Como projetar um circuito indicador de nível de bateria?

No século passado, tudo o que se usa no dia a dia é eletrônico. A maioria dos componentes eletrônicos de pequena escala usa uma bateria para se energizar. Às vezes, esses dispositivos eletrônicos, como brinquedos, barbeadores, tocadores de música, baterias de carro, etc., não têm um visor para indicar o nível da bateria. Portanto, para verificar o nível de sua bateria, precisamos de um dispositivo que irá indicar o nível da bateria e nos dizer se a bateria deve ser trocada imediatamente ou depois de algum tempo. Diferentes indicadores de nível de bateria estão disponíveis no mercado. Mas se quisermos esse aparelho de baixo custo, podemos fazer em casa que seja tão eficiente quanto o aparelho disponível no mercado.

Neste projeto, vou lhe dizer a melhor maneira de planejar um circuito indicador de nível de bateria simples utilizando segmentos efetivamente acessíveis do mercado. O indicador de nível da bateria demonstra o status da bateria apenas ligando os LEDs. Por exemplo, cinco LEDs acesos significam que o limite da bateria é de 50%. Este circuito será totalmente baseado no LM914 IC.

Como indicar o nível da bateria usando LM3914 IC?

Este artigo explica como planejar o indicador de nível da bateria. Você pode utilizar este circuito para verificar a bateria do veículo ou inversor. Portanto, ao utilizar este circuito, podemos expandir a vida útil da bateria. Vamos reunir mais informações e começar a trabalhar neste projeto.

Etapa 1: Coletando os componentes

A melhor abordagem para iniciar qualquer projeto é fazer uma lista de componentes e passar por um breve estudo desses componentes, porque ninguém vai querer ficar no meio de um projeto apenas por causa de um componente ausente. Uma lista de componentes que vamos usar neste projeto é fornecida abaixo:

LM3914 IC
LED (x10)
Potenciômetro - 10KΩ
Bateria 12V
Resistor 56KΩ
Resistor 18KΩ
Resistor de 4,7 KΩ
Veroboard
Fios de conexão

Etapa 2: estudar os componentes

Agora que conhecemos o resumo do nosso projeto e também temos uma lista completa de todos os componentes, vamos dar um passo à frente e fazer um breve estudo dos componentes que vamos usar.

LM3914 é um circuito integrado. Sua função é operar os visores que mostram visualmente a mudança em um sinal analógico. Em sua saída, podemos conectar até 10 LEDs, LCDs ou qualquer outro componente de display fluorescente. Este circuito integrado pode ser usado apenas porque o limite de escalonamento linear é escalonado linearmente. No arranjo fundamental, ele fornece uma escala de dez estágios que pode ser expandida para mais de 100 porções com outros ICs LM3914 em série. Em 1980, este IC foi desenvolvido pela National Semiconductors. Mas agora em 2019, ele ainda está disponível como Texas Instruments. Existem duas variantes principais deste IC. um é o LM3915, que tem uma escala logarítmica de 3dB e o outro é o LM3916, que opera a escala de um Indicador de Volume Padrão (SVI). A faixa de tensão de operação varia de 5 V a 35 V e pode acionar displays de LED em sua saída, fornecendo uma corrente de saída regulada que varia de 2 a 30 mA. A rede interna deste IC consiste em dez comparadores e uma rede de escalonamento de resistores. Cada comparador liga um por um quando o nível de tensão de entrada aumenta. Este IC pode ser configurado para operar em dois modos diferentes, um Modo de gráfico de barras e um Modo Dot . No modo de gráfico de barras, todos os terminais de saída inferior são ativados e, no modo de ponto, apenas uma saída é ativada por vez. O dispositivo possui um total de 18 pinos.

Veroboard é uma excelente escolha para fazer um circuito porque a única dor de cabeça é colocar componentes na placa Vero e soldá-los e verificar a continuidade usando o multímetro digital. Assim que o layout do circuito for conhecido, corte a placa em um tamanho razoável. Para isso, coloque a tábua na esteira de corte e, utilizando uma lâmina afiada (de forma segura) e tomando todas as precauções de segurança, mais de uma vez, corte a carga no topo e na base ao longo da borda reta (5 ou várias vezes), passando por cima as aberturas. Depois de fazer isso, coloque os componentes na placa próximos para formar um circuito compacto e solde os pinos de acordo com as conexões do circuito. Em caso de erro, tente dessoldar as conexões e soldá-las novamente. Finalmente, verifique a continuidade. Siga as etapas a seguir para fazer um bom circuito em um Veroboard.

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Veroboard

Etapa 3: Projeto do circuito

O núcleo deste circuito marcador de nível de bateria é o LM3914 IC. Este IC leva a tensão analógica como entrada e aciona 10 LEDs diretamente de acordo com o nível de tensão alternada. Neste circuito, não há necessidade de resistores em arranjo com LEDs porque a corrente é direcionada pelo próprio IC.

Neste circuito, os LEDs (D1-D10) mostram o limite da bateria no modo de pontos ou no modo de exibição. Este modo é escolhido pelo interruptor externo sw1, que está associado ao nono pino do IC. O sexto e o sétimo pinos do IC estão associados ao aterramento por meio de um resistor. O brilho dos LEDs é controlado por este resistor. Aqui, o resistor R3 e o POT RV1 estruturam o circuito divisor de potencial. Aqui neste circuito, a calibração é feita ajustando o botão do potenciômetro. Não há necessidade de nenhuma fonte de alimentação externa para este circuito.

O circuito destina-se a monitorar 10 V a 15 V DC. O circuito funcionará independentemente de a tensão da bateria ser 3V. O Lm3914 conduz LEDs, LCDs e fluorescentes a vácuo. O IC contém referência flexível e divisor preciso de 10 etapas. Este IC também pode funcionar como um sequenciador.

Para indicar o status da saída, podemos conectar LEDs de cores diferentes. Conecte os LEDs vermelhos de D1 a D3, que demonstram a fase de desligamento da bateria, e use o D8-D10 com LEDs verdes que mostram o nível de 80 a 100 da bateria e use LEDs amarelos para o restante.

Com um pequeno ajuste, podemos utilizar este circuito para quantificar as faixas de tensão também. Para esta desconexão, o resistor R2 e o nível de tensão superior da interface para a entrada. Agora, mude a oposição do Pot RV1 para os brilhos de LED D10. Evacue atualmente o nível de tensão superior na entrada e associe o nível de tensão inferior a ele. Conecte um resistor variável de alto valor no local do resistor R2 e flutue até que o LED D1 brilhe. Agora desconecte o potenciômetro e meça a resistência através dele. Agora conecte o resistor de mesmo valor no lugar de R2. O circuito agora medirá diferentes faixas de tensão.

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Este circuito é mais razoável para indicar 12 V do nível da bateria. Neste circuito, cada LED demonstra 10 por cento da bateria.

Etapa 4: Simulando o circuito

Antes de fazer o circuito, é melhor simular e examinar todas as leituras em um software. O software que vamos usar é o Suíte Proteus Design . Proteus é um software no qual circuitos eletrônicos são simulados.

Proteus 8 Professional pode ser baixado de Aqui

Depois de baixar e instalar o software Proteus, abra-o. Abra um novo esquema clicando no ISIS ícone no menu.
Novo esquema.
Quando o novo esquema aparecer, clique no P ícone no menu lateral. Isso abrirá uma caixa na qual você pode selecionar todos os componentes que serão usados.
Novo Esquemático
descritor de dispositivo falhou
Agora digite o nome dos componentes que serão usados para fazer o circuito. O componente aparecerá em uma lista do lado direito.
Selecionando Componentes
Da mesma forma, como acima, pesquise todos os componentes. Eles aparecerão no Dispositivos Lista.
Lista de Componentes

Etapa 5: montagem do circuito

Agora, como conhecemos as principais conexões e também o circuito completo do nosso projeto, vamos seguir em frente e começar a fazer o hardware do nosso projeto. Uma coisa deve ser mantida em mente que o circuito deve ser compacto e os componentes devem ser colocados tão próximos.

Pegue um Veroboard e esfregue sua lateral com o revestimento de cobre com um raspador.
Agora coloque os componentes com cuidado e feche o suficiente para que o tamanho do circuito não se torne muito grande
Faça as conexões com cuidado usando o ferro de solda. Se algum erro for cometido ao fazer as conexões, tente dessoldar a conexão e soldá-la novamente de forma adequada, mas no final, a conexão deve ser apertada.
Depois de feitas todas as conexões, faça um teste de continuidade. Na eletrônica, o teste de continuidade é a verificação de um circuito elétrico para verificar se a corrente flui no caminho desejado (que é com certeza um circuito total). Um teste de continuidade é realizado ajustando-se uma pequena voltagem (ligada em conjunto com um LED ou peça que cria comoção, por exemplo, um alto-falante piezoelétrico) no caminho escolhido.
Se o teste de continuidade for aprovado, significa que o circuito está feito adequadamente conforme desejado. Agora está pronto para ser testado.
Conecte a bateria ao circuito.
Ajuste o potenciômetro para que o LED D1 comece a brilhar.
Agora comece a aumentar a tensão de entrada. Você observará que cada LED acenderá após um incremento de 1V.

O circuito será semelhante à imagem abaixo:

Diagrama de circuito

Limitações deste circuito

Existem algumas limitações para este circuito. Alguns deles são dados abaixo:

Este indicador de nível de bateria funciona apenas para tensões pequenas.
Os valores dos componentes são teóricos, podendo necessitar de modificações na prática.