних підсилювача D1.1 - D1.4, включених по схемі компараторов. Кожен з них за допомогою резистивних дільників налаштований на свій діапазон і управляє своїм світлодіодом. Контрольоване напруга подається на інверсні входи підсилювачів, на прямих - зразкове напруга, отримане за допомогою найпростішого стабілізатора (VD1, R7, С1) і резистивних дільників R1 - R6. Завдяки диодам VD2 - VD4 запалювання кожного наступного світлодіода (від низу до верху) призводить до вимикання попереднього. Таким чином, в будь-який момент часу світиться тільки один світлодіод або не горить жодного (напруга нижче 11.7 В). Дросель Т1 і конденсатори С2, С3 утворюють фільтр, що усуває імпульсну заваду по ланцюгах живлення пристрою.

У пристрої можна використовувати будь-які постійні резистори, які бажано підібрати якомога точніше. Оскільки в стандартному ряду номіналу 500 Ом немає, резистор R4 зібраний з двох резисторів по 1 кОм, включених паралельно. Підлаштування резистор R5 - багатооборотний, наприклад СП3-19а. Конденсатори С2, С3 - К73-9 на робочу напругу 250 В, С1 - типу К10-17. На місці VD1 може працювати будь-який стабілітрон типу Д818, але найбільш термостабільні з буквами Е, Д і Г. Як світлодіодів можна використовувати будь-які індикаторні з якомога меншою струмом світіння (ідеально - серія КВП). Діоди VD2 - VD4 - будь-які імпульсні.

Дросель виконаний на феритових кільцях К10х6х3 з фериту 2000НМ1 і містить дві обмотки по 30 витків кожна, виконані проводом ПЕЛШО-0.12. При включенні дроселя дуже важливо включити обмотки узгоджено (початок обмоток позначено точками), інакше толку від нього в якості фільтра не буде. Налагодження приладу зводиться до регулювання резистора R5, яким виставляють нижній поріг індикації (нижче 11.7 В, HL4 тільки що погас) і, якщо це необхідно, підбору R1 по верхньому порогу (вище 14.8 В, HL1 тільки що загорівся). Всі проміжні діапазони будуть встановлені автоматично. Струм споживання пристрою повинен виявитися в межах 20 - 25 мА.

Мені вперше запропонували написати огляд на товар представники магазину, мій вибір припав на автомобільну USB зарядку під брендом iMars з двома портами і індикатором напруги і струму. Кінцева мета була - замінити в автомобілі батька два пристрої - вольтметр в прикурювач, за допомогою якого батько взимку контролює напругу акумулятора і необхідність його зарядки, а так само просте noname зарядний для телефону з максимальним струмом 500mA.
Виробник обіцяє максимальний струм зарядки 4.8A (2.4A + 2.4A), Вимірювання напруги бортової мережі автомобіля і струму зарядки підключених пристроїв. Подивимося, чи вдасться замінити два пристрої одним і чи підтвердяться обіцянки виробника далі ...


Упакована зарядка була в картонну коробку, всередині якої була сама зарядка. Ніякої інструкції або чого подібного. На коробці всі написи англійською.

розпакування








Відразу ж після отримання посилки, я вирішив випробувати зарядний в автомобілі батька (ВАЗ 2111), щоб перевірити, чи працює вона. І тут мене чекала перша проблема - зарядний бракує по довжині до центрального контакту прикурювача в цьому автомобілі ... Зазнав в своєму Skoda Fabia - зарядка заробила, але проводити тести в автомобілі якось не дуже зручно, тому вирішив живити зарядку вдома від блоку живлення на 12В через роз'єм прикурювача на кабель, куплений колись на аліекспресс. І тут мене чекала друга проблема - в цьому роз'ємі зарядний теж не вистачало до центрального контакту. Глибина зарядного в 39 мм виявилася занадто великою ... Так що навіть не починаючи тестування можна сказати - зарядний пристрій підійде не для всіх автомобілів і роз'ємів, максимальна глибина, при якій буде працювати - близько 37 мм.
Дещо як за допомогою дротів і синьою ізоляційної стрічки підключив зарядний до блоку живлення від ноутбука, зарядний пристрій відобразило значення 16.8U.

Добре, перший простий тест - підключив до зарядного iPad mini, зарядка йде. Приблизно кожні 2 секунди змінюється індикація, напруга і струм зарядки. Показує ток 2.15A.

Далі, потрібно перевірити заяву виробника про максимальному струмі в 4.8A, але у мене на жаль немає USB навантаження, яку багато тут використовують для тестування зарядних пристроїв, так що придумав використовувати в якості навантаження автомобільні лампи розжарювання (тепла лампова навантаження, в прямому сенсі слова ).

Підключив до зарядного одну лампу автолампами 12V H4 через USB тестер - на зарядному відображається ток 2.32A, тестер показує трохи менше, 2.14A

Продовжимо тестування, спробую разом з лампою підключити до іншого порту телефон. Так як другого USB тестера у мене немає, для вимірювання струму лампи використовую мультиметр, а телефону - тестер. І тут сюрприз, телефон показує що заряджається, але тестер відображає дуже маленький струм, всього 0.09A.

Спробуємо навантажити зарядний більше. До одного порту підключаю лампочку H4, ту ж що і в першому експерименті, а до другого - Автолампа на 24V - у неї опір більше, струм буде менше.

Результат - на зарядному відображається 3.03A, на першій лампі струм 2.1A (на мультиметри обраний межа 5А, дивитися по нижній чорній шкалою), на другій лампі струм 0.66A. У сумі виходить 2.76A, різниця з показаннями зарядки - 0.27A. Напруга при це просіло до неприпустимих 4.42V.

Ну і спробуємо все таки вичавити максимум з цієї зарядки - підключаю таку ж лампу 12V H4, як і в першому експерименті, тільки за допомогою набагато більш короткого USB кабелю. Якщо її підключати до працюючої зарядці - то спрацьовує захист і зарядка відключається, але якщо спочатку підключити навантаження, а потім подати харчування на зарядний - лампа загоряється:

Зарядний показує нам ток 3.28A, екран при цьому помітно сильніше мерехтить. Мультиметр показує струм через лампу 2.9A. Напруга при цьому на жаль виміряти не вдалося, так як USB тестер дико ковбасило, на екрані світилися всі сегменти, підключена через нього лампа не світилася. Можна зробити висновок, що максимальна сила струму, яку може видати ці зарядка - близько 3A, але з за падіння напруги і пульсацій ніякої телефон заряджатися не стане.

Розібрати зарядний можна досить легко, підчепивши чимось гострим сріблясту рамку дисплея. Деталь, що закриває дисплей тримається на засувках з боків. Знявши її - нам відкривається внутрішній світ зарядного:

На екрані не знята захисна плівка, якщо її прибрати - цифри на індикаторі будуть більш чіткими.
Якщо потягнути за USB роз'єми - можна дістати плати зарядного. Воно складається з двох частин, з'єднаних під прямим кутом - на більшій платі імпульсний стабілізатор напруги, на меншій - USB порти, дисплей і схема вимірювання і відображення напруги і струму.





Підводячи підсумки хочу відзначити, що виробник як завжди вказав підвищені показники по струму, 4.8A зарядна видати не зможе, максимум на що можна розраховувати - близько 2.4а на обидва порту. Так само форма зарядного пристрою не дозволить його використовувати в деяких автомобілях з глибоким роз'ємом прикурювача. В цілому ж пристрій мені сподобалося, зручно що воно поєднує в собі функцію зарядного і вольтметра, функція вимірювання струму мені здається не так корисна. Після огляду зарядний все таки планую віддати батькові, але для цього заміню йому гніздо прикурювача на інше, більш стандартне (так як на ВАЗ 211х проблеми з багатьма зарядками в прикурювач).
Наостанок хочу зауважити, що у banggood бувають розпродажі, зовсім недавно була знижка на це зарядний і воно коштувало $ 3.69

Товар надано для написання огляду магазином. Огляд опублікований відповідно до п.18 Правил сайту.

Планую купити +10 Додати в обране огляд сподобався +10 +19

Я рідко користуюся своїм автомобілем. По суті, нема чого він мені. Ну і в результаті акумулятор вічно "сідає". І кожен раз мені доводиться приєднати запасний акумулятор, а підсів ставити на зарядку. Це вічно болюча проблема - не дати акумулятора на машині розрядитися нижче норми.

Тому я зібрав цю схему "Індикатор напруги акумулятора автомобіля", яку давно знайшов в інтернеті і зберіг у себе.

Але трохи змінив її, і замість 10 окремих світлодіодів, які були в оригінальній схемі, використовував 10-сегментний світлодіодний індикатор, тому що це займає менше місця.

Необхідні радіодеталі:

1.подстроечний резистор 5к - 2шт.
2.мікросхема LM3914
3.10-сегментна світлодіодна планка (я використовував Kingbight DC-763HWA)
4.резістор R1 4.7к
5.резістор R2 1.2 до
6. Для налагодження знадобиться вольтметр і регульований блок живлення від 10 до15 Вольт.

Ось друкована плата пристрою.

Як можна помітити на фото, я відрізав один висновок у правого підлаштування резистора.

Після монтажу деталей на платі потрібно налаштування пристрою. Подайте напругу 10.5 Вольт і відрегулюйте правий подстроечнік, так щоб загорілася перша смужка на 10-сегментному індикаторі.

Подайте напругу 15 Вольт і відрегулюйте, так щоб загорілася остання смужка на 10-сегментному індикаторі. І пам'ятайте завжди повинна світитися тільки одна смужка. Закріпіть пристрій в зручному місці.

Тепер у вас є 10-сегментний індикатор показує напругу батареї з кроком в 0.5 Вольт.

П. Алексєєв

Контроль напруги бортової електромережі автомобіля можна здійснити, встановивши в автомобілі вольтметр для оцінки зарядженості акумуляторної батареї, роботи генератора і реле-регулятора напруги. При цьому значимість його на автомобілях, що мають амперметр ( «Москвич» всіх типів), не нижче в порівнянні з автомобілями без амперметра ( «Жигулі» всіх моделей). Пояснюється це тим, - що амперметр показує, заряджається акумулятор вставлено чи ні, чи йде витрата енергії з генератора або батареї, але він не дозволяє однозначно судити про стан батареї: заряджена вона повністю (тому й немає струму зарядки), розряджена, але зарядки немає внаслідок низької напруги генератора (потрібна підстроювання реле-регулятора) і т. д. Таким чином, вольтметр, не знижуючи достоїнств амперметра, окремо, а краще в комплексі з ним, дозволить поетапно спостерігати за станом бортової мережі автомобіля до пуску двигуна, при роботі на холостих, середніх або підвищених обертах.

Оскільки контрольоване напруга бортової мережі може бути в межах 12 ... 15 В (або 10 ... 15 В, в залежності від необхідних меж контролю), шкала стрілочного вольтметра для кращої наочності повинна бути розтягнутою в цих межах, інакше інформативність приладу буде невелика . Крім того, потрібно врахувати і складність розміщення (або вбудовування в панель) цього приладу в салоні автомобіля.

Як показує досвід, цілком достатньою інформативністю володіє вольтметр-індикатор, виконаний на базі мініатюрних (сигнальних) ламп розжарювання, прикритих кольоровими світлофільтрами.

Принципова схема такого приладу приведена на рис. 1.

Вибір діапазону контрольованої напруги і розподіл його на ділянки залежить від бажання конструктора. Автором був прийнятий діапазон контрольованого напруги 12 В і вище (практично до 15 ... 16 В), з розбивкою його на ділянки, як показано на рис. 2.


Рис. 2. Схема ділянок діапазону контрольованої напруги

Ділянкам «Ні зарядки», «Норм, ток зарядки» і «Дуже великий струм зарядки» відповідає горіння ламп розжарювання HL1, HL2 і HL3. Ці лампи світяться при напружених в бортовій мережі автомобіля 12 ... 13,7 В, 13,2 ... 14,6 В, 14,2 В і вище. У зонах перекриття «Малий струм зарядки» і «Великий струм зарядки» світяться по дві лампи, вказуючи на те, що напруга в мережі автомобіля знаходиться в тому чи іншому крайньому значенні щодо нормального. Лампа HL1 має помаранчевий фільтр, HL2 - зелений, HL3 - червоний. Вони розташовані на лицьовій панелі приладу зліва направо, забезпечуючи зручність спостереження за напругою і його змінами.

Вольтметр-індикатор складається з трьох вимірювальних каскадів, кожен з яких відповідає одному з ділянок напруги і управляє «своєї» лампою. Вимірювальні каскади зібрані по ідентичним схемами (крайній правий для ділянки «14,2 В і більше» не повний) і відрізняються тільки граничними напруженнями спрацьовування.

Прилад працює в такий спосіб. При включенні замку запалювання живлення бортової мережі надходить на шину «+12 В», і якщо напруга акумуляторної батареї дорівнює 12 В або вище, то струм, що протікає через що відкрився стабілітрон VD1 і резистори R3 і R4, відкриє транзистор VT1. При цьому лампа HL1, включена в ланцюг колектора цього транзистора, отримає харчування і буде світитися. Якщо напруга батареї нижче 12 В (вона розряджена), лампа HL1 світитися не буде. Вона згасне і при пуску двигуна автомобіля, якщо при роботі стартера напруга акумуляторної батареї стане нижче 12 В (зазвичай так і буває). Інші лампи вольтметра-індикатора при цьому не світяться тому, що напруга відкривання інших стабилитронов більше напруги відкривання стабілітрона VD1.

При підвищенні напруги бортової мережі до 13,2 Б спрацьовує другий вимірювальний каскад на стабілітроні VD3 і транзисторі VT3 і загоряється лампа HL2 (лампа HL1 продовжує горіти). Подальше підвищення напруги до 13,7 В призводить до відкривання стабілітрона VD2 і транзистора VT2 першого каскаду, який шунтує емітерний перехід транзистора VT1, забезпечуючи його закривання і згасання лампи HL1. На лицьовій панелі вольтметра-індикатора в цей час світиться тільки лампа HL2.

При напрузі 14,2 В відкриються стабілітрони VD5, VD6 і транзистор VT5 третього вимірювального каскаду. Тепер загориться лампа HL3 (лампа HL2 продовжує горіти). Якщо напруга бортової мережі досягне 14,6 В, відкриються стабілітрон VD4 і транзистор VT4 другого вимірювального каскаду, що призведе до закривання транзистора VT3 і згасання лампи HL2. На панелі приладу залишається світиться тільки лампа HL3, яка буде горіти і при подальшому зростанні напруги.

При зменшенні напруги бортової мережі, наприклад з 15 до 12 В, порядок перемикання сигнальних ламп буде зворотним.

Резистори Rl, R7 і R13 оберігають транзистори КТ608Б від перевантаження по колекторного струму при включенні ламп HL1 - HL3, коли опір їх холодних ниток напруження становить 10 ... 20 Ом. Резистори R2, R8 і R14 шунтируют транзистори VT1, VT3 і VT5, зменшуючи протікає через них струм в моменти перемикання, коли на них розсіюється максимальна потужність. Шунтуючі резистори дозволяють транзисторів КТ608Б працювати без теплоотводов, початковий ж ток ламп (40 ... 50 мА) підігріває нитка розжарення дуже слабо і не заважає спостереженню.

В якості індикаторів HL1 - HL3 в приладі можна використовувати лампи розжарювання МН13-0,18 (13,5 Вх0,18 А) або автомобільні 12 B X 1 Св, яскравість світіння яких достатня для спостереження в будь-яких умовах.

Напруга стабілізації стабілітрона VD1 має бути 11,2 В, VD2- 11,5 В, VD3 - 12,2 В, VD4 - 12,5 В. Сумарне напруга стабілізації стабілітронів VD5 і VD6 необхідно підібрати рівним 13,2 В.

При відсутності можливості відбору стабилитронов необхідні пороги спрацьовування вимірювальних каскадів можна отримати зміною номіналів резисторів R3, R5, R11, R15 або R4, R6, R10, R12, R16, а також підбором одночасно тих і інших. Для зниження порога спрацьовування транзисторів потрібно зменшувати опору резисторів R3, R5, R9, Rll, R15 або збільшувати - R4, R6, R10, R12, R16 і навпаки. Практично вже при невеликих змінах опорів цих резисторів вдається змінити пороги спрацювання каскадів на 0,2 ... 0,8 В.

Статичний коефіцієнт передачі струму h21е транзисторів КТ608 (VT1, VT3, VT5) повинен бути не менше 200. При меншій коефіцієнті h21е процес відкривання і закривання цих транзисторів буде затягуватися до 0,3 ... 0,4 В зміни вхідного напруги, що небажано з точки зору наочності ( «мляве» перемикання ламп) і точності вимірювання бортового напруги.

До таких же результатів призводить і включення діодів в прямому напрямку послідовно зі стабілітронами (для полегшення підбору напруги спрацьовування вимірювальних каскадів). Це пояснюється тим, що при малих базових токах транзисторів діоди (кремнієві і германієві) працюють на плавно згинають початковій ділянці прямої гілки вольтамперної характеристики, де зростання струму при збільшенні напруги порівняно невеликий.

Коефіцієнт h21е транзисторів КТ312Б (VT2, VT4) або замінюють їх транзисторів КТ315 може бути 50 ... 80. У разі використання транзисторів серії КТ312 з коефіцієнтом h21е понад 100 ... 150 в моменти перемикання вимірювальних каскадів може виникнути коливальний процес, при якому лампи HL1 або HL2 будуть мигати з частотою 3 ... 5 Гц. Усунути це явище можна включенням між базою і колектором транзисторів VT2, VT4 конденсатора ємністю 0,01 мкФ. Конденсаторами таких же ємностей можна зашунтувати ділянки емітер-колектор транзисторів VT1, VT3, VT5. Але робити це необов'язково (навіть краще не робити), оскільки самозбудження виникає при незначній зміні напруги бортової мережі (0,03 ... 0,05 В) і, крім того, воно дуже добре інформує про те, що напруга мережі знаходиться на кордоні , переходу з одного вимірювального ділянки на іншу.

Працездатність вольтметра-індикатора і точність вимірювання кордонів інтервалів перевіряють за схемою рис. 3, використовуючи регульований джерело постійної напруги (від 10 до 16 В) з допустимим струмом навантаження 300 мА і вольтметр.


Повільно підвищуючи напругу від 10 до 15 ... 16 В і спостерігаючи за загорянням і згасання ламп, перевіряють межі ділянок роботи індикаторів. У разі невідповідності цих кордонів (див. Рис. 2), що може бути в межах 0,2 ... 0,5 В через розкиду параметрів стабілітронів і транзисторів, або при бажанні зміни цих кордонів стабілітрони замінюють на інші, які мають відповідну напруга стабілізації.

Конструкція приладу довільна. Автор, наприклад, змонтував його в пластмасовій коробці розмірами 35x75x90 мм. На лицьовій стінці (35X75 мм) розміщені три ліхтарі (з помаранчевим, зеленим і червоним світлофільтрами). Коробка встановлена \u200b\u200b(попередньо підігнана за місцем) під приладової дошкою (лівіше рульової колонки) автомобіля «Москвич-408».

Непогано виглядає конструкція, якщо на лицьовій стінці коробки вирізати щілину (6x50 мм) і прикрити її смужкою матового скла, обрамленого декоративною рамкою. Під склом встановлюють плоскі кольорові фільтри і індикаторні лампи HL1 - HL3. Для усунення підсвічування лампами «несвоїх» цветофільтров у відповідних місцях щілини слід зміцнити перегородки.

Вольтметр-індикатор з неменшим успіхом може бути застосований на вантажних автомобілях будь-яких типів і автобусах. При напрузі бортової мережі автомобіля 24 В в прилад необхідно внести наступні зміни:

в якості індикаторів НL1 - HL3 встановити лампи МН26-0,12 (26 В Х 0,12 А) або МН36-0,12 (36 В Х 0.12 А);

стабілітрони серії Д814 замінити стабілітронами КС524Г і КС527А (можливо послідовне включення інших стабілітронів);

опір резисторів Rl, R7 і R13 збільшити до 100 ... 120 Ом, а резистори R2, R8 і R14 виключити.

У 24-вольта вольтметрі-індикаторі можуть бути використані транзистори КТ608Б і КТ312Б (КТ315Г, Е, В, Д).

Джерело регульованого напруги (див. Рис. 3) повинен мати межі регулювання 20 ... 30 В. Розбивку діапазону контролю напруги (див. Рис. 2) виробляють на основі технічних умов експлуатації акумуляторних батарей і електроустаткування автомобілів.

Фактично на всіх колишніх вітчизняних автомобілях є стрілочні індикатори напруга. на акумуляторі. Індикатори прості, функціонуючи в обмеженому діапазоні напруг, допомагають автовласникові своєчасно виявити перевантаження генератора, зникнення контакту або неполадки в роботі реле-регулятора.

У нинішніх вітчизняних автомобілях і фактично у всіх сучасних «іномарках» вольтметра немає. Є лише індикаторна лампа, яка зобов'язана світитися при значному зменшенні напруги на акумуляторі.

Але, по-перше, для акумулятора страшно не тільки значне зниження напруги, але так, же і перезаряд.

По-друге, як показує практика, штатний індикатор фактично не відгукується на вимикання акумулятора на працюючому двигуні. Тобто, якщо, наприклад, від'єдналася клема, ви це виявите, лише тоді, коли спробуєте запустити двигун.

Опис роботи вольтметр-індикатора бортової мережі автомобіля

На малюнку 1 зображена електрична схема автомобільного вольтметра, який функціонує на аналговом принципі, проте видає інформацію на двухразрядний цифровий індикатор.

Інтервал виміру становить від 10 до 17 вольт. Електрична схема містить вимірювач на компараторної мікросхемі LM3914 і електричну схему індикації на діодному десятково-довічним перетворювачі, двійковій-семисегментний дешифратор і два семисегментних індикатора.

Мікросхема А2 за допомогою підлаштування опорів R4 і R5 виставлена \u200b\u200bна вимір вхідної напруги, що йде на дільник R1-R3 в діапазоні від 10 до 17 В. При цьому А2 відображає фактично від 0 до 7, тобто, напруга 10 В взято як нуль. Відображення на виході А2 функціонує по типу рухається точки.

Тобто, в довільній момент відкритий лише один з її вихідних ключів. Замість індикаторних світлодіодів до виходів А2 під'єднані підтягнуті до одиниці входи дешифратора D1, проте крізь електросхему на діодах VD2-VD12, який є, спільно з R7-R8, десятково-двійковим перетворювачем, що перетворює десяткові числа від 0 до 7 в трьохрозрядний двійкового коду. Даний код йде на висновки дешифратора D1, спроектованого для спільної роботи з семісегментним світлодіодним індикатором.

Ємність С3 необхідна для того, щоб завмер напруги відбувався плавно, з невеликою затримкою. Це дозволяє запобігти появи безладних не читаються показань через імпульсних перешкод в бортовій ланцюга автомобіля і надмірно стрімкого зміни напруги.

Стабілізатор 7805 можливо поміняти на КР142ЕН5А. Діод 1N4007 - довільної випрямний діод малої або середньої потужності, наприклад, КД105. Діоди 1N4148 можливо поміняти на КД522, КД521. Ємність С1 повинна бути на напругу понад 20 В.

Налаштовувати вольтметр простіше від регульованого лабораторного блоку живлення. Подайте напругу 17 В і обертанням потенціометра R4 отримаєте розповідь «17». Далі, подайте 10 В і обертанням потенціометра R5 отримаєте свідчення «10». Після перевірте відповідність індикації фактичного напрузі в межах всього діапазону (10-17 В). Якщо необхідно регулювання за допомогою R4 і R5 ще кілька разів.