INDICATORE BATTERIA SCARICA
(LOW BATTERY INDICATOR)
Propongo questo schemino pur essendo un classico e semplicissimo circuito semplicemente perchè qualche tempo fa mi sono trovato nella condizione di dover tenere controllata la tensione (quindi la carica) di una batteria piombo-gel da 7Ah che uso in versione "portatile" quando mi occorre energia elettrica dove non vi è. L'idea base era quella di un sistema assolutamente semplice ed economico, che escludesse strumenti e che segnalasse l'abbassamento al di sotto di una soglia limite della tensione di batteria. L'indicazione doveva essere possibilmente sia luminosa (led) che sonora (buzzer), e naturalmente il circuito doveva consumare poca corrente per non essere anch'esso causa di scarica della batteria. Infine mi sarebbe piaciuta la possibilità di una regolazione abbastanza fine della tensione di intervento ed una certa precisione e ripetibilità della soglia.
Inizialmente non mi sono neppure sforzato ed ho fatto qualche ricerca su internet alla ricerca dello schema. Ne ho trovati diversi, la maggior parte dei quali basati solo su uno o due transistor e pochissimi componenti. Bene, ne ho realizzati almeno un paio (anche schemi apparsi su ben noti forum di elettronica ed... "approvati" dagli utenti!) con grosse delusioni:
il primo non funzionava per nulla (!) e studiandone lo schema non era difficile capirne i motivi. Il secondo pur funzionando se usato con il solo led, dava un problema di innesco del buzzer a valori di tensione invece ancora accettabili, e comunque prima che si accendesse anche il led di segnalazione.
Stufo di provare schemi forse troppo semplificati ho deciso di realizzare il "mio" sistema. Le virgolette significano che non ho assolutamente inventato nulla di nuovo, che probabilmente cercando bene si trovano già progetti simili, che il tutto si basa semplicemente sulle caratteristiche degli amplificatori operazionali. MA... FUNZIONA!!
Certo, con un circuito lievemente più complesso di similari ad un semplice transistor, ma ripeto: funziona alla perfezione e questo per me era ciò che contava.
Passando al progetto direi che non necessita di molte spiegazioni... è semplicemente l'applicazione di un amplificatore operazionale. Lo schema è il seguente:
Come integrato ho personalmente scelto un classico 741, ma si può tranquillamente usare altro (che so, una sezione del LM358 penso vada altrettanto bene). Unica avvertenza: ricordate che il 741 può dare in uscita un massimo di circa 25 mA, quindi 10 servono per accendere il led e ne rimangono più o meno 15 per pilotare il buzzer. Quest'ultimo quindi va scelto con un assorbimento limitato (altrimenti vi basterà far seguire l'integrato con un piccolo transistor). Il buzzer inoltre deve funzionare tra 9 e 15 Vcc (almeno se usate batterie da 12 V) e soprattutto avere già integrato l'oscillatore! In altre parole collegandolo a una pila o batteria deve già da solo suonare.
Guardando lo schema non c'è molto da dire: lo zener e la resistenza R2 mantengono l'ingresso invertente a 5.6 V. Tramite R4 (trimmer) e R3 si può regolare la tensione che giunge al piedino non invertente. Quando quest'ultimo ha una tensione maggiore rispetto a quello invertente l'uscita è alta (circa a tensione di alimentazione), mentre se la tensione sul pin non invertente è inferiore rispetto a quella sul pin invertente l'uscita scatta a livello basso (0V).
Nel mio caso in pratica il pin invertente è mantenuto costantemente a 5.6 V, mentre si tara R4 in modo che alla minima tensione di batteria considerata buona il piedino non invertente abbia un valore appena superiore a 5.6 V. A questo punto un abbassamento anche minimo della tensione di batteria porterà il piedino 3 ad una tensione inferiore a quella presente sul pin 2, con conseguente passaggio da +V a zero dell'uscita (pin 6) e quindi accensione sia del led che del buzzer. Tutto qui. Il circuitino funziona perfettamente e non mi ha mai dato problemi di falsi allarmi o di instabilità, nonostante sia impiegato in una realizzazione soggetta a sollecitazioni di ogni genere.
Per la taratura: collegare al posto della batteria un alimentatore stabilizzato regolabile (rispettare le polarità!), regolato per una tensione pari a quella considerata di batteria scarica (ad es. 11.5V). Regolare R4 finemente sino ad ottenere l'accensione del led e il suono del buzzer. Eventualmente ripetere alcune volte la taratura per affinarla. Provare ad alzare leggermente la tensione di ingresso e controllare che led e cicalino si spengano (basta salire di qualche decimo di volt).
Come ho detto per il mio impiego necessitavo di una costruzione decisamente "robusta", quindi nonostante la semplicità ho optato per un circuito stampato. Per i più "pigri" eccone la disposizione:
Unica nota: nel mio caso per C1 (condensatore di filtro antidisturbo per il 741) ho utilizzato un modello in tecnologia SMD saldato direttamente lato rame. Nulla vieta di usare un normale condensatore saldandolo lato rame o forando le piste per un montaggio tradizionale. Attenzione come sempre all'orientamento dei componenti polarizzati.
Per chi volesse realizzare lo stampato metto a disposizione QUI il download del file (zippato) necessario in formato .bmp e con risoluzione pari a 300 dpi. Vi basterà stamparlo per avere direttamente il master. Le dimensioni finali dello stampato devono essere di 3 x 4 cm. Dovendolo fissare a viti o bulloncini potete tenere un po' più margini lateralmente.
Direi che è tutto. Data la semplicità non credo necessitino altre indicazioni, ma se così fosse rimango a disposizione.
Unica precisazione: modificando solamente i valori dello zener e di R3/R4 il tutto può essere facilmente utilizzato per batterie con tensioni diverse (es. 6V).
Nonostante il circuito come detto non sia certo una novità, fra quelli che ho provato è certamente il migliore come funzionamento. Non sarà quello con il "minor numero di componenti", ma preferisco pochi pezzi in più (davvero pochi!) e un funzionamento sicuro piuttosto che il contrario ;-)
Al solito vi auguro BUON LAVORO e rimango a disposizione per ogni necessità.