Làm thế nào để thiết kế một mạch chỉ báo mức pin?

Trong thế kỷ gần đây, mọi thứ được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày đều là đồ điện tử. Hầu hết các linh kiện điện tử có quy mô nhỏ sử dụng pin để tự cung cấp năng lượng. Đôi khi các thiết bị điện tử này, chẳng hạn như đồ chơi, máy cạo râu, máy nghe nhạc, pin ô tô, v.v., không có màn hình để chỉ mức pin. Vì vậy, để kiểm tra mức độ pin của họ, chúng tôi cần một thiết bị sẽ cho biết mức độ của pin và cho chúng tôi biết rằng nếu pin phải được thay đổi ngay lập tức hoặc sau một thời gian. Các chỉ báo mức pin khác nhau có sẵn trên thị trường. Nhưng nếu chúng ta muốn thiết bị này với chi phí thấp, chúng ta có thể tự chế tạo ở nhà sẽ hiệu quả như thiết bị hiện có trên thị trường.

Trong Dự án này, tôi sẽ cho bạn biết cách tốt nhất để lập một Mạch chỉ báo mức pin đơn giản sử dụng các phân khúc có thể tiếp cận hiệu quả, từ thị trường. Chỉ báo mức pin thể hiện trạng thái của pin chỉ bằng cách bật đèn LED. Ví dụ: năm đèn LED được bật có nghĩa là giới hạn pin là 50%. Mạch này sẽ hoàn toàn dựa trên IC LM914.

Làm thế nào để chỉ ra mức pin bằng cách sử dụng IC LM3914?

Bài viết này sẽ làm rõ cho bạn cách lập kế hoạch chỉ báo mức pin. Bạn có thể sử dụng mạch này để kiểm tra ắc quy hoặc biến tần của xe. Vì vậy, bằng cách sử dụng mạch này, chúng ta có thể mở rộng tuổi thọ của pin. Hãy để chúng tôi thu thập thêm một số thông tin và bắt tay vào thực hiện dự án này.

Bước 1: Thu thập các thành phần

Cách tiếp cận tốt nhất để bắt đầu bất kỳ dự án nào là lập danh sách các thành phần và nghiên cứu ngắn gọn về các thành phần này vì sẽ không ai muốn mắc kẹt ở giữa dự án chỉ vì thiếu một thành phần. Dưới đây là danh sách các thành phần mà chúng tôi sẽ sử dụng trong dự án này:

Bước 2: Nghiên cứu các thành phần

Bây giờ khi chúng ta đã biết tóm tắt về dự án của mình và chúng ta cũng có một danh sách đầy đủ của tất cả các thành phần, chúng ta hãy tiến lên trước một bước và xem qua nghiên cứu ngắn gọn về các thành phần mà chúng ta sẽ sử dụng.

LM3914là một mạch tích hợp. Công việc của nó là vận hành màn hình hiển thị trực quan sự thay đổi của tín hiệu analog. Trên đầu ra của nó, chúng tôi có thể kết nối tối đa 10 đèn LED, LCD hoặc bất kỳ thành phần hiển thị huỳnh quang nào khác. Mạch Tích hợp này có thể sử dụng được chỉ vì ngưỡng mở rộng tuyến tính được chia tỷ lệ tuyến tính. Trong cách sắp xếp cơ bản, nó cung cấp thang đo mười giai đoạn có thể mở rộng lên hơn 100 phần với các IC LM3914 khác mắc nối tiếp. Năm 1980, vi mạch này được phát triển bởi National Semiconductors. Nhưng bây giờ vào năm 2019, nó vẫn có sẵn dưới dạng Texas Instruments. Có hai biến thể chính của vi mạch này. một là LM3915, có bước thang logarit 3dB và một là LM3916, hoạt động theo thang của Chỉ báo khối lượng tiêu chuẩn (SVI). Phạm vi điện áp hoạt động thay đổi từ 5V đến 35V và nó có thể điều khiển màn hình LED trên đầu ra của nó bằng cách cung cấp dòng điện đầu ra được điều chỉnh trong khoảng từ 2-30mA. Mạng bên trong của vi mạch này bao gồm mười bộ so sánh và một mạng chia tỷ lệ điện trở. Mỗi bộ so sánh bật lần lượt khi mức điện áp đầu vào tăng lên. IC này có thể được thiết lập để hoạt động ở hai chế độ khác nhau, a Chế độ biểu đồ thanh và một Chế độ chấm. Trong chế độ biểu đồ thanh, tất cả các thiết bị đầu cuối có đầu ra thấp hơn sẽ bật và ở chế độ dấu chấm, chỉ một đầu ra bật tại một thời điểm. Thiết bị có tổng cộng 18 chân.

Veroboard là một lựa chọn tuyệt vời để tạo mạch bởi vì vấn đề đau đầu duy nhất là đặt các thành phần lên bảng mạch Vero và hàn chúng và kiểm tra tính liên tục bằng Digital Multi Meter. Khi đã biết cách bố trí mạch, hãy cắt bo mạch thành kích thước hợp lý. Vì mục đích này, hãy đặt tấm ván lên thảm cắt và bằng cách sử dụng một lưỡi dao sắc bén (một cách chắc chắn) và bằng cách thực hiện tất cả các biện pháp phòng ngừa an toàn, nhiều hơn một lần cho tải trọng lên trên và đế dọc theo cạnh thẳng (5 hoặc nhiều lần), chạy qua các khẩu độ. Sau khi thực hiện, đặt các linh kiện trên bo mạch chặt chẽ để tạo thành một mạch điện nhỏ gọn và hàn các chân theo các mối nối mạch. Trong trường hợp có sai sót, hãy cố gắng khử hàn các kết nối và hàn lại chúng. Cuối cùng, hãy kiểm tra tính liên tục. Thực hiện các bước sau để tạo mạch tốt trên Veroboard.

Bước 3: Thiết kế mạch

Cốt lõi của mạch đánh dấu mức pin này là IC LM3914. IC này lấy điện áp tương tự làm đầu vào và điều khiển trực tiếp 10 đèn LED theo mức điện áp xoay chiều. Trong mạch này, không cần điện trở sắp xếp với đèn LED vì dòng điện được dẫn bởi chính vi mạch.

Trong mạch này, đèn LED (D1-D10) hiển thị giới hạn của pin ở chế độ chấm hoặc chế độ hiển thị. Chế độ này được chọn bởi công tắc bên ngoài sw1 được liên kết với chân thứ chín của IC. chân thứ sáu và thứ bảy của IC được liên kết với đất thông qua một điện trở. Độ sáng của đèn LED được điều khiển bởi điện trở này. Ở đây điện trở R3 và POT RV1 cấu trúc mạch chia điện thế. Ở đây trong mạch này, việc hiệu chuẩn được thực hiện bằng cách đặt núm của chiết áp. Không cần bất kỳ nguồn điện bên ngoài nào cho mạch này.

Mạch được thiết kế để giám sát 10V đến 15V DC. Mạch sẽ hoạt động bất kể điện áp của pin là 3V. Lm3914 điều khiển đèn LED, màn hình LCD và đèn huỳnh quang chân không. IC chứa tham chiếu linh hoạt và bộ chia 10 bước chính xác. IC này cũng có thể hoạt động như một bộ tuần tự.

Để chỉ ra trạng thái của đầu ra, chúng ta có thể kết nối các đèn LED có màu sắc khác nhau. Kết nối các đèn LED màu đỏ từ D1 đến D3 thể hiện giai đoạn tắt của pin và sử dụng D8-D10 với đèn LED màu xanh lá cây hiển thị mức 80 đến 100 của pin và sử dụng đèn LED màu vàng để còn lại.

Với một chút điều chỉnh, chúng ta cũng có thể sử dụng mạch này để định lượng các dải điện áp. Để ngắt kết nối này, điện trở R2 và mức điện áp trên giao diện với đầu vào. Bây giờ, hãy chuyển sự đối lập của Pot RV1 sang đèn LED D10. Hiện tại, sơ tán mức điện áp trên ở đầu vào và kết hợp mức điện áp thấp hơn với nó. Nối một biến trở có giá trị cao vào vị trí của điện trở R2 và dao động nó cho đến khi đèn LED D1 sáng. Bây giờ ngắt kết nối chiết áp và đo điện trở trên nó. Bây giờ nối điện trở có cùng giá trị vào vị trí của R2. Bây giờ mạch sẽ đo các dải điện áp khác nhau.

Mạch này là hợp lý nhất để chỉ ra 12V của mức pin. Trong mạch này, mỗi đèn LED thể hiện 10 phần trăm pin.

Bước 4: Mô phỏng mạch

Trước khi tạo mạch, tốt hơn là nên mô phỏng và kiểm tra tất cả các kết quả đọc trên một phần mềm. Phần mềm chúng tôi sẽ sử dụng là Proteus Design Suite. Proteus là một phần mềm mô phỏng các mạch điện tử.

Proteus 8 Professional có thể được tải xuống từ Đây

1. Sau khi bạn tải xuống và cài đặt phần mềm Proteus, hãy mở nó. Mở một giản đồ mới bằng cách nhấp vào ISISbiểu tượng trên menu.
2. Khi giản đồ mới xuất hiện, hãy nhấp vào Pbiểu tượng trên menu bên. Thao tác này sẽ mở ra một hộp trong đó bạn có thể chọn tất cả các thành phần sẽ được sử dụng.
3. Bây giờ gõ tên của các thành phần sẽ được sử dụng để tạo mạch. Thành phần sẽ xuất hiện trong danh sách ở phía bên phải.
4. Theo cách tương tự, như trên, hãy tìm kiếm tất cả các thành phần. Chúng sẽ xuất hiện trong Thiết bị Danh sách.

Bước 5: Lắp ráp mạch

Bây giờ, khi chúng ta biết các kết nối chính và cũng là mạch hoàn chỉnh của dự án của chúng ta, chúng ta hãy tiếp tục và bắt đầu tạo phần cứng cho dự án của mình. Một điều phải lưu ý là mạch điện phải nhỏ gọn và các linh kiện phải được đặt sao cho thật gần nhau.

1. Lấy một tấm Veroboard và chà mặt của nó với lớp phủ đồng bằng giấy nháp.
2. Bây giờ Đặt các thành phần cẩn thận và đủ gần để kích thước của mạch không trở nên quá lớn
3. Cẩn thận thực hiện các kết nối bằng cách sử dụng sắt hàn. Nếu có bất kỳ lỗi nào được thực hiện trong khi thực hiện các kết nối, hãy cố gắng phá bỏ kết nối và hàn lại kết nối đúng cách, nhưng cuối cùng, kết nối phải thật chặt chẽ.
4. Khi tất cả các kết nối đã được thực hiện, hãy thực hiện kiểm tra tính liên tục. Trong điện tử, kiểm tra tính liên tục là kiểm tra mạch điện để kiểm tra xem dòng điện có chạy theo đường mong muốn hay không (chắc chắn đó là mạch tổng). Thử nghiệm tính liên tục được thực hiện bằng cách đặt một điện áp nhỏ (được nối dây với đèn LED hoặc bộ phận tạo ra nhiễu, ví dụ, loa áp điện) theo cách đã chọn.
5. Nếu thử nghiệm liên tục vượt qua, điều đó có nghĩa là mạch được tạo ra đầy đủ như mong muốn. Bây giờ nó đã sẵn sàng để được thử nghiệm.
6. Kết nối pin với mạch.
7. Điều chỉnh chiết áp để đèn LED D1 bắt đầu phát sáng.
8. Bây giờ bắt đầu tăng điện áp đầu vào. Bạn sẽ quan sát thấy rằng mỗi đèn LED sẽ phát sáng sau khi tăng 1V.

Mạch sẽ giống như hình dưới đây:

Hạn chế của mạch này

Có một số hạn chế đối với mạch này. Một số trong số chúng được đưa ra dưới đây:

1. Chỉ báo mức pin này chỉ hoạt động đối với điện áp nhỏ.
2. Giá trị của các thành phần là lý thuyết, chúng có thể cần sửa đổi trong thực tế.

Các ứng dụng

Phạm vi rộng của mạch chỉ báo mức pin này bao gồm:

1. Chúng ta có thể đo mức pin của ô tô bằng cách sử dụng mạch này.
2. Trạng thái biến tần có thể được hiệu chỉnh bằng cách sử dụng mạch này.