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:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Антимикробная пищевая пленка на растительной основе 26.06.2022 Засоренность планеты пластиковыми отходами становится все большей проблемой, поэтому человечество пытается избавиться от упаковки на нефтяной основе, заменив ее чем-то биоразлагаемым. Ученые из США предлагают замену пищевой пленке. Перспективная технология принадлежит ученым из Университета Рутгерса. Они разработали биоразлагаемое покрытие на растительной основе, которое можно распылять на пищевые продукты. Полученная пленка будет защищать от патогенных микроорганизмов и от повреждений при транспортировке. Сообщается, что такая упаковка продлевает срок хранения авокадо, с которыми проводили испытания, на 50 процентов. Новая технология упаковки использует волокна на основе биополимеров и полисахаридов. Подобно паутине волокнистый материал можно сплести с помощью устройства, напоминающего фен, и окутать в него продукты разных форм и размеров. Полученный в результате материал достаточно прочен, чтобы защитить от попадания посторонних жидкостей и сухих веществ, а также содержит противомикробные элементы. Волокна пропитаны природными противомикробными ингредиентами - маслом тимьяна, лимонной кислотой и низином. Такая пленка может бороться даже с кишечной палочкой, оставляя продукты свежими долгое время. Технологию пленки, разлагаемую в почве в течение трех дней и которую можно легко смыть с продуктов обычной водой, назвали "сфокусированным ротационным струйным прядением". О коммерциализации пока ничего не говорят. Однако технологией явно заинтересуются компании, ориентирующиеся на экологическое производство и уменьшение отходов. Сегодня в океан выбрасываются тонны пластика. При этом на его дне лежит в 30 раз больше отходов, чем плавает на поверхности.

Другие интересные новости:

▪ Беспилотник-рекордсмен

▪ Помада и красит губы, и массирует их

▪ Первый ВЧ-транзистор NXP

▪ 8-Гбит чип мобильной DRAM-памяти LPDDR4

▪ Супертелескоп Афина и его задачи

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиолюбительские расчеты. Подборка статей

▪ статья Они хочут свою образованность показать. Крылатое выражение

▪ статья Какую курицу воины-мусульмане русской императорской армии попросили заменить на джигита? Подробный ответ

▪ статья Мальва лесная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Искатели скрытой проводки на транзисторах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электроустановки в пожароопасных зонах. Электрические машины. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025