Контроль напряжения аккумулятора автомобиля своими руками

Индикатор низкого заряда АКБ без транзисторов с четким порогом срабатывания

Данный индикатор не имеет логических элементов, невероятно прост в сборке и крайне надежен в работе. Состоит всего из 5 элементов, спаивается за 5 минут без платы.

Индикатор предназначен для отслеживания критически низкого напряжения аккумуляторной батареи 12 В. При желании можно изменить номиналы элементов схемы и сделать индикатор на другое напряжение.

Понадобится

Как сделать индикатор разряда аккумуляторной батареи без транзисторов

Итак, сначала соберем, а потом определимся с принципом работы.

Берем отрезок медного провода (это будет «+» индикатора) и припаиваем к одному концу резистор, предварительно обрезав длинный вывод.

Затем к другому краю отрезка припаиваем стабилитрон катодом.

Между выводами резистора и анодом стабилитрона припаиваем светодиод. Полярность подключения светодиода показана на рисунке.

Откусываем лишние вывода.

Ниже припаиваем резистор к светодиоду и катод стабилитрона, смотрите фото.

Соединяем вывода перемычкой. Это будет «минус» индикатора.

Можно припаять дополнительные вывода. Схема индикатора собрана.

Проверка индикатора

Теперь если подать на него напряжение от заряженной батареи, то светодиод не будет гореть, так как батарея в норме.

Но следует напряжению опуститься ниже 10,5 В (критическое напряжение для кислотных АКБ), то светодиод тут же загорится. Причем порог срабатывания всего пару десятых Вольта.

Поэтому даже при медленном опускании напряжения светодиод загорается практически сразу, без начального подсвечивания.

Все это благодаря схеме, в которой светодиод имеет мостове включение. То есть когда напряжение выше 10,5 В в цепи светодиода присутствует почти нулевое значение. Как только напряжение падает ниже 10,5 В стабилитроны как бы закрываются, а резисторы стараются подтянуть светодиод каждый к своей шине питания. Вот такая простая и вполне практичная схема.

Смотрите видео

Источник

Ремонт, заряд, контроль и хранение АКБ

Ремонт, заряд, контроль и хранение АКБ

Ремонт и восстановление АКБ
Заряд АКБ
Проверка НРЦ и плотности электролита
Проверка напряжения на батарее при работающем двигателе
Проверка наличия утечек в системе электрооборудования
Если батарея не запустила двигатель…
Как правильно хранить АКБ

Ремонт и восстановление АКБ

Конструкция АКБ не предусматривает их ремонта в процессе эксплуатации в части замены блоков пластин в аккумуляторах, крышки или корпуса.
Этого не делают даже на заводах-изготовителях.
Если в новой АКБ обнаружен дефект, ее утилизируют.

Другое дело, если у АКБ незначительное повреждение пластмассовых корпуса или крышки, приведшее к течи электролита.
Повреждения, не затронувшие целостность пластин и сепараторов в ячейках, поддаются ремонту с помощью тепловой сварки: поверхность места повреждения и фрагмент из аналогичной пластмассы одновременно нагревают до размягчения и плотно прижимают на 2-3 минуты.
Затем, с помощью нагретого паяльника и специального пластмассового припоя обрабатывают края наложенного фрагмента.
Трещины на корпусе и крышке можно заделать без наложения фрагмента, а только разогретым припоем.
Если АКБ с поврежденным корпусом хранилась без электролита в поврежденной ячейке более недели, то после ремонта (и заливки электролита в ремонтную ячейку) такую АКБ необходимо подвергнуть двухкратному заряду-разряду для восстановления работоспособности ремонтной ячейки.

Чаще всего повреждения корпуса происходят, если АКБ не закреплена на установочной площадке, острые борта которой повреждают корпус по основанию (днищу).
Иногда на крутых поворотах незакрепленную батарею повреждает вентилятор двигателя.
Поэтому одно из условий для обеспечения ее нормальной работы — обязательное закрепление на рабочей площадке.

Заряд аккумуляторной батареи

Заряд свинцовых аккумуляторных батарей необходимо производить от источника постоянного (выпрямленного) тока.
Можно использовать любые выпрямители, допускающие регулировку зарядного тока или напряжения.
При этом зарядное устройство, предназначенное для заряда одной 12-вольтовой батареи, должно обеспечить возможность увеличения зарядного напряжения до 16,0-16,5 В, поскольку иначе не удастся зарядить современную необслуживаемую батарею полностью (до 100% ее фактической емкости).

Положительный провод (клемму) зарядного устройства соединяют с положительным выводом батареи, отрицательный — с отрицательным.

В практике эксплуатации пользуются, как правило, одним из двух методов заряда батареи: заряд при постоянстве тока или заряд при постоянстве напряжения.
Оба эти метода равноценны с точки зрения их влияния на долговечность батареи.
При выборе зарядного устройства следует руководствоваться информацией, приведенной ниже.

Заряд при постоянстве тока

Заряд батареи производится при постоянной величине зарядного тока, равной 0,1 С20(0,1 от номинальной емкости при 20-часовом режиме разряда).
Это значит, что для батареи емкостью 60 А·ч ток заряда должен быть равен 6 А.
Для поддержания постоянства тока в течение всего процесса заряда необходимо регулирующее устройство.

Недостаток такого способа — необходимость постоянного (каждые 1-2 часа) контроля и регулирования зарядного тока, а также обильное газовыделение в конце заряда.

Для снижения газовыделения и повышения степени заряженности батареи целесообразно ступенчатое снижение силы тока по мере увеличения зарядного напряжения.
Когда напряжение достигнет 14,4 В, зарядный ток уменьшают в два раза (3 Ампера для батареи емкостью 60 А·ч) и при таком токе продолжают заряд до начала газовыделения.
При заряде батарей последнего поколения, которые не имеют отверстий для доливки воды, целесообразно при увеличении зарядного напряжения до 15 В еще раз уменьшить ток в два раза (1,5 А для батарей емкостью 60 А·ч).

Батарея считается полностью заряженной, когда ток и напряжение при заряде сохраняются без изменения в течение 1-2 часов.
Для современных необслуживаемых батарей такое состояние наступает при напряжении 16,3-16,4 В в зависимости от состава сплавов решеток и чистоты электролита.

Заряд при постоянстве напряжения

При заряде этим методом степень заряженности АКБ по окончании заряда напрямую зависит от величины зарядного напряжения, которое обеспечивает зарядное устройство.
Так, например, за 24 часа непрерывного заряда при напряжении 14,4 В 12-вольтовая батарея зарядится на 75-85%, при напряжении 15 В — на 85-90%, а при напряжении 16 В — на 95-97%.
Полностью зарядить батарею в течение 20-24 часов можно при напряжении зарядного устройства 16,3-16,4 В.

В первый момент включения тока его величина может достигать 40-50 А и более, в зависимости от внутреннего сопротивления (емкости) батареи.
Поэтому зарядное устройство снабжают схемными решениями, ограничивающими максимальный ток заряда до 20-25 А.

По мере заряда напряжение на выводах батареи постепенно приближается к напряжению зарядного устройства, а величина зарядного тока, соответственно, снижается и приближается к нулю в конце заряда (если величина зарядного напряжения выпрямителя ниже напряжения начала газовыделения).
Это позволяет производить заряд без участия человека в полностью автоматическом режиме.
бычно критерием окончания заряда в подобных устройствах является достижение напряжения на выводах батареи при ее заряде, равного 14,4±0,1 В.
При этом, как правило, загорается зеленый сигнал, служащий индикатором достижения заданного конечного напряжения, то есть окончания заряда.
Однако, для удовлетворительного (на 90-95%) заряда современных необслуживаемых батарей с помощью выпускаемых промышленностью зарядных устройств, имеющих максимальное зарядное напряжение 14,4-14,5 В, потребуется более суток.

Заряд батареи на автомобиле

При эксплуатации батареи на автомобиле ее заряд происходит при постоянном напряжении.
Производители автомобилей по согласованию с разработчиками батарей устанавливают уровень зарядного напряжения 14,1±0,2 В, что ниже напряжения интенсивного газовыделения.
С понижением температуры эффективность заряда при постоянном напряжении уменьшается из-за роста внутреннего сопротивления батареи.
Поэтому АКБ на автомобиле не всегда восстанавливает свою емкость после разряда полностью.
Обычно степень заряженности батареи зимой составляет 70-75%, если напряжение на клеммах батареи равно 13,9-14,3 В при работающем двигателе и включенном дальнем свете.
Поэтому в тяжелых условиях зимы (при низких температурах, частых и длительных пусках холодного двигателя и коротких пробегах) целесообразно периодически (желательно не реже одного раза в месяц) производить заряд АКБ от стационарного зарядного устройства и при положительной температуре.

Проверка НРЦ и плотности электролита

Для того, чтобы замедлить старение АКБ, необходимо выполнять несколько основных требований по контролю за состоянием батареи и электрооборудования автомобиля.
Проверка напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) проводится через 6-8 часов после выключения двигателя (или зарядного тока при заряде от внешнего зарядного устройства).
Напряжение на клеммах батареи измеряется с помощью вольтметра.
Значение НРЦ в зависимости от степени заряженности батареи приведено в табл. 1.
Степень заряженности также однозначно связана и с плотностью электролита АКБ (см. рис).

Степень заряженности, % Равновесное напряжение разомкнутой цепи (НРЦ), В,
при различных температурах

+20…+25°C +5…−5°C −10…−15°C
100 12,70-12,90 12,80-13,00 12,90-13,10
75 12,55-12,65 12,55-12,75 12,65-12,85
50 12,20-12,30 12,30-12,40 12,40-12,50
25 11,95-12,10 12,10-12,20 12,20-12,30
0 11,60-11,80 11,70-11,90 11,80-12,00

Таблица 1 Зависимость напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) АКБ при различных температурах

У полностью заряженной батареи плотность электролита составляет 1,28±0,01 г/см³.
Линейно снижаясь, по мере разряда АКБ, она составляет 1,20±0,01 г/см3 у батарей, степень заряженности которых снизилась до 50%.
У полностью разряженной батареи плотность электролита составляет 1,10±0,01 г/см³.

Если значение плотности во всех аккумуляторах одинаково (с разбросом ±0,01 г/см³), это говорит о степени заряженности батареи и отсутствии внутренних замыканий.
При наличии внутреннего короткого замыкания плотность электролита в дефектном аккумуляторе будет значительно ниже (на 0,10-0,15 г/см³), чем в остальных ячейках.

Для измерения плотности жидкостей применяют ареометры со сменными денсиметрами для измерения плотности различных жидкостей, например, антифриза с плотностью от 1,0 до 1,1 г/см³ или электролита с плотностью от 1,1 до 1,3 г/см³.

Универсальный ареометр показан на рис. 5.
При измерении поплавок не должен касаться стенок цилиндрической части стеклянной трубки.
Одновременно необходимо замерить температуру электролита.
Результат измерения плотности приводят к +25°C.
Для этого к показаниям денсиметра надо прибавить или отнять поправку, полученную с помощью табл. 2 (в соответствии со знаком указанного значения поправки).

Универсальный ареометр
Если при измерении окажется, что НРЦ ниже 12,6 В, а плотность электролита ниже 1,24 г/см³, батарею необходимо подзарядить и проверить зарядное напряжение на ее клеммах при работающем двигателе.

Температура электролита, °C Поправка, г/см³ Температура электролита, °C Поправка, г/см³

−65…−50 −0,06 −4…+10 −0,02
−49…−35 −0,05 +11…+24 −0,01
−34…−20 +26…+40 +0,01
−19…−5 −0,03 +41…+55 +0,02

Таблица 2 Температурные поправки к показаниям денсиметра при приведении плотности электролита к +25°C

Проверка напряжения на аккумуляторе при работающем двигателе

Перед проверкой надо убедиться, что батарея заряжена до напряжения разомкнутой цепи (НРЦ) не ниже 12,6 В или что плотность электролита не ниже 1,26 г/см³ при нормальном его уровне.
Если АКБ недозаряжена, ее следует зарядить с помощью внешнего зарядного устройства.
Уровень электролита надо довести до нормы, доливая дистиллированную воду.

После того, как батарея приведена в нормальное состояние, надо запустить двигатель и установить его обороты на уровне 1500-2000 мин−1.
Затем необходимо включить дальний свет и измерить с помощью вольтметра напряжение на клеммах батареи.

Если напряжение находится в пределах 13,9-14,3 В, значит система работает в оптимальном режиме, который может обеспечить максимально возможный заряд АКБ.

Отклонение в меньшую сторону может стать причиной недозаряда, а в большую сторону — перезаряда.
Хотя следует учитывать, что свои поправки может внести интенсивность эксплуатации автомобиля.
Последствия длительной эксплуатации с такими отклонениями описаны в предыдущих разделах.

Нередко недозаряд батареи бывает следствием ослабления натяжения ремня привода генератора.

Проверка наличия утечек в системе электрооборудования

Для такой проверки необходимо иметь амперметр с максимальной величиной измеряемого постоянного тока до 10 А.

Клемму, соединенную с массой автомобиля (и в отечественных, и в импортных автомобилях — отрицательная), отсоединяют от полюсного вывода батареи и в разрыв цепи включают амперметр.
При этом все потребители автомобиля, в том числе сигнализация, должны быть выключены.

При исправном электрооборудовании и отсутствии утечек показание амперметра будет равно нулю.

В зависимости от особенностей электрооборудования конкретных автомобилей возможны схемные решения, при которых может иметь место ток в пределах 1-2 мА.
Такие утечки не оказывают вредного влияния при бездействии автомобиля в течение 1-3 месяцев, поскольку за это время батарея потеряет всего 0,7-4 А·ч.
При включенной сигнализации потребление тока может вырасти до 20-30 мА.
Это значит, что время бездействия автомобиля не должно превышать в таком состоянии 3-х недель в летнее время и 10-и дней зимой.
Иначе батарея разрядится от сигнализации настолько, что не сможет запустить холодный двигатель.

Если ток утечки больше 30 мА, необходимо найти и устранить причину этой утечки.

Для защиты батареи от утечек тока при длительном бездействии автомобиля рекомендуется отключать на это время клеммы бортовой сети от полюсных выводов аккумуляторной батареи, то есть снимать один из наконечников с полюсного вывода батареи.

Если батарея не запустила двигатель…

Запуск двигателя необходимо производить кратковременными попытками по 5-10 секунд с паузами между ними не менее одной минуты.
Если после 3-х попыток подряд двигатель не проявляет «признаков жизни», хотя стартер «крутит» его как обычно, необходимо прекратить бессмысленные попытки и поискать причину, из-за которой двигатель не работает.
Только найдя и устранив неисправность, следует возобновить попытки пуска, иначе батарея разрядится.

Если же стартер плохо, очень медленно, «с натугой» проворачивает двигатель, это говорит о потере работоспособности батареи.
Первым делом надо проверить плотность электролита в каждом аккумуляторе, а если нет пробок — напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) батареи.
Проверку НРЦ следует проводить через 15-20 минут после попытки пуска.
Если НРЦ ниже 12,5 В, значит батарея разряжена и ее необходимо зарядить.
Плотность электролита у разряженной батареи будет примерно одинаковой во всех аккумуляторах.
Одновременно с зарядом АКБ необходимо устранить причину ее глубокого разряда.
Если же в одном из аккумуляторов плотность электролита значительно (более чем на 0,1 г/см³) ниже, чем в остальных, это говорит о возможном внутреннем коротком замыкании (КЗ).
В этом случае, если батарея еще не исчерпала гарантийный срок, следует обратиться в сервисный центр или к продавцу (см. гарантийный талон).

Бывает, что, при попытке зарядить батарею, ее владелец видит отсутствие тока на зарядном устройстве.
При этом НРЦ батареи не превышает 10 В.
Вместе с тем плотность электролита близка к нормальной и практически одинакова (±0,01 г/см³) во всех аккумуляторах.
Как правило, это говорит о наличии обрыва цепи между какими либо соседними аккумуляторами.

Как правильно хранить АКБ

Хранить сухозаряженные батареи можно в любом неотапливаемом помещении.
Единственное условие — они не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей.
Батареи в пластмассовых моноблоках лучше хранить в закрытых помещениях с минимальной освещенностью, так как яркий свет ускоряет процесс старения полимерного материала моноблока.

При хранении сухозаряженных батарей пробки должны быть плотно завернуты, а все герметизирующие выступы или специальные заглушки не должны иметь повреждений — тогда влага не попадет внутрь АКБ и после заливки электролита и пропитки она быстрее зарядится до нормального рабочего состояния.

При хранении батарей необходимо руководствоваться рекомендациями производителя.
Обычно рекомендуют хранить АКБ в вертикальном положении выводами вверх на поддонах в заводской упаковке или на специальных стеллажах.

При хранении залитых батарей могут быть две ситуации.

Хранение новых батарей перед вводом в эксплуатацию.
Хранение в связи с временным перерывом в процессе эксплуатации.
В обоих случаях перед началом хранения необходимо определить состояние заряженности батареи, измерив плотность электролита в аккумуляторах.
Если пробки не предусмотрены конструкцией, следует измерить НРЦ батареи.
В случае, если плотность электролита ниже 1,26 г/см³ или НРЦ ниже 12,6 В, батарею следует зарядить согласно инструкции по эксплуатации.
В АКБ с пробками после заряда уровень и плотность электролита надо довести до значений, указанных в инструкции.

Полностью заряженные необслуживаемые батареи можно хранить до одного года.
При этом, в зависимости от их исполнения (сплав решеток, чистота электролита, вид сепараторов) и степени износа, а также температуры окружающей среды, саморазряд после года хранения может составить 25-60%.
Минимальный саморазряд характерен для батарей с токоотводами из свинцово-кальциевых сплавов при температуре в хранилище не выше 0°C.
Средний саморазряд при реальных условиях хранения в неотапливаемом помещении составляет 25-50% за год в зависимости от исполнения батареи.

Саморазряд батарей увеличивается по мере их эксплуатации.
Поэтому, при хранении АКБ, работавших более 1,5-2 лет, необходимо не реже одного раза в три месяца проверять плотность электролита или НРЦ и при снижении их ниже допустимых значений, указанных ранее, заряжать хранящиеся батареи.
Это позволит исключить глубокий разряд и образование льда в батарее, так как у сильно разряженных батарей электролит низкой плотности может замерзнуть.

При хранении АКБ в связи с временным перерывом в процессе эксплуатации непосредственно на автомобиле следует отключать батарею от бортовой сети.
Если же это невозможно, необходимо в процессе бездействия подзаряжать батарею с периодичностью, определяемой на основании данных о потреблении энергии включенной сигнализацией.
За время бездействия АКБ не должна разряжаться более, чем на 30%.

Сливать электролит из залитых батарей на время бездействия нельзя — иначе они не будут работать при заливке электролита после хранения.

Полюсные выводы АКБ на время хранения необходимо смазать нейтральной консистентной смазкой для защиты от окисления их поверхностей.

Источник

Какие существуют индикаторы заряда автомобильного аккумулятора

Аккумулятор играет ключевую роль при запуске двигателя автомобиля. И насколько успешным будет этот запуск, во многом зависит от степени заряженности аккумуляторной батареи. А многие из нас контролируют уровень заряда АКБ? Называется, ответьте себе сами на этот вопрос. Поэтому высока вероятность того, что вы в один прекрасный день не заведёте автомобиль из-за дохлого аккумулятора. Собственно, сама проверка степени зарядки несложная. Нужно просто периодически измерять напряжение аккумулятора автомобиля мультиметром или вольтметром. Но было бы гораздо удобнее иметь простой индикатор, показывающий состояние заряда аккумулятора. О таких индикаторах пойдёт речь в этом материале.

Какие бывают индикаторы заряда автомобильного аккумулятора?

Технологии не стоят на месте и производители автомобильной техники изо всех сил стараются сделать поездки на автомобиле и его обслуживание максимально комфортным. Поэтому на современных автомобилях в бортовом компьютере, среди прочих функций, можно найти данные о напряжении аккумуляторной батареи. Но такие возможности есть далеко не на всех автомобилях. На старых авто может присутствовать аналоговый вольтметр, по которому достаточно сложно понять, в каком состоянии находится АКБ. Для новичков в автомобильном деле советуем ознакомиться с материалом о норме заряда аккумулятора автомобиля.

Такие индикаторы заряда выпускаются и сторонними производителями. Их достаточно легко разместить где-нибудь в салоне и подключить в бортовую сеть. Кроме того, в интернете есть несложные схемы изготовления индикаторов заряда своими руками.

Давайте, разберём все эти разновидности индикаторов для АКБ подробнее.
Вернуться к содержанию

Встроенный индикатор заряда на аккумуляторе

Встроенные индикаторы заряда можно встретить преимущественно на необслуживаемых автомобильных аккумуляторах. Это поплавковый индикатор, который ещё называют гидрометром. Давайте, посмотрим, из чего он состоит и как работает. На фотографии ниже можно посмотреть, как этот индикатор выглядит на корпусе аккумулятора.

Встроенный индикатор автомобильного аккумулятора

Индикатор снятый с аккумулятора

Схематично устройство встроенного индикатора АКБ можно представить следующим образом.

Схематическое устройство индикатора заряда АКБ

Принцип действия у большинства гидрометров следующий. Индикатор может показывать три различных положения в следующих ситуациях:

Аккумулятор требует зарядки

Требуется долив воды

Следует отметить, что для проверки заряда аккумулятора по встроенному индикатору в АКБ, нужно открыть капот, протереть «глазок» и посмотреть. Большинство автолюбителей заглядывают под капот от случая к случаю. Поэтому хотелось бы иметь некий прибор, показывающий степень заряда АКБ прямо в салоне. И такие устройства были разработаны производителями автомобилей и сторонними компаниями.
Дополнительно рекомендуем прочитать статью про самостоятельное обслуживание аккумулятора.

Фабричные индикаторы заряда АКБ

Сегодня в продаже можно найти достаточно интересные устройства для контроля уровня зарядки аккумулятора по его напряжению. Давайте рассмотрим некоторые из них.

Индикатор уровня заряда аккумуляторной батареи DC-12 В

Это устройство продаётся в виде конструктора. Оно подойдёт для тех, кто дружит с электротехникой и паяльником.

Схема индикатора зарядки

Основные характеристики индикатора DC-12 В:

Панель с индикатором от TMC

Этот индикатор может заинтересовать тех, кто установил себе второй аккумулятор в машину.

Индикаторы Faria Euro Black Style и Signature Gold Style

В магазинах можно найти индикаторы уровня заряда аккумулятора 12В от фирмы Faria (США).

Signature Gold Style

Индикатор заряда аккумуляторной батареи своими руками

В завершение рассмотрим, как сделать индикатор заряда аккумулятора своими руками. В сети есть огромное количество всевозможных схем для создания подобных индикаторов. Была выбрана одна, наиболее распространённая схема, по сборке которой было достаточно много положительных отзывов.

Устройство предназначено для контроля работы автомобильной АКБ с напряжением в бортовой сети от 6 до 14 вольт. В принципе, оно похожа на вышеупомянутый набор DC-12 В, который продаётся в магазинах. Это и не удивительно, поскольку принцип действия тот же.

Для сборки индикатора потребуются:

Схема для сборки индикатора своими руками

Старайтесь скомпоновать комплектующие на печатной плате так, чтобы они занимали как можно меньше места. Перед пайкой светодиодов проверьте их тестером на соответствие цвета и контактов. Лучше паяйте светодиоды не напрямую к плате, а выносите их на проводах, чтобы потом было удобнее устанавливать индикатор на автомобильной панели приборов.

Этот самодельный индикатор демонстрирует определённый уровень зарядки АКБ, не выводя конкретного значения напряжения. Корректная работа:

Источник