|
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ Индикатор напряжения аккумуляторной батареи ИБП
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания 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.
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
журналы Техника - молодежи (годовые архивы) книга Защита трансформаторов 10 кВ. Шабад М.А., 1989 книга Магнитофон. Гурка М., 1960 статья Как воздействует на клетки мозга чрезмерное потребление алкоголя? сборник Архив схем и сервис-мануалов мобильных телефонов Motorola
|