Para um do passado caseiro «Lâmpada noturna com interruptor acústico"Recebeu um comentário com sugestões interessantes para finalizar o design.
Como o indicador de descarga da bateria (parágrafo 3 do comentário) é aconselhável para uso em qualquer dispositivo eletrônico autônomo, para excluir falhas inesperadas ou falha do equipamento no momento mais inoportuno quando a bateria estiver fraca, a fabricação do indicador de descarga é feita em um artigo separado.
O uso de um indicador de descarga é especialmente importante para a maioria das baterias de lítio com uma tensão nominal de 3,7 volts (por exemplo, os 18650 que são populares hoje em dia e baterias de íon de lítio semelhantes ou comuns de telefones substituídos por smartphones), porque eles “detestam” uma descarga abaixo de 3,0 volts e falham ao mesmo tempo. É verdade que a proteção de emergência contra descargas profundas deve ser incorporada à maioria delas, mas quem sabe que tipo de bateria está em suas mãos até que você a abra (a China está cheia de mistérios).
Mas, o mais importante, gostaria de saber com antecedência que tipo de carga está disponível atualmente na bateria usada. Então poderíamos conectar o carregamento a tempo ou colocar uma bateria nova, sem esperar pelas tristes conseqüências. Portanto, precisamos de um indicador que avise antecipadamente que a bateria estará completamente descarregada em breve. Para implementar esta tarefa, existem várias soluções de circuitos - de circuitos em um único transistor a dispositivos sofisticados em microcontroladores.
No nosso caso, propõe-se fabricar um simples indicador de descarga de bateria de lítio, que seja facilmente montado faça você mesmo. O indicador de descarga é econômico e confiável, compacto e preciso na determinação da tensão controlada.
Circuito indicador de descarga
O circuito é feito usando os chamados detectores de tensão. Eles também são chamados de monitores de tensão. Estes são microchips especializados projetados especificamente para controle de tensão. As vantagens inegáveis dos circuitos nos monitores de tensão são o consumo de energia extremamente baixo no modo de espera, bem como sua extrema simplicidade e precisão. Para tornar a indicação de descarga ainda mais perceptível e econômica, carregamos a saída do detector de tensão com um LED piscando ou um "pisca-pisca" em dois transistores bipolares.
O detector de voltagem (DA1) PS T529N usado no circuito conecta a saída (terminal 3) do microcircuito a um fio comum, enquanto reduz a voltagem controlada da bateria para 3,1 volts, incluindo a fonte de alimentação do gerador de pulsos de ciclo de serviço alto. Ao mesmo tempo, um LED super brilhante começa a piscar com um período: pausa - 15 segundos, flash curto - 1 segundo. Isso reduz o consumo atual para 0,15 ma durante uma pausa e 4,8 ma durante um flash. Quando a tensão da bateria é superior a 3,1 volts, o circuito indicador praticamente desliga e consome apenas 3 μa.
Como a prática demonstrou, o ciclo de exibição indicado é suficiente para ver o sinal. Mas, se desejar, você pode definir um modo mais conveniente, selecionando um resistor R2 ou um capacitor C1. Devido ao baixo consumo de corrente do dispositivo, não é fornecido um interruptor de tensão de alimentação separado para o indicador. O dispositivo está operacional ao reduzir a tensão de alimentação para 2,8 volts.
Fabricação de carregador
Adquirimos ou selecionamos os componentes disponíveis para montagem, de acordo com o esquema.
Para verificar a operacionalidade do circuito e suas configurações, coletamos o indicador de descarga na placa de circuito universal. Por conveniência de observação (alta frequência de pulso), durante o teste, substituímos o capacitor C1 por um capacitor de menor capacidade (por exemplo, 0,47 microfarads). Conectamos o circuito à fonte de alimentação com a capacidade de ajustar suavemente a tensão CC na faixa de 2 a 6 volts.
Abaixe lentamente a tensão de alimentação do indicador de descarga, começando em 6 volts. Observamos o valor da tensão em que o detector de tensão (DA1) liga e o LED pisca. Com a seleção correta do detector de tensão, o momento de comutação deve ocorrer na região de 3,1 volts.
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Recortamos a peça necessária para instalação na placa de circuito impresso universal, processamos cuidadosamente as bordas da placa com uma lima, limpamos e arrumamos as faixas de contato. O tamanho da placa recortada depende das peças usadas e seu layout durante a instalação. As dimensões da placa na foto são 22 x 25 mm.
Com um resultado positivo na operação do circuito na placa de circuito, transferimos as peças para a placa de trabalho, soldamos as peças, executamos a fiação ausente das conexões com um fino fio de montagem. No final da montagem, verificamos a instalação. O circuito pode ser montado de qualquer maneira conveniente, incluindo montagem montada.
Verificamos o desempenho do circuito indicador de descarga e suas configurações conectando o circuito à fonte de alimentação e depois à bateria em teste. Quando a tensão no circuito de potência é inferior a 3,1 volts, o indicador de descarga deve acender.
Em vez do detector de tensão PS T529H (DA1) usado no circuito para uma tensão controlada de 3,1 volts, é possível usar microcircuitos similares de outros fabricantes, por exemplo, BD4731. Este detector possui um coletor aberto na saída (conforme indicado pelo dígito adicional "1" na designação do microcircuito) e também limita independentemente a corrente de saída a 12 mA. Isso permite conectar um LED diretamente a ele, sem limitar os resistores.
Também é possível usar detectores com uma tensão de 3,08 volts no circuito - TS809CXD, TCM809TENB713, МСР103Т-315Е / ТТ, САТ809ТТВI-G. Os parâmetros exatos dos detectores de tensão selecionados são desejáveis para esclarecer em sua folha de dados.
Da mesma forma, você pode aplicar outro detector de voltagem a qualquer outra voltagem necessária para o funcionamento do indicador.
A solução para a segunda parte da pergunta no parágrafo 3 do comentário acima - a operação do indicador de descarga somente na presença de iluminação é adiada pelos seguintes motivos:
- a operação de elementos adicionais no circuito requer energia adicional da bateria, ou seja, a economia do circuito sofre;
- o funcionamento do indicador de descarga durante o dia, na maioria das vezes, é inútil, porque não há “espectadores” na sala e, à noite, a bateria pode acabar;
- o indicador é mais brilhante e mais eficiente no escuro, e há um interruptor para desligar rapidamente o dispositivo.
A aplicação proposta no parágrafo 2 do comentário não foi considerada pelo amplificador operacional doméstico, devido à depuração dos modos de operação do circuito em correntes mínimas, no processo de ajuste fino na placa de circuito.
Para resolver o problema de acordo com a p.1 comentário, alterou ligeiramente o circuito do dispositivo “Lâmpada noturna com interruptor acústico”. Para isso, liguei o barramento de força positivo do relé acústico através de um inversor no VT3, com o controle de um relé fotográfico em constante funcionamento.
Assim, adicionando duas partes (marcadas com uma figura oval na placa de circuito), conseguimos desligar parcialmente o relé acústico durante o dia. Desligamento parcial porque os vários elementos de ambos os microcircuitos funcionam tanto no relé acústico quanto no fotovoltaico, mas têm uma fonte de alimentação comum, portanto, não são completamente desligados. No entanto, há algum efeito na economia de energia.
Antes da revisão, o circuito do dispositivo consumia 1,1 ma no modo de espera.
Após o refinamento, o circuito do dispositivo consome tempo de espera durante o dia - 0,4 ma, no escuro - 1,7 ma (uma diferença de 0,6 ma é a carga de trabalho do VT3).
Assim, pode-se considerar que no verão o refinamento é justificado e proporciona economia, e no inverno (quando longas noites) é menos rentável. Mas existe uma solução simples - desviar o VT3 com um interruptor de duas posições "inverno-verão" ou "liga-desliga".