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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Оптимальный цикл стирки 19.08.2025 Повседневная привычка стирки может играть ключевую роль как в сохранении одежды, так и в снижении нагрузки на окружающую среду. Это показало новое исследование британских ученых из Университета Лидса, частично финансированное компанией Procter & Gamble. Традиционно считается, что чем выше температура и длительнее цикл стирки, тем лучше результат. Однако ученые выяснили, что подобные режимы ускоряют разрушение тканей: смывается краска, ослабляются волокна, вещи теряют форму и яркость. Именно поэтому исследователи решили сравнить воздействие разных параметров стирки и оценить их влияние как на одежду, так и на окружающую среду. Результаты оказались неожиданными. 30-минутный цикл при температуре 25 °C позволял сохранить насыщенность цветов, снижая потерю краски на 74% и почти вдвое уменьшая загрязнение воды микроволокнами. Для сравнения, стандартная стирка при 40 °C в течение 85 минут приводила к гораздо более выраженному выцветанию тканей и активному выделению волокон. По словам ведущего автора работы, доктора Люси Коттон, сокращение времени стирки и использование холодной воды - это простая мера, доступная каждому. Такой подход помогает продлить срок службы вещей и снизить их преждевременное попадание в мусорные контейнеры. Для большей точности команда протестировала различные ткани, включая хлопок, полиэстер и их смеси, в партиях, имитирующих повседневные загрузки из темных и светлых вещей. В опыт были добавлены и белые контрольные образцы, на которых отслеживался уровень растекания красителей. Оказалось, что именно интенсивные и горячие режимы сильнее всего разрушали структуру тканей и ускоряли потерю цвета. Интересно, что даже после 8-16 циклов стирки процесс разрушения одежды не прекращается. Спортивная форма из полиэстера продолжает выделять микрочастицы пластика, а хлопок и другие натуральные материалы теряют краситель и волокна, которые затем попадают в водоемы. Анализ донных отложений в Европе показал, что около 80% всех микроволокон в них состоят из целлюлозы, а не из пластика. В любом случае эти частицы встраиваются в пищевые цепочки и попадают в организм человека через рыбу и морепродукты. Авторы отмечают, что их исследование также связано с развитием новых моющих средств. Procter & Gamble с 2005 года активно продвигает формулы для холодной стирки, в которых применяются ферменты и другие экологичные компоненты. По словам научного сотрудника компании Нила Ланта, современные средства позволяют получать такие же хорошие результаты и при низких температурах, что делает привычку быстрой и холодной стирки еще более оправданной. Экономический аспект также нельзя недооценивать. По расчетам Energy Saving Trust, стирка при 20 °C вместо 40 °C позволяет сократить затраты энергии почти на две трети за одну загрузку. Это означает меньшие счета за электричество, снижение выбросов углекислого газа и, в конечном счете, меньше волокон, попадающих в воду.

Другие интересные новости:

▪ Беспилотный космический корабль-фабрика

▪ Черный ящик для угольных шахт

▪ Облепиха помогает быть стройным и здоровым

▪ Игры, фильмы и рост насилия

▪ Бактерии найдут взрывчатку

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Опыты по физике. Подборка статей

▪ статья Джон Стюарт Милль. Знаменитые афоризмы

▪ статья Почему английского короля прозвали старым медным носом? Подробный ответ

▪ статья Менеджер по продажам. Должностная инструкция

▪ статья Многопрограммный таймер-часы-термометр. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сигнализатор перегрузки стабилизатора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026