Probabil că principala utilizare a unui indicator de baterie descărcată este în cazul echipamentelor care sunt alimentate de la un tip de baterie reîncărcabilă. Indicatorul aprinde un LED avertizor atunci când tensiunea de alimentare scade sub un anumit prag prestabilit, informând utilizatorul că bateria va trebui reîncărcată în viitorul apropiat. Circuitele de acest tip pot fi utilizate, de asemenea, în echipamente care sunt alimentate de la baterii uscate obișnuite și unde poate apărea o defecțiune dacă tensiunea de alimentare scade sub un anumit prag critic. Schema electronică a indicatorului de avertizare pentru baterie descărcată este prezentată în figura.
Acesta se bazează pe circuitul integrat 8211, care este destinat aplicațiilor de detecție de precizie a tensiunii. Sunt necesare doar trei componente discrete, dintre care una este R1. Aceasta furnizează o fracțiune controlată din potențialul de alimentare către o intrare a unui comparator de tensiune intern din IC1. Cealaltă intrare a comparatorului este alimentată cu ieșirea de la o sursă de tensiune de precizie de 1,15V. R1 este reglat astfel încât, dacă tensiunea de alimentare scade sub potențialul de prag necesar, tensiunea de la cursorul lui R1 scade chiar sub 1,15V. Prin urmare, în condiții normale de funcționare, tensiunea de intrare în comparator este mai mare de 1,15V, având ca rezultat trecerea ieșirii de histerezis de la pinul 3 în starea „high” (ridicată), în timp ce ieșirea principală de la pinul 4 trece în starea de circuit deschis (open circuit).
Dacă alimentarea scade sub nivelul critic, tensiunea de la cursorul lui R1 scade sub nivelul de 1,15V, iar ieșirea de histerezis începe să treacă în starea „low” (coborâtă). Datorită cuplajului prin R2, acest lucru are ca rezultat o reducere a tensiunii de la cursorul lui R1. O acțiune regenerativă face apoi ca ieșirea de histerezis să devină complet negativă, aducând tensiunea de la cursorul lui R1 mult sub nivelul de declanșare de 1,15V. Acest lucru asigură faptul că dispozitivul nu devine instabil atunci când alimentarea este aproape de nivelul critic, ci comută curat și rapid dintr-o stare în alta. Cu circuitul în această nouă stare, ieșirea principală de la pinul 4 trece în starea „low” și alimentează LED-ul indicator (D1) de la o sursă de curent constant. Aceasta din urmă stabilește curentul prin LED la o valoare nominală de 7mA.
Dispozitivul va funcționa pe o gamă de tensiuni de alimentare de la 3 la 30 de volți, iar curentul de repaus absorbit este de doar aproximativ 50 până la 500 µA, în funcție de tensiunea de alimentare. Dacă dispozitivul urmează să fie utilizat cu o tensiune de declanșare destul de mică (să zicem mai mică de aproximativ 8 volți), este recomandabil să creșteți valoarea lui R2 la aproximativ 5,6 megohmi pentru a evita introducerea unei histerezis excesive în aparat.
Ghid de înlocuire a componentelor (Modernizare)
Acest circuit este extrem de elegant deoarece folosea un cip specializat foarte avansat pentru anii ’80. Iată situația componentelor actuale:
1. Circuitul Integrat IC1
-
- În original: Cipul menționat este Intersil ICL8211 (un detector de tensiune de precizie cu ieșire programabilă, în capsulă DIP8).
- Situația actuală: ICL8211 se mai fabrică și se găsește încă la marii distribuitori de componente (de exemplu, produs de Renesas/Intersil sub codul ICL8211CPAZ). Totuși, dacă nu îl găsești ușor la magazinul local, el este considerat o piesă de nișă astăzi.
- Alternativă modernă: Dacă vrei să construiești un indicator de baterie descărcată fără acest cip specific, electroniștii folosesc astăzi fie un amplificator operațional clasic micro-putere (cum ar fi LM358 sau TLV341) comparat cu o referință de tensiune fixă (cum ar fi dioda Zener de precizie TL431, reglată la 2,5V), fie cipuri moderne de monitorizare a bateriei din seria TL7705 sau monitoare de tensiune dedicate de la Microchip/Maxim (ex. MCP111).
2. Componentele discrete (R1, R2, D1)
- R1 (Potențiometru/Semireglabil): Autorul folosește un semireglabil pentru a ajusta fin momentul în care LED-ul se aprinde. Un semireglabil multitură de 10kΩ sau 100kΩ (în funcție de schema exactă) este ideal astăzi pentru un reglaj milimetric.
- R2 (Rezistorul de feeback/histerezis): Textul menționează valori foarte mari (până la 5,6 MΩ). Rezistoarele cu peliculă de carbon sau metalice standard de 0,25W funcționează impecabil.
- D1 (LED-ul): Poți folosi orice LED modern standard de 3mm sau 5mm (roșu este recomandat pentru avertizare). Deoarece cipul limitează intern curentul la 7mA prin sursa sa de curent constant, nu ai nevoie de un rezistor în serie cu LED-ul, acesta conectându-se direct la pinul 4.
