Mantenere la salute della batteria del tuo veicolo è una parte importante per garantire che tutti i tuoi dispositivi elettronici funzionino senza intoppi. La batteria non solo garantisce l'avvio del motore, ma svolge anche una serie di altre funzioni: stabilizza la tensione nella rete dell'auto, mantiene il funzionamento delle apparecchiature elettriche a motore spento, garantisce la sicurezza delle impostazioni dell'accensione computer di bordo, sistema multimediale, orologio, sistema climatico e altri dispositivi high-tech.
Ovviamente, per portare a termine tutte le attività, è necessario mantenere la batteria carica e ricaricarla tempestivamente fino all'esaurimento. Vari indicatori aiutano a monitorare costantemente il parametro.
Indicatore incorporato
Le batterie moderne che utilizzano elettrolita liquido sono generalmente dotate di un indicatore galleggiante incorporato della carica della batteria. È in grado di indicare con relativa precisione il livello dell'elettrolito e lo stato di carica della batteria.
Durante la ricarica del generatore, la densità dell'elettrolito in esso contenuto aumenta, il galleggiante (solitamente verde) sale sopra il livello del liquido ed è visibile attraverso la finestra (la carica è superiore al 65%). Se affonda nel liquido, il livello di carica è insufficiente e la densità del galleggiante è inferiore a quella della miscela liquida. La terza opzione è ridurre la quantità di elettrolito nella batteria. In questo caso l'indicatore (galleggiante) non è affatto visibile nella finestra, come il liquido, ma è visibile il tubo nero. Quindi, a seconda del colore dell'indicatore (verde, nero o giallo/incolore), è possibile determinare in modo abbastanza affidabile il grado di carica e la quantità di elettrolita liquido.
Questo indicatore della batteria integrato non è molto preciso, tuttavia è comodo e aiuta a determinare aspetti importanti delle prestazioni della fonte di alimentazione. Se necessario possono essere chiariti utilizzando dispositivi speciali. A proposito, prima di guardare l'indicatore integrato, si consiglia di toccarlo leggermente. Quindi, quando l'auto si muove, nel tubo con il galleggiante possono formarsi delle bolle, che possono sostenere il galleggiante sulla superficie, e picchiettando i palloncini si sollevano e non interferiscono con la visione dell'indicatore reale.
Indicatore di cabina
Le auto moderne contengono un numero enorme di apparecchi elettrici collegati alla rete dell'auto. La batteria non solo garantisce il loro funzionamento a motore spento, ma supporta anche tutte le impostazioni e le impostazioni dei dispositivi. Ovviamente, un tale carico sulla batteria “consuma” gradualmente il suo livello di carica. È paradossale che molti modelli di auto non siano dotati di un indicatore base del livello di carica della batteria in cabina. Pertanto è necessario controllarlo manualmente, il che non è molto conveniente, soprattutto in inverno.
Un semplice indicatore che puoi semplicemente assemblare con le tue mani aiuterà in qualche modo a risolvere il problema. Un altro indubbio vantaggio di questo design è il suo prezzo basso. In confronto alle copie cinesi economiche, la qualità dell'assemblaggio dipenderà solo dall'abilità e dalla precisione dell'artigiano. In generale, se hai competenze di base minime, non è difficile mettere insieme un eccellente indicatore per controllare la carica della batteria con le tue mani.
Lo schema del dispositivo è abbastanza semplice.
Il livello di carica della batteria verrà visualizzato tramite LED colorati. Puoi scegliere qualsiasi combinazione di colori. Nello schema presentato i diodi corrispondono alla seguente carica:
- verde – 13 V e superiore;
- blu – 11–13 V;
- rosso – 6–11 V.
Per assemblare l'indicatore, avrai bisogno dei seguenti elementi:
- Resistori (2 pz. 1KOhm, 3 – 220 Ohm, 1 – 2Kohm);
- Transistor (ВС547 e ВС557);
- Tre LED RGB di diversi colori;
- Due diodi zener (a 9,1 e 10 v).
Dopo aver provato tutti gli elementi sul tabellone, devi ritagliare il frammento corrispondente. È meglio collegare i LED ai cavi piuttosto che saldarli direttamente alla scheda, in modo da poterli installare comodamente sotto il cruscotto. Ovviamente è meglio predisporre subito un posto in macchina e procedere da questa posizione per determinare la lunghezza dei cavi piuttosto che dopo aver completato il montaggio.
Il circuito presentato, che consente di assemblare un indicatore LED della batteria con le proprie mani, eliminerà la necessità di controllare e monitorare manualmente lo stato della fonte di alimentazione. Letture affidabili e precise verranno visualizzate direttamente nella posizione selezionata sul pannello e informeranno il proprietario dell'auto della necessità di ricaricare la batteria.
La cosa più sorprendente è che il circuito indicatore del livello di carica della batteria non contiene transistor, microcircuiti o diodi zener. Solo LED e resistenze collegati in modo tale da indicare il livello della tensione fornita.
Circuito indicatore
Il funzionamento del dispositivo si basa sulla tensione di accensione iniziale del LED. Qualsiasi LED è un dispositivo a semiconduttore che ha un punto limite di tensione, solo superando il quale inizia a funzionare (brillare). A differenza di una lampada a incandescenza, che ha caratteristiche corrente-tensione quasi lineari, il LED è molto vicino alle caratteristiche di un diodo zener, con una forte pendenza della corrente all'aumentare della tensione.
Se colleghi i LED in un circuito in serie con resistori, ciascun LED inizierà ad accendersi solo dopo che la tensione supera la somma dei LED nel circuito per ciascuna sezione del circuito separatamente.
La soglia di tensione per aprire o iniziare ad accendere un LED può variare da 1,8 V a 2,6 V. Tutto dipende dalla marca specifica.
Di conseguenza, ogni LED si accende solo dopo che si è acceso il precedente.
Montaggio dell'indicatore del livello di carica della batteria 
Ho assemblato il circuito su un circuito universale, saldando insieme le uscite degli elementi. Per una migliore percezione, ho preso LED di diversi colori.
Un tale indicatore può essere realizzato non solo con sei LED, ma, ad esempio, con quattro.
L'indicatore può essere utilizzato non solo per la batteria, ma per creare un'indicazione del livello sugli altoparlanti musicali. Collegando il dispositivo all'uscita dell'amplificatore di potenza, parallelamente all'altoparlante. In questo modo è possibile monitorare i livelli critici per il sistema di altoparlanti.
E' possibile trovare altre applicazioni di questo circuito veramente molto semplice. 
Guarda un video del funzionamento e del montaggio dell'indicatore di livello
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È sorprendente che la stragrande maggioranza delle auto non disponga di un sensore di carica della batteria. Come determinare in inverno che la batteria debba essere ricaricata durante la notte, in modo da non dover camminare per andare al lavoro la mattina? Oppure, se non riesci ad avviare l’auto, come evitare di spingere inutilmente la batteria fino a scaricarla completamente?
Utilizzando questo circuito, puoi facilmente assemblare un sensore di carica della batteria con le tue mani. Inoltre, il costo, come puoi vedere, sarà inferiore a quello di qualsiasi analogo cinese e la qualità è molto migliore! È opportuno alimentare il modello dall'interruttore di accensione, in modo che il diodo si accenda solo quando si inserisce la chiave.
Il colore del LED indicherà lo stato di carica. Rosso – da 6 Volt a 11, blu da 11 a 13, verde oltre 13
Il kit comprende le seguenti parti:
Transistor
BC547 – 1 pezzo
BC557 – 1 pezzo
Resistori
1 kOhm – 2 pz.
220 Ohm – 3 pz
2,2 kOhm – 1 pezzo
Diodi (diodi zener)
10 v – 1 pezzo
9,1 v – 1 pezzo
LED
LED RGB – 2 pz
Controlliamo il LED con un tester, e allo stesso tempo controlliamo quale pin corrisponde a ciascun colore: 
Quindi proviamo i pezzi per il circuito stampato e ritagliamo il pezzo che ci serve:
Quindi incolliamo il LED alla scheda e iniziamo ad assemblare gli elementi. Punto importante! Poiché utilizzerai questo modulo in un'auto, è consigliabile non saldare il LED sulla scheda, ma emetterlo su cavi. In modo che tu possa installarlo separatamente sulla tua dashboard. Lo installeremo sulla scheda, per semplicità e chiarezza.
Schema del transistor (per ogni evenienza):
Ecco cosa è successo:
Il circuito funziona benissimo, testato per mezz'ora, facendo funzionare la tensione dal minimo al massimo. La fonte di alimentazione era un alimentatore per laptop con una tensione di uscita di 19 V. Regolatore di tensione – LM 317 e resistenza di trimming 10 kOhm. Nel video si nota un leggero malfunzionamento nelle transizioni rosso-blu e blu-verde, ciò è dovuto al calo/aumento di tensione troppo rapido (il tester non ha avuto il tempo di registrare le variazioni di tensione), tutto questo funzionerà in modo più fluido e più fluido con precisione su una batteria.
La versione più semplice è mostrata nella Figura 1. Se la tensione sul terminale B+ è 9 V, si accenderà solo il LED verde perché la tensione di base di Q1 è 1,58 V, mentre la tensione dell'emettitore è uguale alla caduta di tensione sul LED D1 in un caso tipico è 1,8 V e Q1 viene tenuto chiuso. Man mano che la carica della batteria diminuisce, la tensione sul LED D2 rimane essenzialmente la stessa e la tensione di base diminuisce e ad un certo punto Q1 inizierà a condurre corrente. Di conseguenza, parte della corrente inizierà a diramarsi nel LED rosso D1 e questa quota aumenterà finché tutta la corrente non fluirà nel LED rosso.
| Immagine 1. | Schema elettrico di base di un monitor della tensione della batteria. |
Per gli elementi tipici di un LED bicolore, la differenza nelle tensioni dirette è di 0,25 V. È questo valore che determina la regione di transizione dal verde al rosso. Nell'intervallo di tensione si verifica un cambiamento completo nel colore del bagliore, impostato dal rapporto tra le resistenze dei resistori divisori R1 e R2
Il centro della regione di transizione da un colore all'altro è determinato dalla differenza di tensione tra il LED e la giunzione base-emettitore del transistor ed è di circa 1,2 V. Pertanto, una variazione di B+ da 7,1 V a 5,8 V comporterà il passaggio dal verde al rosso.
Le differenze di tensione dipenderanno dalle combinazioni specifiche dei LED e potrebbero non essere sufficienti per cambiare completamente i colori. È comunque possibile utilizzare il circuito proposto collegando un diodo in serie a D2.
Nella Figura 2, il resistore R1 è sostituito da un diodo zener, risultando in una regione di giunzione molto più stretta. Il divisore non influisce più sul circuito e si verifica un cambiamento completo nel colore del bagliore quando la tensione B+ cambia di soli 0,25 V. La tensione del punto di transizione sarà pari a 1,2 V + V Z. (Qui V Z è la tensione sul diodo zener, nel nostro caso pari a circa 7,2 V).
Lo svantaggio di un tale circuito è che è legato a una scala di tensione limitata dei diodi Zener. A complicare ulteriormente la situazione è il fatto che i diodi zener a bassa tensione hanno una curva caratteristica troppo liscia, che non consente di determinare con precisione quale sarà la tensione V Z a basse correnti nel circuito. Una soluzione a questo problema potrebbe essere quella di utilizzare un resistore in serie con il diodo zener per consentire una leggera regolazione aumentando leggermente la tensione di giunzione.
Con i valori dei resistori indicati, il circuito consuma una corrente di circa 1 mA. Con i LED ad alta luminosità, questo è sufficiente per utilizzare il dispositivo in ambienti interni. Ma anche quella piccola corrente è significativa per una batteria da 9 volt, quindi dovrai scegliere tra assorbire corrente extra o rischiare di lasciare l'alimentazione accesa quando non ne hai bisogno. Molto probabilmente, dopo la prima sostituzione non programmata della batteria, inizierai a sentire i vantaggi di questo monitor.
Il circuito può essere convertito in modo che la transizione dal verde al rosso avvenga quando la tensione di ingresso aumenta. Per fare ciò, il transistor Q1 deve essere sostituito con NPN e l'emettitore e il collettore devono essere scambiati. E utilizzando una coppia di transistor NPN e PNP, puoi creare un comparatore a finestra.
Data la larghezza abbastanza ampia della regione di transizione, il circuito in Figura 1 è più adatto per batterie da 9 V, mentre il circuito in Figura 2 può essere adattato per altre tensioni.
Quando la batteria è scarica, avviare l'auto è piuttosto problematico. Per evitare una “sorpresa” così spiacevole è sufficiente utilizzare di tanto in tanto semplicemente un voltmetro. Tuttavia, non tutti gli automobilisti e non sempre lo fanno, perché è molto più conveniente avere un qualche tipo di dispositivo che mostri quanto durerà la carica della batteria.
Quali sono gli indicatori?
La batteria ricaricabile (o batteria) è composta da sei elementi interconnessi, la tensione in ciascuno dovrebbe normalmente essere di circa 2,15 volt, ovvero la tensione totale della batteria si avvicina a 13,5 volt. Se la carica scende al di sotto dei valori critici (circa 9,5 volt), ciò può portare a uno scaricamento profondo della batteria e, di conseguenza, al suo completo guasto.
Le moderne tecnologie “vengono incontro” agli automobilisti a metà strada e rendono loro la vita il più semplice possibile. Molte automobili, ad esempio, sono già dotate di computer di bordo che monitorano anche il livello di carica della batteria.
Tuttavia, sebbene questa opzione non sia disponibile per tutti, è necessario utilizzare altri tipi di indicatori per questo importante indicatore. Quindi, puoi trovare display a cristalli separati sul cruscotto, ci sono indicatori di igrometro e puoi anche (se hai le competenze adeguate) creare tu stesso un indicatore di carica della batteria. Molti dispositivi di allarme di questo tipo devono essere collegati alla rete di bordo del veicolo per poter monitorare il livello di carica della batteria.
Indicatore di carica integrato
Il tipo più comune di indicatore sulle batterie esenti da manutenzione è un idrometro. È costituito da un occhio, una guida luminosa, una gamba e un galleggiante (per questo viene chiamato galleggiante). La gamba con la guida luminosa si trova all'interno della batteria, alla gamba è attaccato un galleggiante, con l'aiuto del quale viene determinato il livello dell'elettrolito nella batteria. Sulla custodia della batteria è presente uno spioncino che mostra i tre stati principali della batteria:
- la sfera galleggiante verde brilla attraverso l'occhio di osservazione, il che significa che la batteria è carica per più della metà;
- l'occhio rimane nero (questo è visibile attraverso il tubo indicatore), questo è un segnale che il galleggiante è completamente immerso nel liquido elettrolitico, quindi la sua densità è ridotta e la batteria deve essere caricata;
Informazioni aggiuntive. Alcuni modelli di idrometri sono dotati di un galleggiante rosso, visibile nella “finestra” quando la carica e la densità dell'elettrolita diminuiscono.
- se nell '"occhio" è visibile solo la superficie del liquido all'interno della batteria, significa che ha "sete" - il livello dell'elettrolito è critico, è urgentemente necessario aggiungere acqua distillata (e questo è abbastanza difficile da fare, poiché tali batterie non richiedono manutenzione).
Nota! Sebbene un indicatore di carica della batteria integrato di questo tipo consenta di determinare immediatamente il problema esistente (o la sua mancanza), a giudicare da alcune recensioni degli utenti, le letture di tali dispositivi sono spesso false e loro stessi si rompono rapidamente.
Di norma, ciò è dovuto ai seguenti motivi:
- i dati provengono da una sola cella della batteria su sei e il livello del liquido al loro interno può variare in modo significativo;
- le parti dell'indicatore in plastica non possono resistere alle condizioni di temperatura della batteria, quindi i dati vengono ricevuti in modo errato;
- gli indicatori a galleggiante non determinano in alcun modo la temperatura del liquido elettrolitico, ma da essa dipende anche la densità, quindi un elettrolita a bassa temperatura mostrerà un livello di densità normale, mentre sarà anche basso.
Indicatori di fabbrica sotto forma di pannelli
Nei negozi specializzati si possono trovare molti dispositivi diversi per il monitoraggio della batteria; ogni proprietario dell'auto può scegliere il design e le funzioni più adatti alle proprie esigenze. Gli indicatori differiscono anche per la modalità di connessione: all'accendisigari o alla rete di bordo dell'auto. Tuttavia, il compito principale di tutti i dispositivi è lo stesso: determinare quanto è carica la batteria e segnalarlo.
Ci sono indicatori che devi assemblare da solo, come un costruttore. Ad esempio, DC-12 V. Permette di controllare la carica della batteria, nonché il funzionamento del relè di controllo.
Un dispositivo di controllo così piccolo funziona nell'intervallo da 2,5 a 18 volt, consuma pochissima elettricità - fino a 20 milliampere, le dimensioni della finestra dell'indicatore sono 4,3 per 2 cm.
Se installi una seconda batteria in un'auto, puoi utilizzare un indicatore di TMS: si tratta di un piccolo pannello in alluminio industriale con LED con voltmetro integrato e un interruttore tra batterie adiacenti.
Tra i modelli costosi (e irragionevolmente costosi, per il prezzo di una nuova batteria), possiamo evidenziare i regolatori di tensione dell'azienda americana “Faria Euro Black Style”. Il colore del corpo è solitamente nero, il diametro della finestra del display è di 5,3 cm e lo schermo è illuminato in bianco. Per l'alimentazione sono necessari 12 volt.
Come assemblare da solo un indicatore di carica
Se il proprietario dell'auto è a suo agio con un saldatore, può assemblare l'analizzatore con le proprie mani; puoi trovare molti schemi di assemblaggio. Utilizzando uno, il più semplice, puoi assemblare un indicatore di carica che ricorda il descritto sopra DC-12 V. Funziona secondo gli stessi principi: è collegato alla rete di bordo e determina la tensione della batteria entro 6-14 volt.
Per assemblare il dispositivo avrai bisogno di transistor, resistori, diodi zener, un circuito stampato e un LED rosso, blu e verde ciascuno. Dopo il montaggio, secondo lo schema, la scheda viene inserita nel cruscotto e le estremità dei LED vengono posizionate in un luogo comodo per la visione. In questo caso, una batteria completamente carica verrà indicata in verde, blu: quando la carica è normale (da 11 a 13 volt) e se la batteria è prossima allo scarico, il LED rosso si accenderà.
È spiacevole quando l'auto non riesce ad avviarsi semplicemente perché la batteria si scarica nel momento più inopportuno. Un indicatore di tensione, acquistato in un negozio o saldato da solo, aiuterà a evitare spiacevoli "sorprese" e avviserà in anticipo che la batteria deve essere ricaricata.
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