Индикатор напряжения аккумуляторной батареи ИБП. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

Автор предлагает в источнике бесперебойного питания Masterguard A1000 установить микроконтроллерный индикатор напряжения аккумуляторной батареи.

В источнике бесперебойного питания (ИБП) модели Masterguard A1000 после окончания гарантийного срока службы аккумуляторной батареи автоматически включается предупреждение о необходимости ее замены - мигает пороговый индикатор напряжения на батарее и периодически раздается звуковой сигнал. В таком режиме штатный индикатор уровня напряжения батареи не выполняет свои функции. Такое явление наблюдается и после самостоятельной замены аккумуляторных батарей на новые. Конечно же это можно устранить, обратившись в сервисный центр, где проведут замену батарей и сбросят предупреждающие сигналы, или если в наличии имеется соответствующее программное обеспечение, то пользователь может проделать все это самостоятельно. Но если по каким-либо причинам таких возможностей нет, можно воспользоваться описанным ниже способом.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство, представляющее собой ступенчатый индикатор напряжения на аккумуляторной батарее и логический анализатор режима работы ИБП. Устройство позволяет восстановить функцию индикации напряжения на батарее и подачу звуковых сигналов с минимальным вмешательством в конструкцию ИБП. Индикатор напряжения собран на МК PIC12F675-I/P, в его составе имеется все необходимое для организации такого индикатора - АЦП, выходы, позволяющие непосредственно управлять светодиодами, и возможность работы от внутреннего тактового генератора. Анализатор режима работы ИБП выполнен на логических элементах микросхемы К561ЛА7 и отвечает за подачу предупреждающих звуковых сигналов.

Схема устройства показана на рис. 1. Питание +5 В устройство получает непосредственно от платы управления ИБП. На микросхеме DD2 собран индикатор уровня напряжения на аккумуляторной батарее. На резисторах R1 и R3 выполнен делитель входного напряжения, снимаемого с аккумуляторной батареи, которая состоит из трех последовательно соединенных батарей с номинальным напряжением 12 В и емкостью 7,2 А·ч. С помощью этого делителя напряжение на аккумуляторной батарее (36 В) приводится в соответствие с допустимыми значениями для МК. Вывод 5 микроконтроллера DD2 программно сконфигурирован как вход АЦП, а выводы 2, 3, 6 и 7 - как выходы. К последним подключены светодиоды порогового индикатора напряжения, которые вместе с гасящими резисторами установлены на плате управления ИБП и оформлены в виде столба из пяти индикаторов на передней панели управления.

Рис. 1. Схема устройства (нажмите для увеличения)

Из-за отсутствия необходимого числа выводов у примененного МК один светодиод не используется, он светит постоянно - его катод подключен к минусовой линии устройства. Остальные светодиоды включаются в зависимости от напряжения на верхнем по схеме выводе резистора R1. Так, второй светодиод включается при достижении напряжения на батарее 33 В (минимальное значение), третий - 36 В, четвертый - 37,8 В, пятый - 41,4 В. Последнее значение соответствует состоянию полной зарядки каждой батареи (3x13,8 = 41,4 В). Таким образом, светящийся столбик из пяти светодиодов индикатора напряжения позволяет считать, что аккумуляторная батарея ИБП находится в заряженном состоянии.

Расчет коэффициентов, заносимых в память МК, приведен в таблице. В ней принято, что напряжение одной полностью заряженной батареи - 13,8 В, полностью разряженной - 11 В, промежуточные значения выбраны произвольно. Коэффициенты рассчитаны из условия, что входному напряжению АЦП МК 5 В соответствует значение 1024.

Таблица

Как указывалось выше, на логических элементах микросхемы DD1 собран анализатор режима работы ИБП, он отвечает за подачу звуковых сигналов.

Входы элемента DD1.1 подключены к катоду светодиода "Авария" ИБП, который управляется подачей на катод низкого уровня. В нормальном состоянии светодиод "Авария" не светит, на его катоде и на входах DD1.1 присутствует высокий уровень. Если же в ИБП возникает аварийная ситуация, включается светодиод "Авария", на входах элемента DD1.1 появляется низкий уровень. Соответственно на его выходе возникает единичный сигнал, который поступает на вход GP3 DD2 и переводит все четыре светодиода, подключенные к выходам МК, в мигающий режим. Светодиоды измерителя напряжения с периодом в половину секунды включаются и гаснут. Этот же единичный сигнал проходит через открытый диод VD1 и ограничительный резистор R2 на базу транзистора VT1 и открывает его, что приведет к срабатыванию реле К1. Его замкнувшиеся контакты подают питание на звуковой излучатель ИБП - раздается непрерывный звуковой сигнал. После ликвидации аварийной ситуации светодиод "Авария" выключится. Индикатор напряжения на МК DD2 вернется в режим измерения напряжения на батарее ИБП, реле К1 разомкнет цепь питания звукового излучателя. Если в нормальном состоянии ИБП эту цепь не размыкать, звуковой излучатель будет выдавать периодические сигналы.

Нижний по схеме вход элемента DD1.2 подключен к катоду светодиода "Обход" (Bypass), он тоже управляется подачей низкого уровня. В нормальном состоянии светодиод "Обход" также не светит, на его катоде и на выводе 6 элемента DD1.2 присутствует высокий уровень. На верхнем по схеме входе DD1.2 также присутствует единичный сигнал, следовательно, на его выходе установится низкий уровень. Если же включить режим "Обход", на выводе 6 элемента DD1.2 высокий уровень сменится низким, а на его выходе появится высокий уровень, который, как и в первом случае, приведет к срабатыванию реле К1 и подключению звукового излучателя ИБП. Излучатель станет издавать звуковые сигналы, режим работы индикатора напряжения останется прежним - будут происходить измерение и индикация напряжения на батарее. После отключения режима "Обход" соответствующий светодиод погаснет, звуковые сигналы прекратятся.

Входы элемента DD1.3 подключены к катоду светодиода "Сеть" ИБП. В нормальном состоянии при наличии входного напряжения питающей сети светодиод включен, и на входах этого элемента присутствует низкий уровень. На выходе элемента DD1.4 также присутствует нулевой сигнал - реле К1 обесточено, индикатор напряжения аккумуляторной батареи работает. При пропадании напряжения в сети ИБП перейдет на питание от батареи, светодиод "Сеть" погаснет На выходе элемента DD1.4 появится единичный сигнал, который включит реле К1 и через замкнутые контакты подаст питание на звуковой излучатель, - включится звуковой сигнал. Индикатор будет показывать уровень напряжения на батарее ИБП. После появления сетевого напряжения ИБП перейдет на питание от электросети, включатся режим зарядки батарей и светодиод "Сеть". Реле К1 отключится. Индикатор напряжения будет показывать уровень напряжения на батарее в режиме зарядки.

Индикатор напряжения аккумуляторной батареи с цепями анализатора режима работы иБп смонтирован на макетной плате размерами 43x43 мм. В устройстве применено реле РЭС55А паспорт РС4.569.607. Микроконтроллер PIC12F675-I/P работает под управлением программы, записанной в его энергонезависимую память. Программа разработана и откомпилирована в среде "MikroBasic PRO for PIC V3.2", последнюю версию которой можно скачать с сайта mikroe.com и воспользоваться демо-лицензией, поскольку программный код не превышает 2 кбайт.

В качестве недостатка предлагаемого устройства следует отметить отсутствие звукового сигнала после включения режима тестирования состояния аккумуляторных батарей ИБП.

Перед проведением работ необходимо отключить от ИБП все внешние подходящие кабели, снять П-образную крышку и демонтировать батареи. Панель управления иБп закреплена на передней крышке, чтобы ее снять, необходимо отвернуть четыре шурупа внутри корпуса. Макетную плату со смонтированным устройством соединяют проводниками с точками на панели управления ИБП, указанными на схеме. Обозначения на схеме соответствуют надписям на панели управления ИБП со стороны деталей. Все проводники, показанные слева на схеме, припаивают к указанным точкам. А вот проводники, показанные на схеме справа, имеют особенности в точках подключения. После подключения выходов МК к точкам панели управления ИБП необходимо перерезать печатные проводники, идущие от этих точек. Также можно соединить катод светодиода LD511 c выводом 10 микросхемы U502. Если же этого соединения не делать, светодиод LD511 (нижний в индикаторе напряжения батареи) будет постоянно мигать. После выполнения вышеописанных соединений панель управления закрепляют на свое место в переднюю крышку, а плату устройства закрепляют рядом, в свободной секции, с помощью термоклея. Внешний вид получившейся конструкции показан на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид конструкции

Затем контакты реле подключают последовательно со звуковым излучателем, расположенным на верхней продолговатой плате ИБП. Для этого аккуратно перерезают печатный проводник сверху платы между конденсатором С35 и звуковым излучателем BZ1, а провода от реле подпаивают снизу платы к плюсовому выводу конденсатора С35 и выводу звукового излучателя, ближнему к С35. Остается подключить проводник, идущий от делителя R1R3 устройства к плюсовому выводу аккумуляторной батареи ИБП. Сделать это можно в точке подключения плюсового вывода батареи к основной плате у предохранителя на 30 А. Для этого проводник от устройства очищают от изоляции на расстоянии 10 мм и зажимают в разъем плюсового кабеля от батареи (красный провод). Затем устанавливают на место переднюю крышку, устанавливают и соединяют батареи, закрывают П-образную крышку - ИБП готов к работе.

Программу и прошивку микроконтроллера можно скачать с ftp://ftp.radio.ru/pub/2015/08/meter_bat.zip.

Автор: М. Ткачук

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Случайная новость из Архива Охлаждение крошечной электроники до рекордно низких температур 12.03.2019 Температура крошечных электронных чипов впервые была доведена до рекордно низкой температуры - ниже тысячной доли Кельвина. Об этом сообщили ученые 6 марта на заседании Американского физического общества. Чтобы достичь такой низкой температуры, ученые добавили на чип крошечные кусочки металла, которые действуют как магнитные холодильники. Когда ученые увеличивали и уменьшали магнитные поля, эти крошечные холодильники, изготовленные из металлического индия, помогали охладить электроны чипа примерно до 420 микрокельвинов - менее полутысячной доли Кельвина. Другие материалы были подвергнуты гораздо более низким температурам, чем охлажденные чипы. Так, электронные облака атомов были охлаждены до триллионных долей кельвина. Но электронные облака легче охлаждать, чем электронные чипы, для работы которых требуется взаимодействие извне, и, кроме того, через них протекают токи, выделяющие тепло. Достижение сверхнизких температур может помочь в определенных приложениях, таких как квантовые вычисления, при которых ученые используют физику крошечного атомного мира. Теплые температуры заставляют частицы толкаться, запутывая их квантовые свойства. Многие квантовые компьютеры охлаждаются специальными холодильниками до нескольких тысячных долей Кельвина. Более низкие температуры могут позволить частицам сохранять свои квантовые свойства в течение более длительного периода времени. По словам физика Николая Юртагюля из Технологического университета в Делфте (Нидерланды), возможность достигать более низких температур может также привести к неожиданным эффектам. Например, в прошлом это позволило ученым обнаружить явление сверхпроводимости - проводимость электричества без сопротивления.

Другие интересные новости:

▪ Искусственный фотосинтез для получения топлива

▪ Обезвоженные москиты кусают чаще

▪ Быстрее ветра

▪ Новое лицо Nokia

▪ Аналоговый операционный усилитель из 2D-транзисторов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Веселые задачки. Подборка статей

▪ статья Конкуренция. Шпаргалка

▪ статья Зачем звездоносу наросты на носу? Подробный ответ

▪ статья Мастер паросилового участка (котельной). Должностная инструкция

▪ статья Соединение компьтеров через COM порты по двум проводам. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конструирование ламповых усилителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026