Отслеживание напряжения на АКБ

[skanch]

Может кому-то пригодится схема отслеживания напряжения на АКБ в машине для самостоятельного изготовления "умного" блока питания на контроллере Arduino . Я (как и многие) отслеживаю состояние АКБ через делитель напряжения и аналоговый вход на Arduino. Как это делается можно почитать здесь. Но есть альтернативный способ сделать это. Использовать регулируемый стабилитрон TL431.

Работает схема следующим образом:если потенциал на Ref меньше 2,5В, стабилитрон TL431 заперт и через него проходит мизерный ток - 0,4 мА. Оптрон тоже заперт и на выходе уровень "LOW"(чтобы оптрон гарантированно был заперт при токе в 0.4 мА параллельно ставим резистор на 220 Ом ) .
Величина напряжения Uз при котором открывается оптрон , определяется делителем напряжения R1 и R2. Его можно рассчитать по формуле:

R2 = 2,5 х R1/(Uз — 2,5)

Я поставил R2 на 20К, что соответствует примерно 15В. И последовательно с R2 поставил подстроечник R7 на 10К, что в итоге дало возможность плавной регулировки порога срабатывания стабилитрона в интервале напряжения от 10.4 В до 14.6 В. Стабилитрон реагирует на изменение напряжения с точностью в 0.01 В.

Когда на контакте Ref больше 2,5 В, стабилитрон TL431 откроется и оптрон тоже, что даст на выходе уровень "HIGH". Это дает возможность отследить средствами Arduino напряжение на АКБ и что-то сделать по событию: если на выходе оптрона уровень "LOW" (АКБ просел), то выключаем что-то или все по алгоритму установленной программы, если на выходе оптрона уровень "HIGH"(АКБ в норме)- программа отрабатывает по алгоритму и ждет когда АКБ "обсохнет" и на выходе оптрона снова окажется "LOW". Если использовать две такие схемы, то можно одновременно отслеживать и "просадку", и максимально высокое напряжение на АКБ. Как-то так...
Схема мною была опробована на одном из моих распределителей питания и как мне показалось - работала более стабильно, нежели с отслеживанием через аналоговые входы Arduino.
На мой взгляд этот метод гораздо проще и заслуживает внимания...
Но это мое мнение...

Небольшой простенький код :

PHP код:

 int inPin = 5; // контакт, к которому подключен выход стабилитрона
 int outPin = 13; //контрольный светодиод "АКБ в норме"
 int outPin1 = 8; //контрольный светодиод "АКБ разряжен"

void setup() 

  {
  pinMode(inPin, INPUT);// Устанавливаем контакт, как "Вход"
  pinMode(13, OUTPUT); // Устанавливаем контакт, как "Выход" (просто для контроля работы):
  pinMode(8, OUTPUT); // Устанавливаем контакт, как "Выход" (просто для контроля работы):
  }

void loop()
 
  {

 if (digitalRead(inPin) == LOW)//если АКБ разряжен, то
  {
  digitalWrite (13, LOW);// выключаем контроль "АКБ в норме"
  digitalWrite (8, HIGH); // и включаем контроль "АКБ разряжен"
  }

 else    // иначе
 
  {
  digitalWrite (13, HIGH); // включаем контроль "АКБ в норме"
  digitalWrite (8, LOW); // и выключаем контроль "АКБ разряжен"
  }
 } 


Добавил вариант схемы блока питания с использованием вышеуказанного стабилитрона (на схеме Q1, Q2, Q3 - сборки на стабилитроне TL431 для отслеживания напряжения на АКБ).

[ВладимирC]

Спасибо, еще бонусом развязка от бортсети, для тех кому она нужна конечно. В этом случае выход оптрона с резистором отрываем от общей земли и подаем на развязанную землю. Или вообще, не используя Ардуино, подключаем выход оптрона к управляющему контакту DC-DC и рубим питание полностью.

[ВладимирC]

Да, еще добавлю. По даташиту:
"Микросхемы TL431C и TL431AC
предназначены для работы при
температурах от 0°C до 70°C, а микросхемы
TL431A и TL431AI для работы от –40°C до
85°C" Для автомобиля конечно предпочтительнее TL431A и TL431AI

[skanch]

Сообщение от ВладимирC

Да, еще добавлю. По даташиту:
"Микросхемы TL431C и TL431AC
предназначены для работы при
температурах от 0°C до 70°C, а микросхемы
TL431A и TL431AI для работы от –40°C до
85°C" Для автомобиля конечно предпочтительнее TL431A и TL431AI

Согласен - это немаловажно! Благодарю за дополнение!
У "ST Microelectronics" в новых версиях микросхемы температура еще выше.

[skanch]

В продолжение темы...
Сделал "переходную" плату для тестов на свой распределитель питания. "Сдул" делители напряжения с платы и впаял "переходник" со стабилизаторами. Использовал два стаба -один для отслеживания напряжения старта системы (не менее 12.2В), второй отслеживание "просадки" на АКБ (11.9В). Установка напряжений подстроечными резисторами в пределах напряжения от 10.4 В до 14.6 В. Точность отслеживания напряжения видно на видео.

[ВладимирC]

А для чего так много MP1584?

[skanch]

Сообщение от ВладимирC

А для чего так много MP1584?

Один питает Arduino, три с регулируемым напряжением и временными задержками на выход... Еще один канал не регулируемый по напряжению (на нем напряжение АКБ), но тоже с возможностью временной задержки. Всего четыре канала. В этой версии так...

[mazay66]

Сообщение от skanch

Стабилитрон реагирует на изменение напряжения с точностью в 0.01 В.

Классно! Если будете менять плату под монтаж стабилитрона, советую ещё разместить на плате дополнительный ключ, срабатывающий от +12В (от лампы заднего хода) и коммутирующий цепь питания +5В. Это добавит универсальности данному блоку и не потребует больших вложений.
P.S. Для а/м с автоматической коробкой передач, потребуется секундная задержка на срабатывания ключа.

[skanch]

Сообщение от mazay66

...советую ещё разместить на плате дополнительный ключ, срабатывающий от +12В (от лампы заднего хода) и коммутирующий цепь питания +5В.

Вполне реализуемо - почему бы нет?!

[ВладимирC]

Сообщение от skanch

Один питает Arduino, три с регулируемым напряжением и временными задержками на выход... Еще один канал не регулируемый по напряжению (на нем напряжение АКБ), но тоже с возможностью временной задержки. Всего четыре канала. В этой версии так...

Наверноe вопрос неправильно поставлен был). Питание ардуино и выходы я и по схеме вижу, заинтересовало для чего именно на практике используются эти выходы, учитывая ещё и наличие NSD?