이 게시물은 연결된 부하에 의한 배터리 전력 사용량을 모니터링하고 배터리의 대략적인 남은 백업 시간을 추정하기위한 배터리 백업 시간 표시기 회로를 설명합니다. 이 아이디어는 Mehran Manzoor 씨가 요청했습니다.
회로 목표 및 요구 사항
- 컴퓨터 백업 (또는 배터리)의 남은 시간을 보여주는 회로를 원합니다. 백업 시간을 쉽게 보여줍니다.
- 전기없이 일하면서 일하는 시간을 알면서 컴퓨터에 사용됩니다.
- 7 개의 세그먼트 디스플레이의 도움으로 시간이 표시됩니다.
4 개의 LED 백업 표시기 사용
7 세그먼트 LED 디스플레이는 회로를 상당히 복잡하게 만들 수 있으므로 4 개의 LED 표시기를 사용하여 설계를 구현하려고합니다. 다른 LED를 추가하여 8 개의 LED로 쉽게 업그레이드 할 수 있습니다 LM324 비교기 단계
주어진 부하를 작동하기 위해 배터리 작동이 관련 될 때마다 배터리의 백업 시간을 아는 것은 시스템에서 중요한 요소가됩니다.
그러나 백업 시간 표시기는 대부분의 경우에도 제공되지 않습니다. 고급 배터리 충전기 장치 , 사용자가 관련 배터리 내에서 남은 백업 전력을 인식 할 수 없습니다. 이러한 어려운 상황에서 사용자는 시행 착오 방법을 통해 전체 방전 시간을 추측 할 수 있습니다.
여기에 제시된 배터리 백업 시간 표시 회로의 설계는 위의 요구 사항을 충족하도록 설계되어 사용자가 배터리에 연결된 부하의 소비 상태는 물론 백업 시간을 시각적으로 지속적으로 모니터링 할 수 있습니다.
회로도
회로 작동
위의 다이어그램을 참조하면 제안 된 구현을 위해 두 단계로 구성된 설계를 볼 수 있습니다.
디자인의 왼쪽은 4 LED 배터리 상태 표시기 회로 opamp LM324를 사용하여 오른쪽은 순차 LED 도트 / 바 모드 드라이버 IC 인 IC LM3915를 중심으로 구성됩니다.
IC LM324의 연산 증폭기는 IC LM3915의 출력에서 파생 된 반전 입력 전압 레벨을 참조하여 배터리의 전압 레벨을 감지하기위한 비교기로 배선됩니다.
12V 배터리의 경우 P1은 약 11V에서 흰색 LED를 활성화하도록 설정되고, P2는 약 12V에서 노란색 LED를 활성화하도록 설정되고, P3은 약 13V에서 녹색 LED를 비추도록 설정되며, 동일하게 P4는 전원을 켜기 위해 조정됩니다. 약 14V에서 빨간색 LED.
이는 모든 LED가 계속 켜져있을 것으로 예상되는 12V 배터리의 완전 충전 레벨 인 14V에서 의미합니다.
사전 설정 설정
위의 프리셋 설정은 LM3915의 핀 # 1이 활성화 된 상태에있는 상황에서 달성 된 전압 레벨을 참조하여 수행됩니다.
핀 # 1은 핀 # 5의 최소 전압을 기준으로 활성 상태로 설정된 IC LM3915의 첫 번째 출력 핀입니다. 즉, 핀 # 5 전압이 증가하면 활성화 시퀀스가 핀 # 1에서 다음 핀 # 18로, 그다음 핀 # 17로, 마지막으로 IC의 마지막 핀아웃 인 핀 # 10까지 계속됩니다. 이는 핀 # 5에 도달 한 최대 전압 감지 범위를 나타냅니다.
위의 동작은 직렬 연결된 다이오드와 표시된 핀아웃에 걸쳐 전압 강하를 증가시키기 위해 적절하게 선택된 제너 다이오드로 인해 핀 # 1에서 핀 # 10까지 다양한 (증가하는) 기준 레벨을 활성화합니다. 이러한 전압 강하는 핀 # 1에서 핀 # 10까지 각각 0.6V에서 5.7V 사이로 예상 될 수 있습니다.
위의 순서가 진행되는 동안 핀아웃 활성화가 한 핀에서 다음 핀으로 점프합니다. 즉, 감지 순간에 하나의 핀아웃 만 활성 상태로 유지됩니다 (핀 # 9가 연결되지 않았거나이 조건에 대해 열려 있는지 확인하십시오).
핀 # 5는 Rx로 부착 된 것을 볼 수 있습니다. 전류 감지 저항입니다 부하 음극 및 배터리 음극과 직렬로 연결됩니다.
따라서 부하 소비에 해당하는 Rx에 걸쳐 작은 전위차가 발생하고 부하 소비가 증가함에 따라 증가합니다.
부하 소비에 따라 LM3915의 해당 출력 핀 중 하나가 활성화되고 (논리 낮음) 모든 LM324 opamp 반전 핀에 대한 순시 기준 전압 레벨이 설정됩니다.
opamp와 연결된 LED는 배터리의 전압을 부하 전류에 대한 기준, 즉 LM3915 출력 핀 활성화에 대한 기준 레벨 정보와 비교하여 켜집니다.
이는 opamp가 부하에 의한 사용량과 관련하여 배터리의 예상 전력을 대략적으로 계산하고 LED 조명을 통해 동일하게 표시하는 데 도움이됩니다.
소비가 증가함에 따라 LED가 꺼져 부하에 의한 사용량이 증가하고 배터리에 남은 백업 시간이 줄어 듭니다.
반대로 부하가 최소 전력을 소비하는 경우 opamp는 관련 LED의 조명을 통해 남은 배터리 백업 시간이 더 긴 것을 나타내는 LM3915 출력 핀에서 상대적으로 낮은 기준 전압 레벨을 획득 할 수 있습니다.
회로 설정 방법
Rx는 IC LM3915의 핀 # 1이 Rx에 걸쳐 최소 전압 레벨에서 활성화 (논리 로우)되도록 선택됩니다. 이는 부하에 대해 상대적으로 낮은 전력 더미 부하를 연결하여 수행 할 수 있습니다.
LM3915의 5 번 핀과 관련된 10K 프리셋은 위의 결과를 미세 조정하는 데 사용할 수 있습니다.
다음으로, 더 높은 전류를 소비하도록 정격 부하를 연결하거나 배터리의 최대 안전 방전 한계에 해당하는 부하를 연결하여 더 높은 범위를 선택할 수 있습니다.
이제 10K 사전 설정을 조정하여 위의 부하 핀 10 번 IC가 활성화되도록 할 수 있습니다 (로직 로우). 이 설정은 이전 설정에 영향을 줄 수 있으므로 결과와 함께 중간 유리한 조건에 도달 할 때까지 추가 조정이 필요할 수 있습니다.
LM324의 사전 설정은 기사의 앞부분에서 설명한대로 조정할 수 있으며, IC LM3915의 핀 # 1에서 얻은 참조를 사용하고 기사의 위 섹션에 제공된 설명에 따라 A1에서 A4 사전 설정을 설정하여 간단히 수행됩니다.
제안 된 배터리 백업 시간 표시 회로에 대한 부품 목록.
P1 --- 4 = 모두 10k 사전 설정
R1 ---- R4 = 1K
R5 = 10,000
Z1, Z2, Z3 = 3V 제너, 1/2 와트
Z4 = 4.7V 제너, 1/2 와트
Z5, Z6 = 5.1V 제너
모든 다이오드는 1N4148입니다.
나머지 정보는 다이어그램에 나와 있습니다.
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