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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Medidor de capacidade da bateria. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tecnologia de medição As baterias perdem gradualmente a capacidade durante o uso. Avaliar o estado real da bateria e tirar conclusões sobre a conveniência de seu uso posterior permite o dispositivo, que é descrito no artigo. Para controlar o estado da bateria, apenas alguns parâmetros estão disponíveis para o usuário: tensão em seus terminais sem carga, resistência interna, tensão nos terminais com uma determinada carga e sua mudança ao longo do tempo. O último parâmetro está associado à capacidade da bateria (é indicado pela letra latina C). Para baterias projetadas para alimentar dispositivos eletrônicos, a capacidade geralmente é estimada em amperes-hora (A h) ou miliamperes-hora (mAh) como o tempo durante o qual a tensão na bateria Ni-Cd / Ni-MH ao descarregá-la com um a corrente estável diminui para 1 V. A escolha de tal valor é até certo ponto condicional, mas não acidental. Acredita-se que neste momento a bateria tenha tempo de liberar cerca de 90% da energia nela armazenada, e a taxa de diminuição da tensão na bateria aumenta acentuadamente. Deve-se observar que a capacidade da bateria determinada dessa maneira depende da corrente de descarga selecionada. Essa dependência enfraquece visivelmente apenas em seus valores menores que 0,5C. É conveniente medir a capacidade da bateria em um dispositivo capaz de descarregá-la com uma corrente estável de até 1 V. 1. Sua base é o temporizador integrado KR1006VI1 (DA1). Ele contém dois comparadores (níveis superior e inferior), um gatilho, um estágio de saída e um transistor de descarga. Os pinos 5 e 6 são as entradas do comparador de alto nível. A tensão no primeiro deles é definida pelo divisor interno do microcircuito e é igual a 2/3 da tensão de alimentação do microcircuito, no segundo - por um divisor resistivo R1 - R3, que é alimentado por uma fonte estabilizada de +9 V.
Como você pode ver, a energia é fornecida ao microcircuito através do conector X1 da bateria que está sendo testada. Se for composto por seis elementos, o comparador deve funcionar com uma tensão de 6 V, e se for de sete (por exemplo, bateria Nika e similares) - a 7 V. Portanto, a tensão no pino 6 de DA1, defina pelo divisor R1 - R3, no primeiro caso deve ser igual a 4, e no segundo - 4,67 V. Esses valores precisam ser esclarecidos, pois dependem dos parâmetros do divisor interno de um determinado microcircuito instância. Para definição, a variante do dispositivo para a bateria de armazenamento Nika é ainda considerada. Enquanto a tensão da bateria estiver acima de 7 V, a saída do temporizador (pino 3) é alta (cerca de 1,5 V abaixo da tensão de alimentação atual). A corrente de descarga é a soma da corrente de carga (é mantida inalterada pelo estabilizador de corrente no transistor de efeito de campo VT1) e a corrente consumida pelo próprio microcircuito (cerca de 5 mA). Definir uma corrente total de mais de 30 mA é indesejável. Na versão do autor, é escolhido igual a 20 mA. Isso permite descarregar a bateria Nika com uma corrente de 0,2C, o que, por um lado, reduz o tempo de descarga pela metade (para cerca de 5 horas) e, por outro lado, não “reduz” significativamente a capacidade de a bateria que está sendo testada (quando descarregada com uma corrente de 1C, pode ser 30% menor que a descarga de baixa corrente). A carga é o resistor R4 e o LED HL1. O brilho deste último informa que a bateria está sendo descarregada e o nível de 7 V ainda não foi atingido. Como a corrente nominal do LED AL307BM é de 10 mA, o "excesso" da corrente estabilizada (5 mA) flui pelo resistor R4. Se for necessária mais corrente de descarga, o dispositivo é complementado com um transistor VT2 com um resistor R6 (mostrado em linhas tracejadas). A corrente neste circuito será estável, pois a tensão na base do transistor é quase constante (sabe-se que a queda de tensão direta no LED não muda muito na região das correntes de operação). A corrente no circuito emissor (e, portanto, no coletor) é calculada pela fórmula I \u0,6d (U - 6) / R. Aqui U é a tensão na base do transistor, V; R é a resistência do resistor R0,6, Ohm; I - corrente de coletor, A; 0,6 - valor aproximado da queda de tensão na junção do emissor do transistor (6 V). Esta fórmula é estimada, portanto, o valor da corrente de descarga deve ser esclarecido ao configurar o dispositivo selecionando o resistor RXNUMX. Para eliminar possíveis falhas, o pino 4 ("Reset") é conectado ao barramento de alimentação positivo. A entrada do comparador de baixo nível (pino 2) é usada para ligar o modo de descarga tocando no contato de toque E1. O capacitor C1 é conectado à segunda entrada do comparador de alto nível para reduzir a probabilidade de falsos alarmes de ruído de impulso penetrando nos circuitos de energia. Um emissor de som piezoelétrico HPM7AX da JL World (com gerador embutido) é conectado ao terminal 14 (coletor do transistor de descarga do temporizador), que dá um sinal quando a bateria está descarregada. Os detalhes do dispositivo são montados em uma placa de circuito impresso, cujo desenho é mostrado na fig. 2. Todas as peças estão instaladas nele, exceto o emissor de som HA1 e o conector X1. A placa é projetada para o uso de resistores MLT fixos, resistor de corte de fio SP5-2 e capacitores KM. Os resistores R2, R4, R5 são instalados perpendicularmente à placa.
Uma fonte de tensão regulada adicional é necessária para estabelecer o dispositivo. Ele é conectado ao dispositivo em vez da bateria e a tensão é definida para 9,4 V. Ao tocar no contato de toque E1, o LED HL1 deve acender. Ao selecionar o resistor R4, eles garantem que a corrente total consumida pelo dispositivo de uma fonte adicional seja de 20 mA. Em seguida, a tensão é reduzida para 7 V e a tensão no pino 5 do microcircuito é medida. A mesma tensão é ajustada com um resistor de ajuste R3 em sua saída 6. Depois disso, o dispositivo está pronto para operação. Em um dispositivo com um transistor adicional, o resistor R6 é selecionado para que a corrente de descarga total seja igual ao valor necessário (se o VT2 for usado sem dissipador de calor, não deve exceder 150 mA). Deve-se notar que com uma corrente de coletor de mais de 100 mA, o transistor VT2 aquece visivelmente. Isso leva a uma mudança na tensão base-emissor e afeta o valor da corrente estabilizada (o valor de 0,6 muda na fórmula acima). Portanto, a corrente de descarga não deve ser definida antes de 3 ... 4 minutos após a aplicação da tensão de alimentação. Isso não afeta o funcionamento do dispositivo no futuro, uma vez que o "esgotamento" da corrente do coletor do transistor VT2 durante o aquecimento não ultrapassa alguns miliampères e dura cerca de 3 minutos. Em seguida, um experimento de controle é realizado. Ligando a energia e ajustando (de acordo com o voltímetro) na saída da fonte adicional uma tensão de 9 ... 10 V, toque no contato E1. Neste caso, o LED HL1 acende. Em seguida, reduzindo gradualmente a tensão de saída da fonte adicional, registre o valor em que o LED apagou e um sinal sonoro apareceu. Se for diferente de 7 V, ajuste a tensão na entrada do comparador de nível superior com um resistor de ajuste R3. No final da descarga, o dispositivo consome uma corrente de cerca de 5 mA da bateria. A variação de tensão no pino 7 do microcircuito pode ser utilizada para desconectar a bateria em teste do dispositivo ao final da descarga, bem como para controlar o temporizador, que fixa o tempo de sua descarga. Aqueles que desejam se aprofundar nas questões de operação com bateria podem ser recomendados a procurar um livro nas bibliotecas [1], bem como visitar sites [2 - 5]. Literatura
Autor: B.Stepanov, Moscou
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