Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах

itools-downloads.ruАналитика Схема индикатора заряда аккумулятора на светодиодах

Электрические аккумуляторы повсеместно применяются в нашей жизни. Они используются как первичные электрохимические источники электропитания для переносных или передвижных электроприборов. К примеру, для телефонов, ноутбуков, автомобилей, шуруповёртов, квадрокоптеров, игрушек.

Индикатор заряда аккумулятора

Аккумулятор представляет собой сложную конструкцию. Он при зарядке накапливает в себе электроэнергию за счёт физико-химических процессов (электролиза), при подключении нагрузки отдаёт энергию, то есть происходит разряд (разряжается).

При правильном обслуживании необходимо постоянно следить за основным параметром – уровнем зарядки. В этом владельцу поможет индикатор заряда аккумулятора. Он вовремя подскажет, какой параметр вышел из нормы (плотность, уровень электролита), и требуется ли вмешательство.

Применяются разнообразные индикаторы. По назначению они равные, по функциональным элементам – многообразные: от электромеханических до интеллектуальных.

Измерение степени заряда аккумулятора

Каждый инженер или продвинутый пользователь знает, что номинальная емкость аккумулятора чаще всего приводится в ампер-часах (А•ч) или миллиампер-часах (мА•ч). Этот параметр позволяет судить о том, насколько долго проработает аккумулятор при заданном токе. Например, если емкость равна 1000 мА•ч, то при разряде постоянным током 1 А время работы составит 1 час.

В принципе, измерение заряда в мА•ч достаточно удобно для инженера. Зная емкость батареи и действующий ток, можно определять степень разряда. Однако этот способ непрактичен для потребителей, так как приходится держать в голове характеристики аккумуляторов (фотоаппарата, смартфона, плеера), а это крайне неудобно. По этой причине вводится такой относительный параметр как степень разряда или степень заряда аккумулятора.

Степень заряда аккумулятора (State of Charge, SOC) измеряется в процентах и показывает, какая часть от полного заряда еще остается запасенной в аккумуляторе. Впрочем, тут нужно быть осторожным и отметить, что в данном случае величина полного заряда не соответствует заряду при номинальной емкости. Дело в том, что в процессе эксплуатации реальная емкость аккумулятора падает и к концу срока службы может снижаться в среднем на 20%.Еще больше емкость зависит от температуры и значения тока разряда.

Таким образом, если взять за 100% номинальную емкость аккумулятора, то даже новый элемент питания невозможно будет зарядить до 100%, если, к примеру, температура среды упадет всего на один градус.

Чтобы избежать таких сложностей, при расчете SOC используют реальную емкость данного аккумулятора. В итоге показатель степени заряда SOC оказывается независимым от величины емкости, температуры, нагрузочного тока и времени службы.

Зачем нужен АКБ

Чтобы вовремя заметить это, пригодится индикатор заряда, устанавливаемый в салоне

Автомобильный аккумулятор – это дополнительный источник электроэнергии для машины. Он питает фары, бортовую сеть, используется для запуска мотора. Конструктивно батарея состоит из 6 связанных друг с другом элементов.

Нормальное ее напряжение – 13,5 В, то есть по 2,25 В на каждый элемент. В разряженном состоянии этот параметр будет 9 В и ниже, что уже считается критическим показателем.

Чтобы вовремя заметить это, пригодится индикатор заряда, устанавливаемый в салоне. Но, бывает, что с АКБ все в норме, а сигнализатор продолжает выдавать предупреждения – это знак о том, что пора везти машину в автосервис.

На новых машинах, где много электронной начинки, у водителя есть возможность отслеживать степень разряженности аккумулятора.

Если в наличии автомобиль старой модели, то, чтобы не возиться с вольтметром, проще поставить индикатор заряда, который в любой момент покажет точные данные.

Что он отображает:

  • зарядку АКБ от генератора;
  • уровень заряда источника тока.

При желании, такой индикатор делается своими руками. Для этого понадобится схема и детали, которые легко отыскать в магазинах.



Обзор методов измерения степени заряда аккумулятора

Существует множество различных методов измерения степени заряда аккумулятора. Некоторые из них являются достаточно специфичными. Однако при их оценке можно использовать объективные показатели, такие, например, как точность измерений, сложность реализации, стоимость и габариты.

Прямые измерения с помощью приборов. Этот метод подходит для ограниченного спектра приложений, в которых аккумулятор работает с неизменным сопротивлением нагрузки. При этом используется зависимость постоянного выходного тока от значения степени разряда. Как известно, если при разряде элемента питания сопротивление нагрузки остается неизменным, то ток уменьшается. Зная значение тока, можно определить степень разряда.

Однако все это остается верным только при выполнении нескольких условий: при отсутствии импульсной нагрузки и наличии выверенной разрядной кривой. Это связано с тем, что зависимость степени заряда от нагрузочного тока оказывается нелинейной. Стоит току измениться – точность измерений резко падает.

Дополнительные проблемы вносят старение батарей и температурная зависимость характеристик.

Данный метод имеет значительную погрешность и используется достаточно редко. Главным его достоинством является простота реализации с помощью подручных средств.

Химический метод определения степени заряда. Суть метода заключается в вычислении концентрации химических реагентов в растворе электролита. Пока что данный метод достаточно далек от сферы мобильной электроники.

Определение степени заряда по напряжению аккумулятора. Хорошо известно, что при разряде аккумулятора его напряжение падает. Естественно, возникает желание использовать эту зависимость для определения SOC – ведь в этом случае потребуется всего лишь один АЦП. Однако не все так просто.

К сожалению, зависимость мгновенного напряжения на аккумуляторе от степени разряда не является однозначной. Одному и тому же значению мгновенного напряжения могут соответствовать разные уровни SOC. На рисунке 1 представлены временные диаграммы изменения напряжения и степени заряда. Как видно из графика, одному и тому же значению мгновенного напряжения 3,8 В соответствует SOC 2%, 50% и 75%. Таким образом, в реальных условиях разброс может достигать десятков процентов.

Рис. 1. Соответствие степени заряда и мгновенного напряжения в цикле работы

Вместе с тем, по форме представленные графики схожи, а значит использовать значения напряжения для расчета SOC можно на некоторых участках. Однако есть и другие подводные камни.

Во-первых, напряжение аккумулятора имеет нелинейную зависимость от величины тока нагрузки (рисунок 2).

Рис. 2. Типовая зависимость напряжения Li-ion-аккумулятора от характеристик разряда

Во-вторых, напряжение аккумулятора имеет нелинейную зависимость от температуры (рисунок 3).

Рис. 3. Типовая зависимость напряжения Li-ion-аккумулятора от температуры

Таким образом, простота реализации данного метода очень часто перекрывается низкой точностью. Тем не менее, в самых простых случаях его можно использовать, например, чтобы не допускать критического разряда элементов питания.

Как видим, простые методы измерений не обеспечивают высокой точности, и приходится прибегать к более сложным решениям.

Метод интегрирования тока. Данный метод предполагает использование быстродействующих АЦП для измерения и суммирования мгновенных токов.

Алгоритм действия данного метода следующий: мгновенный ток преобразуется в напряжение с помощью датчиков тока (датчики Холла, шунты, магниторезистивные сенсоры и так далее). Полученное напряжение оцифровывается с помощью быстродействующего АЦП. Полученные отсчеты интегрируются с помощью процессора или микроконтроллера. Зная суммарный ток, можно определить, сколько энергии отдал аккумулятор.

Как уже говорилось, номинальная и реальная емкость аккумулятора могут значительно отличаться. По этой причине при измерениях требуется знать, сколько энергии может реально хранить аккумулятор. В итоге, чтобы рассчитать SOC, вначале требуется определить энергию, закачанную в элемент питания. Для этого необходимо измерять ток в процессе заряда. Реальное значение емкости, полученное при заряде аккумулятора, можно считать за 100% только с оговорками. Практика показывает, что при заряде часть мощности приходится на нагрев. Кроме того, имеет место эффект саморазряда. В итоге закачанная мощность всегда будет больше той мощности, которую вернет аккумулятор.

Существуют различные готовые микросхемы, работающие по данному принципу. Они объединяют в одном корпусе таймеры, АЦП, цепи тактирования и питания.

Метод позволяет достигать высокой точности определения SOC, так как измерения зарядных и разрядных токов производятся с малой погрешностью. Вместе с тем, есть у него и недостатки. Интегрирование оказывается эффективным только при постоянных или медленно меняющихся токах. При импульсных нагрузках часть энергии останется неучтенной даже при использовании самых быстрых АЦП. На рисунке 4 показан худший случай при работе с импульсным током. Каждый раз в моменты измерения (отсчеты времени 1…8) АЦП получал одно и то же значение. В итоге система полагала, что ток постоянный, в то время как на самом деле скорость разряда менялась, а степень разряда оказывалась выше.

Рис. 4. Ошибка измерений при импульсном характере нагрузки

Приведенная погрешность, очевидно, имеет свойство накапливаться. Ее устранение возможно при обнулении в калибровочных точках: при полном разряде или полном заряде аккумулятора.

Метод измерения импеданса аккумулятора. В процессе эксплуатации аккумулятора концентрация носителей заряда в активном веществе электролита меняется. Измеряя импеданс элемента питания, можно определить степень его заряда.

Данный алгоритм оказывается достаточно перспективным особенно с учетом появления специализированных микросхем. Его достоинством можно считать высокую точность. Однако он требует циклов «обучения» и калибровки для получения конкретной зависимости. Кроме того, для реализации алгоритма необходима достаточно сложная схема с дополнительными компонентами.

Метод измерения напряжения OCV. Несмотря на большую погрешность, в некоторых случаях значение степени заряда может быть определено с помощью мгновенного напряжения на аккумуляторе. Этот метод можно значительно улучшить, если использовать в расчетах не мгновенное, а установившееся значение напряжения, а в идеале – установившееся напряжение на разомкнутых контактах (Open Contact Voltage, OCV).

Дело в том, что напряжение на разомкнутых контактах имеет практически идеальную линейную зависимость от степени заряда (рисунок 5).

Рис. 5. Зависимость степени разряда от напряжения на разомкнутых клеммах

Однако не все так просто. Чтобы на клеммах аккумулятора появилось «истинное» значение установившегося напряжения OCV, он должен быть отключен от нагрузки и выдержан при номинальной температуре до 8…9 часов. Очевидно, что выполнить эти условия не всегда возможно. Однако рассчитать OCV по мгновенному напряжению и дополнительным параметрам вполне реально. Именно такой подход и использует компания Maxim в своей технологии ModelGauge.



Виды индикаторов

Технологии развиваются, поэтому производители техники для авто выпускают новые устройства, которые облегчают вождение, обслуживание транспорта. В новых машинах есть бортовой компьютер, показывающий различные данные, включая уровень заряда аккумулятора.

Владельцам старых автомобилей приходится проверять по старинке – вольтметром. Есть и другое решение – установка индикатора заряда аккумуляторной батареи. Это может быть прибор в виде гигрометра или дополнительный информационный дисплей в салоне.

Встроенный индикатор

В ходе зарядки батареи повышается плотность электролита

Устройство обычно встречается на необслуживаемых АКБ. Это индикатор поплавкового типа, другое название которого – гигрометр.

Работает он следующим образом – показывает одно из трех положений, в зависимости от ситуации:

  • В ходе зарядки батареи повышается плотность электролита. В индикаторе есть зеленый поплавок, который поднимается вверх и его видно через специальный глазок. Как правило, шарик зеленого цвета виден, если уровень заряда батареи составляет 65% или больше.
  • Если аккумулятор недостаточно заряжен, поплавок тонет в электролите, плотность которого снижена. В это время в глазке будет виднеться черный цвет и это говорит о том, что АКБ пора заряжать. Бывают индикаторы, где вместо черного используется красный цвет.
  • При критическом уровне снижения электролита его можно будет увидеть в глазок. Придется пополнять запасы, для чего в АКБ добавляется дистиллированная вода. Вот только с необслуживаемой батареей так сделать не получится.
  • Гигрометр позволяет приблизительно оценить уровень заряда АКБ, но ориентироваться только на его показания не стоит.

    В сети встречаются отзывы о том, что такие поплавковые устройства недостаточно точны и быстро ломаются. Причины этого в следующем:

    • АКБ собран из 6 элементов, а индикатор ставится только в один. Что происходит в остальных «банках», каков их уровень заряда, узнать не получится. Бывает, что в одном элементе достаточно электролита, а в другом нет;
    • материалы индикатора – стекло и пластик. Первый бьется, второй нагревается и деформируется, из-за чего возникают сложности со «считыванием» данных;
    • на плотность электролита влияет температура. Но гигрометр это не учитывает.

    Чтобы проверить уровень заряда аккумулятора, поднимают крышку капота, протирают глазок индикатора и заглядывают в него.

    Сейчас выпускают приборы, которые устанавливаются непосредственно в салоне. Их разработкой занимаются автопроизводители и компании, связанные с автомобильным транспортом.

    Индикатор DC-12 В

    Американскими производителями выпускаются специальные индикаторы с дисплеем

    Собирается устройство как конструктор, поэтому понадобятся навыки работы с электротехникой и паяльником. Что умеет DC-12:

    • показывает заряд батареи;
    • проверяет работоспособность реле-регулятора.

    Показываемые напряжения – от 2,5 до 18 В. Предельное потребление – до 20 мА. Размеры платы – 43 х 20 мм.

    Если в машине установлено 2 АКБ, неплохой заменой гигрометру станет панель с индикатором от TMC. Она представляет собой алюминиевую пластинку со светодиодами.

    На самой панели расположен вольтметр и переключатель, которым выбирается аккумулятор. Изготавливаются такие устройства преимущественно в Китае.

    Американскими производителями выпускаются специальные индикаторы с дисплеем, но их цена доходит до 5 тысяч рублей (за эти деньги можно купить новый АКБ).


    ModelGauge – фирменные методы измерения от Maxim

    В настоящий момент компания Maxim Integrated предлагает сразу несколько версий фирменного алгоритма ModelGauge.

    Данный алгоритм основан на вычислении степени разряда аккумулятора по напряжению на разомкнутых клеммах OCV. Само напряжение OCV рассчитывается с помощью фирменной параметрической модели, которая использует мгновенное значение напряжения и учитывает не только температурную зависимость, но и зависимость от тока нагрузки, и даже старение аккумулятора.

    Учет старения аккумуляторов – важное достоинство ModelGauge. Все аккумуляторы со временем теряют емкость. Потери емкости зависят и от числа циклов заряда-разряда. На рисунке 6 показана типовая зависимость величины емкости от числа циклов заряда-разряда для литий-ионных аккумуляторов. Для них снижение емкости при нормальных условиях (25°С, разряд номинальным током 1С, заряд половиной от номинального тока С/2) обычно составляет около 20%.

    Рис. 6. Изменение емкости высокостабильного аккумулятора в процессе эксплуатации

    Еще одним достоинством ModelGauge является устойчивость при работе с импульсными нагрузками. Даже если система не успевает отследить все всплески напряжения, общая тенденция по снижению напряжения все равно будет учтена (рисунок 7). Погрешность будет самоустраняться с течением времени, а не накапливаться, как в рассмотренном выше методе с интегрированием токов.

    Рис. 7. Шумы при наличии импульсных нагрузок не приводят к накоплению погрешностей

    Преимуществами ModelGauge являются:

    • простота реализации – требуется измерять только температуру и напряжение;
    • привлекательная стоимость конечного решения – не нужны дополнительные компоненты (шунты, делители и так далее);
    • минимальное потребление. Например, микросхемы MAX17048/MAX17049 в режиме сна потребляют всего 3 мкА;
    • отсутствие необходимости в калибровочных циклах «заряд-разряд», как в случае с измерением импеданса аккумулятора;
    • учет температурной зависимости;
    • учет старения;
    • отсутствие накапливающейся погрешности при импульсном потреблении;
    • минимальные габариты.

    Однако ради справедливости стоит признать, что точность данного алгоритма уступает точности, которую обеспечивает метод с интегрированием токов, особенно для краткосрочных измерений. Это связано с тем, что какой бы идеальной не была математическая модель, она все-таки остается моделью и не может учесть все особенности реальных приложений. В компании Maxim это прекрасно понимают, поэтому выпустили микросхемы, работающие по усовершенствованным алгоритмам ModelGauge.

    Алгоритм ModelGauge m3 объединяет краткосрочную точность метода с интегрированием токов и долгосрочную стабильность ModelGauge.

    Микросхемы с ModelGauge m3 учитывают втекающие и вытекающие токи, как и в методе с интегрированием токов. Однако сброс накапливающейся погрешности происходит не только в крайних точках (при полном заряде или полном разряде аккумулятора) – поправки вносятся прямо по ходу работы с учетом данных от математической модели ModelGauge. Получаемая точность измерения степени заряда оказывается лучшей среди аналогичных микросхем.

    Алгоритм ModelGauge m5 – дальнейшее развитие ModelGauge m3. Микросхемы, реализующие ModelGauge m5, имеют на борту дополнительные компоненты:

    • встроенный датчик температуры;
    • энергонезависимую память для подсчета числа циклов заряда и разряда;
    • поддержку хеш-функции SHA-256, которая позволяет распознавать фирменные аккумуляторы.

    Алгоритм ModelGauge m5 EZ. Если алгоритм ModelGauge m5 предполагает подстройку под характеристики конкретного типа аккумуляторов, то алгоритм EZ использует некоторую усредненную модель. Конечно, она не может быть идеальной для всех типов элементов питания, зато алгоритм можно применять для широкого круга аккумуляторов без дополнительной подстройки и изучения их характеристик. ModelGauge m5 EZ позволяет минимизировать время на разработку, что очень важно для современного рынка.

    Та как компания Maxim предлагает сразу четыре версии ModelGauge, то выбор оптимального варианта стоит делать с учетом конкретного приложения.

    Какие бывают индикаторы заряда автомобильного аккумулятора?

    Технологии не стоят на месте и производители автомобильной техники изо всех сил стараются сделать поездки на автомобиле и его обслуживание максимально комфортным. Поэтому на современных автомобилях в бортовом компьютере, среди прочих функций, можно найти данные о напряжении аккумуляторной батареи. Но такие возможности есть далеко не на всех автомобилях. На старых авто может присутствовать аналоговый вольтметр, по которому достаточно сложно понять, в каком состоянии находится АКБ. Для новичков в автомобильном деле советуем ознакомиться с материалом о норме заряда аккумулятора автомобиля.

    Поэтому стали появляться всевозможные индикаторы заряда аккумуляторных батарей. Их стали делать, как на аккумуляторах в виде гидрометров, так и дополнительных информационных дисплеев на автомобиле.

    Такие индикаторы заряда выпускаются и сторонними производителями. Их достаточно легко разместить где-нибудь в салоне и подключить в бортовую сеть. Кроме того, в интернете есть несложные схемы изготовления индикаторов заряда своими руками.

    Давайте, разберём все эти разновидности индикаторов для АКБ подробнее.

    Рекомендации по выбору версии ModelGauge для конкретного приложения

    Каждая из версий ModelGauge имеет свои достоинства (таблица 1). Выбор реализации алгоритма следует делать с учетом требований конкретного приложения.

    Таблица 1. Сравнение версий технологии ModelGauge

    ПараметрПараметры MAX17048/MAX17049MAX17047/MAX17050MAX172x1хMAX172x5х Метод измеренияModelGaugeModelGauge m3ModelGauge m5ModelGauge m5 Ток потребления, мкА325912 Габариты микросхемы, мм0,9×1,71,5×1,51,6×2,341,6×2,34 Шунтовый резисторНе требуетсяТребуетсяТребуется либо используется печатный проводникТребуется либо используется печатный проводник Измерение температурыОсуществляется микроконтроллеромОсуществляется с помощью внешнего термистора или микроконтроллеромВстроенный датчик + внешний термисторВстроенный датчик + внешний термистор Энергонезависимая память––ЕстьЕсть Учет старения и числа циклов заряда-разряда––ЕстьЕсть Встроенная модель EZ––ЕстьЕсть Аутентификация––SHA-256SHA-256 Поддержка конфигураций1S, 2S (MAX17049)1S1Sдо 15S; с балансировкой: 2S, 3S

    Рассмотрим примеры типовых требований.

    Простота схемотехнической реализации. Если данное требование является основным, а высокие показатели точности остаются на заднем плане, то стоит использовать микросхемы с поддержкой начальной версии алгоритма ModelGauge. Например, мониторы MAX17048/MAX17049 требуют всего лишь одного внешнего конденсатора (рисунок 8). При этом стоит помнить, что для настройки этих микросхем требуется микроконтроллер, который должен самостоятельно производить измерения температуры и посылать данные в MAX17048/MAX17049 по интерфейсу I2C.

    Рис. 8. Схема включения MAX17048/MAX17049

    Высокая точность и простота реализации. Если необходимо получить низкую погрешность измерений SOC, а также не тратить времени на исследование характеристик аккумуляторов, то идеальным выбором станет ModelGauge m5 EZ. Этот алгоритм поддерживают представители семейства MAX172xx.

    Максимальная точность. Максимальную точность обеспечивают микросхемы с ModelGauge m3/m5. При этом, микросхемы MAX17047/MAX17050 с ModelGauge m3 не выполняют подсчета циклов заряда-разряда, и эту функцию должен взять на себя микроконтроллер. Для измерения температуры микросхемы требуют дополнительного термистора.

    ModelGauge m5 могут самостоятельно подсчитывать циклы заряда-разряда и имеют в своем составе датчик температуры. Для повышения точности измерения возможно подключение пары дополнительных внешних термисторов.

    Минимальное потребление. При необходимости жесткой экономии ресурсов аккумулятора следует использовать микросхемы MAX17048/MAX17049 с ModelGauge. Их потребление составляет всего 3 мкА. Типовое значение питающих токов для ModelGauge m5 равно 9 мкА. Самое значительное потребление у ModelGauge m3 – до 25 мкА.

    Минимальные габаритные размеры. В данном случае идеальным выбором снова станут микросхемы MAX17048/MAX17049 с ModelGauge, так как они требуют только одного внешнего конденсатора, а собственные габариты составляют всего лишь 0,9×1,7 мм.

    Надежность и защита от нелицензионных аккумуляторов. Только мониторы MAX172xx с технологией ModelGauge m5 имеют встроенную поддержку функции хеширования SHA-256. Она позволяет распознавать лицензионные аккумуляторы и сообщать процессору об использовании «неуставных» элементов питания.

    Поддержка аккумуляторных батарей с числом ячеек более двух. Такой функцией могут похвастаться только MAX172x5 с технологией ModelGauge m5. При их использовании число последовательно соединенных аккумуляторов может достигать 15 штук.

    Микросхемы MAX172xx с технологией ModelGauge m5 – наиболее совершенные представители в номенклатуре мониторов напряжения производства компании Maxim Integrated. Рассмотрим их подробнее.

    Возврат значка заряда

    Если в панели уведомлений пропал значок заряда батареи ноутбука, то его можно быстро вернуть, настроив отображение системных иконок. На Windows 8 и 7:

  • Щелкните по стрелочке в области уведомлений. Нажмите «Настроить».

  • Перейдите по ссылке «Выключить или включить системные значки».

  • Найдите значок заряда аккумулятора и включите его отображение.
  • Если на ноутбуке стоит Windows 10, то процедура выполняется иначе:

  • Откройте параметры, перейдите в раздел «Система».
  • Зайдите на вкладку «Уведомления и действия». Щелкните по ссылке «Выберите значки, отображаемые в панели задач».
  • Включите отображение состояния аккумулятора в области уведомлений.

  • Обзор микросхем MAX172xx с технологией ModelGauge m5

    В настоящий момент в состав семейства ModelGauge m5 входят четыре представителя: MAX17201, MAX17205, MAX17211 и MAX17215. Их общими отличительными чертами являются:

    • использование алгоритма определения степени заряда ModelGauge m5;
    • наличие энергонезависимой памяти для хранения истории операций, параметров и данных пользователя;
    • отсутствие необходимости калибровки;
    • возможность оценки не только степени заряда, но ориентировочного времени заряда и разряда;
    • наличие встроенного датчика для измерения температуры ядра без внешних компонентов;
    • поддержка внешних дополнительных термисторов;
    • наличие встроенных быстродействующих компараторов для определения перегрузок по току;
    • наличие функции сигнализации о событиях и аварийных состояниях;
    • встроенная поддержка функции хеширования для распознавания нелицензионных аккумуляторов.

    Все модели семейства выпускаются в двух корпусных исполнениях: TDFN-CU/14 и WLP/15 (таблица 2).

    Таблица 2. Характеристики микросхем MAX172xx с технологией ModelGauge m5

    ПараметрНаименование MAX17201MAX17205MAX17211MAX17215 Типы аккумуляторов1xLi-IonMulti-Cell Li-Ion1xLi-IonMulti-Cell Li-Ion Интерфейс2-Wire1-Wire Энергонезависимая память, байт156 Измеряемые характеристикиУровень заряда, ток, температура, время, напряжение АлгоритмModelGauge m5 Uпит, В2,3…4,94,2…202,3…4,94…20 КорпусTDFN-CU/14, WLP/15 Траб, °C-40…85

    Между собой микросхемы отличаются типом поддерживаемых аккумуляторов, потреблением и коммуникационным интерфейсом с внешним процессором.

    Микросхемы MAX17201 и MAX17211 работают с одиночными ячейками Li-ion и максимальными напряжениями до 4,9 В (рисунок 9).

    Рис. 9. Схема включения MAX1702x1/ MAX1702x5 при работе с одной ячейкой Li-ion

    MAX17205 и MAX17215 предназначены для контроля степени разряда аккумуляторных батарей с числом ячеек до 15 (рисунок 10). Для них максимальное значение напряжения питания достигает 20 В.

    Рис. 10. Схема включения MAX1702x5 с балансировкой до трех ячеек Li-ion

    Для связи с внешним процессором MAX17201 и MAX17205 используют интерфейс I2C. Для этих же целей в MAX17211 и MAX17215 применяется однопроводной интерфейс 1-Wire.

    Также микросхемы отличаются уровнем потребления. В активном состоянии MAX172x1 потребляют 18 мкА, а в режиме сна 9 мкА. У микросхем MAX172x5 потребление несколько выше – 25 мкА в активном режиме и 12 мкА в состоянии сна.

    Простота реализации, малое собственное потребление и высокая точность делают микросхемы MAX172x1/MAX172x5 отличным выбором для самых различных приложений – смартфонов и планшетов, портативных игровых приставок, цифровых камер, портативных медицинских приборов и так далее.

    Как сделать индикатор заряда аккумулятора на светодиодах?

    Существуют десятки разнообразных схем контроля, но результат они выдают идентичный. Подобное устройство возможно собрать самостоятельно из подручных материалов. Выбор схемы и комплектующих зависит исключительно от ваших возможностей, фантазии и ассортимента ближайшего магазина радиотоваров.

    Вот схема для понимания как работает индикатор заряда аккумулятора на светодиодах. Такую портативную модель можно собрать «на коленке» за несколько минут.

    Д809 – стабилитрон на 9В ограничивает напряжение на светодиодах, а на трёх резисторах собран сам дифференциатор. Такой светодиодный индикатор срабатывает на силу тока в цепи. При напряжении 14В и выше сила тока достаточно для свечения всех светодиодов, при напряжении 12-13,5В светятся VD2 и VD3, ниже 12В — VD1.

    Более продвинутый вариант при минимуме деталей можно собрать на бюджетном индикаторе напряжения — микросхеме AN6884 (KA2284).

    Схема led индикатора уровня заряда АКБ на компараторе напряжения

    Схема работает по принципу компаратора. VD1 – стабилитрон на 7,6В, он служит в качестве эталонного источника напряжения. R1 – делитель напряжения. При первоначальной настройке он выставляется в такое положение, чтобы при напряжении 14В светились все светодиоды. Напряжение, поступающее на входы 8 и 9, сравнивается через компаратор, а результат дешифруется на 5 уровней, зажигая соответствующие светодиоды.

    Новый датчик MAX30205 для точного измерения температуры тела

    Компания Maxim Integrated выпустила цифровой датчик температуры MAX30205, предназначенный для применения в медицинском оборудовании и приборах для фитнеса. Встроенный сигма-дельта-АЦП нового датчика обеспечивает точность не хуже 0,1°C в диапазоне температур 37…39°C. Благодаря 16-битному разрешению удается регистрировать изменение температуры лишь на 0,0039°C. Кроме измерения температуры, новый датчик может сигнализировать о превышении заранее записанного порогового значения. MAX30205 работает по цифровому последовательному интерфейсу I²C с защитой от блокировки шины и управляется с помощью стандартных операций записи-чтения. Три дополнительные линии адреса позволяют нескольким датчикам работать на одной шине. Поскольку эти линии могут подключаться не только к земле и питанию, то общее количество датчиков может достигать 32. Интересной особенностью микросхемы является специальный отдельный выход температурного компаратора. Сигнал на выходе (открытый сток) появляется при превышении температурой порогового значения, записанного в регистре TOS. При снижении температуры ниже значения, заданного регистром THYST, выход отключается и его работа происходит в режиме термостата. Данный выход может быть использован для включения охлаждающего вентилятора, подачи сигнала тревоги или аварийного завершения работы системы. Выход температурного компаратора может работать также в режиме формирования сигнала прерывания. В этом случае значение на выходе фиксируется (выход задействован) до выполнения операции чтения любого регистра по шине I²C. Рабочий диапазон напряжений датчика составляет 2,7…3,6 В. При этом потребление не превышает 600 мкA. Микросхема выпускается в корпусе 8-pin TDFN и имеет рабочий температурный диапазон 0…50°C.

    •••

    Включение процентов заряда батареи с помощью скрытых настроек Android

    Для включения постоянного показа процентов заряда, следует воспользоваться скрытыми настройками в Android. Для этого выполните следующие действия:

  • Раздвиньте шторку вертикальным свайпом от верха экрана.
  • Нажмите на иконку настроек (в виде шестеренки), удерживайте нажатие в течение 4-5 секунд и отпустите.
  • Откроется экран настроек Android, при этом внизу появится всплывающее сообщение «Функция System UI Tuner добавлена в меню настроек». Если функция не появилась, то попробуйте еще раз, увеличивая и уменьшая время удерживания пальца на значке настроек в шторке.

  • Прокрутите экран настроек до пункта меню «System UI Tuner» и тапом по нему войдите в данный раздел.

    Появится предупредительное сообщение, что это экспериментальная функция, тапните по кнопке «Ок».

  • Нажатием по пункту меню «Строка состояния» перейдите в одноименный раздел.

  • Тапните по пункту меню «Батарея» и переключите отображение на «Всегда показывать процент заряда батареи».

  • Теперь процент заряда будет отображаться внутри значка батареи в строке состояния вашего андроид смартфона или планшета.


    Добавить комментарий