Medidor de capacidade da bateria. Esquema, descrição

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Durante o funcionamento de baterias recarregáveis, recomenda-se monitorar periodicamente sua capacidade elétrica, medida em amperes-hora (Ah). Para determinar este parâmetro, é necessário descarregar uma bateria totalmente carregada com corrente estável e registrar o tempo após o qual sua tensão diminui para um valor pré-determinado. Para avaliar mais detalhadamente o estado da bateria, é necessário conhecer sua capacidade em vários valores de corrente de descarga.

É para isso que o dispositivo proposto foi projetado. Para simplificar seu projeto, para contar o tempo de descarga, é utilizado um relógio eletrônico-mecânico doméstico alimentado por uma célula galvânica com tensão de 1,5 V (deve ser retirado antes de utilizar o relógio no aparelho).

O circuito do medidor é mostrado na fig. 1.

Medidor de capacidade da bateria
Fig. 1

O chip DA2 contém um estabilizador de corrente de descarga de bateria e ao mesmo tempo um estabilizador de tensão de alimentação de clock.

A corrente de descarga é selecionada pela chave SA1. Em sua primeira posição (“50 mA”), o estabilizador DA2 é carregado com o resistor R6 permanentemente conectado à sua saída. Nas posições “250 mA” e “500 mA”, os resistores R7 e R8 são conectados em paralelo a ele, respectivamente. O LED HL1 indica o modo de descarga, a corrente através dele é estabilizada pelo transistor de efeito de campo VT3.

O regulador de tensão paralelo DA1 é usado como comparador. Usando o transistor VT1, ele controla um poderoso transistor de comutação de efeito de campo VT2.

Antes de iniciar a medição, um relógio eletrônico-mecânico é conectado ao aparelho, cujos ponteiros são pré-ajustados para 12 horas e 0 minutos (0 condicional para contagem do tempo de descarga). Em seguida, a chave SA1 seleciona a corrente de descarga, e o resistor variável R4 ajusta a tensão na faixa de 3...12 V, para a qual a bateria deve ser descarregada. Após conectá-lo, pressione o botão “Iniciar” do SB1.

Como a tensão de uma bateria carregada é maior que o valor definido, a tensão na entrada de controle do estabilizador DA1 ultrapassará 2,5 V e sua corrente de saída aumentará. Como resultado, o transistor VT1, e depois dele VT2, abrirá, e após abaixar o botão SB1, o processo de descarga continuará, conforme indicado pelo LED HL1.

Ao mesmo tempo, o relógio começará a contagem regressiva do tempo de descarga.

À medida que a bateria descarrega, a tensão nela diminui e, quando se torna menor que o valor definido, a corrente através do estabilizador DA1 diminuirá acentuadamente, de modo que os transistores VT1, VT2 serão fechados. A descarga irá parar, o LED HL1 irá apagar, a tensão de alimentação do relógio irá parar de fluir e ele irá parar. A capacidade da bateria é calculada multiplicando a corrente de descarga pelo tempo registrado pelo relógio.

Todas as partes do medidor, exceto a chave SA1, botão SB1 e resistor variável R4. montado em uma placa de circuito impresso feita de fibra de vidro unilateral, cujo desenho é mostrado na Fig. 2.

Medidor de capacidade da bateria
Fig. 2

A placa foi projetada para instalar resistores fixos. P1-4, C2-33, capacitor cerâmico K10-17 (C1) e óxido da série TK da Jamicon (o resto), microcircuitos TL431CLP em um pacote TO-92. Os cabos do estabilizador LM317T (DA2) são soldados na lateral dos condutores impressos, após o que são fixados com parafuso e porca em um dissipador de calor com área de no mínimo 100 cm2 (Fig. 3).

Medidor de capacidade da bateria
Fig. 3

Para evitar curto-circuitos, entre ela e a placa é colocada uma junta isolante de plástico fino, que é colada com cola epóxi na placa e no dissipador de calor. O dispositivo, montado e testado em funcionamento, é colocado em uma caixa plástica de dimensões adequadas, em cuja parede está o interruptor SA1 (por exemplo, SPl 12-DP3T, SLF-2301-7R), botão SB1 (qualquer tamanho pequeno com auto-reinicialização, por exemplo, PKN159) e resistor variável R4 são montados (SPZ-46M). Um furo é feito na parede oposta ao LED HL1.

Em vez do transistor KT361B no dispositivo, você pode usar qualquer série de KT208, KT209, KT361, KT3107, em vez de KP303B - um transistor desta série com índices A, B e G. Podemos substituir o LED AL307BM por qualquer um com uma tensão contínua de 1,8...2,5 V e brilho suficiente em uma corrente de 2...3 mA.

A configuração começa medindo a corrente de descarga em várias posições da chave SA1. Para isso, o dispositivo é conectado através de um miliamperímetro com limite de medição de 0...5 A a uma fonte de alimentação regulada com tensão de saída de cerca de 5 V e corrente de carga de pelo menos 500 mA.

Os valores exatos da corrente de descarga são definidos selecionando os resistores R6-R8 (começando pelo primeiro).

O resistor variável R4 está equipado com uma escala calibrada da seguinte forma. Conectando o dispositivo e um voltímetro com o limite de medição apropriado à saída da fonte de alimentação regulada e movendo o controle deslizante do resistor R4 para a posição inferior (de acordo com o diagrama), ligue a fonte e defina a tensão em sua saída para qual é permitido descarregar esta bateria durante a operação.

Em seguida, pressione brevemente o botão SB1 e, girando lentamente o botão, certifique-se de que o LED HL1 se apague, após o que uma marca correspondente é feita na escala, e marcas correspondentes aos valores de tensão de descarga de outras baterias são colocadas de forma semelhante no escala.

Autor: I. Nechaev, Moscou

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