Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
19 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Миниатюрный индикатор напряжения бортовой сети автомобиля

Индикатор напряжения в бортовой сети автомобиля

Так же, как скорость, уровень топлива, и давление масла, в каждом автомобиле желательно наличие индикатора напряжения бортовой сети. Широко используемые цифровые вольтметры достаточно большие, да и в нашем случае не требуется точное значения напряжения. Нам необходимо лишь знать, что аккумулятор разряжен, заряжен или присутствует перезаряд.

Нет ничего страшного, если при запуске стартера напряжение на аккумуляторных клеммах падает, но если в процессе движения оно слишком низкое, или при низких оборотах двигателя — не слишком большое, то это говорит о том, что мы имеем дело с проблемами бортового электрооборудования.

Для проверки уровня напряжение зарядки достаточно собрать одну из схем индикатора, который покажет, находится ли уровень бортовой сети в нужном интервале.

Устройство, схема которого показана на рисунке, позволяет определять четыре состояния напряжения в бортовой сети автомобиля: от 4 до 9 В — двухцветный светодиод светится желтым цветом (красный + зеленый); — светодиод светится красным светом; от 13 до 15 В — светодиод светится зеленым светом; выше 15 В — светодиод мигает красным и зеленым светом.

Основным элементом схемы является микросхема серии 511 (HLL-H102, FZH261). Она выбрана из условия непосредственного питания борта от сети автомобиля. По ГОСТ 3940-84 это напряжение составляет от 10,8 до 15 В. По паспортным данным на микросхему допускается напряжение питания от 10,8 до 20 В. Микросхема этой серии имеет большую помехозащищенность за счет применения в электрической схеме самой микросхемы диода Зенера с порогом напряжения 6 В, а также выходная цепь специальной конфигурации исключает выброс тока на выходе схемы при изменении выходного напряжения от уровня лог.»0″ до уровня лог.»1″. Схема устройства состоит из делителя напряжения и резисторов R1, R2, R3. Резисторы R4, R5 являются ограничителями тока для светодиодов, конденсатор С1 является времязадающим элементом генератора при напряжении, большим 15 В. Диод служит для того, чтобы не допустить переполюсовки, стабилитрон — для защиты схемы от перенапряжений.

Элементная база: резисторы R1, R2, R3 типа С2-29В 0,125 В; резисторы R4, R5 типа ОМЛТ 0,25 Вт; диод VD1 типа КД209, стабилитрон VD2 типа КС522В с напряжением стабилизации 20 В, конденсатор С1 типа К50-35 или иностранного производства емкостью 100 мкФ на 16 В. От емкости этого конденсатора зависит частота переключения красный-зеленый. Светодиод HL1 типа LHG3392. Прибор можно установить либо в комбинацию приборов, либо рядом с ней вывести лишь линзу светодиода для визуального наблюдения.

Рабочим напряжением бортовой сети автомобиля с 12 вольтовым аккумулятором считают диапазон значений от 11,7В до 14В. Выход за пределы этого диапазона череват проблемами, т. к при падение напряжения ниже 11,7В произойдет резкий разряд аккумулятора, а при превышении 14В 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

Сердце схемы микросхемы TCA965, нескольких сопротивлений и три светодиода. Все радиокомпоненты легко помещаются на маленькой печатной плате, которую можно легко установить в разъеме прикуривателя.

Измеряемое напряжение с батареи следует на вход W CENTER. Затем делится на четыре на делителе R1/R2. При тех значениях сопротивлений, что показаны на схеме мы имеем:

Чтоб, исключит мерцание под воздействием помех, используется конденсаторный фильтр на C1.

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 анологичные малогабаритные).

Дроссель Т1 построен на кольцевом сердечнике К10х6х3 из феррита марки 2000НМ1. 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.

Устройство позволяет контролировать напряжение бортовой сети в четырех интервалх. При напряжении батареи ниже 11 вольт светится красный светодиод- VD1, при нормально заряженнойи 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, и 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.

Пока напряжение на аккумуляторной батарее лежит в интервале от 12 до 14 В, то горит зеленый светодиод, соединенный через сопротивления R5 и R9 и стабилитрон VD3. Биполярный транзистор VТ2 при этом заперт, а VТЗ — закрыт.

Если напряжение снижается ниже уровня в 11,5 Вольт (регулируется потенциометром R4 и стабилитроном VD2), транзистор VТ2 запирается, а транзистор VТЗ наооборот открывается, при этом начинает светиться синий светодиод. Он индицирует низкое напряжение. Повышенное напряжение (выше уровня 14,4 В, заданное потенциометром R2) показывает красный светодиод.

Печатная плата в формате sprint layout и фотографии в сборе, смотри в архиве по ссылке выше.

Устройство собрано на базе операционного усилителя LM3914, в его составе десять компараторов Входной сигнал поступает на инверсный вход каждого компаратора, к другому входу которого подсоединен делитель сопротивления. С помощью этого происходит сравнение входного сигнала с заданным и загорается нужное количество светодиодов. Индикатор показывает напряжение аккумуляторной батареи с помощью десяти светоизлучающих компонентов. В данном варианте схемы отсутствуют подсоединяемые последовательно с светодиодами сопротивления для ограничения протекающего тока, т.к выходы входящих в состав ОУ LM3914 компараторов представляют собой генераторы втекающего тока.

Схема получает питание от бортовой сети транспортного средства, поэтому отсутствует необходимость подсоединения внешнего источника питания. Максимальное рабочее напряжение такого измерительного устройства составляет 15 В. Схему собранную на печатной плате можно разместить рядом с приборной панелью, чтобы всегда видеть состояния заряда аккумулятора.

Индикатор напряжения бортовой сети

Устройство, описанное в этой статье, может пригодиться многим автолюбителям. Так как в автомобилях обычно отсутствует устройство визуального контроля напряжения бортовой сети, то приходится изготавливать его самому.

Предлагаемый может «высвечивать» с помощью светодиодов восемь уровней напряжения (от 8 до 15 В с шагом 1 В). Основными достоинствами конструкции являются простота принципа действия напряжения и настройки, а также применение недефицитных деталей. Это устройство, в отличие от многих других ему подобных, обладает высокой крутизной характеристики срабатывания схем сравнения и возможностью изменения количества индицируемых уровней (которые можно как уменьшать, так и увеличивать).

Принципиальная схема устройства изображена на рис.1. Она состоит из восьми компараторов, делителя, задающего пороги срабатывания компараторов, делителя измеряемого напряжения и стабилизатора напряжения питания.

Основные технические характеристики:

Число индицируемых уровней 8

Шаг дискретизации, 1 В

Нижний предел измерения Umin, 8 В

Верхний предел измерения Umax, 8 В

Потребляемый ток при индикации

всех восьми уровней, 80 мА

Конструкция и принцип действия. В качестве пороговых устройств применены компараторы, собранные на ОУ. Питаются ОУ от стабилизатора с выходным напряжением 6 В. На резисторах R1 — R9 собран делитель, задающий опорные напряжения компараторов. Он подключен к стабилизатору напряжения питания 6 В, поэтому опорные напряжения не изменяются при изменении напряжения бортовой сети от 8 до 16 В. Так как опорные напряжения не превышают 6 В, то и измеряемое напряжение необходимо соответственно уменьшить. Для этого служит делитель R10. R12.

При подаче на индикатор напряжения меньше 8 В напряжение, снимаемое с делителя R10. R12, не превысит первого опорного напряжения, подаваемого на инвертирующий вход ОУ DA1.1. На выходах всех ОУ напряжение будет очень мало, и ни один светодиод не будет светиться. При увеличении подаваемого на вход устройства напряжения до 8. 9 В измеряемое напряжение превысит первое опорное напряжение на входе ОУ DA1.1 и на его выходе появится постоянное напряжение (около 5 В), светодиод VD1 засветится. При превышении измеряемым напряжением второго опорного напряжения светодиоды VD1 и VD2 засветятся и т. д. Таким образом, при напряжении бортовой сети 15 В будут светиться все светодиоды.

Стабилизатор напряжения классический и в описании не нуждается.

Печатную плату (рис.2) можно изготовить из одностороннего фольгированного текстолита или гетинакса толщиной 1,5 мм. Светодиоды закрепляют на панели приборов автомобиля любым удобным способом и проводами подсоединяют к плате устройства. Расположение деталей на плате изображено на рис.3.

Детали. В качестве компараторов применены широко распространенные сдвоенные ОУ К157УД2. Основные причины их выбора — низкое напряжение питания и возможность подключения светодиодов непосредственно на выход ОУ без ключевых транзисторных схем.

Читать еще:  Станок токарный по металлу Энкор Корвет 403 94030

Светодиоды АЛ307АМ можно заменить на АЛ307БМ, уменьшив сопротивление токоограничивающих резисторов R13. R20 до 330 Ом, однако при этом повысится ток, потребляемый индикатором. Все постоянные резисторы типа МЛТ 0,125 или МЛТ 0,25, подстроечный резистор R12 типа СПЗ-27Б. Конденсаторы С1. СЗ типа К50-35 или К50-16. Транзисторы КТ315 и КТ815 с любым буквенным индексом. На транзистор Т2 необходимо установить теплоотвод площадью не менее 8 см2. Стабилизатор напряжения питания можно выполнить на КР142ЕН5Б по типовой схеме включения.

Если требуется уменьшить число индицируемых уровней, то необходимо убрать ненужные компараторы, не изменяя делителя R1. R9.

Настройка. Настройка устройства сводится к установке подстроечным резистором R12 требуемого коэффициента деления делителя R10. R12. Для этого необходим блок питания с регулируемым выходным напряжением и вольтметр. Индикатор подключают к блоку питания, на котором с помощью вольтметра устанавливают напряжение, равное одному из индицируемых уровней (т.е. 8, 9, 10 В и т.д.), и с помощью подстроечного резистора R12 добиваются, чтобы при малейшем уменьшении напряжения питания светодиод, соответствующий этому уровню, погас. Все остальные уровни совпадут автоматически.

Вольтметр автомобильный. Подборка схем

Немало автомобилистов сталкивается с такой проблемой, как непредвиденный разряд аккумулятора. Особенно неприятно, когда происходит это в пути далеко от дома. Одной из причин может быть выход из строя генератора авто. Предупредить надвигающийся разряд аккумулятора поможет вольтметр автомобильный. Ниже приведем несколько простых схем подобного устройства.

Вольтметр автомобильный на микросхеме LM3914

Это схема автомобильного вольтметра предназначена для контроля напряжения бортовой сети автомобиля в пределах от 10,5В до 15В. В качестве индикатор используются 10 светодиодов.

Основа схемы – интегральная микросхема LM3914. Данная микросхема способна оценить входное напряжение и вывести результат на 10 светодиодов в режиме точка или столбик. Микросхема LM3914 способна работать в широком диапазоне питания (3В…25В). Яркость свечения светодиодов можно выставить при помощи внешнего переменного резистора. Выходы микросхемы совместимы с ТТЛ и КМОП логикой.

Десять светодиодов VD1-VD10 отображают текущее значение напряжения аккумулятора или напряжение бортовой сети автомобиля в режиме точки (вывод 9 не подключен или подключен на минус) или столбика (вывод 9 подключен на плюс питания).

Резистор R4 подключенный между контактами 6,7 и минусом питания задает яркость свечения светодиодов. Резисторы R2 и переменный резистор R1 образует делитель напряжения. При помощи переменного резистора R1 производится настройка верхнего уровня напряжения, а при помощи R3 нижнего.

Как уже было сказано ранее, данный автомобильный вольтметр обеспечивает индикацию от 10,5 до 15 вольт. Калибровка схемы выполняется следующим образом. Подайте на вход схемы вольтметра напряжение 15 вольт от блока питания. Затем изменяя сопротивление резистора R1, необходимо добиться, чтобы зажегся светодиод VD10 (в режиме точка) или все светодиоды VD…VD10 (в режиме столбик).

Затем на вход подайте 10,5 вольт и переменным резистором R3 добейтесь, чтобы горел только светодиод VD1. Теперь увеличивая напряжение с шагом 0,5 вольта, светодиоды один за другим будут загораться, и при напряжении 15 вольт будут гореть все светодиоды. Переключатель SA1 предназначен для переключения между режимами индикации точка/столбик. При замкнутом переключателе SA1 – столбик, при разомкнутом – точка.

Автомобильный вольтметр на транзисторах

Следующая схема автомобильного вольтметра построена на двух биполярных транзисторах. Когда напряжение на аккумуляторе составляет менее 11 вольт, стабилитроны VD1 и VD2 не пропускают ток, из-за чего горит только красный светодиод, указывающий на низкое напряжение бортовой сети автомобиля.

Если напряжение находится между 12 и 14 вольт, стабилитрон VD1 открывает транзистор VT1. Зеленый светодиод загорается, указывая на нормальное напряжение. Если напряжение батареи превышает 15 вольт, стабилитрон VD2 открывает транзистор VT2, в результате чего загорается желтый светодиод, показывающий значительное превышение напряжения в сети автомобиля.

Вольтметр на операционном усилителе LM393

Данный простой автомобильный вольтметр построен на операционном усилителе LM393. В качестве индикатора, как и в предыдущей схеме, используются три светодиода.

При низком напряжении (менее 11В) загорается красный светодиод. Если напряжение в норме (12,4…14В) то светится зеленый. В том случае, если напряжение превысило 14В, то загорается желтый светодиод. Стабилитрон VD1 формирует опорное напряжение. Данная схема схожа со схемой индикатора напряжения автомобиля.

Вольтметр автомобильный на микросхеме К1003ПП1

Данная схема вольтметра для автомобиля построена на микросхеме К1003ПП1 и позволяет отслеживать напряжение бортовой сети по свечению 3 светодиодов:

  • При напряжении менее 11 вольт горит светодиод HL1
  • При напряжении 11,1…14,4 вольт горит светодиод HL2
  • При напряжении более 14,6 вольт горит светодиод HL3

Настройка. После подачи на вход напряжения от любого блока питания (11,1…14,4В), переменным резистором R4 необходимо добиться свечения светодиода HL2.

Схема индикатора напряжения бортовой сети автомобиля

Сегоднячка с утреца попала мне в тетрадке одна старенькая, но очень полезная схема. Это индикатор напряжения бортовой сети автомобиля или мотоцикла. Я когда то собирал такую для Жигули своего. Очень полезная и удобная вещь…

Основная задача устройства индикация какое напряжение борт сети. Тоесть показывает когда АКБ автомобиля разряжен 11,5В, напряжение в норме 12.4В и идет зарядка аккумулятора 14,4В

Короче паять я ничего не стал, а вот схему индикатора напряжения АКБ я выложу

Схема индикатора напряжения АКБ

Перечень используемых деталей

HL1 = Красный. Акб разряжен
HL2 = Зелены/Желтый. Норм напряжение
HL3 = Желтый/зеленый. Зарядка

R1,2 = 10к
R3,7,9 = 2,7к
R4 = 270
R5 = 360
R6 = 100к
R8 = 470

VD1 = Д814В (КС510А)
VD2 = Д814Д (КС512А)

VT1,2 = КТ361Б (КТ3107)
VT3,4 = КТ315Б (КТ3102)

Как видит все обошлось в пару ходов и все будет работать если косяков не сделаете..

А пока повторяйте на данную схему индикатора напряжения…

Не хочется вникать в рутины радиоэлектроники? Рекомендую обратить внимание на предложения наших китайских друзей. За вполне приемлемую цену можно приобрести довольно таки качественные устройства

Вот такой замечательный вольтметр можно приобрести на АлиЭкспресс всего за 181 рубль. Приборчик водонепроницаемый, поэтому его легко можно установить и на мотоцикл и на лодку.

Выпускается в трех цветовых вариантах: красный, синий и зеленый

Доставка бесплатная, товар придет в течении 3-5 недель

Распродажа на АлиЭкспресс. Успей купить дешевле!

Миниатюрный индикатор напряжения бортовой сети автомобиля

Так же, как и уровень топлива, скорость, давление масла и т. д., в каждом автомобиле должен быть индикатор напряжения бортовой сети. Широко используемые цифровые вольтметры относительно большие, да и в нашем случае не требуется точное определения напряжения. Нам необходимо лишь знать, что аккумулятор разряжен, заряжен ли имеется перезаряд.

Нет ничего страшного, когда при запуске стартера напряжение на клеммах аккумулятора падает, но если в процессе движения оно слишком маленькое, или при низких оборотах двигателя — не слишком большое, то это означает, что мы имеем дело с существенной неисправностью бортового электрооборудования.

Чтобы проверить напряжение зарядки достаточно иметь простой индикатора, который покажет, находится ли напряжение бортовой сети в нужном диапазоне, или же оно низкое/высокое. Как раз для этой цели разработан этот небольшой, но эффективный индикатор напряжения бортовой сети автомобиля.

Схема состоит всего лишь из одной микросхемы TCA965, нескольких резисторов и трех светодиодов. Все элементы поместились на маленькой печатной плате, которая может быть установлена, например, в разъеме прикуривателя.

Он содержит полный компаратор с окном с двумя или тремя выходами, в зависимости от того, необходимо ли реализовать индикацию внутри или снаружи окна и т. д. Положение окна можно задать напряжениями на входах U-ЛИМИТ и L-ЛИМИТ.

Измеряемое напряжение аккумулятора подается на вход W CENTER. Напряжение, указанное на входе H WINDOW определяет гистерезис для обоих пороговых значений, определяющих положение и ширину окна. Чтобы настройки были независимые от напряжения питания (в нашем случае от напряжения батареи), микросхема TCA965 имеет два внутренних источника опорного напряжения — мы используем выход с напряжением 6,0 В.

Напряжение аккумулятора делится на четыре на делителе R1/R2. Все указанные значения напряжения следует умножить на этот коэффициент, чтобы они соответствовали реальным значениям напряжения на клеммах аккумулятора. При тех значениях резисторов, что указаны на схеме мы получим:

При повышении напряжения:

  • 0…11,66 В — D1 горит
  • 11,66…14,46 В — D2 горит
  • 11,46…20 В — D3 горит

При понижении напряжения:

  • 20…14,34 В — D3 горит
  • 14,34…11,54 В — D2 горит
  • 11,54….0 В — D1 горит

Чтобы, несмотря на гистерезис светодиоды не мерцали под воздействием помех, применен конденсаторный фильтр C1.

Каждые элементы должны быть установлены в определенном порядке — в противном случае схема может не поместиться в разъем. Начнем с элементов C1, R1, R4 и IC1, которые должны быть на верхней стороне платы (сторона компонентов). Следует использовать по возможности мало припоя и очень коротко обрезать выводы.

В свою очередь, укорачиваем выводы светодиодов, ок. 5мм и припаиваем их на противоположной стороне платы (со стороны дорожек). Теперь пришло время для установки шести резисторов — они также припаиваются на стороне дорожек. Один конец R8 соединен с тремя свободными концами светодиодов. Другой конец R8 припаивается на стороне дорожек к выводу 11 микросхемы.

Затем, в указанном порядке, устанавливаем R7, R2, R5, R6 и R3. При таком тесном монтаже существует большая вероятность возникновения неожиданных коротких замыканий, поэтому будьте внимательны. Когда плата уже полностью укомплектована элементами, необходимо еще раз тщательно проверить, нет ли короткого замыкания, после чего при помощи блок питания попробовать ее действие.

Если все в порядке, пластину следует изолировать водонепроницаемым лаком или, еще лучше, залить разъем синтетической смолой. Конечно, прежде необходимо выполнить подключение схемы к контактам.

Потребление тока индикатора зависит, практически, только от используемых светодиодов и составляет ок. 30 мА (при напряжении аккумулятора 12В).

Перечень элементов:
Резисторы
R1 : 82 k
R2 : 27 k
R3 : 4,32 k / 1%
R4 : 1,37 k / 1%
R5 : 5,49 k / 1%
R6 : 10 k
R7 : 100
R8 : 560
Конденсатор
C1 : 4,7 мкф / 10 в, tantalowy
Полупроводники
D1 : светодиод желтый
D2 : светодиод зеленый
D3 : светодиод красный
IC1 : TCA965
Примечание : все светодиоды прямоугольные 2,5 x 5 мм

Читать еще:  Насадка на болгарку, расширяющая ее возможности

Автомобильный индикатор напряжения бортовой сети на PIC16F628

Дата публикации: 30 июля 2012 .

Ни для кого не является секретом, что одним из самых важных факторов нормальной работы всех электрических систем автомобиля является стабильность напряжения бортовой сети. При его существенном отклонении от номинала (±1,5. 2 В) вдвое сокращается срок службы аккумуляторной батареи и осветительных ламп автомобиля. Даже отличие напряжения зарядки аккумулятора на 0,2. 0,4 В сократит срок его службы почти на 25%. В этой статье автор описывает индикатор, позволяющий оперативно следить за напряжением бортовой сети.

Основным устройством, которое призвано поддерживать напряжение генератора в определенных границах при изменении частоты вращения коленвала двигателя и потребляемой мощности в бортовой сети автомобиля, является регулятор напряжения. Еще совсем недавно подобные устройства были электромеханическими (вибрационные регуляторы). Сейчас они, как правило, выполняются в виде микросхемы.

При колебаниях напряжения бортовой сети водитель автомобиля обычно остается пассивным наблюдателем. Другое дело, если в автомобиле имеется штатный вольтметр. Но, к сожалению, большое число как отечественных, так и импортных автомобилей не укомплектованы подобным прибором. Есть простой выход из сложившейся ситуации — дополнить свой автомобиль самодельным вольтметром или индикатором. В последнее время нет дефицита публикаций, представляющих подобные устройства для самостоятельного изготовления, но, как правило, они сложны. К тому же конструкцию с большим ЖК или семисегментным полупроводниковым индикатором не так то просто расположить на приборной панели автомобиля. Дело здесь даже не в сложности и большой стоимости конструкций, а в том, что большинство из них не обладают системами звуковой сигнализации. Именно звуковой сигнализатор во многих случаях может сыграть ключевую роль в предотвращении разных неприятных ситуаций, связанных с аварийной работой электросети автомобиля. Это и не удивительно, если учесть тот факт, что большую часть времени водитель наблюдает за дорогой и лишь иногда смотрит на приборную панель. Контроль приборов уменьшается также при утомлении водителя. В таких случаях внимание уменьшается настолько, что человеку сложно уследить за дорогой, не говоря уже о приборах.

Все вышеперечисленное вынудило автора разработать автомобильный индикатор, лишенный вышеперечисленных недостатков. Устройство, о котором пойдет речь ниже, характеризуется хорошей повторяемостью благодаря простым схемным решениям, малой стоимостью компонентов, а также наличием «умного» звукового сигнализатора.

Принципиальная схема устройства представлена на рис. 1. Его основой является недорогой микроконтроллер PIC16F627/628 фирмы Microchip. Для индикации напряжения бортовой сети автомобиля используются три светодиода разного цвета HL1— HL3, которые через соответствующие токоограничительные резисторы R1—R3 подключены к выводам 6—8 микросхемы DD1. Для звуковой сигнализации использован пьезоизлучатель BF1, который не нуждается в буферных элементах и непосредственно подключается к выводу 9 микроконтроллера.

Рисунок 1

Микросхема DA1 и резистор R6 используются для стабилизации напряжения питания микроконтроллера DD1 на уровне 5 В. Конденсаторы С1 и С2 фильтруют высокочастотные помехи, которые поступают из бортовой сети автомобиля. Резисторы R4 и R5 формируют необходимый уровень постоянного напряжения на входе встроенного компаратора микроконтроллера DD1 (вывод 17). В состав устройства входит также кнопка SB1, назначение которой будет описано ниже. Благодаря наличию в составе микроконтроллера PIC16F627/628 внутреннего RC-генератора удалось обойтись без внешнего кварцевого резонатора, что также удешевляет конструкцию.

Принцип работы устройства довольно прост и заключается в постоянном сравнении уровня напряжения на входе компаратора AN0 DD1 с напряжением внутреннего источника опорного напряжения. При обнаружении падения или повышения напряжения бортовой сети ниже или выше определенного порога устройство подает световой и звуковой сигналы. Для формирования звукового сигнала используется аппаратный ШИМ микроконтроллера, что упрощает программную реализацию устройства.

Устройство постоянно проводит мониторинг бортовой сети автомобиля и сигнализирует водителю следующим образом:

• зеленый светодиод HL2 горит, все остальные погашены, звуковая сигнализация отсутствует — напряжение в бортовой сети находится в допустимых пределах;

• зеленый светодиод горит, красный HL1 или желтый HL3 мигает, наличие прерывистой звуковой сигнализации — соответственно повышение или падение напряжения бортовой сети на 0,15. 0,2 В;

• зеленый светодиод погашен, красный или желтый горит, наличие постоянной звуковой сигнализации — соответственно повышение или падение напряжения бортовой сети на 0,3. 0,4 В и более. В любом из режимов звуковую сигнализацию можно выключить нажатием кнопки SB1, световые индикаторы при этом, как и раньше, будут показывать состояние бортовой сети автомобиля.

Устройство можно установить внутри приборной панели, высверлив перед этим отверстия под светодиоды и кнопку, например, как показано на рис. 2.

Рисунок 2

Наладка устройства проводится после подключения его к бортовой сети автомобиля и сводится к установке первого режима работы вольтметра (горит только зеленый светодиод HL2). Добиваются этого подстройкой резистора R4.

В большинстве случаев громкости звукового сигнала, созданного пьезоизлучателем BF1, вполне достаточно для привлечения внимания водителя. Если же потребуется звуковой сигнал большей мощности, то можно дополнить индикатор усилителем, схема которого показана на рис. 3. В качестве звукоизлучающего элемента в этом случае можно использовать любую малогабаритную низкоомную динамическую головку.

Рисунок 3

Данным индикатором был дополнен стандартный набор приборов автомобиля ВАЗ-2106. Светодиодная шкала устройства гармонично вписалась на приборную панель автомобиля. Также было замечено, что считывание информации с индикатора занимает значительно меньше времени, нежели с аналогичного, но с цифровым отображением. Практика его использования в автомобиле (более двух месяцев) показала высокую надежность и простоту работы с устройством.

ИН-ТК Цифровой индикатор напряжения бортовой сети в прикуриватель

ИН-ТК – индикатор напряжения “Термокейс” используется только для диагностики напряжения бортовой сети

ИН-ТК – индикатор напряжения “Термокейс” используется только для диагностики напряжения бортовой сети

Регламент работы устройств при замере напряжения.

    1. Напряжение на индикаторе перед запуском двигателя
Напряжение в борт.сетиПояснения и рекомендации.
Менее 11,7 ВольтАккумуляторная батарея сильно разряжена. Для запуска рекомендуется воспользоваться донором (прикуривателем) или снять АКБ и отнести в тёплое место. Возможна сльфатация пластин, низкая плотность и/или уровень электролита.
11,8…12,2 ВольтАккумуляторная батарея разряжена, но удачный старт возможен. Если запуск мотора с трёх коротких прокруток стартера не удался, то для 100% уверенности необходимо воспользоваться донором (прикурить).
12,3..12,8 ВАккумуляторная батарея полностью заряжена.
    1. Индикация при работающем двигателе.
Напряжение в борт.сетиПояснения
до 12,4 ВЗарядка АКБ отсутствует (пониженный заряд). Это губительно сказывается на аккумуляторе и не гарантирует успешный запуск двигателя. Необходима диагностика электрика.
13 Вольт
13,4..13,8 В
Слабый заряд АКБ, такое возможно при повышенной нагрузке в бортовой сети, большое количество подключенных приборов (видеорегистратор, печка, обогрев зеркал, дальний свет, подогрев сидений, навигатор, музыка, сабвуфер и прочие эл. приборы..)
13,8 Вольт
14,1..14,3 В
Нормальное напряжение в бортовой сети.
14,5 ВольтПовышенное напряжение в бортовой сети, стоит обратить внимание и прибегнуть к консультации. (кроме современных автомобилей с системой Start-stop).
Более 14,8 вольтИдёт перезаряд аккумуляторной батареи (возможно выкипание электролита и быстрый выход из строя АКБ). Необходимо срочно обратиться к автоэлектрику.

Порядок проведения диагностики.

  1. Вставить индикатор в гнездо прикуривателя.
  2. Повернуть ключ на старт 1/2 оборота (активировать гнездо прикуривателя), но не запускать двигатель!
  3. Оценить состояние батареи и в случае разряженной батареи прибегнуть к помощи донора (прикуривателя).
  4. После запуска наблюдать за напряжением в бортовой сети на протяжении некоторого количества времени (по ходу движения) подключая один за другим максимальное количество электроприборов (видеорегистратор, печка, кондиционер, обогрев зеркал, обогрев стёкол, дальний свет, подогрев сидений, навигатор, музыка, сабвуфер и прочие эл. приборы..)
  5. Если напряжение ниже13,8 В или выше 14,8 (15,2) В, обратитесь в специализированный сервис по обслуживанию АКБ или к автоэлектрику.
  6. Если напряжение в сети в норме, удачи и спокойствия Вам и Вашим близким!

Мониторинг напряжения бортовой сети автомобиля. Часть 1 — Схема

Многие современные автомобили оборудованы системами диагностики, имеют бортовые компьютеры, которые предоставляют пользователям много дополнительной информации и значения основных параметров бортовых систем автомобиля в реальном времени. Однако, многие из них становятся доступными при подключении бортового компьютера к специальному диагностическому оборудованию. Одним из важных параметров, который необходимо отслеживать в реальном времени является напряжение аккумулятора автомобиля, а также система его подзарядки, т.к. выход ее из строя приводит к неисправности аккумулятора. Если система зарядки аккумулятора работает неправильно, батарея не получает нужного напряжения заряда (около 13.8 В).

В статье мы рассмотрим простое устройство на микроконтроллере компании Microchip PIC16F1827, позволяющее отслеживать напряжение бортовой сети автомобиля в реальном времени. Подключается оно в гнездо прикуривателя и на 4-хразрядном светодиодном индикаторе отображает значение напряжения.

Микроконтроллер для точного аналого-цифрового преобразования напряжения использует внутренний источник фиксированного опорного напряжения.

Данный проект – ничто иное, как точный цифровой вольтметр, подключаемый к бортовой сети автомобиля, который отображает мгновенное значение напряжения батареи. При остановленном двигателе значение напряжения будет соответствовать действительному напряжению аккумулятора, при запущенном двигателе автомобиля устройство измеряет напряжение заряда на аккумуляторе. Функциональная блок-схема устройства изображена ниже.

Источник напряжения 5 В для питания микроконтроллера поступает от регулятора напряжения LM7805. Измерение напряжения аккумулятора производится с помощью АЦП микроконтроллера (канал AN4). Встроенный в микроконтроллер модуль фиксированного опорного (АМК) напряжения микроконтроллера конфигурируется на доставку положительного стабильного напряжения 4.096 В к АЦП для точного преобразования. Перед АЦП необходимо использовать резисторный делитель (R1 и R2), чтобы понизить входное напряжение АЦП (напряжение аккумулятора) ниже опорного напряжения.

Принципиальная схема устройства

Максимальное входное напряжение АЦП 4.096 В. Таким образом, максимальное напряжение VBattery (напряжение аккумулятора автомобиля), которое может быть измерено с помощью АЦП, получаем из выражения:

4.096 В = R2×VBattery / (R1 + R2),

VBattery = 16.93 В.

Диапазон входного напряжения АЦП можно увеличить, понизив сопротивление резистора R2. Стабилитрон в цепи делителя (параллельно R2) установлен с целью защиты входа микроконтроллера при повышении напряжения выше 5.1 В, т.к. любое случайное высокое входное напряжение может навсегда вывести из строя порт микроконтроллера.

Читать еще:  Приборы для измерения скорости и направления ветра.

Измеренное значение напряжения выводится на 4-разрядный светодиодный индикатор с общим катодом. Семь сегментов (a-g) и десятичная точка (DP) управляемые непосредственно микроконтроллером, подключены к порту B. Катоды индикатора подключены к микросхеме ULN2003, которая подключена к порту A микроконтроллера.

Расположение выводов микроконтроллера PIC16F1827

Вместо использования регулятора напряжения LM7805, для подключения устройства к бортовой сети автомобиля возможно использование доработанного автомобильного USB зарядного устройства. Как известно, USB порт имеет 4 вывода: +5 В, D+, D-, GND. В зарядном устройстве линии D+ и D- не используются. Поэтому, вскрыв корпус зарядного устройства, нужно отключить линию D+ от схемы и подключить его к +12 В с помощью отрезка провода. При таком решении мы получим: питающее напряжение +5 В для микроконтроллера, прямое подключение к бортовой сети автомобиля (+12 В), D- (не используется) и общий GND в USB коннекторе зарядного устройства.

Для подключения указанных сигналов к нашему вольтметру можно использовать переходник USB-A Male — USB B Male.

Конечно, такое решение (использование автомобильного USB зарядного устройства с переходником) не совсем удачное, т.к. пассажиры или водитель может случайно повредить конструкцию. Также и само устройство необходимо выполнить в более компактном варианте.

В следующей части статьи мы рассмотрим конструкцию бортового вольтметра и основные моменты в программном обеспечении микроконтроллера.

Перевод: Vadim по заказу РадиоЛоцман

Цифровой измеритель остатка топлива и напряжения АКБ для автомобиля (ATMega8).

Во многих машинах у индикатора топлива парктически полностью отсутствует точность. Многим автомобилистам это не нравится, поэтому они предпринимают различные попытки, чтобы это исправить. Своими руками можно создать подобный индикатор, который будет выполнять следующие функции:

  • – показывать, сколько осталось топлива с высокой точностью, до литра. (Объем бака можно выбрать любой, от тридцати до девяноста девяти литров;)
  • – проводить замеры (количество устанавливается самостоятельно) и выводить среднеарифметическое значение, что будет своеобразной компенсацией качания поплавка в баке;
  • – изменять яркость подсветки (режим день или ночь будет определяться в зависимости от подсветки на приборной панели);
  • – показывать степень напряжения, присутствующего в бортовой сети;
  • – изменять режим, в котором будет отображаться индикатор. Режим будет меняться с обычного на инверсионный и наоборот.

Как же сделать подобный индикатор?

Если выбрать простой способ решения проблемы, то можно просто приобрести новый бортовой компьютер. Однако есть другой выход. С помощью схемы для создания бортового компьютера под руководством Ветрова Ю. А., можно создать отличное устройство. Схему можно найти в интернете. А если внести небольшие изменения, то путем программирования микроконтроллеров можно создать такой прибор. Его можно поставить на место пепельницы.

Далее полученный бортовой компьютер устанавливается на нужное место. В индикаторе топлива, который стоял в автомобиле, можно сделать мини бортовой компьютер, которые будет показывать только напряжение и уровень топлива. Так выглядит первый вариант индикатора:

Данный вариант не считается творением собственных рук, так как сделан по схемам Ветрова. К тому же этот индикатор полностью адаптирован под дисплей марки Nokia 3310. Именно это может быть причиной, по которой индикатор может не понравиться. Ведь качественный дисплей имеется только у настоящих фирменных телефонов 3310. А в наше время фирменный телефон найти очень сложно. К тому же для своего собственного изобретения должна быть разработана собственная уникальная программа, не переплетающаяся с чужими схемами.

Следующим шагом будет подробная разработка программы и поиск подходящего дисплея. Наиболее подходящие дисплеи – Nokia 1110/1200/1110i/1112.

Если чуть-чуть подпилить углы подсветки, данный дисплей как раз влезет в корпус индикатора.

Схема индикатора.

Детали индикатора.

R1 – 1 кОм
R2 – 75 кOм
R3 – 10 кОм подстроечный
R4 – 4,7 кОм
R5, R6, R8-R11 – 10 кОм
R23, R12-R15 – 3,3 кОм
R24, R16-R19 – 1,8 кОм
R20 – 2 кОм * подбирается в зависимости от подсветки
R21 – 240 Ом
R22 – 1 кОм * подбирается и ставится постоянный
C1, C2,C15 – 0,01 мк
C3, C4, C6-C11,C13-C15 – 0,1 мк
C5 – 47 мк
C12 – 4,7 мк
L1 – 100 мГн
DD1- LM7805
DD2 – ATMega8
DD3 – LM317T
VT1 – IRFZ44
LCD1 – Nokia 1110/1200/1110i/1112
Разъем РС10 – на схеме не обозначен, через него подключаются кнопки и выводы для программирования МК.

Все используемые детали, за исключением резисторов R1 и R20, принадлежат SMD. На резисторе R1 откалиброван бак, поэтому он может быть использован в качестве опорной части для делителя напряжения. Резистор R20 может быть использован в качестве токоограничителя для подсветки.

Зачем для подсветки нужен резистор такой сильной мощности? Благодаря мощному резистору можно сделать подсветку под любое напряжение, предпочтительнее на +12. Плюсы – не будет необходимости задавать лишнюю нагрузку стабилизатору. Такая подсветка будет более эффектной и надежной, если приспособить в нее пару трехмиллиметровых светодиодов.

В итоге получается, что индикатор подключается с помощью четырех проводов через свой старый разъем:

– полюс бортовой сети;
– земля;
– датчики топлива;
– подсветка панели с приборами.

Конструкция самодельного индикатора.

Необходимо сделать две платы. Одна будет основной, другая будет предназначена для того, чтобы установить дисплей. Возможно, что для разъема индикатора под рукой не найдется подходящей ответной части. Поэтому можно припаять на плату с обратной стороны шлейф, предварительно сделав под него разводку и отпаяв разъем. Дисплей можно прикрепить с помощью двустороннего скотча.

Формально плата (основная) считается двусторонней. На самом деле на обратной стороне стоят только транзистор и стабилизаторы, так что она предназначена «под землю». Другие детали установлены с той стороны, где располагаются дорожки. «Земляные» отверстия, у которых квадратные площадки, необходимо пропаять перемычками. Прочие отверстия нужно как следует рассверлить.

Платы обязательно нужно соединить. Что подойдет для этих целей? Возможно, под рукой имеются какие-нибудь старые провода от разъемов. Это будет идеальным вариантом для соединения двух плат между собой. Под винт, на котором будет фиксироваться плата, нужно припаять втулку с резьбой.

При первоначальной калибровке и настройке потребуются кнопки. Поэтому нужно их вывести на разъем, находящийся сзади корпуса. На этот же разъем необходимо вывести сигналы, предназначенные для программирования микропроцессоров.

Режимы работы самодельного индикатора.

Данный вид индикатора может работать в двух режимах – в рабочем и в режиме установок. В рабочий режим индикатор входит сразу же после того, как включается питание. В данном режиме он будет отображать напряжение сети и остаток топлива.

В режиме установок можно произвести калибровку бака и завершить необходимые настройки. Для того чтобы войти в этот режим, нужно воспользоваться специальной кнопкой «Меню» (Menu).

Для того чтобы перемещаться по пунктам в меню нужно использовать кнопки «Вверх-вниз» (Up-down). Чтобы открыть конкретный пункт меню, нужно нажать кнопку «Ок». Чтобы сделать шаг назад и вернуться в предыдущее меню, также используется кнопка «Меню».

Настройки индикатора в меню.

1)настройка емкости. В этом окне меню выбирается нужная емкость бака для автомобиля.

2)настройка калибровки. В этом окне меню производится калибровка бака. «Уровень» указывает на количество ячеек в литре. «Датчик» показывает, сколько в баке выдается в данный момент. «В памяти» предоставляет информацию о том, что записано в ячейке текущего литра (в ее памяти).

3)настройка плавности. Здесь можно самостоятельно установить необходимое количество замеров. Индикатор сам высчитает и выведет среднеарифметическое значение.

4)настройка режима яркости (день или ночь). В этом пункте меню устанавливаются рубежи для дневной и ночной подсветки.

5)настройка инверсии. Здесь настраивается работа дисплея и его переключение с обычного режима на инверсионный и наоборот.

Выбрав в каждом разделе меню нужный пункт, необходимо нажать «Ок» и дождаться надписи «Сохранено». После этого можно выйти из меню.

Общая настройка индикатора.

Для хорошей и бесперебойной работы индикатора необходимо провести программирование микропроцессоров. Это действие проводится внутрисхемно. Не стоит забывать, что фьюзы должны быть выставлены определенным образом. Примерно так:

Следующим шагом будет настройка параметров напряжения. Чтобы настроить показания, необходимо подключить индикатор к сети с напряжением двенадцать-четырнадцать вольт. Сюда же присоединяем вольтметр. Затем с помощью резистора R3 выставляем те значения, которые показал вольтметр.

В завершение настройки индикатора нужно проставить емкость бака и откалибровать его. Бак калибруется по определенным правилам. Настройка индикатора завершена. Можно устанавливать и пользоваться.

Индикатор напряжения автомобильного аккумулятора

2 – паяльник; припой; монтажные провода; кусачки; пинцет; отвертка, канцелярский нож, дрель, мультиметр, блок питания для настройки.

Собираем следующим образом.

Шаг 1. Берем сгоревшую автомобильную USB зарядку, разбираем ее, Выпаиваем из ее платы все радиодетали.

В одной половинке корпуса зарядки в ее верхней части делаем 3 отверстия под светодиоды, и устанавливаем в них светодиоды, зеленый – в середину. На печатной плате делаем соответствующие отверстия под стабилитроны и резисторы. Лишние печатные дорожки можно удалить канцелярским ножом.

В разрыв провода между катодом светодиода HL1 и резистора R1 ставим переменный резистор 6,8 ком, подключаем питание на вход схемы 10,8 в, и поворачивая движок переменного резистора добиваемся свечения светодиода HL1. затем отключив питание, измеряем общее сопротивление резисторов (R1 и переменного резистора). Ставим постоянный резистор измеренного номинала в схему, удалив из нее переменный резистор.

Настройка светодиода HL1 закончена, так же настраиваем и остальные светодиоды. Для настройки HL2 подаем питание 11.8-12 в. Для настройки HL3 – 15 в. После установки нужных нам резисторов в схему, подаем питание на вход схемы 15в –должны светиться все три светодиода. Убавляем питание до 14 в светодиод HL3 должен погаснуть. При напряжении на входе ниже 11,8 в – должен погаснуть светодиод HL2. А при напряжении ниже 10,8 в должен погаснуть и светодиод HL1. Если это все так, как здесь описано, значит индикатор работает правильно. А если нет, то надо еще точнее подобрать все резисторы.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector