Индикатор напряжения бортовой сети автомобиля на светодиодах. Схема и описание. Вольтметр-индикатор бортовой сети автомобиля Измеритель напряжения бортовой сети автомобиля схема

Прибор подключается к бортовой сети автомобиля и предназначен для оперативного определения ее состояния по четырем светодиодам. Которые индицируют следующие напряжения:

Если перемигиваются два соседних светодиода, то напряжение находится на границах указанных интервалов. Взглянем на схему устройства, которое собрано всего на одной микросхеме:

Перед нами четыре операционных усилителя D1.1 – D1.4, включенных по схеме компараторов. Каждый из них с помощью резистивных делителей настроен на свой диапазон и управляет своим светодиодом. Контролируемое напряжение подается на инверсные входы усилителей, на прямых – образцовое напряжение, полученное с помощью простейшего стабилизатора (VD1, R7, С1) и резистивных делителей R1 – R6. Благодаря диодам VD2 — VD4 зажигание каждого следующего светодиода (снизу вверх) приводит к выключению предыдущего. Таким образом, в любой момент времени светится только один светодиод или не горит ни одного (напряжение ниже 11.7 В). Дроссель Т1 и конденсаторы С2, С3 образуют фильтр, устраняющий импульсную помеху по цепям питания устройства.

В устройстве можно использовать любые постоянные резисторы, которые желательно подобрать как можно точнее. Поскольку в стандартном ряду номинала 500 Ом нет, резистор R4 собран из двух резисторов по 1 кОм, включенных параллельно. Подстроечный резистор R5 – многооборотный, к примеру СП3-19а. Конденсаторы С2, С3 – К73-9 на рабочее напряжение 250 В, С1 – типа К10-17. На месте VD1 может работать любой стабилитрон типа Д818, но наиболее термостабильны с буквами Е, Д и Г. В качестве светодиодов можно использовать любые индикаторные с возможно меньшим током свечения (идеально — серия КИП). Диоды VD2 — VD4 – любые импульсные.

Дроссель выполнен на ферритовом кольце К10х6х3 из феррита 2000НМ1 и содержит две обмотки по 30 витков каждая, выполненные проводом ПЭЛШО-0.12. При включении дросселя очень важно включить обмотки согласованно (начало обмоток обозначено точками), иначе толку от него в качестве фильтра не будет. Налаживание прибора сводится к регулировке резистора R5, которым выставляют нижний порог индикации (ниже 11.7 В, HL4 только что погас) и, если это необходимо, подбору R1 по верхнему порогу (выше 14.8 В, HL1 только что загорелся). Все промежуточные диапазоны будут установлены автоматически. Ток потребления устройства должен оказаться в пределах 20 — 25 мА.

Так же, как скорость, уровень топлива, и давление масла, в каждом автомобиле желательно наличие индикатора напряжения бортовой сети. Широко используемые цифровые вольтметры достаточно большие, да и в нашем случае не требуется точное значения напряжения. Нам необходимо лишь знать, что аккумулятор разряжен, заряжен или присутствует перезаряд.

Нет ничего страшного, если при запуске стартера напряжение на аккумуляторных клеммах падает, но если в процессе движения оно слишком низкое, или при низких оборотах двигателя - не слишком большое, то это говорит о том, что мы имеем дело с проблемами бортового электрооборудования.

Для проверки уровня напряжение зарядки достаточно собрать одну из схем индикатора, который покажет, находится ли уровень бортовой сети в нужном интервале.

Устройство, схема которого показана на рисунке, позволяет определять четыре состояния напряжения в бортовой сети автомобиля: от 4 до 9 В - двухцветный светодиод светится желтым цветом (красный + зеленый); - светодиод светится красным светом; от 13 до 15 В - светодиод светится зеленым светом; выше 15 В - светодиод мигает красным и зеленым светом.

Основным элементом схемы является микросхема серии 511 (HLL-H102, FZH261). Она выбрана из условия непосредственного питания борта от сети автомобиля. По ГОСТ 3940-84 это напряжение составляет от 10,8 до 15 В. По паспортным данным на микросхему допускается напряжение питания от 10,8 до 20 В. Микросхема этой серии имеет большую помехозащищенность за счет применения в электрической схеме самой микросхемы диода Зенера с порогом напряжения 6 В, а также выходная цепь специальной конфигурации исключает выброс тока на выходе схемы при изменении выходного напряжения от уровня лог."0" до уровня лог."1". Схема устройства состоит из делителя напряжения и резисторов R1, R2, R3. Резисторы R4, R5 являются ограничителями тока для светодиодов, конденсатор С1 является времязадающим элементом генератора при напряжении, большим 15 В. Диод служит для того, чтобы не допустить переполюсовки, стабилитрон - для защиты схемы от перенапряжений.

Элементная база: резисторы R1, R2, R3 типа С2-29В 0,125 В; резисторы R4, R5 типа ОМЛТ 0,25 Вт; диод VD1 типа КД209, стабилитрон VD2 типа КС522В с напряжением стабилизации 20 В, конденсатор С1 типа К50-35 или иностранного производства емкостью 100 мкФ на 16 В. От емкости этого конденсатора зависит частота переключения красный-зеленый. Светодиод HL1 типа LHG3392. Прибор можно установить либо в комбинацию приборов, либо рядом с ней вывести лишь линзу светодиода для визуального наблюдения.

Рабочим напряжением бортовой сети автомобиля с 12 вольтовым аккумулятором считают диапазон значений от 11,7В до 14В. Выход за пределы этого диапазона череват проблемами, т. к при падение напряжения ниже 11,7В произойдет резкий разряд аккумулятора, а при превышении 14В начнется его перезаряд. Для контроля бортовой сети автомобиля предлагаю собрать простой индикатор состоящий из двух компараторов выполненных на одной микросхеме LM393 и трех светодиодов.

Текущее напряжение, снимается с делителя напряжения, построенного на сопротивлениях R2, R3, R4 и сравнивается с опорным, на стабилитроне VD1). Нормальное напряжение - горит зеленый светодиод, больше 14В - красный, и желтый светодиод загорается если напряжение опустится ниже 11,7В

Сердце схемы микросхемы TCA965, нескольких сопротивлений и три светодиода. Все радиокомпоненты легко помещаются на маленькой печатной плате, которую можно легко установить в разъеме прикуривателя.

Измеряемое напряжение с батареи следует на вход W CENTER. Затем делится на четыре на делителе R1/R2. При тех значениях сопротивлений, что показаны на схеме мы имеем:

При повышении напряжения:
0…11,66 В - горит светодиод D1
11,66…14,46 В - D2
11,46…20 В - D3 При понижении:
20…14,34 В - D3
14,34…11,54 В - D2
11,54….0 В - D1

Чтоб, исключит мерцание под воздействием помех, используется конденсаторный фильтр на C1.

Многоуровневый индикатор напряжения на ОУ

Это схема также используется для контроля за состоянием бортовой сети и позволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора, не допуская ее разряд более чем на половину. Данный индикатор с очень высокой точностью контролирует уровень напряжения батареи и информирует водителя о ее состоянии.

Схема устройства выполнена всего на одной отечественной микросборке К1401УД2А и состоит из четырех компараторов на операционных усилителях, которые при помощи светодиодов HL1...HL4 сообщают водителю о текущем уровне напряжения в одном из интервалов. По одномоментному горению сразу двух индикаторов (или их "перемаргиванию") можно точно вычислить момент нахождения напряжения аккумуляторной батареи на границе между интервалами.

Если ни один из светодиодов не горит, то это говорит только о том, что напряжение аккумулятора ниже 11,7В. Свечение HL1 подсказывает водителю о проблемах в работе регулятор напряжения - генератор - так при работающем двигателе генератор должен постоянно заряжать аккумулятор, но напряжение со стабилизатора не должно быть выше 14,8 В. Если же горит светодиод HL4, это говорит о том, что батарея разряжена более чем на 50% и ее нужно подзарядить.

В конструкции используются емкости С1 типа К10-17, С2, С3 типа К73-9 на 250 В, подстроечное малогабаритное сопротивление R5 типа СП3-19а, остальные сопротивления С2-23 (или анологичные малогабаритные).

Дроссель Т1 построен на кольцевом сердечнике К10х6х3 из феррита марки 2000НМ1. Обмотки имеют по 30 витков провода типа ПЭЛШО-0,12. Дроссель при правильном включении фаз обмоток защищает устройство от пульсации и помех в бортовой сети автомобиля при включенном двигателе.

Устройство позволяет контролировать напряжение бортовой сети в четырех интервалх. При напряжении батареи ниже 11 вольт светится красный светодиод- VD1, при нормально заряженнойи аккумуляторе от 11,1 до 13,2 вольт светится зеленый светодиод VD2, в интервале от 13,4 до 14,4 вольт светится желтый светодиод - VD3, и при перенапряжении более 14,6 вольта загорится красный светодиод VD4.

Регулировка схемы состоит в подстройке переменным резистором 10К диапазона нормально заряженного аккумулятора (12-13,8 В). Фототранзистор управляет яркость свечения светодиодов в зависимости от уровня внешнего освещения. Можно его и совсем исключить, тогда яркость будет максимальна.

Пока напряжение на аккумуляторной батарее лежит в интервале от 12 до 14 В, то горит зеленый светодиод, соединенный через сопротивления R5 и R9 и стабилитрон VD3. VТ2 при этом заперт, а VТЗ - закрыт.

Если напряжение снижается ниже уровня в 11,5 Вольт (регулируется потенциометром R4 и стабилитроном VD2), транзистор VТ2 запирается, а транзистор VТЗ наооборот открывается, при этом начинает светиться синий светодиод. Он индицирует низкое напряжение. Повышенное напряжение (выше уровня 14,4 В, заданное потенциометром R2) показывает красный светодиод.

Печатная плата в формате sprint layout и фотографии в сборе, смотри в архиве по ссылке выше.

Устройство собрано на базе операционного усилителя LM3914, в его составе десять компараторов Входной сигнал поступает на инверсный вход каждого , к другому входу которого подсоединен делитель сопротивления. С помощью этого происходит сравнение входного сигнала с заданным и загорается нужное количество светодиодов. Индикатор показывает напряжение аккумуляторной батареи с помощью десяти светоизлучающих компонентов. В данном варианте схемы отсутствуют подсоединяемые последовательно с светодиодами сопротивления для ограничения протекающего тока, т.к выходы входящих в состав ОУ LM3914 компараторов представляют собой генераторы втекающего тока.

Схема получает питание от бортовой сети транспортного средства, поэтому отсутствует необходимость подсоединения внешнего источника питания. Максимальное рабочее напряжение такого измерительного устройства составляет 15 В. Схему собранную на печатной плате можно разместить рядом с приборной панелью, чтобы всегда видеть состояния заряда аккумулятора.

Далеко не во всех автомобилях установлен контроль за напряжением бортовой сети. Раньше в отечественных автомобилях стояла обычная лампочка в щитке, которая сигнализировала о зарядке АКБ. Это, конечно мало информации. Было бы не лишним установить дополнительный цифровой вольтметр или хотя бы индикатор из нескольких разноцветных светодиодов, показывающий основные пороги допустимых напряжений. Ниже приведены три простые схемы светодиодных индикаторов напряжения авто.

Индикатор напряжения на LM393

Рабочим напряжением бортовой сети автомобиля с 12 вольтовым аккумулятором считают диапазон значений от 11,7В до 14В.

При выходе за пределы этого диапазона могут быть нехорошие последствия, так как при падении напряжения ниже 11,7 В произойдет резкий разряд аккумулятора, а при превышении свыше 14 В начнется его перезаряд.

Для контроля бортовой сети автомобиля предлагаю собрать простой индикатор состоящий из двух компараторов выполненных на одной микросхеме LM393 и трех светодиодов.

Текущее напряжение, снимается с делителя напряжения, построенного на сопротивлениях R2, R3, R4 и сравнивается с опорным, на стабилитроне VD1). Нормальное напряжение — горит зеленый светодиод, больше 14В — красный и желтый светодиод загорается если напряжение опустится ниже 11,7В

Индикатор напряжения на К1003ПП1

Устройство позволяет контролировать напряжение бортовой сети в четырех интервалах.

При напряжении батареи ниже 11 вольт светится красный светодиод- VD1,
при нормально заряженном аккумуляторе от 11,1 до 13,2 вольт светится зеленый светодиод VD2,
в интервале от 13,4 до 14,4 вольт светится желтый светодиод — VD3,
при перенапряжении более 14,6 вольта загорится красный светодиод VD4.

Многоуровневый индикатор напряжения на К1401УД2А

Схема устройства выполнена всего на одной отечественной микросборке К1401УД2А и состоит из четырех компараторов на операционных усилителях, которые при помощи светодиодов HL1…HL4 сообщают водителю о текущем уровне напряжения в одном из интервалов. По одномоментному горению сразу двух индикаторов (или их «перемаргиванию») можно точно вычислить момент нахождения напряжения аккумуляторной батареи на границе между интервалами.

Если ни один из светодиодов не горит, то это говорит только о том, что напряжение аккумулятора ниже 11,7В. Свечение HL1 подсказывает водителю о проблемах в работе регулятор напряжения — генератор - так при работающем двигателе генератор должен постоянно заряжать аккумулятор, но напряжение со стабилизатора не должно быть выше 14,8 В. Если же горит светодиод HL4, это говорит о том, что батарея разряжена более чем на 50% и ее нужно подзарядить.

Дроссель Т1 построен на кольцевом сердечнике типоразмером К 10 х 6 х 3 из феррита марки 2000 НМ 1. Обмотки имеют по 30 витков провода типа ПЭЛШО-0,12. Дроссель при правильном включении фаз обмоток защищает устройство от пульсации и помех в бортовой сети автомобиля при включенном двигателе.

При установке предлагаемых индикаторов в автомобиле необходимо обратить внимание на то, чтобы его соответствующие элементы были тщательно изолированы от кузова автомобиля. Минусовая клемма должна быть изолирована от кузова, а плюсовая - от замка зажигания. В этом случае указатель напряжения будет регистрировать напряжение аккумулятора только во время движения автомобиля.

Держите напряжение бортовой сети своего автомобиля всегда под контролем!

П О П У Л Я Р Н О Е:

В проводных микрофонах рано или поздно в местах изгиба у микрофона или разъёма провод переламывается, по всей длине перекручивается и мешает. Начинаются хрипы, искажения, гул и пропадание звука. В радиомикрофоне этот недостаток отсутствует.

Радиомикрофон можно купить, но он стоит в несколько раз дороже обычного.

Простой радиомикрофон, предложенный в статье ниже можно сделать своими руками из доступных элементов. Принимать сигнал с микрофона можно на обычный FM приёмник.

Point-to-point для начинающих. Роспись тарелок.

Точечная роспись (Point-to-point ) - это вид декоративно-прикладного искусства, давно известный в племенах индийских и австралийских аборигенов. Сегодня точечная роспись пользуется всё большей популярностью. В этой технике получается создать очень красивые работы, можно даже не владеть навыками рисования.

Индикатор напряжения бортовой сети автомобиля , приведенный в данной статье, предназначен для визуального контроля за напряжением бортовой сети легкового автомобиля. Всем известно, что нормальное значение напряжения, имеющееся в бортовой сети автомобиля, оказывает положительное влияние на срок службы аккумулятора (АКБ) особенно в зимний период. Поэтому в сильные морозы, для запуска двигателя автомобиля, желательно воспользоваться .

Оно должно быть таким, чтобы при хорошо и заведенном двигателе, генератора хватало бы на всех энергопотребителей. И в тоже время его не должно быть слишком много, так как это может привести к перезаряду АКБ.

Описание индикатора напряжения бортовой сети автомобиля

Оптимальным напряжением бортовой сети автомобиля с аккумулятором 12В принято считать диапазон от 11,7В до 14В. Выход за пределы этих границ крайне нежелателен, поскольку при снижении ниже 11,7В происходит резкий разряд АКБ, а при превышении 14В начинается его перезаряд. Вести контроль бортовой сети автомобиля можно с помощью простого индикатора состоящего из двух компараторов и трех светодиодов , схема которого приведена ниже.

Схема индикатора очень простая, суть работы ее состоит в том, что текущее напряжение, снятое с делителя, построенного на резисторах R2, R3, R4 сравнивается с опорным, построенного на стабилитроне VD1 (5,6В). Оптимальное напряжение показывает зеленый светодиод, состояние свыше 14В сигнализирует красный, и соответственно желтый показывает ниже 11,7В. Примененный в данной схеме ОУ

Фактически на всех прежних отечественных автомобилях имеется стрелочные индикаторы напряж. на аккумуляторе. Индикаторы простые, функционируя в ограниченном диапазоне напряжений, помогают автовладельцу своевременно обнаружить перегрузку генератора, исчезновение контакта или неполадки в работе реле-регулятора.

В нынешних отечественных автомобилях и фактически во всех современных «иномарках» вольтметра нет. Есть лишь индикаторная лампа, которая обязана светиться при значительном уменьшении напряжения на аккумуляторе.

Но, во-первых, для аккумулятора страшно не только значительное снижение напряжения, но так, же и перезаряд.

Во-вторых, как показывает практика, штатный индикатор фактически не откликается на выключение аккумулятора на работающем двигателе. То есть, если, например, отсоединилась клемма, вы это обнаружите, лишь тогда, когда попытаетесь запустить двигатель.

Описание работы вольтметр-индикатора бортовой сети автомобиля

На рисунке 1 изображена электрическая схема автомобильного вольтметра, функционирующего на аналговом принципе, однако выдающий информацию на двухразрядный цифровой индикатор.

Интервал замера составляет от 10 до 17 вольт. Электрическая схема содержит измеритель на компараторной микросхеме LM3914 и электрическую схему индикации на диодном десятично-двоичном преобразователе, двоично-семисегментный дешифратор и два семисегментных индикатора.

Микросхема А2 с помощью подстроечных сопротивлений R4 и R5 выставлена на измерение входного напряжения, идущего на делитель R1-R3 в диапазоне от 10 до 17 В. При этом А2 индицирует фактически от 0 до 7, то есть, напряжение 10 В взято как нуль. Отображение на выходе А2 функционирует по типу движущейся точки.

То есть, в произвольной момент открыт лишь один из ее выходных ключей. Вместо индикаторных светодиодов к выходам А2 подсоединены подтянутые к единице входы дешифратора D1, однако сквозь электросхему на диодах VD2-VD12, являющийся, совместно с R7-R8, десятично-двоичным преобразователем, преобразующий десятичные числа от 0 до 7 в трехразрядный двоичный код. Данный код идет на выводы дешифратора D1, спроектированного для совместной работы с семисегментным светодиодным индикатором.

Емкость С3 необходима для того, чтобы замер напряжения совершался плавно, с небольшой задержкой. Это дозволяет предотвратить появления беспорядочных нечитаемых показаний из-за импульсных помех в бортовой цепи автомобиля и чрезмерно стремительного изменения напряжения.

Стабилизатор 7805 возможно поменять на КР142ЕН5А. Диод 1N4007 — произвольной выпрямительный диод малой или средней мощности, к примеру, КД105. Диоды 1N4148 возможно поменять на КД522, КД521. Емкость С1 должна быть на напряжение более 20 В.

Настраивать вольтметр проще от регулируемого лабораторного блока питания. Подайте напряжение 17 В и вращением потенциометра R4 получите показание «17». Далее, подайте 10 В и вращением потенциометра R5 получите показания «10». После проверьте соответствие индикации фактическому напряжению в пределах всего диапазона (10-17 В). Если необходимо регулировку при помощи R4 и R5 еще несколько раз.

Возможно, будет полезно почитать: