Автомобильный ндикатор напряжения

© А.КОЛДУНОВ.
"Радиомир" №7 2002г.

Автомобильный регулятор напряжения — хоть и надежная вещь, но все равно иногда выходит из строя с вытекающими отсюда последствиями! Закипевший аккумулятор, разбрызгавшаяся кислота. Застраховаться от такой "беды" можно, подключив параллельно аккумулятору индикатор напряжения. Один из его вариантов я и предлагаю читателям.
Прототип данного устройства опубликован в [1 ], его недостатки — сложность, большой потребляемый ток, низкая точность. В устройствах сравнения напряжения логические элементы использовать нельзя — они не предназначены для этого. У некоторых элементов при напряжении на входе, близком к напряжению переключения, возникают сквозные токи (открыты оба выходных транзистора), у остальных сигнал на выходе отсутствует (оба транзистора закрыты). Лучше всего в устройствах сравнения применять компараторы или, на худой конец, операционные усилители (ОУ) — они разработаны специально для этой цели.

Схема устройства приведена на рис.1. На сдвоенном ОУ ОА1 собраны компараторы входного напряжения, которое подается на них через резистивный делитель Р2-РЗ. Образцовое напряжение снимается с под-строечных резисторов Р4, К5. На транзисторах \/Т1, \/Т2 и резисторе К1 собран микромощный (ток потребления — менее 0,1 мА) стабилизатор напряжения (7 В). Транзистор УТ2 включен как стабилитрон (используется эффект электрического пробоя — напряжение пробоя слабо зависит от протекающего через переход тока). Усилитель ОА1.1 реагирует на повышение напряжения, ОА1.2 — на понижение. Когда напряжение находится в пределах нормы, светодиод НИ светится золотисто-желтым цветом, когда больше нормы — моргает красный цвет, когда меньше — зеленый.
Если напряжение на входе схемы — в пределах нормы, то на обоих входах элемента 001.1 логическая "1",а на его выходе — логический "О", и оба генератора заторможены. Если же один из компараторов переключается, на выходе 001.1 появляется уровень логической "1", и генераторы включаются (начинает "моргать" светодиод НИ и "пищать" пьезоизлучатель ЕЮ1). Конденсатором С4 генератор на элементе 001.4 настраивается на резонансную частоту излучателя В01. У автора его емкость составляла 130 пФ.
Довольно дефицитную микросхему К561ТЛ1 можно заменить на К561ЛЕ5 (фрагмент схемы показан на рис.2); вместо одной микросхемы К157УД2 (ток потребления — 1,4 мА) можно поставить две типа К140УД6, К140УД7 (по 0,2...0,3 мА). Транзисторы VII, \/Т2 — любые кремниевые, вместо \/Т2 можно использовать транзистор структуры п-р-п (поменяв местами выводы базы и эмиттера). Если транзистор \Л"2 заменить на германиевый (ГТ322), то минимальное входное напряжение снизится до 3 В, но этот транзистор нужно будет подобрать по наименьшему обратному току база-эмиттер (чем он больше, тем меньше транзистор "похож" на стабилитрон).
Печатная плата устройства приведена на рис.3, она рассчитана на "установку" в спичечный коробок (лучше хоть какой-то корпус, чем вообще ничего). Излучатель В01 и светодиод НИ припаяны со стороны дорожек, для них на панели машины нужно сделать отверстия.
Настройка. Собранное из исправных деталей, устройство начинает работать сразу, и нужно только установить резисторами Р4 и К5 напряжение срабатывания соответствующих компараторов ОА1.1 и ОА1.2. Вначале подают "среднее" напряжение (12,6 В) и, вращая их движки, добиваются, чтобы светодиод НИ начал светиться желтым цветом. Подав минимальное напряжение (12,0 В),
вращают движок резистора К5, пока светодиод не заморгает зеленым цветом, а подав максимальное (14,4 В) — вращением движка резистора К4 добиваются, чтобы он заморгал красным цветом. Ток потребления в ждущем режиме — около 5,5 мА, во время сигнализации — 8 мА. Нормальный аккумулятор таким током разрядится только через 1 год, поэтому устройство можно подключить к нему
"навсегда". Дополнительный плюс — светодиод имитирует наличие сигнализации.

Если световая сигнализация не нужна, светодиод впаивать не надо, ток потребления при этом снизится до 2,0 и 2,5 мА соответственно. Если не требуется звуковая сигнализация, то не нужна микросхема 001, а катод све-тодиода надо соединить с общим проводом.
Сопротивления резисторов К4 и Р5 должны быть максимальными и, возможно, неодинаковыми. Так как визуально, при одинаковом протекающем токе, красный светодиод светится ярче, чем зеленый, то сопротивление резистора Кб должно быть несколько больше, чем резистора К7.

Литература:
1. Малышев Л. Индикатор состояния аккумулятора автомобиля. — Радиолюбитель, 2000, N5, С.30.
ВОЗВРАЩАЯСЬ К НАПЕЧАТАННОМУ ("РЛ", N4/01,0.22)