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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Amperímetro electrónico para coche. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Automóvil. Dispositivos electrónicos El dispositivo propuesto está diseñado para el control visual de la corriente de carga y descarga de una batería de automóvil durante un viaje. El indicador del amperímetro es un puntero, además, hay un indicador de dirección de corriente LED que se enciende cuando la batería está baja. Tener información sobre la dirección y el valor de la corriente que circula por la batería permite al conductor evitar muchos accidentes. Por ejemplo, puede notar a tiempo que la batería no se carga por algún motivo y evitar que se descargue por completo. No menos peligrosa es la situación cuando la corriente de carga es demasiado alta, lo que puede provocar un incendio y la falla del generador. Esto sucede, por ejemplo, cuando falla el regulador de voltaje. En los automóviles de pasajeros modernos, generalmente se limitan a instalar una luz de advertencia de carga de batería en el tablero. Los amperímetros en el circuito de carga y descarga de la batería, por regla general, no están disponibles, por lo que tampoco están a la venta. Para obtener información más completa sobre las condiciones de funcionamiento de la batería, queda instalar un amperímetro casero en el automóvil. Por ejemplo, un miliamperímetro o microamperímetro de puntero convencional derivado con una resistencia con una resistencia pequeña. Pero no todos estos dispositivos son adecuados para este propósito, ya que la caída de voltaje a través de él en una corriente de desviación total de la flecha puede representar una fracción significativa del voltaje en la red de a bordo del automóvil. La industria produce derivaciones de medición estándar para amperímetros que tienen una caída de voltaje de 75 e incluso 50 mV a corriente nominal, pero esto no es suficiente para la mayoría de los instrumentos de medición eléctrica de tamaño pequeño. Para conectarlos a la derivación, se requiere un amplificador de CC con una pequeña deriva de temperatura de cero. También se requiere que el mecanismo del dispositivo indicador sea resistente a vibraciones, y sus dimensiones sean lo suficientemente pequeñas para ser instalado en el tablero de un automóvil. No es recomendable usar un amperímetro con lectura digital en un automóvil, principalmente porque cuando cambia el parámetro medido (corriente), los números en el indicador cambian rápidamente y es difícil navegar en sus lecturas. Los dispositivos de puntero cuando se conectan en paralelo a la derivación, lo que es casi equivalente a un cortocircuito del marco, tienen una inercia notable causada por la amortiguación del mecanismo de medición. Y en la oscuridad, el conductor tiene que forzar la vista para considerar la posición de la flecha. Además, la flecha puede fluctuar no solo como resultado de los cambios en la corriente medida, sino también cuando la carrocería del automóvil tiembla. Por lo tanto, es recomendable complementar el amperímetro de aguja con un LED de señal que se encienda en un valor de corriente crítico. En el dispositivo propuesto, el brillo del LED indica que la dirección de la corriente a través de la batería corresponde a su descarga. El circuito del amperímetro se muestra en la fig. una.
Principales características técnicas
El dispositivo consta de un estabilizador de voltaje en un diodo zener VD1 y un transistor VT2, un amplificador de CC balanceado en los transistores VT1 y VT3 y un dispositivo de umbral en un transistor VT4, en cuyo circuito colector está conectado el LED HL1. Dado que el amplificador en los transistores VT1 y VT3 está balanceado, tiene una deriva de temperatura relativamente pequeña de cero. La resistencia R2 es una derivación estándar con una caída de tensión de 75 mV a 40 A. Cuando el generador está apagado, la corriente fluye desde la batería hacia el sistema eléctrico del vehículo a través de la derivación R2, mientras que el transistor VT3 se abre y su corriente de colector aumenta, y la caída de voltaje a través de la resistencia de sintonización R7 aumenta. Cuando el generador comienza a funcionar, la corriente fluye a través de la derivación desde la red integrada hasta la batería. Esto aumenta la corriente de colector del transistor VT1 y la caída de tensión en la resistencia R1. La flecha del miliamperímetro PA1 con cero en el medio de la escala se desvía en proporción a la corriente que fluye a través del shunt hacia una de las resistencias R1, R7, cuya caída de voltaje es mayor. Al mover el motor de la resistencia de sintonización R7, se ajusta el umbral del indicador LED de la corriente de la batería. Si este umbral corresponde a corriente cero a través de la derivación R2, entonces el LED se encenderá cuando la batería esté baja y se apagará cuando la batería se esté cargando. Si es necesario, puede, por supuesto, establecer un umbral diferente. El microamperímetro RA1 puede tener casi cualquier resistencia de marco. Su influencia siempre se puede compensar reduciendo o aumentando la resistencia de la resistencia adicional R6. El autor utilizó un indicador de puntero de un avómetro UH-1000A importado con una corriente de desviación total del puntero de 500 μA. La caja del dispositivo fue aserrada por la mitad y solo se utilizó su parte superior con un puntero indicador, el cual fue rediseñado para que en ausencia de corriente el puntero quedara en el medio de la escala. Usando una placa de metal y tornillos, el indicador se fija al tablero. El diseño de este dispositivo soporta vibraciones y golpes no muy fuertes. Como PA1, también puede usar el indicador de nivel de grabación (por ejemplo, M68 501 o M476 / 1) de una grabadora de cassette antigua. Dichos indicadores tienen una escala pequeña, pero son muy resistentes a las vibraciones y se pueden usar durante mucho tiempo incluso en una motocicleta, donde el nivel de vibración es mucho más alto que en un automóvil. En principio, la posición inicial de la aguja del dispositivo PA1 no tiene por qué estar exactamente en la mitad de la escala. Dado que la corriente de descarga de la batería es mucho mayor que la corriente de carga, la parte de la escala reservada para su visualización puede ser más larga que la parte de la escala reservada para la corriente de carga. Esto, sin embargo, dará lugar a algunas dificultades si es necesario evaluar rápidamente la dirección de la corriente durante el movimiento. La resistencia R4 sirve para establecer el valor inicial de la corriente de colector de los transistores VT1 y VT3, y la resistencia de corte R3 pone a cero la aguja del microamperímetro PA1. Para que no se desvíe con los cambios de temperatura, las bridas de eliminación de calor de los transistores VT1 y VT3 se presionan firmemente entre sí a través de una junta aislante lubricada con pasta conductora de calor, que iguala la temperatura de los transistores. La unidad electrónica del amperímetro está ensamblada en una caja de plástico con dimensiones de 70x50x40 mm y está conectada a un microamperímetro montado en el tablero y con un par de cables trenzados al shunt R2 tipo 75SHIP-40, ubicado debajo del capó cerca del batería. El dispositivo utiliza resistencias fijas MLT, resistencias de ajuste SP3-1b, condensador de óxido K50-6. En lugar del transistor KT315, puede usar cualquier transistor de silicio de baja potencia de la estructura npn. LED HL1 - bajo consumo cualquier tipo y color de brillo. Cuando enciende el amperímetro electrónico por primera vez, debe aplicarle un voltaje de +12 V desde el costado del sistema eléctrico del vehículo desde cualquier fuente sin conectar la batería. En primer lugar, debe medir el voltaje entre los terminales extremos de la resistencia de sintonización R7. Si es muy diferente de 4,5 V, este valor debe lograrse seleccionando la resistencia R4. Luego, debe configurar la flecha del dispositivo PA1 a cero con una resistencia de corte R3. Usando la resistencia de corte R7, debe encender el LED HL1, luego mueva lentamente el control deslizante de la resistencia de corte en la dirección opuesta hasta que el LED se apague. En este caso, las lecturas del microamperímetro PA1 pueden cambiar ligeramente, lo que debe eliminarse con una resistencia de ajuste R3 y luego repetir el ajuste de la resistencia de ajuste R7. Puede que tenga que repetir estas operaciones varias veces. Para calibrar el amperímetro, debe crear una corriente ejemplar en la derivación R2 conectando a sus terminales de alimentación un circuito que consiste en una fuente de voltaje de CC suficientemente potente y una resistencia limitadora y un amperímetro ejemplar conectado en serie con él. En ausencia de un amperímetro con un límite de medición lo suficientemente grande, es posible medir la caída de tensión en la resistencia limitadora y, conociendo su resistencia, calcular la corriente de acuerdo con la ley de Ohm. Pero debe tenerse en cuenta que debido a la dependencia de la resistencia de la corriente que fluye (es muy fuerte, por ejemplo, en lámparas incandescentes, a menudo utilizadas para limitar la corriente), este método puede no ser lo suficientemente preciso. La segunda opción es reemplazar temporalmente la derivación R2 con otra resistencia varias veces mayor. Luego, es posible calibrar el dispositivo a los valores actuales reducidos por el mismo factor que aumenta la resistencia de derivación y, al finalizar la calibración, realizar un reemplazo inverso. Primero, se establece una corriente igual al límite de medición requerido del amperímetro y, al seleccionar la resistencia R6, se logra una desviación completa de la flecha del dispositivo PA1. Luego cambie la dirección de la corriente a través de la derivación hacia la opuesta y asegúrese de que la flecha se desvíe completamente en la dirección opuesta. La asimetría de la desviación se puede eliminar seleccionando la resistencia R4 (en este caso, la configuración cero del amperímetro deberá repetirse nuevamente) o simplemente tenerla en cuenta al clasificar la escala. Las divisiones se aplican a la escala configurando 5-10 valores actuales en cada dirección. En algunos casos (por ejemplo, en una motocicleta), se puede utilizar un amperímetro electrónico, ensamblado de acuerdo con el circuito que se muestra en la Fig. 2. Aquí GB1 es la batería, SA1 es el interruptor de su cable negativo. El dispositivo se diferencia del descrito anteriormente por la inclusión de un shunt en el circuito negativo de la batería y no en el positivo, el uso de transistores opuestos a los utilizados en la primera versión de la estructura y un regulador de voltaje integrado DA1. La desventaja de un amperímetro de este tipo es que la corriente de arranque también fluye a través de la derivación de medición.
La derivación de medición para este dispositivo se puede hacer de forma independiente, pero es inaceptable hacerlo con alambre de cobre, como recomiendan algunos radioaficionados. El hecho es que la resistencia del cobre cambia en un 20% con un cambio de temperatura de 8,5 ° C, lo que provoca una desviación en las lecturas del amperímetro. Aproximadamente el mismo coeficiente de temperatura de resistencia (TCR) y otros metales puros. Un material adecuado para una derivación son las aleaciones de nicromo o manganina, cuyo TCS es uno o dos órdenes de magnitud menor. La derivación está hecha preferiblemente de una tira de metal que tiene una sección transversal igual con una superficie de enfriamiento mayor que un alambre redondo. Para el dispositivo descrito, se puede hacer una derivación, por ejemplo, a partir de un trozo de cinta de nicromo con una sección transversal de 10x1 mm y una longitud de aproximadamente 17 mm. Ambos extremos del segmento están soldados en ranuras hechas en placas de cobre masivas. En estas placas se perforan dos orificios roscados para conectar circuitos de potencia y medición. Es inaceptable sujetar los cables de alimentación y medición bajo un tornillo. Por lo general, la resistencia de la derivación se hace deliberadamente menor que la calculada, y luego se ajusta girando mecánicamente la cinta en ancho y grosor. En el dispositivo descrito, puede prescindir del ajuste, ya que el error que ha surgido debido a la resistencia inexacta de la derivación se puede compensar fácilmente seleccionando la resistencia R6. En ausencia de una cinta, se puede hacer una derivación a partir de una gran cantidad de cables de nicromo conectados en paralelo (por ejemplo, desde un calentador de estufa eléctrica) de la misma sección transversal total. Autor: A. Sergeev
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Comentarios sobre el artículo: Petrovich2015 Una decisión interesante. Especifique el valor de la resistencia R1. No se muestra en el diagrama.
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