No Image

Самодельный тестер для батареек

0 просмотров
21 января 2020

Простой тестер для свинцовых АКБ.

Автор:
Опубликовано 01.01.1970

Простейший тестер свинцовых 12-вольтовых аккумуляторов можно собрать за пару часов.
Он состоит из вольтметра с растянутой шкалой и отключаемой нагрузки — она необходима для оценки заряда аккумулятора.
Дело в том, что, просто замерив напряжение на зажимах батареи, нельзя судить о её годности. Тестер с нагрузкой позволяет быстро оценить состояние аккумулятора "годен — негоден" или ориентировочный заряд аккумулятора. Прибор может быть полезен при покупке аккумуляторов в магазине, где могут подсунуть старый залежавшийся аккумулятор, или мастерам сервисных центров, занимающимся ремонтом источников бесперебойного питания.
Схема тестера представлена на рисунке.

Принцип работы этого вольтметра основан на вычитании какого-то напряжения из измеряемого входного. В данной схеме, от напряжения аккумулятора вычитается напряжение стабилизации диодов D1 и D2 — 6,2+3,9=10,1В. Оставшиеся 2В отображаются головкой миллиамперметра с помощью транзистора Q1. Шкала вольтметра — 10:13В, показания 10 и 13В соответствуют крайним положениям стрелки. Микросхема 7805 является источником стабилизированного напряжения для миллиамперметра.

Работают с прибором следующим образом: подключают аккумулятор 12В емкостью 2. 12А/ч и наблюдают или максимальные показания стрелки, если батарея заряжена, или пониженные показания, если батарея разряжена. Разряженная батарея может означать просто "севший" аккумулятор, а если аккумулятор длительное время находился в разряженном состоянии, то у него может быть утеряна емкость, и работоспособность такого аккумулятора уже не восстановить.
В случае, если аккумулятор заряжен (стрелка на максимуме), включают нагрузку выключателем S1 и наблюдают уменьшение показаний стрелки. Так как шкала вольтметра — всего 10. 13В, стрелка будет показывать уменьшение показаний сравнительно быстро. Если у аккумулятора емкость нормальная, его напряжение остановится на уровне 11. 11,5В (на середине шкалы или чуть побольше) и дальше разряд аккумулятора будет проходить медленно. Если же у аккумулятора потеряна емкость или он разряжен, стрелка быстро уйдет до нулевых показаний.

Нагрузкой аккумулятора является резистор R5, это проволочная спираль сопротивлением 2,5:3,5 Ом. В образцовом устройстве спираль намотана нихромовым проводом диаметром 0,5мм. Сопротивление подбирают омметром, вычитая из показаний омметра сопротивление замкнутых щупов.

Для настройки потребуется регулируемый блок питания. Выставив на блоке напряжение 13В, подключают его к схеме и резистором R6 выставляют показания стрелки на максимальное положение. Далее, уменьшая напряжение с блока питания, наблюдают уменьшение показаний и нулевое положение стрелки при входном положении примерно 10:10,5В. По блоку питания можно градуировать шкалу головки на напряжение с шагом 0,5В или более точно.

Сборку устройства можно выполнить навесным монтажом на клеммах измерительной головки или на печатной плате. Микросхема не требует установки на радиатор. Нагрузку R5 необходимо вывести снаружи блока — на ней рассеивается мощность около 50Вт, и она может оплавить корпус.
Стабилитроны можно заменить любыми или одним на напряжение 9-10В. Диод D3 — КД522 или любой на ток не менее 50мА. Транзистор — 2PC945, КТ3102. Измерительная головка — М42301 или любая головка амперметра без встроенного шунта. Выключатель — на ток не менее 10А.
Прибор не боится переполюсовки напряжения — по цепи транзистора напряжение слишком мало, а микросхему от переполюсовки спасает диод D3.
Входные провода можно снабдить зажимами типа "Крокодил" или разъемами под аккумулятор.

Андрей Шарый, E-mail andrij_s (at) mail.ru
с.Кувечичи, Черниговская область, Украина

В наше время рынок заполнен самыми разнообразными батарейками: дорогими, дешевыми, хорошими и не очень, свежими и не совсем. Для определенности далее словом "батарейка" будем называть гальванический элемент на 1,5 В типоразмеров от ААА до D, другие типы в этой статье рассматривать не станем ввиду значительно меньшего объема продаж. Продавцы этих самых батареек при продаже проверяют их мультиметром, измеряя ЭДС. При такой проверке даже самые несвежие элементы выглядят довольно неплохо: мультиметр регистрирует напряжение 1,5 В, как и написано на батарейке, но часто при установке в плеер или радиоприемник такая батарейка работает очень мало, либо вообще не работает, потому как под нагрузкой дать даже 1,4 В не в состоянии.

Читайте также:  Резиновые ремни для мебели

Для оперативной диагностики состояния разряда батарейки надо измерять напряжение на ней под нагрузкой, тогда результат будет правдоподобным. Но всегда брать с собой мультиметр с резистором на рынок неудобно, значительно практичнее использовать какой-нибудь пробник. Более того, значительная часть потребителей вообще с тудом отличает напряжение от силы тока и обмануть их может практически любой нечестный продавец.

В литературе описано немало довольно неплохих пробников-индикаторов для проверки батареек и аккумуляторов, представляющие собой по сути вольтметры с цветовой светодиодной индикацией напряжения и нагрузочным резистором [1], но и указанный, и все остальные аналогичные устройства имеют общий недостаток: они нуждаются в дополнительном источнике питания от 6 В и выше для питания логических и измерительных цепей, что делает их эксплуатацию несколько неудобной и дорогой.

В предлагаемом устройстве нет собственного источника питания, он питается непосредственно от проверяемой батареи напряжением 1,5 В. Это стало возможным благодаря применению преобразователя напряжения, обеспечивающего ОУ двуполярным напряжением +/- 3 В при питании всего от 1,5 В.

Рисунок 1 Принципиальная схема тестера для батареек

Работает устройство следующим образом:

Сразу при подключении испытуемой батарейки к щупам устройства Х1 и Х2 с соблюдением полярности начинает работать генератор на VT1 и VT2. Не знаю точно автора схемы такого преобразователя, но встречается она в публикациях довольно давно, мне впервые встретилась в [3]. Переменное напряжение частотой около 20 кГц выпрямляется диодным мостом VD1-VD4, пульсирующее напряжение фильтруется емкостями С2 и С3, стабитроны ограничивают рост выпрямленного напряжения при малых нагрузках. Таким образром из 1,5 В получаем стандартное двуполярное питание для ОУ относительно общего провода (соединен с "-" проверяемой батареи) порядка +/- 3-3,5 В.

На операционных усилителях реализованы два компаратора без гистерезиса, нагруженные на двухцветный светодиод. Компараторы соединены таким образом, что при напряжении батарейки более 1,5 В под нагрузкой светится только "зеленый" кристалл светодиода. Напряжение батареи при этом (оно приложено к выводам 1 и 6 ИМС относительно общего провода) оказывается выше образцового на прямом входе DA1.1 (вывод 2), равного точно 1,5 В и потому на выходе этого ОУ появляется отрицательное напряжение, ток через "красный" переход светодиода не течет. На выходе же второго ОУ DA 1.2 оказывается положительное напряжение, потому что образцовое напряжение 1,4 В подано на его инверсный вход, таким образом светодиод VD9 светится зеленым цветом. При снижении напряжения ниже 1,5 В но не ниже 1,4 В светятся уже оба кристалла светодиода, создавая желто-оранжевый цвет свечения. При напряжении менее 1,4 В светодиод горит красным цветом. Если елемент питания совсем разряженный, то он не в состоянии создать ток, достаточный для работы преобразователя напряжения, и тогда светодиод не светится вообще. Такое схемное решение отличается от традиционных отсутствием дополнительной обработки сигналов компараторов логическими элементами, что существенно упрощает схему.

Читайте также:  Роза сорт пестрая фантазия

Отдельно скажу о формировании опорного напряжения. Поскольку довольно проблематично найти стабилитрон или стабистор с напряжением стабилизации 1,5 — 1,7 В да еще и с малой зависимостью напряжения стабилизации от температуры было решено использовать аналог низковольтного стабилитрона на транзисторах [2]. Хотя данное решение нельзя назвать простым, но все детали, использованные для аналога стабилитрона сейчас очень дешевы, а электрические параметры получаются значительно выше любого готового стабилитрона. Для достижения максимальной термостабильности можно попробовать точнее подобрать цепочку VD5, VD6. Тут возможны варианты: один или два германиевых диода, один германиевый, другой кремниевый и т.п. У автора при деталях, указанных на схеме получился такой результат стабильности опорного напряжения: 1502 мВ при температуре +50 градусов цельсия и 1498 мВ при -30 градусах.

О деталях.

Схема не критична к деталям, можно применять практически все, что давно валяется без дела. Нежелательно только менять VT1 и VT2, поскольку немногие pnp-транзисторы имеют такое малое напряжение насыщения как КТ209. Трансформатор изготавливают самостоятельно. Он содержит одну обмотку из 80 витков с отводами через каждые 20 витков. Получаются по сути 4 одинаковые обмотки соединенные последовательно. Все мотают внавал проводом диаметром 0,2 — 0,3 мм на ферритовом кольце К10х6х3 из феррита 2000НМ. Если лень мотать 80 витков, можно сложить жгут из 4 проводов и им намотать 20 витков, но тогда придется повозиться с правильным последовательным соединением частей обмотки в единое целое.

Диоды VD1-VD4 — кремниевые, высокочастотные например, КД522, КД521, КД503, 1N4148 и им подобные. VT3, VT4 могут быть любыми малогабаритными кремниевыми транзисторами. Сдвоенный операционный усилитель может быть заменен парой одинарных ОУ. Главное, чтобы выходные каскады ОУ допускали непосредственное подключение светодиодов, тоесть обеспечивали выходной ток более 10 мА. Двухцветный светодиод можно заменить двумя отдельными светодиодами разного цвета.

Настройка прибора

Настройка заключается в первую очередь в установке опорного напряжения на выводе 2 ИМС равном 1,5 В. Это сделать довольно легко подстроечным резистором R5, который после настройки все же лучше заменить постоянным точно такого же сопротивления. Проще сначала подстроечник установить вместо всей цепочки R4R5, а потом из двух резисторов скомбинировать нужное сопротивление. Далее резистором R10 устанавливают необходимый ток нагрузки (ток потребления всего устройства), которым хотят тестировать батарейку. Обычно этот ток устанавливают в пределах 80 — 100 мА для проверки батарей типоразмера АА, что соответствует нагрузке плеера или какой-нибудь игрушки. Если в качестве R10 применить резистор сопротивлением 1,5 — 2 Ом, то можно отобрать достойные батарейки для фотоапарата, ток потребления которого в момент начала заряда фотовспышки может достигать 3 А.

Если светодиод обладает повышенной светоотдачей, то сопротивление резисторов R11 и R12 можно увеличить до 200 — 300 Ом.

Конструкция

Все детали устройства размещаются на печатной плате из одностороннего фольгированого стеклотекстолита размером 35х45 мм, которая помещается в подходящую пластмассовую коробочку. Щуп Х1 представляет собой контактную площадку, наклеенную на корпус устройства, рядом с ней наносят маркировку "+". Х2 — гибкий провод сечением 0,5 мм2 длиной примерно 10 см со снятой на конце изоляцией.

Читайте также:  Рапсодия плитка для ванной

Рисунок 2 Чертеж печатной платы и схема расположения элементов

Работа с прибором очень проста: проверяемую батарейку присоединяют согласно полярности к устройству, если при этом светодиод загорается зеленым цветом — батарейка "свежая", если желто-оранжевым — допустимо разряженная, красным — практически разряжена, отсутствие свечения — полный разряд. Если случайно спутать полярность, устройство просто не работает, из строя не выходит. Не следует пытаться проверить этим пробником батареи с другим напряжением! Оно рассчитано только на проверку батареек с напряжением 1,5 В.

Описанный тестер можно приспособить и для проверки никель-кадмиевых и никель-металлгидритных аккумуляторов размера АА и ААА, только надо изменить опорное напряжение и установить его равным 1,28 В. Возможно понадобиться также увеличить количество витков в первой и последней секции обмотки трансформатора намотав его по схеме 25+20+20+25. Установив вместо R10 набор сопротивлений с переключателем можно получить универсальный тестер с возможностью нагружать батарейки разными токами.

Литература

  1. Тестер Роберта Кнора // РадиоХобби №4 1998 с.20 (Дайджест)
  2. И. Александров Регулируемый аналог стабилитрона // Радио, №11 1993 с.39; РадиоАматор, №2 1994 с.14
  3. Н.Хухтиков Зарядное устройство // Радио №5 1993 с.37

Как известно, проверка биполярных транзисторов путем прозвонки тестером переходов между электродами не гарантирует их работу в режиме усиления сигнала. Если нет прибора, измеряющего коэффициент усиления, для быстрой проверки работоспособности биполярных транзисторов в активном.

На основе таймера можно выполнить простой пробник для прозвонки цепей монтажа. В принципе, в качестве пробника может работать любой звуковой генератор, вырабатывающий периодические колебания, если в разрыв его цепи питания подключать контролируемую .

Тиристоры можно проверить с помощью омметра, замеряя сопротивление анод-катод полупроводникового прибора так, чтобы отрицательный вывод омметра был подключен к аноду, а положительный к катоду. Омметр должен показать сопротивление от 100 кОм до бесконечности в зависимости от типа .

В радиолюбительской практике не так уж часто возникает необходимость в применении полевых транзисторов, поэтому многие радиолюбители обычно не утруждают себя постройкой приборов для измерения их основных параметров. Между тем современные полевые транзисторы обладают рядом.

Иногда приходится отыскивать неисправности силовой электрической проводки, не отключая напряжение. После нескольких экспериментов родился прибор, схема которого представлена ниже. Соответственно это узел генератора низкой частоты с возможностью выбора частоты.

В публикации изображен обычный двухкаскадный усилитель НЧ прямого усиления. Казалось бы, что в нем особенного? Да ничего. Такие усилители использовались в оконечных трактах радиоприемников, магнитофонов и прочих аппартов в прошлом веке. Однако сегодня такая.

В электроизмерительных приборах непосредственной оценки чаще всего используются подвижные указатели, перемещение которых напрямую связано со значением измеряемой величины. Это приборы электромагнитной, электродинамической, электростатической, магнитоэлектрической .

Он предназначен в основном для проверки биполярных транзисторов и измерения их статических коэффициентов передачи тока h21Э. Предусмотрена и возможность использования его для проверки исправности диодов. Схема прибора приведена ниже. Показанное на схеме.

Схема и монтажная плата устройства для проверки диодов. С помощью этого устройства можно быстро проверить исправность полупроводникового диода и определить его полярность. На элементах DD1.1 — DD1.3 собран генератор.

Для проверки деталей, правильности монтажа, исправности электрических цепей обычно используют стрелочные измерительные приборы — омметры. В тех случаях, когда точность измерений не имеет особого значения, удобно пользоваться пробником со световой .

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
No Image Строительство
0 комментариев
Adblock detector