Моргающий индикатор разряда аккумулятора — часть 4


Три года назад я придумал «ВЭФу» двухцветный индикатор. При сетевом питании работает зелёная секция светодиода, при низком заряде батареи — плавно вспыхивает красная. О зелёном свете я забыл напрочь, ведь питание от аккумулятора намного удобнее лишнего провода в розетке. Но иногда вспоминалось оранжевое свечение, которое я так любил в старые времена. Да, когда жизнь была сложнее из-за проводов, но проще из-за студенческой свободы. Поэтому летом я решил вернуть одноцветный индикатор, а заодно привести к общему виду все три разновидности плат.


Сначала я просто «причесал» старые разработки: улучшил разводку и уменьшил ток потребления с 8 до 4,7 мА. За основу взял схемы из 2017 года, в которых опорное напряжение формирует управляемый стабилитрон TL431. А потом задался вопросом: назачем здесь компаратор LM393, если TL431 — сама компаратор на 2,5 вольта? Так удалось ещё более упростить и уменьшить схему.

Главная идея осталась неизменной — индикатор наблюдает за напряжением питания устройства. Когда оно станет меньше порога — плавно включит светодиод примерно на две секунды, потом на две выключит, и так по кругу. Моргающее предупреждение более заметно, а если оно ещё и плавное — то просто красиво.

Характеристики
Ток потребления
при питании от 8,4 В — 3,2 мА;
Номинальное напряжение срабатывания — 6,8 В;
Пределы настройки порога6,1…7,1 В (можно изменить под себя);
Минимальное рабочее напряжение4,5 В;
Максимальное рабочее напряжение16 В.

Печатные платы в формате .lay6 — 2 штуки


Размеры плат — 48×21 мм и 14×21 мм.

Длинная плата — сам индикатор, короткая — источник дежурного питания для «ВЭФа». На схемах они обозначены как A1 и A2.

Перечень элементов платы A1

Резисторы:
R1 — 5k6*, 0,125 Вт (1 штука). Зависит от цвета и желаемой яркости светодиода;
R2 — 200k, 0,125 Вт (1 штука);
R3 — 300k, 0,125 Вт (1 штука);
R4 — 22k, 0,125 Вт (1 штука);
R5
— 330k, 0,125 Вт (1 штука);
R6 — 20k, 0,125 Вт (1 штука);
R7 — 2k, подстроечный типа 3296 (1 штука);
R8 — 12k, 0,125 Вт (1 штука);
R9 — 2k2, 0,125 Вт (1 штука).

Конденсаторы:
C1 — 47 мкФ 25 В (1 штука);
C2 — 10 мкФ 25 В (1 штука);
C3 — 10 нФ 50 В (1 штука).

Диоды:
VD1, VD2 — 1N4148, DO-35 (2 штуки).

Транзисторы:
VT1 — BC547, TO-92 (1 штука).

Микросхемы:
DA1 — NE555P, DIP-8 (1 штука);
DA2 — TL431, TO-92 (1 штука).

Разъёмы:
XP1, XP2 — вилка XH-02A (2 штуки);
XS1, XS2 — розетка кабельная XH-02Y (2 штуки);
Штыри PLS-1 — 2 штуки;
Разъём BLS-01 — 2 штуки;
Контакты BLS — 2 штуки;
Контакты XH — 4 штуки.

Перечень элементов платы A2

Резисторы:
R1 — 510R, 0,125 Вт (1 штука);
R2 — 10k, 0,125 Вт (1 штука);
R3 — 3k, 0,125 Вт (1 штука).

Диоды:
VD1, VD2 — 1N4148, DO-35 (2 штуки).

Микросхемы:
DA1 — TL431, TO-92 (1 штука).

Разъёмы:
XP3 — вилка XH-02A (1 штука);
XP4 — вилка NXW-02 (1 штука);
XS3 — розетка кабельная XH-02Y (1 штука);
XS4 — розетка кабельная NXG-02 (1 штука);
Разъём BLS-01 — 2 штуки;
Контакты BLS — 2 штуки;
Контакты XH — 2 штуки;
Контакты NXG-T — 2 штуки.

Универсальный индикатор


Больше никакого «зоопарка» — все платы и схемы унифицированы. Вот этот индикатор подойдёт куда угодно, надо только найти место для его светодиода. При желании VD2 можно заменить перемычкой — он здесь только для совместимости, а свои 0,6 В от питания светодиода будет откусывать.

Все разновидности схемы внедряются в устройство после выключателя питания. Пока напряжение выше порогового — TL431 открыта. Она ворует весь ток, идущий через R9, и оставляет на своей третьей ножке около 2 вольт. Этого не хватает, чтобы запустился таймер NE555, поэтому светодиод не работает. Когда же напряжение просядет до порогового — TL431 закроется. Таймер через R9 подключится к «плюсу» питания, начав генерировать импульсы. Их частота и скважность определяются элементами R4, R5 и C2. Удобнее всего их высчитывать на калькуляторе. Таймер, в свою очередь, управляет транзисторным ключом VT1. Плавность включения светодиода определяется элементами C1 и R3, плавность выключения — R2 и C1 (больше номиналы — медленнее реакция). Если плавное включение не нужно — выбрасывайте C1, а R3 уменьшайте до 33…51 кОм. Яркость светодиода зависит от номинала R1.

Я для двух литиевых батарей (8,4 В) выбрал порог срабатывания 6,8 В. Чтобы его настроить, надо честно ответить на один вопрос:


Если вы любите заморачиваться, то:
1) установите «подстроечник» R7;
2) запитайте плату от напряжения, которое считаете пороговым;
3) установите на 1-й ноге TL431 напряжение 2,495 В — при этом начнёт мигать светодиод;
4) зафиксируйте ротор подстроечника цапонлаком;
5) чтобы переделать плату на другое пороговое напряжение — пересчитайте делитель на калькуляторе. Маленькая подсказка: сейчас на схеме реализовано включение «Компаратор-3». Если установить рядом с R7 перемычку R7.2, то это приведёт схему ко включению «Компаратор-1». Оно удобнее — резисторы делителя рассчитываются калькулятором, их не надо подбирать.

Если же заморачиваться не любите, то:
1) замените «подстроечник» двумя перемычками R7.1 и R7.2;
2) резисторы R6 и R8 посчитайте на калькуляторе. Подойдёт включение «Компаратор-1», в котором R3max и R3* установлены в нули. Более того — вместо перемычек можно вертикально поставить резисторы меньшего номинала, чтобы получить экзотическое сопротивление. Например, 96,6 или 53,2 кОм. Однако я бы не советовал устанавливать резисторы выше 100 кОм, в особенности — R6. Да, высокоомный делитель поможет сэкономить немного тока из батареи, но заодно сдвинет порог настройки. Я писал об этой особенности в статье про компаратор. А ещё будет очень сложно выставить 2,495 В — на время измерений сопротивление вольтметра войдёт в состав R8 и сдвинет напряжение вниз. Чтобы совсем не заморачиваться — не увеличивайте R6 выше 33…51 кОм.

Индикатор сети/разряда батареи для VEF 317, VEF 214

Для «уличного» VEF 317 и заводского VEF 214 я захотел оставить светодиод оригинальным. В этом случае он должен выполнять две функции: быть индикатором сети и быть индикатором разряда. Со вторым всё просто и неизменно, а для первого на плату А1 пришлось добавить диод VD2. Теперь можно подать 6…12 В в точки «1» и «2», чтобы светодиод работал постоянно. Этим как раз и занимается плата А2 — источник дежурного питания. Он выдаёт 10,8 В — как блок питания, дополненный стабилитроном. Эти напряжения должны быть равны, чтобы светодиод работал одинаково ярко на включённом и выключенном приёмнике.

Плату темброблока надо немного переделать:
— перенести светодиод на плату индикатора А1;
— заменить резистор R1 (1k2) перемычкой;
— вывести с точек «1» и «2» (в прошлом анод и катод светодиода) напряжение индикации сети на вход платы A2.

Теперь остаётся соединить точки «1» и «2» платы А2 с точками «1» и «2» платы А1. И светодиод сможет работать в двух режимах: постоянно светиться при работе от сети и моргать при разряженной батарее. Есть, однако, две тонкости:

1) за счёт C1 при подключении сетевого питания индикатор на секунду задумывается, прежде чем включиться;
2) индикатор светится заметно ярче при питании от БП или дежурного источника (10,8 В), чем при срабатывании от разряженных батарей (6,8 В). Поэтому комфортную яркость лучше настраивать по сетевому питанию — чтобы  и днём было заметно, и ночью не слепило. Индикация разряда получится уже по остаточному принципу.

Индикатор сети/разряда батареи для VEF 216


«ВЭФ 216» отличается от других приёмников способом подключения светодиода. Напряжение индикации сети с блока питания A3 попадает в точку «35» главной платы А4. Светодиод подключён к ней через пару XP8-XS8, а ограничивающий резистор R78 (1k2) запаян одним концом на «землю». Чтобы использовать это на всю катушку и не распахивать плату паяльником, я переделывал выходной каскад индикатора. Из ключа он превращался в эмиттерный повторитель с его главной особенностью: напряжение на нагрузке равно напряжению на базе транзистора. Это здорово усложняло настройку — напряжение зависит от NE555 и порога, на который настроена TL431. К тому же, пришлось бы пересчитывать резисторы на плате A2. В этот раз я решил отвязать светодиод от «земли» и включить его в коллектор транзистора — как на индикаторе «317-го». И пусть наш технолог Саня гордится, как я унифицирую похожие изделия.


На главной плате «ВЭФа» надо удалить R78 (1k2) и соединение от главного фильтра C2 до точки «35». Это позволит подвести провода от выхода индикатора к разъёму XP8-XS8. Дежурный источник питания A2 удобнее всего подключить всё к тому же C2.


Индикатор остался там же, где и все предыдущие, а источнику дежурного питания нашлось место неподалёку. Обе платы сидят на толстом слое термоклея. Крепление вполне надёжное и обратимое — когда понадобится снять модули, то поможет фен. Немного прогрев детали, надо подковырнуть их плоской отвёрткой или провести ретракцию стоматологическим шпателем — действие зависит от инструмента.


И вот он, утерянный оттенок из 2014-го! Я по-прежнему предпочитаю сетевому шнуру аккумуляторы, но хотя бы могу видеть этот красивый цвет, когда они садятся.

Запись опубликована в рубрике Печатные платы, Радиоприемники, Электроника с метками , , , , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

1 отзыв на “Моргающий индикатор разряда аккумулятора — часть 4

  1. Александр:

    Здравствуйте. R3 = 300kOm заменил на составное сопротивление 100+200 k. В середину подключил VD1. Теперь яркость светодиода можно отрегулировать для каждого режима.

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s