Как «здоровье», аккумулятор?

Нет нужды повторять, насколько важно следить за состоянием аккумуляторной батареи. Но как осуществлять контроль за ней? Степень заряженности обычно проверяют ареометром, однако такой способ контроля не очень-то удобен, и чаще всего за аккумулятором подолгу не следят вообще. Между тем о степени заряженности можно судить не только по плотности электролита, но и по так называемой разновесной ЭДС. Дело в том, что между плотностью электролита и ЭДС аккумулятора имеется эмпирическая зависимость.

Е = γ + 0,85,

где Е — равновесная ЭДС аккумулятора, В;

γ — плотность электролита, г/см3, приведенная к 15°С.

Для контроля ЭДС аккумуляторной батареи (или напряжения на ее выводах при разомкнутой внешней цепи) автолюбители делают различные приборы. Однако подобный способ также неудобен: погода далеко не всегда позволяет открывать капот и подсоединять прибор к источнику тока. А нельзя ли осуществлять контроль, не выходя из машины? Оказывается, можно.

Для этого нужно изготовить сравнительно несложное электронное устройство, которое подключают непосредственно к выводам аккумулятора. В качестве индикатора используется любая автомобильная контрольная лампа, соединенная с «массой».

Если лампа в устройстве горит постоянно — «хорошо», степень заряженности свыше 75%, ЭДС превышает 12,54 В; лампа мигает часто — «удовлетворительно», заряжен на 50—75%, напряжение 12,3 — 12,54 В; лампа мигает редко — «плохо», заряженность от 25% до 50%, напряжение от 12 В до 12,3 В; лампа не горит — «очень плохо», уровень заряда и напряжение ниже 25% и 12 В соответственно.

При оценке «плохо» и «очень плохо» аккумулятор следует снять с автомашины и подзарядить стационарным способом. Причем проверять надо «отстоявшийся» аккумулятор, не работавший более двух часов. Контроль удобнее всего осуществлять утром, перед выездом, для чего достаточно нажать установленную в салоне кнопку.

Поскольку ток, потребляемый устройством, и мощность контрольной лампы невелики, заметного влияния на ЭДС аккумулятора его подключение не оказывает.

Обратимся к принципиальной схеме устройства. Ее нельзя назвать простой, однако некоторая сложность окупается надежностью и удобством пользования. Сигнализатор состоит из 9 функциональных узлов: двух генераторов DD1.1, DD1.2 и DD1.3, DD1.4 с разной частотой генерации, трех пороговых устройств — триггеров Шмитта, выполненных на транзисторах VT1 — VT3 (Т1), VT6 — VT8 (Т2) и VT12 — VT14 (Т3), электронного ключа VT4, VT5 для подключения непосредственно к выводу « + » аккумулятора, усилителя выходного сигнала (VT9 — VT11), стабилизатора питания (VD3) и связывающей логики (элементы DD2, DD3).

Устройство работает следующим образом. Если напряжение на выводах аккумулятора ниже 12 В, триггер Т3 будет находиться в устойчивом состоянии, на коллекторе транзистора VT14 присутствует логическая 1, на выводе 10 элемента DD2.4 — логический 0, на выводе 11 DD3.4 также будет низкий логический уровень, транзисторы VT9 — VT11 закрыты, и контрольная лампа гореть не будет.

При напряжении от 12 В до 12,3 В триггер Т3 перейдет в неустойчивое состояние, на выводе 10 DD2.4 установится высокий логический уровень, и на базу транзистора VT9 станут поступать электрические колебания с генератора I, частота которых вдвое меньше частоты генератора II. Контрольная лампа будет мигать один раз в секунду.

Допустим, напряжение на аккумуляторе составляет от 12,3 В до 12,54 В. Тогда триггеры Т1 и Т2 перейдут в неустойчивое состояние. Логический элемент DD2.3 разрешит прохождение на базу транзистора VT9 сигнала с генератора II, контрольная лампа замигает часто (примерно две вспышки в секунду).

Как только напряжение достигнет 12,54 В, триггер Т2 также перейдет в неустойчивое состояние, на коллекторе транзистора VT8 появится логический 0, на выводах 10 и 11 DD3 установится высокий логический уровень, и контрольная лампа станет гореть постоянно.

Поскольку трехкаскадный транзисторный усилитель, используемый в триггерах Шмитта, имеет большой коэффициент усиления, возможно самовозбуждение в момент переключения. Для его устранения предусмотрены конденсаторы С3, С4, С7.

Стабилитроны VD1, VD2, VD4 являются задающими элементами пороговых устройств, VD3 служит для получения стабилизированного напряжения (около + 9 В) для питания микросхем. Конденсаторы С5 (безындукционный, керамический) и С6 (оксидный) устраняют помехи в цепи питания DD1 — DD3.

Несколько слов о налаживании. Оно сводится в основном к настройке с помощью цифрового вольтметра триггеров Т1 — Т3 на пороги срабатывания соответственно 12,3 В, 12,54 В и 12 В, путем подбора резисторов R4, R14, R24. Можно также в небольших пределах изменять номиналы резисторов R3, R13, R23. Частоту мигания лампы подбирают с помощью резисторов R1 и R2.

Чтобы сигнализатор давал точные показания, эмиттер транзистора VT5 должен быть постоянно соединен с выводом «+» аккумулятора.

Примененные полупроводниковые элементы могут иметь любые буквенные индексы. Вместо КТ315Б допустимо использовать транзисторы серий КТ312, КТ503. Транзисторы МП26Б и КТ208М заменяются на КТ502, КТ209; КТ630Б — на КТ831. В качестве стабилитрона VD3 можно применить Д814А, Д814Б; стабилитроны VD1, VD2, VD4 должны быть обязательно серии Д818, обладающие высокой температурной стабильностью.

Теперь о конструкции. Устройство размещается на плате из фольгированного стеклотекстолита размером 94X65 мм. Диаметр отверстий под выводы анодов стабилитронов и для монтажных проводов — 1,5 мм, диаметр остальных отверстий — 1 мм. Поскольку сигнализатор будет эксплуатироваться на автомобиле, то есть в условиях повышенной вибрации, монтаж деталей нужно выполнять особенно тщательно, надежно закреплять их на плате. После сборки ее следует целиком покрыть влагозащитным лаком.

При низкой посадке транзисторов плата свободно размещается в футляре от магнитофонной кассеты.

Выводы « + » и «—» подсоединяют к клеммам аккумулятора. В качестве индикатора в автомобиле «Жигули», например, используют контрольную лампу заряда аккумулятора или любую другую на панели приборов, если один из выводов лампы соединен с «массой». Учтите, что короткое замыкание в этой цепи приводит к выходу из строя транзисторов VT10 и VT11.

Кнопку включения устанавливают в удобном месте, в салоне.

М. ДАНИЛОВ, г. Тбилиси