Misuratore di tensione della batteria digitale. Schema, descrizione

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Voltmetro digitale per batterie. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Quasi tutte le vecchie auto domestiche sono dotate di comparatori per la tensione della batteria. Gli indicatori sono semplici e indistinti, ma, lavorando in un intervallo di tensione ristretto, hanno permesso al conducente di notare in tempo il sovraccarico del generatore, il guasto dei contatti o i cambiamenti nel funzionamento del relè-regolatore.

Nelle moderne auto domestiche e in quasi tutte le moderne "auto straniere" non è presente il voltmetro. C'è solo una spia che dovrebbe accendersi quando la tensione della batteria diminuisce bruscamente. Ma, in primo luogo, non solo una diminuzione, ma anche un forte aumento della tensione è dannoso per la batteria, il che può portare al suo sovraccarico e all'ebollizione. In secondo luogo, come mostra l'esperimento, un tale indicatore non reagisce nemmeno allo scollegamento della batteria mentre il motore è in funzione. Cioè, se, ad esempio, il terminale è caduto, te ne accorgerai solo quando proverai ad avviare il motore, ma è già troppo tardi.

Nella letteratura di radioingegneria ci sono molte descrizioni di indicatori automobilistici: voltmetri che mostrano la tensione sulla batteria sotto forma di una colonna di LED luminosi. Ma questo è scomodo, secondo me l'indicazione digitale viene percepita meglio.

La Figura 1 mostra uno schema di un voltmetro automobilistico che funziona secondo il principio analogico, ma fornisce un'indicazione su un indicatore digitale a due cifre.

(clicca per ingrandire)

Campo di misura da 10 a 17 V. Questo è più che sufficiente.

Il circuito è costituito da un misuratore sul chip policomparatore LM3914 e un circuito di indicazione su un convertitore decimale-binario a diodi, un decodificatore binario a sette segmenti e due indicatori a sette segmenti!.

Patata fritta. A2, tramite i trimmer R4 e R5, è impostato per misurare la tensione in ingresso fornita al divisore R1-R3 nell'intervallo da 10 a 17 V. In questo caso A2 indica effettivamente da 0 a 7, cioè la tensione di 10 V è considerato zero. L'indicazione sull'uscita A2 è impostata sul tipo di punto mobile.

Cioè, solo una delle sue chiavi di output è aperta in un dato momento.

Invece dei LED indicatori, gli ingressi del decodificatore D2 sono collegati alle uscite di A1, ma attraverso un circuito a diodi VD2-VD12, che, insieme a R7-R8, è un convertitore decimale-binario montato che converte i numeri decimali da 0 a 7 in un codice binario a tre cifre. Questo codice viene alimentato agli ingressi del decoder D1, progettato per funzionare con un indicatore LED a sette segmenti.

In pratica, la funzione di indicazione della tensione in ingresso spetta all'indicatore H2, che mostra i numeri della cifra meno significativa, cioè nell'intervallo da 10 a 17 V, mostra da "0" a "7". L'indicatore H1 serve solo per comodità visiva nella lettura delle letture: su di esso è sempre accesa un'unità.

Il voltmetro è alimentato dalla tensione misurata.

Affinché la stabilità del funzionamento non dipenda dalle fluttuazioni di questa tensione, la tensione di alimentazione del circuito viene scelta su 5 V (questo corrisponde allo standard di alimentazione del microcircuito digitale 74LS247). La tensione 5V produce uno stabilizzatore integrale. A1. Il diodo VD1 e il condensatore C1 rendono il circuito di alimentazione poco dipendente da buchi e sovratensioni che possono verificarsi nella rete di bordo dell'auto.

Il condensatore C3 serve a garantire che la misurazione avvenga senza intoppi, con qualche ritardo appena percettibile. Ciò evita il verificarsi di letture caotiche e illeggibili a causa del rumore impulsivo nei circuiti del veicolo e di cambiamenti di tensione troppo rapidi.

Ora per i dettagli. Patata fritta. A2 dovrebbe essere esattamente LM3914, poiché è necessaria un'indicazione lineare e non logaritmica. Il chip 74LS247 può essere sostituito da qualsiasi chip decodificatore disponibile per funzionare con un indicatore LED ad anodo comune a sette segmenti.

Il decodificatore dovrà essere acceso secondo lo schema tipico, disattivando tutte le sue funzioni aggiuntive: celle di memoria, stroboscopia, ecc. (se presente).

Gli indicatori LED a sette segmenti possono anche essere quasi qualsiasi cosa con un anodo comune. È possibile utilizzare un insieme di due indicatori con output di segmenti separati. dall'indicatore. H1 può essere abbandonato, ma è necessario immaginare mentalmente un'unità nella cifra più alta.

Lo stabilizzatore 7805 può essere sostituito dal nostro tipo KR142EN5A. Diodo 1N4007: qualsiasi diodo raddrizzatore di bassa o media potenza, ad esempio KD105. I diodi 1N4148 possono essere sostituiti con KD522, KD521.

Il condensatore C1 deve essere di almeno 20 V.

È più conveniente impostare un voltmetro quando è alimentato da una sorgente di tensione CC regolabile da laboratorio. Applicare una tensione di 17 V e regolare R4 per ottenere la lettura "17". Quindi, applicare 10 V e regolare R5 finché la lettura non è "10". Verificare quindi la corrispondenza delle letture con la tensione reale nell'intero intervallo (10-17 V). Se necessario, ripetere l'impostazione di R4 e R5 ancora qualche volta.

Autore: Lyzhin R.

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