Κύκλωμα ένδειξης χαμηλής μπαταρίας που χρησιμοποιεί μόνο δύο τρανζίστορ

Η ακόλουθη ανάρτηση περιγράφει ένα απλό κύκλωμα ένδειξης χαμηλής μπαταρίας χρησιμοποιώντας μόνο δύο φθηνά τρανζίστορ NPN. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτού του κυκλώματος είναι η πολύ χαμηλή στάση από την τρέχουσα κατανάλωση.

Η έννοια του κυκλώματος

Έχουμε δει μέχρι τώρα πώς να κάνουμε κυκλώματα ένδειξης χαμηλής μπαταρίας χρησιμοποιώντας ένα 741 IC και ένα 555 IC , οι οποίες είναι αναμφίβολα εξαιρετικές με τις ικανότητές τους να ανιχνεύουν και να υποδεικνύουν χαμηλά όρια τάσης μπαταρίας.

Ωστόσο, η ακόλουθη ανάρτηση αφορά ένα ακόμη παρόμοιο κύκλωμα που είναι πολύ φθηνότερο και χρησιμοποιεί μόνο μερικά τρανζίστορ NPN για την παραγωγή των απαιτούμενων ενδείξεων χαμηλής μπαταρίας.

Πλεονέκτημα του Transistor έναντι IC

Το κύριο πλεονέκτημα του προτεινόμενου κυκλώματος ένδειξης χαμηλής μπαταρίας δύο τρανζίστορ είναι η πολύ χαμηλή κατανάλωση ρεύματος σε σύγκριση με τα αντίστοιχα IC που καταναλώνουν σχετικά υψηλότερα ρεύματα.

Ένα IC 555 θα καταναλώνει περίπου 5mA, ένα IC741 περίπου 3 mA, ενώ το παρόν κύκλωμα θα καταναλώνει περίπου 1,5mA ρεύμα.

Έτσι, το παρόν κύκλωμα καθίσταται πιο αποδοτικό, ειδικά σε περιπτώσεις όπου η κατανάλωση ρεύματος σε αναμονή τείνει να αποτελεί πρόβλημα, ας υποθέσουμε ότι σε μονάδες που εξαρτώνται από τροφοδοσία μπαταρίας χαμηλού ρεύματος, όπως μια μπαταρία 9V PP3.

Το κύκλωμα μπορεί να λειτουργήσει στα 1.5V

Ένα άλλο πλεονέκτημα αυτού του κυκλώματος είναι η ικανότητά του να λειτουργεί ακόμη και σε τάσεις περίπου 1,5V, γεγονός που του δίνει μια καθαρή ακμή έναντι των κυκλωμάτων IC.

Όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος, τα δύο τρανζίστορ έχουν διαμορφωθεί ως αισθητήρας τάσης και μετατροπέας.

Το πρώτο τρανζίστορ στα αριστερά ανιχνεύει το επίπεδο τάσης κατωφλίου σύμφωνα με τη ρύθμιση της προκαθορισμένης 47Κ. Όσο αυτό το τρανζίστορ πραγματοποιείται, το δεύτερο τρανζίστορ στα δεξιά κρατείται απενεργοποιημένο, το οποίο διατηρεί επίσης το LED απενεργοποιημένο.

Μόλις η τάση της μπαταρίας πέσει κάτω από το καθορισμένο επίπεδο κατωφλίου, το αριστερό τρανζίστορ δεν μπορεί πλέον να πραγματοποιήσει.

Αυτή η κατάσταση ενεργοποιεί αμέσως το τρανζίστορ της δεξιάς πλευράς, ανάβοντας το LED.

Η λυχνία LED ανάβει και παρέχει τις απαιτούμενες ενδείξεις προειδοποίησης χαμηλής μπαταρίας.

Διάγραμμα κυκλώματος

Επίδειξη βίντεο:

Το παραπάνω κύκλωμα κατασκευάστηκε και εγκαταστάθηκε με επιτυχία από τον κ. Allan στο δικό του παραφυσική μονάδα ανίχνευσης εξάντλησης . Το παρακάτω βίντεο παρουσιάζει τα αποτελέσματα υλοποίησης:

Αναβάθμιση του παραπάνω κυκλώματος χαμηλής μπαταρίας με τρανζίστορ σε κύκλωμα αποκοπής χαμηλής μπαταρίας

Αναφερόμενος στο παραπάνω διάγραμμα, η ένδειξη χαμηλής μπαταρίας σχηματίζεται από τα δύο τρανζίστορ NPN, ενώ το πρόσθετο BC557 και το ρελέ χρησιμοποιούνται για την απενεργοποίηση της μπαταρίας από το φορτίο όταν φτάσει στο κάτω όριο, σε αυτήν την κατάσταση το ρελέ συνδέει την μπαταρία στην διαθέσιμη είσοδο φόρτισης.

Ωστόσο, όταν η μπαταρία είναι σε κανονική κατάσταση, το ρελέ συνδέει την μπαταρία με το φορτίο και επιτρέπει στο φορτίο να λειτουργεί μέσω της ισχύος της μπαταρίας.

Προσθήκη υστέρησης

Ένα μειονέκτημα του παραπάνω σχεδιασμού θα μπορούσε να είναι η φλυαρία του ρελέ στα επίπεδα τάσης κατωφλίου, λόγω της πτώσης τάσης της μπαταρίας αμέσως κατά τη διαδικασία αλλαγής του ρελέ.

Αυτό μπορεί να αποφευχθεί με την προσθήκη 100uF στη βάση του μέσου BC547. Ωστόσο, αυτό δεν θα σταματούσε συνεχώς το ρελέ από το να ανάβει συνεχώς ON / OFF στο κατώφλι αλλαγής χαμηλής μπαταρίας.

Για να διορθωθεί αυτό, θα πρέπει να εισαχθεί ένα φαινόμενο υστέρησης το οποίο μπορεί να επιτευχθεί μέσω μιας αντίστασης ανάδρασης μεταξύ του συλλέκτη του BC557 και του μέσου τρανζίστορ BC547.

Ο τροποποιημένος σχεδιασμός για την εφαρμογή της παραπάνω κατάστασης φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα:

Οι δύο αντιστάσεις, η μία στη βάση του BC547 και η άλλη στο συλλέκτη του BC557 αποφασίζουν το άλλο κατώφλι της αλλαγής ρελέ, που σημαίνει το όριο αποκοπής πλήρους φόρτισης της μπαταρίας. Εδώ, οι τιμές επιλέγονται αυθαίρετα, για ακριβή αποτελέσματα αυτές οι τιμές θα πρέπει να βελτιστοποιηθούν με κάποια δοκιμή και σφάλμα.