¿Cómo diseñar un circuito indicador de nivel de batería?

En el último siglo, todo lo que se utiliza en el día a día es electrónico. La mayoría de los componentes electrónicos a pequeña escala utilizan una batería para recargarse. A veces, estos dispositivos electrónicos, como juguetes, máquinas de afeitar, reproductores de música, baterías de automóviles, etc., no tienen una pantalla para indicar el nivel de la batería. Entonces, para verificar el nivel de su batería, necesitamos un dispositivo que nos indique el nivel de la batería y nos diga si la batería debe cambiarse inmediatamente o después de un tiempo. Hay diferentes indicadores de nivel de batería disponibles en el mercado. Pero si queremos este dispositivo a bajo costo, podemos hacerlo en casa que será tan eficiente como el dispositivo disponible en el mercado.

En este proyecto, le diré la mejor manera de planificar un circuito indicador de nivel de batería simple utilizando segmentos efectivamente accesibles del mercado. El indicador de nivel de batería muestra el estado de la batería con solo encender los LED. Por ejemplo, cinco LED están encendidos significa que el límite de batería es del 50%. Este circuito se basará completamente en LM914 IC.

¿Cómo indicar el nivel de la batería usando LM3914 IC?

Este artículo le aclara cómo planificar el indicador de nivel de batería. Puede utilizar este circuito para verificar la batería del vehículo o el inversor. Entonces, al utilizar este circuito, podemos expandir la vida útil de la batería. Recopilemos más información y comencemos a trabajar en este proyecto.

Paso 1: recopilación de los componentes

El mejor enfoque para iniciar cualquier proyecto es hacer una lista de componentes y hacer un breve estudio de estos componentes porque nadie querrá quedarse en medio de un proyecto solo porque falta un componente. A continuación se muestra una lista de componentes que vamos a utilizar en este proyecto:

• LM3914 IC
• LED (x10)
• Potenciómetro - 10KΩ
• Batería 12V
• Resistencia de 56KΩ
• Resistencia de 18KΩ
• Resistencia de 4.7KΩ
• Veroboard
• Cables de conexión

Paso 2: estudiar los componentes

Ahora que conocemos el resumen de nuestro proyecto y también tenemos una lista completa de todos los componentes, avancemos un paso y revisemos un breve estudio de los componentes que vamos a utilizar.

LM3914 es un circuito integrado. Su trabajo es operar las pantallas que muestran visualmente el cambio en una señal analógica. En su salida, podemos conectar hasta 10 LED, LCD o cualquier otro componente de pantalla fluorescente. Este circuito integrado se puede utilizar simplemente porque el umbral de escala lineal se escala linealmente. En la disposición fundamental, proporciona una escala de diez etapas que se puede expandir a más de 100 porciones con otros circuitos integrados LM3914 en serie. En 1980, este CI fue desarrollado por National Semiconductors. Pero ahora en 2019, todavía está disponible como Texas Instruments. Hay dos variantes principales de este IC. uno es LM3915, que tiene un paso de escala logarítmica de 3dB y el otro es LM3916, que opera la escala de un indicador de volumen estándar (SVI). El rango de voltaje de funcionamiento varía de 5 V a 35 V y puede controlar pantallas LED en su salida al proporcionar una corriente de salida regulada que varía de 2 a 30 mA. La red interna de este IC consta de diez comparadores y una red de escalado de resistencias. Cada comparador se enciende uno por uno cuando aumenta el nivel de voltaje de entrada. Este IC se puede configurar para operar en dos modos diferentes, un Modo de gráfico de barras y un Modo de puntos . En el modo de gráfico de barras, todos los terminales de salida inferiores se encienden y en el modo de puntos, solo se enciende una salida a la vez. El dispositivo tiene un total de 18 pines.

Veroboard es una excelente opción para hacer un circuito porque el único dolor de cabeza es colocar los componentes en la placa Vero y soldarlos y verificar la continuidad usando el multímetro digital. Una vez que se conoce el diseño del circuito, corte la placa en un tamaño razonable. Para este propósito, coloque la tabla sobre el tapete de corte y utilizando una cuchilla afilada (de manera segura) y tomando todas las precauciones de seguridad, más de una vez marque la carga en la parte superior y la base a lo largo del borde recto (5 o varias veces), pasando las aberturas. Después de hacerlo, coloque los componentes en la placa de cerca para formar un circuito compacto y suelde los pines de acuerdo con las conexiones del circuito. En caso de cualquier error, intente desoldar las conexiones y vuelva a soldarlas. Finalmente, verifique la continuidad. Siga los siguientes pasos para hacer un buen circuito en una Veroboard.

Veroboard

Paso 3: Diseño de circuito

El núcleo de este circuito marcador de nivel de batería es LM3914 IC. Este IC toma voltaje analógico como entrada y activa 10 LED directamente según el nivel de voltaje alterno. En este circuito, no hay necesidad de resistencias en disposición con LED porque la corriente es dirigida por el propio IC.

En este circuito, los LED (D1-D10) muestran el límite de la batería en modo de puntos o en modo de visualización. Este modo es elegido por el interruptor externo sw1 que está asociado con el noveno pin de IC. Los pines sexto y séptimo de IC están asociados con la tierra a través de una resistencia. El brillo de los LED está controlado por esta resistencia. Aquí la resistencia R3 y POT RV1 estructuran el circuito divisor de potencial. Aquí en este circuito, la calibración se realiza ajustando la perilla del potenciómetro. No hay necesidad de ninguna fuente de alimentación externa para este circuito.

El circuito está diseñado para monitorear de 10 V a 15 V CC. El circuito funcionará independientemente de si el voltaje de la batería es de 3 V. Lm3914 impulsa LED, LCD y fluorescentes de vacío. El IC contiene una referencia flexible y un divisor preciso de 10 pasos. Este CI también puede funcionar como un secuenciador.

Para indicar el estado de la salida, podemos conectar leds de diferentes colores. Conecte los LED rojos de D1 a D3 que demuestran la fase de apagado de su batería y use D8-D10 con LED verdes que muestran un nivel de batería de 80 a 100 y utilice LED amarillos para el restante.

Con un pequeño ajuste, también podemos utilizar este circuito para cuantificar los rangos de voltaje. Para esta desconexión, la resistencia R2 y el nivel de voltaje superior de interfaz a la entrada. Ahora, cambie la oposición de Pot RV1 a los destellos LED D10. Actualmente evacuar el nivel de voltaje superior en la entrada y asociar el nivel de voltaje más bajo con él. Conecte una resistencia variable de alto valor en el lugar de la resistencia R2 y hágala fluctuar hasta que el LED D1 brille. Ahora desconecte el potenciómetro y mida la resistencia a través de él. Ahora conecte la resistencia del mismo valor en lugar de R2. El circuito ahora medirá diferentes rangos de voltaje.

Este circuito es más razonable para indicar 12 V del nivel de la batería. En este circuito, cada LED muestra el 10 por ciento de la batería.

Paso 4: Simulación del circuito

Antes de realizar el circuito, es mejor simular y examinar todas las lecturas en un software. El software que vamos a utilizar es el Suite de diseño Proteus . Proteus es un software en el que se simulan circuitos electrónicos.

Proteus 8 Professional se puede descargar desde aquí

1. Después de descargar e instalar el software Proteus, ábralo. Abra un nuevo esquema haciendo clic en el ISIS  icono en el menú.

   Nuevo esquema.

2. Cuando aparezca el nuevo esquema, haga clic en el PAGS icono en el menú lateral. Esto abrirá un cuadro en el que puede seleccionar todos los componentes que se utilizarán.

   Nuevo esquema

   descriptor de dispositivo falló
3. Ahora escriba el nombre de los componentes que se utilizarán para hacer el circuito. El componente aparecerá en una lista en el lado derecho.

   Seleccionar componentes

4. De la misma forma, como arriba, busque todos los componentes. Aparecerán en el Dispositivos Lista.

   Lista de componentes

Paso 5: Montaje del circuito

Ahora, como conocemos las conexiones principales y también el circuito completo de nuestro proyecto, sigamos adelante y comencemos a hacer el hardware de nuestro proyecto. Una cosa hay que tener en cuenta que el circuito debe ser compacto y los componentes deben colocarse tan cerca.

1. Tome un Veroboard y frote su lado con la capa de cobre con un papel raspador.
2. Ahora coloque los componentes con cuidado y lo suficientemente cerca para que el tamaño del circuito no sea muy grande
3. Realice las conexiones con cuidado utilizando soldador. Si se comete algún error al realizar las conexiones, intente desoldar la conexión y vuelva a soldar la conexión correctamente, pero al final, la conexión debe estar firme.
4. Una vez realizadas todas las conexiones, realice una prueba de continuidad. En electrónica, la prueba de continuidad es la verificación de un circuito eléctrico para verificar si la corriente fluye en la ruta deseada (que es con certeza un circuito total). Se realiza una prueba de continuidad estableciendo un pequeño voltaje (cableado en disposición con un LED o una parte que crea conmoción, por ejemplo, un parlante piezoeléctrico) sobre la vía seleccionada.
5. Si la prueba de continuidad pasa, significa que el circuito se hizo adecuadamente como se desea. Ahora está listo para ser probado.
6. Conecte la batería al circuito.
7. Ajuste el potenciómetro para que el LED D1 comience a brillar.
8. Ahora comience a aumentar el voltaje de entrada. Observará que cada LED se iluminará después de un incremento de 1V.

El circuito se verá como la imagen de abajo:

Diagrama de circuito

Limitaciones de este circuito

Hay algunas limitaciones en este circuito. Algunos de ellos se dan a continuación:

1. Este indicador de nivel de batería funciona solo para pequeños voltajes.
2. Los valores de los componentes son teóricos, pueden necesitar una modificación en la práctica.

Aplicaciones

La amplia gama de este circuito indicador de nivel de batería incluye:

1. Podemos medir el nivel de batería de un automóvil utilizando este circuito.
2. El estado del inversor se puede calibrar utilizando este circuito.