배터리 잔량 표시기 회로를 설계하는 방법은 무엇입니까?

최근 세기에는 일상 생활에서 사용되는 모든 것이 전자식입니다. 소규모 전자 부품의 대부분은 배터리를 사용하여 전원을 켭니다. 장난감, 면도기, 음악 플레이어, 자동차 배터리 등과 같은 이러한 전자 장치에는 배터리 수준을 표시하는 디스플레이가없는 경우가 있습니다. 따라서 배터리 잔량을 확인하려면 배터리 잔량을 표시하고 배터리를 즉시 또는 얼마 후에 교체해야하는지 알려주는 장치가 필요합니다. 시장에서 다양한 배터리 잔량 표시기를 사용할 수 있습니다. 하지만이 장치를 저비용으로 원한다면 시장에서 구할 수있는 장치만큼 효율적으로 집에서 만들 수 있습니다.

이 프로젝트에서는 시장에서 효과적으로 접근 할 수있는 세그먼트를 활용하여 간단한 배터리 잔량 표시 회로를 계획하는 가장 좋은 방법을 알려 드리겠습니다. 배터리 잔량 표시기는 LED를 켜는 것만으로 배터리 상태를 보여줍니다. 예를 들어 5 개의 LED가 켜져 있다는 것은 배터리 제한이 50 %임을 의미합니다. 이 회로는 LM914 IC를 완전히 기반으로합니다.

LM3914 IC를 사용하여 배터리 잔량을 표시하는 방법은 무엇입니까?

이 문서에서는 배터리 잔량 표시기를 계획하는 방법을 설명합니다. 이 회로를 사용하여 차량 배터리 또는 인버터를 확인할 수 있습니다. 따라서이 회로를 활용하여 배터리 수명을 연장 할 수 있습니다. 더 많은 정보를 수집하고이 프로젝트를 시작하겠습니다.



1 단계 : 구성 요소 수집

프로젝트를 시작하는 가장 좋은 방법은 구성 요소 목록을 만들고 이러한 구성 요소에 대한 간략한 연구를 진행하는 것입니다. 그 이유는 구성 요소가 빠졌다는 이유만으로 프로젝트 중간에 머물고 싶어하는 사람이 없기 때문입니다. 이 프로젝트에서 사용할 구성 요소 목록은 다음과 같습니다.



  • LM3914 IC
  • LED (x10)
  • 전위차계 – 10KΩ
  • 12V 배터리
  • 56KΩ 저항기
  • 18KΩ 저항기
  • 4.7KΩ 저항기
  • 베로 보드
  • 전선 연결

2 단계 : 구성 요소 연구

이제 프로젝트의 개요를 알고 있고 모든 구성 요소의 전체 목록도 가지고 있으므로 한 단계 더 나아가 사용할 구성 요소에 대한 간략한 연구를 진행하겠습니다.



LM3914 집적 회로입니다. 그것의 임무는 아날로그 신호의 변화를 시각적으로 보여주는 디스플레이를 작동시키는 것입니다. 출력에서 최대 10 개의 LED, LCD 또는 기타 형광 디스플레이 구성 요소를 연결할 수 있습니다. 이 집적 회로는 선형 스케일링 임계 값이 선형 스케일링되기 때문에 사용할 수 있습니다. 기본 배열에서는 다른 LM3914 IC를 직렬로 연결하여 100 개 이상으로 확장 할 수있는 10 단계 스케일을 제공합니다. 1980 년에이 IC는 National Semiconductors에서 개발했습니다. 하지만 이제 2019 년에도 여전히 Texas Instruments로 사용할 수 있습니다. 이 IC에는 두 가지 주요 변형이 있습니다. 하나는 3dB 로그 스케일 단계를 갖는 LM3915이고 다른 하나는 SVI (Standard Volume Indicator)의 스케일을 작동하는 LM3916입니다. 작동 전압 범위는 5V에서 35V까지 다양하며 2-30mA 범위의 조정 된 출력 전류를 제공하여 출력에서 ​​LED 디스플레이를 구동 할 수 있습니다. 이 IC의 내부 네트워크는 10 개의 비교기와 저항 스케일링 네트워크로 구성됩니다. 각 비교기는 입력 전압 레벨이 증가하면 하나씩 켜집니다. 이 IC는 두 가지 모드에서 작동하도록 설정할 수 있습니다. 막대 그래프 모드 그리고 도트 모드 . 막대 그래프 모드에서는 모든 하위 출력 단자가 켜지고 도트 모드에서는 한 번에 하나의 출력 만 켜집니다. 이 장치에는 총 18 개의 핀이 있습니다.

베로 보드 유일한 골칫거리는 부품을 Vero- 보드에 놓고 납땜하고 디지털 멀티 미터를 사용하여 연속성을 확인하는 것이므로 회로를 만드는 데 탁월한 선택입니다. 회로 레이아웃이 알려지면 보드를 적당한 크기로 자릅니다. 이를 위해 커팅 매트 위에 보드를 놓고 날카로운 칼날 (안전하게)을 사용하고 모든 안전 예방 조치를 취하여 직선 모서리를 따라 상단과 바닥에 하중을 한 번 이상 채점 (5 회 또는 여러 번)합니다. 조리개. 그런 다음 부품을 보드에 가깝게 배치하여 콤팩트 한 회로를 형성하고 회로 연결에 따라 핀을 납땜합니다. 실수가있는 경우 연결부를 땜납 제거하고 다시 납땜하십시오. 마지막으로 연속성을 확인하십시오. Veroboard에서 좋은 회로를 만들려면 다음 단계를 따르십시오.

베로 보드



3 단계 : 회로 설계

이 배터리 레벨 마커 회로의 핵심은 LM3914 IC입니다. 이 IC는 아날로그 전압을 입력으로 사용하고 교류 전압 레벨에 따라 10 개의 LED를 직접 구동합니다. 이 회로에서는 전류가 IC 자체에서 흐르기 때문에 LED와 함께 배열 된 저항이 필요하지 않습니다.

이 회로에서 LED (D1-D10)는 도트 모드 또는 디스플레이 모드에서 배터리 한계를 표시합니다. 이 모드는 IC의 9 번째 핀과 관련된 외부 스위치 sw1에 의해 선택됩니다. IC의 여섯 번째 및 일곱 번째 핀은 저항을 통해 접지와 연결됩니다. LED의 밝기는이 저항에 의해 제어됩니다. 여기서 저항 R3 및 POT RV1은 전위 분배기 회로를 구성합니다. 이 회로에서 보정은 전위차계의 노브를 설정하여 수행됩니다. 이 회로에 외부 전원을 공급할 필요가 없습니다.

이 회로는 10V ~ 15V DC를 모니터링하기위한 것입니다. 회로는 배터리 전압이 3V인지 여부에 관계없이 작동합니다. Lm3914는 LED, LCD 및 진공 형광등을 구동합니다. IC에는 유연한 기준과 정밀한 10 단계 분할기가 포함되어 있습니다. 이 IC는 마찬가지로 시퀀서로 사용할 수 있습니다.

출력 상태를 나타 내기 위해 서로 다른 색상의 LED를 연결할 수 있습니다. 배터리의 종료 단계를 보여주는 D1에서 D3까지의 빨간색 LED를 연결하고 배터리의 80 ~ 100 레벨을 표시하는 녹색 LED가있는 D8-D10을 사용하고 나머지는 노란색 LED를 사용합니다.

조금만 조정하면이 회로를 활용하여 전압 범위도 정량화 할 수 있습니다. 이 분리를 위해 저항 R2와 인터페이스 상위 전압 레벨을 입력에 연결합니다. 이제 Pot RV1의 반대편을 D10 LED 빛으로 바꾸십시오. 현재 입력에서 상위 전압 레벨을 비우고 하위 전압 레벨을 연결합니다. 저항 R2의 지점에 고가의 가변 저항을 인터페이스하고 D1 LED가 빛날 때까지 변동합니다. 이제 전위차계를 분리하고 저항을 측정하십시오. 이제 R2 대신 동일한 값의 저항을 연결하십시오. 이제 회로는 다른 전압 범위를 측정합니다.

이 회로는 배터리 레벨의 12V를 나타내는 데 가장 합리적입니다. 이 회로에서 각 LED는 배터리의 10 %를 나타냅니다.

4 단계 : 회로 시뮬레이션

회로를 만들기 전에 소프트웨어의 모든 판독 값을 시뮬레이션하고 검사하는 것이 좋습니다. 우리가 사용할 소프트웨어는 Proteus 디자인 스위트 . Proteus는 전자 회로가 시뮬레이션되는 소프트웨어입니다.

Proteus 8 Professional은 다음에서 다운로드 할 수 있습니다. 여기

  1. Proteus 소프트웨어를 다운로드하고 설치 한 후 엽니 다. 클릭하여 새 회로도를 엽니 다. ISIS 메뉴의 아이콘.

    새로운 회로도.

  2. 새 회로도가 나타나면 사이드 메뉴의 아이콘. 그러면 사용할 모든 구성 요소를 선택할 수있는 상자가 열립니다.

    새로운 회로도

  3. 이제 회로를 만드는 데 사용할 구성 요소의 이름을 입력하십시오. 구성 요소가 오른쪽 목록에 나타납니다.

    구성 요소 선택

  4. 위와 같은 방법으로 모든 구성 요소를 검색합니다. 그들은 장치 명부.

    부품 목록

5 단계 : 회로 조립

이제 프로젝트의 주요 연결과 전체 회로를 알고 있으므로 프로젝트의 하드웨어를 만들기 시작하겠습니다. 회로가 콤팩트해야하고 구성 요소가 너무 가깝게 배치되어야한다는 점을 명심해야합니다.

  1. Veroboard를 가져 와서 스크레이퍼 종이로 구리 코팅으로 측면을 문지릅니다.
  2. 이제 회로의 크기가 너무 커지지 않도록 구성 요소를 조심스럽게 배치하고 충분히 닫습니다.
  3. 납땜 인두를 사용하여 조심스럽게 연결하십시오. 연결하는 동안 실수가 발생하면 연결을 제거하고 연결을 다시 올바르게 납땜하십시오. 그러나 결국 연결이 단단히 고정되어야합니다.
  4. 모든 연결이 완료되면 연속성 테스트를 수행하십시오. 전자 장치에서 연속성 테스트는 전류가 원하는 경로로 흐르는 지 (확실히 전체 회로인지) 확인하기 위해 전기 회로를 확인하는 것입니다. 연속성 테스트는 선택한 길에 약간의 전압 (LED 또는 소란을 일으키는 부품, 예를 들어 압전 스피커와 배열로 배선 됨)을 설정하여 수행됩니다.
  5. 연속성 테스트를 통과하면 회로가 원하는대로 적절하게 만들어 졌음을 의미합니다. 이제 테스트 할 준비가되었습니다.
  6. 배터리를 회로에 연결하십시오.
  7. LED D1이 빛나기 시작하도록 전위차계를 조정합니다.
  8. 이제 입력 전압을 높이기 시작하십시오. 각 LED는 1V 씩 증가한 후 빛납니다.

회로는 아래 이미지와 같습니다.

회로도

이 회로의 한계

이 회로에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 그들 중 일부는 다음과 같습니다.

  1. 이 배터리 잔량 표시기는 작은 전압에서만 작동합니다.
  2. 구성 요소의 값은 이론적이며 실제로 수정이 필요할 수 있습니다.

응용

이 배터리 수준 표시기 회로의 광범위한 범위는 다음과 같습니다.

  1. 이 회로를 이용하여 자동차의 배터리 잔량을 측정 할 수 있습니다.
  2. 이 회로를 사용하여 인버터 상태를 보정 할 수 있습니다.