Индикатор состояния батареи питания

Индикатор представляет собой облегченную версию схем, встречающихся в сети, построенную на базе микросхемы LM3914(N-1) фирмы National Semicondutor,. При изготовлении индикатора не требуется наличия умения программировать, поскольку все задачи решаются «аппаратно», а его схема обладает прекрасной повторяемостью.

  Микросхема содержит все необходимые функциональные узлы: десятиуровневый компаратор напряжения, термостабильный регулируемый источник опорного напряжения, управляемый стабилизатор тока светодиодов, переключатель режима «точка-шкала».

С теорией проектирования устройств на микросхеме LM3914 вы можете ознакомиться в даташите на сайте упомянутой фирмы. Там вы найдете все формулы, необходимые для пересчета индикатора на любое напряжение в пределах 1,25..25 В. Мы же ограничимся двумя конкретными значениями напряжения – 4 и 5-баночные батареи NiСd и NiMh аккумуляторов – основного варианта бортового питания моделей.

Рисунок 1. Схема индикатора.

Предлагаемая схема полностью соответствует типовой. Однако все подстроечные резисторы заменены рассчитанными прецизионными постоянными СМД-резисторами. Диапазон индикации для указанных номиналов составляет от 1,08 до 1,3 В на элемент.

Детали и замены

Детали:

R1 -330 Ом     1 % (3300)
R2-806 Ом     1 % (8060)
R3-470 Ом     1 % (4700)
R4*-18 кОм    1 % (1802)-для4NiCd
R4*-24.9kOm 1 % (2492)-для5NiCd
R5-10 кОм     1 % (1002)
R6-6,8kOm    5%   (682)
С1 - 10мкФ/10 В (танталовый)
С2 -10 мкФ /10 В (танталовый)
AL1..AL3   -1206 UEC (красный)
AL4..AL5   - 1206 UYC (желтый)
AL6. AL10 - 1206 UGC (зеленый)
DA1 -LM3914N-1

Применительно к данной компоновке и разводке печатной платы какая-либо замена деталей крайне нежелательна. Однако, изменив печатную плату, можно перейти на обычные детали (резисторы и светодиоды). Если же дополнительно включить в узловые точки подстроечные резисторы, то можно заменить прецизионные резисторы обычными и получить дополнительную возможность изменять в разумных пределах настройки данного индикатора.

Рекомендации по сборке и настройке

Для сборки и настройки нам потребуются: остро заточенный пинцет, паяльник (до 25 Вт) и цифровой мультиметр. Для монтажа SMD-компонентов могут понадобиться «очки часовщика» или линза с подсветкой.

Исходный размер платы – 40х12 мм. Плата – двухсторонняя, желательно заводского изготовления. Также возможно изготовление «утюжно-лазерной» или просто рисованной платы. Это, во-первых, позволит расширить творческую составляющую. А во-вторых, несмотря на явную двухстороннюю сущность, плата содержит всего одно переходное отверстие (там потребуется проволочная перемычка). Переходы с одной стороны дорожек на другую на ножках микросхемы могут быть легко осуществлены аккуратной пропайкой каждой ножки с двух сторон платы без применения проволочных перемычек.

Рис.2. Дорожки и контактные площадки (верх и низ)

Готовые платы должны выглядеть так:

Рис. 3

Собираем индикатор  в соответствии с приведенной монтажной схемой.

Рисунок 4. Схема монтажа - верх.

Рисунок 5. Схема монтажа - низ.

Монтаж платы доступен радиолюбителю, имеющему минимальный опыт работы с SMD-компонентами. Собственно, сама сборка достаточно проста и займет не более часа.

Жало паяльника затачивается на пирамидку (угол 30 градусов) для облегчения доступа к точкам пайки. Флюс желательно использовать неактивный сгущенный спирто-канифольный, который капельками наносится на контактные площадки. Припой - импортный трубчатый диаметром 0,5…1 мм с флюсом. Первой паяется сторона светодиодов. Обратите внимание, что светодиод AL1 развернут на 180? по отношению к остальным девяти светодиодам. Во вторую очередь паяются SMD резисторы и конденсаторы с другой стороны платы.

После пайки SMD-компонентов плату следует промыть в изопропиловым спиртом, а затем тщательно проверить качество монтажа и правильность сборки (номиналы резисторов и полярность конденсаторов), потому что после пайки микросхемы доступа к этим элементам уже не будет.

Рисунок 6. SMD-монтаж - верх.

Рисунок 7. SMD-монтаж - низ.

Все в порядке? Тогда впаиваем микросхему и к контактным площадкам подпаиваем провода – красный к плюсу, черный к минусу.

Рисунок 8. Сборка платы - верх.

На другом конце провода монтируется контактная фишка.Настройки индикатор не требует. Сейчас (до затяжки в термоусадку) его можно подключить к батарее для проверки. Еще лучше воспользоваться блоком питания с возможностью регулировки напряжения. В этом случае процесс проверки станет гораздо увлекательнее.

На плату натягиваем прозрачную термоусадочную трубку и прогреваем горячим воздухом из фена. Термоусадка дополнительно зафиксирует провода в точках пайки.

Рисунок 9 После затяжки - верх.

Рисунок 10 После затяжки - низ.

Теперь можно приступать к безжалостной эксплуатации изделия

Эпилог

В данной статье теоретическая часть отсутствует напрочь. Тем не менее, мы очень рекомендуем прильнуть к первоисточнику в лице National Semicondutor. Это позволит вам собрать версию индикатора, например, для литий-полимерного или свинцового аккумулятора, либо для какого-то иного (действительно полезного) приложения типа эквалайзера для музыкального центра или тахометра для любимого автомобиля.В данной статье теоретическая часть отсутствует напрочь. Тем не менее, мы очень рекомендуем прильнуть к первоисточнику в лице National Semicondutor. Это позволит вам собрать версию индикатора, например, для литий-полимерного или свинцового аккумулятора, либо для какого-то иного (действительно полезного) приложения типа эквалайзера для музыкального центра или тахометра для любимого автомобиля.

rcdesign.ru