Авторизация
Зарегистрироваться

avatar RSS блога Подписка

ZnDiy-BRY XD-82B - индикатор степени заряда 12 В аккумулятора. Дорабатываем мультивольтовый Power Bank.


В обзоре будет исследование немногочисленных характеристик данного модуля, небольшая доработка с целью корректировки порогов индикации и установка в корпус повербанка с тремя литиевыми батареями (схема включения 3S). Здесь уже был обзор аналогичной платы для одного литиевого аккумулятора, но там автор больше хвастался своим «колхозом» а саму плату не изучил. В этом обзоре будет полная схема и доработка платы.


Во время заказа очередной электронной мелочи в DX, случайно обратил внимание на данный модуль и вспомнил, что у меня валяется древний Power Bank (далее буду называть его ПБ, чтобы избежать споров о правильном написании) в котором нет даже индикации степени заряда аккумулятора. После недолгих сомнений добавил в корзину. Отдельно покупать такую плату не стал бы. Лень ходит на почту за сторублёвыми пакетиками и напрягать продавцов такой мелочью совесть не позволяет. Кстати, заранее прошу не открывать мне истину, что в других магазинах эти платы в разы дешевле. Взял именно здесь исключительно из-за удобства (добавил к большому заказу). Разница в 100 рублей для меня несущественна.

Пришла плата в небольшом антистатическом пакете.

Все элементы расположены с одной стороны. Два контакта для подключения аккумулятора под пайку. Индикация четырьмя светодиодами, каждый из которых включается при определённом значении напряжения на аккумуляторе. Питается плата от того же напряжения, которое меряет. Края не обработаны (торчали волокна текстолита). Монтаж элементов аккуратный, только светодиоды запаяны криво и залиты неотмытым флюсом. Автомату ставлю пять, монтажнику два.

Плата кажется совершенно микроскопической.

Начал с главного – промерял пороги срабатывания светодиодов.

В небольшом диапазоне напряжений (десятки миливольт) светодиод моргает или горит тускло. После нескольких повторов получил следующие значения порогов:
— красный светодиод: 11,7 В;
— 1-й жёлтый светодиод: 12,1 В;
— 2-й жёлтый светодиод: 12,5 В;
— зелёный светодиод: 12,9 В.

Потребление от 26 мА (11 В, светодиоды не горят) до 59 мА (14 В, горят все светодиоды).
Сразу стало ясно, что плата сделана под свинцовый аккумулятор. Обидно, у меня же литий. При напряжении 3,9 В на элемент (слегка разряженный) погаснет даже красный светодиод. Конечно я не ожидал наворотов как в таком индикаторе. Надеялся на что-то вроде этого. Не страшно, буду дорабатывать. Перед этим перерисовал схему.

Ничего революционного. Параллельный стабилизатор H431 (стабилизатор с параллельным включением регулирующего элемента, в данном случае R14, R15) с помощью резистивного делителя R6…R11 формирует ряд опорных напряжений, которые подаются на неинвертирующие входы четырёх компараторов (одна микросхема LM339, выход на транзисторе с открытым коллектором). На инвертирующие входы подаётся напряжение питания после делителя R1, R12. Когда напряжение на инвертирующем входе превышает напряжение на неинвертирующем, транзистор на выходе открывается и включает соответствующий светодиод. Существует много разновидностей такой схемы (раз, два), но принцип работы у всех один. Более подробно можно почитать здесь. Иногда добавляют ещё один светодиод, работающий постоянно, что увеличивает количество уровней индикации до пяти.

Доработка под литий
Доработка свелась к изменению параметров делителя R6…R11 с учётом типовых напряжений литиевых аккумуляторов (3…4,2 В, три последовательно). Требуемый диапазон индикации 9…12,6 В. Выяснилось, что резисторов такого типоразмера у меня совсем мало, доставать фен и выпаивать из радиохлама поленился, поэтому после немногочисленных экспериментов удалось обойтись добавлением двух резисторов по 10 кОм. Ещё в процессе работы решил выровнять светодиоды. В результате три из четырёх перестали работать. После небольшого шока догадался, что у платы не очень хорошо с металлизацией отверстий, а пайка только с одной стороны. Повторно залудил не жалея канифоли и припоя. Заработали все светодиоды кроме одного жёлтого. Подал пару вольт непосредственно на него и понял, что он труп. Со словами: «Хорошо, что не компаратор», покопался в своих запасах и поставил вместо него зелёный (так показалось логичнее). В результате схема стала выглядеть следующим образом (красным цветом выделены добавленные резисторы).


В результате доработки были получены следующие пороги срабатывания:
— красный светодиод: 10,0 В (3,33 В на элемент, требуется зарядка);
— жёлтый светодиод: 10,6 В (3,53 В на элемент, желательна зарядка);
— 1-й зелёный светодиод: 11,3 В (3,77 В на элемент, заряд более 50 %);
— 2-й зелёный светодиод: 12,0 В (4 В на элемент, акк. полностью заряжен).

При желании можно было бы подобрать пороги получше, но меня устраивает и такой вариант.


Использование по назначению
Объектом доработки должен был стать вот такой ПБ YSD-998.


Приобретён он был в далёком 11-м году, когда ещё термина пауэрбанк не существовало. Были просто мобильные аккумуляторы. Данная модель мне приглянулась мультивольтовым выходом (5, 9 и 12 В), была приобретена и впоследствии неоднократно дорабатывалась. Внутренности похожи на этот(в этом же обзоре присутствует аналогичная доработка, только самодельной платой).Три плоских аккумулятора, каждый со своей защитой, соединены последовательно и подключены напрямую к выходу/входу 12 В. 9 В делается линейным стабилизатором. Для получения 5 В используется плата понижающего DC-DC преобразователя. Через неё ПБ выдаёт 3500 мАч, что соответствует ёмкости каждого элемента около 1800 мАч. Для предотвращения разряда аккумуляторов при хранении, они механически отключаются клавишным переключателем. Единственным индикатором является двухцветный светодиод, подключенный к преобразователю. Отображается нормальный режим работы и перегруз по току.

Вся электроника располагается рядом с аккумуляторами, свободное место заполнено «фирменными» кусочками китайского картона. Вытащил всё, что вытаскивалось, примерил плату и кнопку, которая будет её подключать (чтобы не светила постоянно).

По намеченным местам сделал отверстия. Сгоревший светодиод тоже пригодился став кнопкой.

Поставил, припаял. Изначально все разъёмы к корпусу ПБ крепились каким-то герметиком. Не стал менять технологию. Кнопку лучше было бы зафиксировать термоклеем или полиморфусом чтобы не пружинила, но я не стал возиться и просто налил побольше герметика. После высыхания затвердеет. Делал поздно вечером, оставил на ночь в открытом виде. Утром собрал.



Выводы.

Плата полностью выполняет свои функции. Под литиевые аккумуляторы нужна доработка, для свинцовых аккумуляторов можно использовать сразу. Другое дело, что в устройствах с такими аккумуляторами (авто, ИБП, контроллер солнечной батареи) индикация обычно уже есть. Короче, плата из разряда «купить, чтобы валялась в столе на всякий случай». При наличии времени можно сделать такую схему самостоятельно или просто поставить вольтметр.
Планирую купить +26 Добавить в избранное +33 +56
свернуть развернуть
Комментарии (44)
RSS
+
avatar
  • Shmoky
  • 24 октября 2016, 02:29
0
12.9 вроде как многовато для нормы. для свинца 12.6-12.7 норма.
+
avatar
+3
Ещё от погоды зависит. В принципе, 13 вольт — полностью заряжен, но. Так же может быть и 12.6-12.7.
Да и нижнее напряжение высоковато, надо бы 10.5-10.8 вольт, на 11.7 в моём аккуме ещё чуть меньше половины заряда.
+
avatar
  • skif31
  • 24 октября 2016, 05:52
0
13,8 — 14,2
+
avatar
+1
Для ленивых
ru.wikipedia.org/wiki/Свинцово-кислотный_аккумулятор
ЭДС заряжённого аккумулятора = 2,11—2,17 В, рабочее напряжение 2 В (3 или 6 секций в итоге дают стандартные 6 В или 12 В соответственно)[1].
Напряжение полностью разряженного аккумулятора = 1,75—1,8 В (из расчета на 1 элемент). Ниже разряжать их нельзя
+
avatar
+2
Это напряжение в бортовой сети автомобиля при работающем генераторе. Выше напряжения заряженной АКБ дабы она заряжалась. Сама же АКБ после отстоя в пару часов выдаёт около 12.5 вольт.
+
avatar
  • Shmoky
  • 24 октября 2016, 12:52
0
13,8 — 14,2
сэр путает напряждение зарядки и рабочее напряжение заряженного аккума.
+
avatar
  • Shmoky
  • 24 октября 2016, 12:51
0
Да и нижнее напряжение высоковато, надо бы 10.5-10.8 вольт, на 11.7 в моём аккуме ещё чуть меньше половины заряда.
— еще раз — норма 12.6. Нижний предел указан в принципе верно. Речь про свинец. Для особо одаренных картинка цветная forums.drom.ru/attachment.php?attachmentid=5638941&d=1450258671&thumb=1
+
avatar
  • moyemail
  • 24 октября 2016, 03:15
0
Вам не попадались такие же индикаторы, но на 1 банку лития 4,2В?
+
avatar
  • D64
  • 24 октября 2016, 03:35
+3
Попробуйте сделать сами. lm3914 + несколько резисторов, подстроечники и конденсатор.


Подробнее?
+
avatar
  • moyemail
  • 24 октября 2016, 03:50
0
— если не сложно! :)
+
avatar
  • D64
  • 24 октября 2016, 04:30
+6
Использовались материалы этой статьи — Ссылка
Индикатор взял отсюда — Индикатор
+
avatar
  • D64
  • 24 октября 2016, 08:40
0
Ну это для лентяев совсем, и мне хотелось для аккумулятора CR-123.
+
avatar
  • imlekha
  • 25 октября 2016, 08:31
0
Отличный индикатор, не знал про такие. Спасибо за наводку. Жаль, что ко мне доставка платная.
+
avatar
  • Frolv
  • 24 октября 2016, 04:13
0
ДА!
+
avatar
  • D64
  • 24 октября 2016, 04:31
0
Смотрите выше.
+
avatar
  • Snarik60
  • 24 октября 2016, 04:27
0
Присоединяюсь.
+
avatar
  • D64
  • 24 октября 2016, 04:31
0
Смотрите выше.
+
avatar
  • Snarik60
  • 24 октября 2016, 04:53
0
А где брали индикатор?
+
avatar
  • D64
  • 24 октября 2016, 05:23
0
Комментарий на проверке — там будет ссылка.
+
avatar
  • 644052
  • 24 октября 2016, 04:38
+2
На случай, если кому-то нужно попроще чем lm3914.
TL431
+
avatar
  • skif31
  • 24 октября 2016, 05:43
0
На случай, если кому нужно в 3 раза дешевле aliexpress.com/item/KA2284-Power-level-indicator-Battery-Pro-Audio-level-indicator-module/32670680747.html
+
avatar
  • r0b0t
  • 24 октября 2016, 12:35
0
У индикаторов на KA2284 логарифмическая шкала. Полным аналогом является скорее такой aliexpress.com/item/12V-Electric-Quantity-4-Power-Indicator-Battery-Detection-Module-NEW/32691844510.html
+
avatar
  • virus_59
  • 24 октября 2016, 06:09
0
Ещё ссылочки на разные индикаторы для лития,

я использовал такие — ebay.com/itm/221639739350 — дороговато,
здесь похожие 1-5S — ebay.com/itm/331844375238
ещё индикатор — ebay.com/itm/321792543194

а тут настраиваемый переменными резисторами на нужный диапазон — ebay.com/itm/331819389531
+
avatar
  • D64
  • 24 октября 2016, 07:02
0
И вот такое тоже есть — ebay.com/itm/351680772662
+
avatar
  • ksiman
  • 24 октября 2016, 07:11
+5
На мой взгляд, лучше поставить малогабаритный вольтметр
+
avatar
  • Alex_74
  • 24 октября 2016, 07:57
+1
Рядом с вольтметром разместить инструкцию, что означают его показания для незнакомых с электроникой людей
+
avatar
  • Snarik60
  • 24 октября 2016, 08:25
0
Да. Индикатор записи от кассетного мафона. Там и зоны раскрашены.
И не надо инструкцию (см. выше).
+
avatar
  • r0b0t
  • 24 октября 2016, 11:47
0
У индикаторов записи логарифмическая шкала. Рассматривал такой вариант, но с линейной оказалось удобнее.
+
avatar
  • kote
  • 24 октября 2016, 07:56
+1
-Другое дело, что в устройствах с такими аккумуляторами (авто, ИБП, контроллер солнечной батареи) индикация обычно уже есть.

Угу, особенно в авто. Легче найти, где таких индикаторов — нет. У меня аккуму 8 лет, а «показометра» — нет. Пришлось купить «показометр» в прикуриватель, что-бы видеть состояние пациента, до его кончины. Заодно еще и температуру в салоне, отображает.

Mitsubishi Colt V
+
avatar
  • SERG27
  • 24 октября 2016, 08:09
+4
+
avatar
  • Snarik60
  • 24 октября 2016, 08:33
+1
Иногда проще и быстрее оценить уровень видя 4-ре глазка (разноцветных).
+
avatar
  • SERG27
  • 24 октября 2016, 10:17
-1
а мы куда то торопимся? учитывая, что зарядка минимум час…
+
avatar
  • Snarik60
  • 24 октября 2016, 11:14
0
Я имел ввиду уровень заряда ак-ра при подключённой нагрузке.
+
avatar
  • SERG27
  • 24 октября 2016, 15:39
0
а на циферках не видать?
+
avatar
  • r0b0t
  • 24 октября 2016, 11:42
+1
А не проще воткнуть копеечный вольтметр?
И разминать мозги делением на 3? Основное назначение данного индикатора — обозначить момент, когда ПБ пора подзарядить. Хватило бы и двух светодиодов: красный/зелёный.
+
avatar
  • SERG27
  • 24 октября 2016, 15:42
0
а знать сразу напряжение 3S- религия не позволяет? как различаются разряженный в хлам и на 10 %? красный- не очень красный- розовый- желтоватый? а если дальтоник?
+
avatar
  • r0b0t
  • 24 октября 2016, 21:20
0
Типовые значения для 1S уже отпечатались в памяти, а для 3S придётся ещё запоминать. Если проблема с различением цветов, то можно использовать стрелочный индикатор уровня сигнала от магнитофона. Выше уже предлагали такой вариант.
+
avatar
  • Claus398
  • 25 октября 2016, 09:16
0
вопрос к автору, а сколько тянет на себя чип?
+
avatar
  • r0b0t
  • 25 октября 2016, 14:31
+1
Есть в обзоре

Потребление от 26 мА (11 В, светодиоды не горят) до 59 мА (14 В, горят все светодиоды).

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.