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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Medidor de carga. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Automóvel. Baterias, carregadores As baterias de automóveis costumam ser carregadas em dispositivos que não possuem estabilizador de corrente. O dispositivo proposto neste artigo permite, neste caso, determinar de forma objetiva o momento em que a bateria termina de carregar. Além disso, fará isso com uma forma arbitrária e um valor médio da corrente de carga. O fim do carregamento de uma bateria com corrente estável é geralmente determinado após um período de tempo conhecido (o chamado carregamento cronometrado). Porém, na realidade, a corrente de carga muda devido à ação de diversos fatores desestabilizadores. Como as baterias têm muito pouca resistência interna, mesmo uma pequena alteração na tensão de carga pode causar uma grande alteração na corrente. Por outro lado, a introdução de um estabilizador de corrente no carregador complica significativamente o design do dispositivo e reduz a eficiência. De uma forma ou de outra, os carregadores industriais para automóveis, via de regra, não proporcionam estabilização da corrente de carga. Sabe-se que para carregar totalmente uma bateria é necessária uma determinada carga elétrica (quantidade de eletricidade), igual ao produto do tempo de carga pela corrente média. Em outras palavras, o momento de conclusão do carregamento pode ser determinado pelo valor da carga reportada à bateria. Neste caso, as alterações na corrente durante o processo de carregamento não afetarão a carga, mas apenas levarão a um aumento ou diminuição no tempo de carregamento. A necessidade de medir a carga surge em outros casos. Por exemplo, ao realizar o carregamento de treinamento de uma bateria, é sempre necessário saber a capacidade que lhe será dada quando descarregada até a tensão mínima permitida. Ao realizar vários processos eletroquímicos (como a eletroformação), também é útil medir a quantidade de eletricidade que passa pela solução. Para medir a carga que passa pelo circuito de medição sob condições de corrente instáveis, foi desenvolvido o dispositivo descrito a seguir. Seu diagrama de circuito é mostrado na Fig. 1.
A base do dispositivo é um conversor de tensão para frequência feito no microcircuito DA1. A tensão em sua entrada, proporcional à corrente de carga, vem dos resistores de medição de corrente R1, R2 (de um ou de ambos, dependendo do limite de medição selecionado pela chave seletora SA1). Como a função de conversão é linear, a frequência de saída do chip DA1 é diretamente proporcional à corrente de carga. A operação do conversor integrado KR1008PP1 é descrita detalhadamente na literatura [1,2]. portanto omitido aqui. A tensão de pulso de saída do conversor é fornecida à entrada do divisor de frequência DD1. Reduz a frequência dos pulsos de entrada em 32768·60 = 1 vezes. O coeficiente de conversão e o fator de divisão de frequência são escolhidos de forma que quando a tensão na entrada do conversor for 966 V, os pulsos na saída do contador sigam com intervalo de 080 hora (ou 1 s). Em outras palavras, um pulso na saída do contador corresponde a uma carga elétrica de 0.1 Ah que passa pelo circuito de medição. quando os contatos da chave seletora SA360 estão abertos ou 0.1 Ah quando fechados. Um cálculo simples permite determinar o fator de conversão necessário: 1966080/360=5461 Hz/V. Uma vez que esta frequência excede significativamente (mais de 50 vezes) 100 Hz. o erro de conversão ao medir a carga transportada por uma corrente pulsante (após retificação de onda completa) deveria ser insignificante, o que foi confirmado experimentalmente. Contador de pulsos binário-decimal de dois dígitos, feito em dois contadores módulo 10 DD2. DD3 com indicadores digitais HG1. HG2. conta o número de amperes-hora ou décimos deles. O ponto decimal do indicador HG1 é ligado no modo “10 Ah”, o ponto decimal do indicador HG2 pisca quando a corrente de carga flui no circuito de carga e quanto mais frequentemente maior a corrente. Para definir o momento em que a fonte de corrente de carga é desligada após o fluxo de uma determinada carga, o dispositivo é fornecido com um bloco de configuração composto por dois contadores-decodificadores decimais DD4. DD5. alterna SA3, SA4 e um nó lógico nos elementos DD6.1. DD6.2. O estado dos contadores DD2 - DD5 é alterado por uma diminuição nos pulsos de entrada e redefinido para o estado inicial aplicando uma tensão de alto nível à entrada R. No modo de medição de carga, as chaves SA3 e SA4 definem o valor de carga necessário, a chave seletora SA1 seleciona a capacidade do medidor “10 Ah” ou “100 Ah” (o valor da divisão do dígito menos significativo do medidor é 0.1 ou 1 Ah, respectivamente). A entrada do dispositivo é conectada ao circuito aberto do circuito de carga de acordo com o diagrama mostrado na Fig. 2a, forneça tensão de rede ao dispositivo e feche os contatos da chave seletora SA2 “Start”.
Esta figura mostra um diagrama funcional de uma configuração para medir a quantidade de eletricidade fornecida à bateria de carregamento GB1. A instalação para realização do processo eletroquímico é montada seguindo o mesmo esquema. Depois de algum tempo, nessas saídas dos contadores DD4. DD5. que será conectado ao contato móvel das chaves SA3, SA4. alta tensão aparecerá. O mesmo nível aparecerá na saída do elemento DD6.2. Como resultado, em primeiro lugar. o gerador, feito em elementos DD6.3, começará a funcionar. DD6.4, produzindo uma sequência de pulsos com frequência de cerca de 2 kHz. e o emissor de som BF1 emitirá um sinal indicando que uma quantidade específica de eletricidade fluiu através da bateria que está sendo carregada. Em segundo lugar, o transistor VT1 abrirá e o relé eletromagnético K1 funcionará, cujos contatos K 1.1, quando abertos, desenergizarão a carga. A instalação permanecerá neste estado até então. até que seja desconectado da rede. O medidor de carga é alimentado por um estabilizador de tensão bipolar 2x9 V feito em microcircuitos DA2, DA3. Transformador abaixador de rede T1 - unificado da série TPP. Capacitores C6-C10. Dispositivos que protegem os microcircuitos contra interferências são instalados perto de cada um dos microcircuitos DD1 - DD5. A uma tensão de 1 V na entrada do conversor tensão-frequência, o ponto decimal do indicador HG2 acende com um período de aproximadamente 3 s. indicando o fluxo de corrente através do circuito de carga. Quanto maior esta corrente. mais frequentemente o ponto é ativado. Os fios catódicos dos indicadores luminescentes HG1 e HG2 são alimentados pelo braço negativo do estabilizador. Isso é feito para aumentar a diferença de tensão entre os ânodos - elementos e o cátodo do indicador, o que permite aumentar o brilho do display. Os indicadores luminescentes no medidor são alimentados por uma tensão reduzida (tensão de placa 20...30 V), portanto seus elementos ânodos são conectados diretamente às saídas dos contadores K176IE4, sem transistores adicionais. Em vez de IV-ZA, os indicadores IV-b são adequados, mas são maiores e consomem mais corrente do filamento catódico, portanto, você precisará selecionar resistores R7. R8. Transistor VT1 - qualquer estrutura npn de silício de baixa potência (por exemplo, das séries KT312, KT315, KT503, KT3117). Pontes de diodo VD1, VD2 - qualquer uma das séries KTs402-KTs405: diodo VD3 - também qualquer uma das séries KD503, KD509, KD510, KD513, KD521, KD522. Os capacitores C4, C11 são óxidos. K50-16 ou K50-35; C3 - cerâmica (KM-4. KM-5. K10-7V. K 10-47) ou mica, devendo ter um pequeno TKE (MPO), pois disso depende a estabilidade do coeficiente de conversão; o restante é de qualquer tipo.O resistor R1 consiste em dois C5 - 16V conectados em paralelo com valor nominal de 0.2 Ohm e potência de 5 W. Você mesmo pode fazer isso com um pedaço de fio grosso de alta resistência. Resistor trimmer R4 - multivoltas SP5-2; os demais são MLT, C2-23, C2-33, sendo R2 composto por dois resistores conectados em paralelo (por exemplo, com valores de 1 e 10 Ohms). O relé K1 é importado. Melhor BS902CS (seu enrolamento tem resistência de 500 Ohms. Os contatos são projetados para comutação de corrente contínua e alternada de até 10 A na tensão de 220 V) Possui dimensões de 20x15x15 mm. Um relé doméstico adequado para um medidor de carga pode ser selecionado do grupo dos automotivos [3]. O transformador TPP232-127/220-50 pode ser substituído por qualquer uma das séries TLL23) -127/220-50-TPP235-127/220-50. neste caso, os enrolamentos secundários devem ser conectados de forma que seja fornecida às pontes de diodos VD1 e VD2 uma tensão de 12...15 V. O transformador de rede pode ser feito de forma independente. É enrolado em uma fita com núcleo magnético ШЛ16х20. O enrolamento I contém 2400 voltas de fio PEV-1 0.08. enrolamentos II e III - 140 voltas cada um do fio PEV-1 0.25. Emissor piezoelétrico de som BF1 - qualquer uma das séries ZP. Chave seletora SA1 - P2T ou outra, projetada para corrente de no mínimo 5 A; SA2 - qualquer. Galet alterna SA3 - MPN-1. O medidor de carga é montado em uma caixa plástica com dimensões de 200x80x65 mm. As peças são colocadas em duas placas PCB, a instalação é feita por meio de condutores montados. Em um deles com dimensões de 190-130 mm, fixado na parte inferior do corpo, são instalados elementos T1. VD1. VD2. DA2. DA3, C4, C5, C11, C12, R1, R2, K1, BF1. As demais peças são soldadas em uma segunda placa (165x45 mm) aparafusada ao painel frontal dos estabilizadores de tensão DAI. DA2 são montados em dissipadores de calor com superfície de resfriamento de 30...40 cm2 cada. Calibre o dispositivo da seguinte forma. Os contatos de entrada do medidor são conectados ao circuito de carga aberto conforme o diagrama da Fig. 2a e defina a corrente de operação para 1 A. Os contatos da chave seletora SA1 devem estar na posição aberta e os contatos da chave seletora SA2 devem estar na posição fechada. Medindo repetidamente o período de repetição do pulso na saída do conversor DA1 (pino 7). ajustar o resistor R4 define seu período de seis segundos. Em seguida, verifique a precisão do período de pulso de seis minutos na saída M (pino 10) do contador DD1 e. se necessário, corrija com o mesmo resistor. Ressalta-se que é possível determinar objetivamente a carga que a bateria deve aceitar se sua capacidade real for conhecida e ela for descarregada até o limite inferior permitido. Para determinar a capacidade da bateria, é montada uma instalação de descarga conforme o diagrama da Fig. 2.6. Corrente constante máxima. que pode passar pelo circuito de entrada na posição “100Ah” da chave SA1 - 10 A. e na posição “10Ah”. -1A. Se a corrente medida estiver na forma de pulsos (por exemplo, ao carregar uma bateria), o valor médio da corrente deverá ser reduzido para 6...7 A. Caso contrário, o resistor R1 superaquecerá. Quando os contatos da chave seletora SA1 estão abertos, a corrente não deve exceder 1 A. Literatura
Autor: A. Evseev, Tula
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Comentários sobre o artigo: sc55 Artigo muito útil! Mas é aconselhável utilizar uma base de elementos mais moderna (em particular, indicadores LED...)
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