Всем известно, что длительность срока службы аккумулятора, в том числе автомобильного, во многом определяется условиями его эксплуатации. Аккумулятор нельзя разряжать ниже допустимого, для данного типа, напряжения. Надо своевременно проводить зарядку аккумулятора, а также соблюдать рекомендованные изготовителем аккумуляторов условия их подзарядки.
Своевременность выполнения подзарядки аккумуляторов во многом зависит от достоверности данных о степени остаточного заряда аккумулятора. В простейшем случае производят контроль напряжения аккумулятора. Одна из схем для выполнения этой операции была приведена в чешском радиолюбительском журнале «Prakticka elektronika» [1] (рис.1).
Рис. 1
Стабилитрон D1 типа BZX83V010 имеет напряжение стабилизации 10 В. Он подключается к контролируемому аккумулятору напряжением 12 В через резистор R2. В том случае, если напряжение аккумулятора превышает минимально допустимое (10,5 В), то через стабилитрон протекает ток, и на его нагрузочном резисторе происходит падение напряжения. Его величины достаточно для насыщения транзистора Т1. Соответственно, транзистор Т2 будет находиться в непроводящем состоянии. Светодиод в цепи его эмиттера D2 не будет светиться, а транзистор ТЗ будет также заперт. Микросхема IC1, не получая питания, будет обесточена.
Как только напряжение аккумулятора «Aku» понизится до минимально допустимого напряжения (около 10,5 В) стабилитрон D1 перейдет в непроводящее состояние. Транзистор Т1 теперь не будет иметь базового тока и перейдет в непроводящее (запертое) состояние. Соответственно, транзистор Т2 током базы через резистор R3 будет отперт. Отопрется и транзистор ТЗ. При этом светодиод D2 (красного цвета свечения) будет индицировать степень разряда аккумулятора.
На микросхему таймера IC1 серии 555 через открытый ТЗ будет подано напряжение питания, и она начнет генерировать импульсы. Их частота и скважность определяются параметрами радиокомпонентов С1, R5, R6. Нагрузкой микросхемы является динамическая головка SP1.
По информации автора публикации [1], напряжение стабилизации использованного им стабилитрона D1 составляло примерно 10,22 В. С учетом падения напряжения на базовом переходе кремниевые транзисторы Т1 -ТЗ изменяют свое состояние не скачкообразно (лавинообразно), а постепенно. В данном случае это имеет даже некоторые преимущества. Так, вблизи граничного (для аккумулятора) напряжения ток через светодиод D2 еще недостаточен для его яркого свечения, но микросхема IC1 уже начинает генерировать сигналы, а динамическая головка SP1 излучать звук.
По мере дальнейшего уменьшения напряжения на аккумуляторе начинает светиться и светодиод D2.
При повторении этой схемы следует учесть , что все стабилитроны имеют больший или меньший разброс напряжения пробоя. Подобрать необходимый экземпляр указанного типа стабилитронов не всегда реально, поэтому можно попробовать использовать в схеме стабилитрон на значительно меньшее напряжение, например, использовать КС156А-КС814А-В или их импортные аналоги. Разумеется, в любом случае, для устойчивой работы устройства стабилитрон должен иметь низкий температурный коэффициент напряжения. Напряжение на катод стабилитрона при этом должно сниматься с движка подстроечного резистора сопротивлением, например, 1 кОм. Крайние выводы этого резистора подключают, соответственно, к контролируемому аккумулятору напряжением 12 В.
В статье [1] было указано, что в качестве элемента подключения схемы контроля к аккумулятору использовалась кнопка S1. Это было сделано для исключения постоянного потребления тока от аккумулятора. Практически, если аккумулятор достаточно мощный (44…60 А•ч), то коммутировать подключения относительно маломощной схемы контроля можно и тумблером. Для такого аккумулятора столь маломощная нагрузка существенно не повлияет на его энергоемкость.
Схему можно усовершенствовать. Так, в настоящее время широко представлены в продаже так называемые «буззеры». Это звуковые излучатели со встроенными генераторами. Номинальное напряжение их питания колеблется от 3 В до 15 В, хотя встречаются буззеры и на другие напряжения. Эти радиокомпоненты имеют очень маленькие размеры и относительно небольшую стоимость (около 0,7 USD). Имея такой буззер, например, типа КРХ-1209В, его можно включить непосредственно в коллекторную цепь транзистора Т3, а микросхему IC1 с элементами ее обвязки из схемы исключить.
Можно и дальше упрощать схему. Например, исключить из нее согласующий транзистор Т3. Буззер можно попробовать включить в эмиттерную цепь транзистора Т2, а индикаторный светодиод D2 через «свое» балластное сопротивление подключить параллельно буззеру. Вместо резистора R4 можно установить перемычку. При этом даже не потребуется заменять транзистор Т2 болеее мощным, поскольку ток потребления буззера не превышает 25…50 мА.
Литература
- Prakticka elektronika. — 2015. — №4. — С.7.
Подготовил Анатолий Николаев, г. Волгоград (Радиматор №5, 2016)